Объемные трехмерные модели отличаются значительным разнообразием и уже давно прочно вошли в исследовательскую практику. Обилие изображений такого рода, моделирующих не только реальные, но и абстрактные объекты, множество их разновидностей и применяемых технологий дали даже повод говорить о "трехмерной картографии" как особом научном направлении. Л.Е.Смирнов выделяет плоские модели трехмерного пространства, то есть специальным образом построенные двумерные изображения, рассчитанные на субъективное восприятие трехмерности; стереоскопические модели, воспроизводящие объемность хотя и не материально, однако с полной имитацией их пространственного образа, а также физические модели, материально воплощающие объемность изображаемых объектов. В создании трехмерных изображений особое значение приобретает зрительный образ, который должен давать полное представление о пространственности объектов и явлений, каково оно в действительности или в представлении создателей трехмерной модели. Кратко охарактеризуем основные виды объемных геоизображений.

Стереоскопические геоизображения — образные и образно-знаковые масштабные пространственные модели, зрительно воспроизводящие трехмерность и объемность отображаемых объектов. Это анаглифические изображения, стереофотограмметрические модели, фотографические и растровые стереомодели.

Наиболее известны анаглифические карты и снимки, которые печатаются двумя взаимно дополняющими цветами (сине-зеленым и красным) с некоторым параллактическим смещением, так что оба изображения образуют стереопару. При бинокулярном рассмотрении анаглифов через специальные очки-светофильтры с красным и сине-зеленым стеклами каждый глаз раздельно видит лишь "свое" изображение, кажущееся серым. Читатель воспринимает эти раздельные изображения как единое черно-белое стереоскопическое (объемное) изображение. Объемную модель можно получить и путем проектирования разноцветных слайдов на один экран через соответствующие цветные фильтры, компьютерные технологии позволяют воспроизводить анаглифические карты и снимки на дисплеях.

На анаглифических картах можно показать не только реальную местность, но и абстрактный рельеф, например, поле атмосферного давления или плотность населения.

Имеются опыты по созданию объемных геоизображений на основе метода растровой стереоскопии, когда разделение осуществляется с помощью линзовых растров, накладываемых на карту. Растровые картины, получаемые таким образом, хорошо известны в быту — это "объемные" цветные открытки. В данном случае оптическое приспособление совмещено с плоскостью изображения, и его можно рассматривать из любых положений. Само же изображение (карта, снимок) остается при этом неподвижным.

Стереофотограмметрические модели создают по стереопарам перекрывающихся снимков. Стереопарами могут быть соседние аэрофотоснимки, сделанные с двух разных точек с частичным перекрытием, наземные или подводные снимки, космические изображения, полученные с перекрытием с двух соседних трасс. Стереоскопический эффект возникает при определенных условиях: снимки стереопары должны быть правильно расположены один относительно другого, разность их масштабов, неизбежная при раздельном фотографировании, не должна превышать 16 %, а угол, под которым пересекаются соответственные зрительные лучи, не может быть больше 16°. При этом каждый глаз наблюдателя должен видеть только один снимок стереопары.

Простейшим прибором, с помощью которого получают стереоскопический эффект, является стереоскоп, более сложные устройства — стереометры, стереопроекторы, стереоматы и др. — позволяют не только видеть объемное изображение, но и выполнять по нему высокоточные измерения, проводить дешифрирование и рисовку рельефа, то есть как бы вести топографическую съемку в ручном, полуавтоматическом и даже автоматическом режимах.

Блоковые геоизображения — к этому виду отнесены блок-диаграммы — плоские трехмерные картографические рисунки, совмещающие перспективное изображение поверхности с продольным и поперечным вертикальными разрезами, физиографические карты, объемные картограммы, а также близкие им по свойствам рельефные карты и глобусы, то есть физические объемные модели поверхности планеты. Наиболее разнообразны по форме и тематике блок-диаграммы. Чаще всего они показывают рельеф территории совместно с геологическими или геолого-геоморфологическими профилями. Но существуют и иные - геофизические блок-диаграммы, передающие геофизическое строение недр, почвенные — дающие представление о соотношении рельефа, ландшафта и почв, климатические — совмещающие изображение барических поверхностей, вертикальной температурной стратификации, ветров на разных высотных уровнях и т.п.

Если по одной из осей показать временные интервалы, то получится так называемая метахронная блок-диаграмма, характеризующая последовательную смену состояний явления во времени: по дням, месяцам, сезонам года и т.п.

К блок-диаграммам близки физиографические карты — перспективные рисунки рельефа суши и морского дна, передающие пластическое, картинное изображение поверхности, ее физиономические черты (отсюда и название этих изображений). Физиографические карты, как и блок-диаграммы строятся в определенном вертикальном масштабе, обычно преувеличенным для наглядности относительно горизонтального, с некоторым перспективным сдвигом форм рельефа, что и создает эффект объемности. Существует несколько разновидностей физиографических изображений, например, показ рельефа поверхности с помощью так называемых наклонных изолиний — следов сечения поверхности серией равноотстоящих наклонных плоскостей. Такие геоизображения похожи на профильные блок-диаграммы.

Рис.2.1 Блок-диаграммы, построенные в разных проекциях А - аксонометрическая проекция; Б - перспективная проекция с одной точкой перспективы; В - перспективная проекция с двумя точками перспективы; Г - перспективная блок-диаграмма, составленная в виде серии профилей.