В современной практике инженерного проектирования задачи, связанные с вертикальной планировкой — преобразованием рельефа местности в проектную поверхность (ПП), — ведутся на основе ГИС-технологий, имеющие различные условия визуализации. Цифровые модели рельефа (ЦМР) для инженерных задач визуализируются на основе структурных линий — это изолинии, водоразделы, тальвеги и т. д.
Под цифровой моделью географического объекта понимается определенная форма представления исходных данных и способ их структурного описания, позволяющий «вычислять» (восстанавливать) объект путем интерполяции, аппроксимации или экстраполяции [1].
Решение инженерных задач, связанных с вертикальной планировкой и водоотведением, базируются на структурных линиях рельефа. Они несут различную информацию о количественно-качественных характеристиках рельефа. Для определения оптимальных границ участка ПП известные структурные линии оказываются недостаточными. Для решения поставленной задачи требуются дополнительные структурные линии — линии изохрон, линии равного добегания [2]. Они несут информацию об ускорении материальных частиц по поверхности. Если уклоны на участках поверхности равномерны, то линии изохрон свидетельствуют о возможности преобразования данного участка к наклонной плоскости и границ ее приемлемости [3]. Очевидно, что изолинии поверхности не способствуют для оптимального выбора проектной поверхности, в связи с этим на данное время востребована новая модель рельефа, более полноценная для выбора оптимальной ПП. Математические расчеты объема земляных работ оптимальны лишь при условии, если выбранный участок способствует к проектированию под одну наклонную плоскость. Задача усложняется, если на предлагаемом участке требуется проведение ПП под ряд наклонных плоскостей для водоотведения. Становятся востребованными структурные линии, несущие информацию об уклонах поверхности (рис. 1).
В предлагаемой новой модели информация об изолиниях преобразована в шкалу высот (на рисунке справа), по цветам шкалы сопоставляются высотные данные. Под масштабной линейкой приведена информация об образованиях линий изохрон. t1 = 10 означает стартовое время, начинающее с десятой единицы, и последующие линии изохрон образуются с интервалом 5 ед. Измеряя из произвольного участка интервалы линий изохрон, следует сопоставить их со строкой предлагаемой номограммы (в нижнем углу справа) и определить общий уклон данного участка по вертикальной шкале. Надо отметить, что номограмма позволяет определить малые наклоны в пределах 0,01–0,001.