• Що таке картографічна проекція?
• Властивості картографічної проекції
• Види картографічних проекцій
• Приклади картографічних проекцій
• Чому картографічні проекції спотворені?

Пояснюємо, що таке картографічна проекція, її функції при створенні карт та її властивості. Крім того, ми наводимо вам різні приклади.

Картографічна проекція прагне якомога менше спотворити пропорції планети.

Що таке картографічна проекція?

в географія, картографічна проекція (також звана географічною проекцією) — це спосіб візуального представлення частини Земна кора, який виконує еквівалентність між природною кривизною планета і плоска поверхня a Карта. По суті, він полягає в «переведенні» тривимірного представлення в a двовимірний, якомога менше спотворюючи пропорції оригіналу.

Це типова процедура для створення карт картографами, які повинні керуватися системою координат, з якої складаються карти. меридіани і паралелі земні, щоб побудувати просторове уявлення, яке відповідає пропорціям кривизни планети.

Однак це неможливо зробити без певної похибки, тому проекції вивчаються, щоб максимально зменшити спотворення та зберегти, перш за все, три основні аспекти карти: відстань, поверхню та форму.

Існують різні можливі картографічні проекції, тобто різні методи Ю процедури відобразити розміри Землі (або частини її поверхні) у двох вимірах, оскільки це була тема, яка займала географів з давніх часів. У цьому сенсі ніхто не є «вірнішим», ніж інший, але вони створюють різні проблеми геометричні і підкреслюють різні аспекти представлення.

Властивості картографічної проекції

Усі картографічні проекції мають характерні особливості, які пов’язані з типом перетворення або геометричною процедурою, яка використовується для його виконання. Таким чином, географічна проекція може мати одну або дві з наступних трьох властивостей, але ні в якому разі не може виконувати всі три одночасно:

• Рівновіддаленість. Проекція відповідає відстаням оригіналу, тобто не збільшує і не зменшує їх, а зберігає пропорція на масштаб кореспондент.
• Еквівалентність. Проекція відповідає площам вихідних поверхонь, тобто не спотворює розміри і розміри поверхонь.
• відповідність. Проекція відповідає формам і кутам оригіналу, тобто не спотворює силует або зовнішній вигляд зображеної поверхні.

У кожній проекції намагаються якомога більше відповідати цим трьом основним властивостям, хоча, як правило, однією жертвують більше, ніж іншою, залежно від конкретної корисності спроектованої карти. Наприклад, якщо це a карта світу або планісфера школа, загалом дотримується форма слів континенти (відповідність), ніж відстань між ними (еквідистанція) і поверхнею кожного (еквідистанція).

Види картографічних проекцій

У конічних проекціях меридіани стають прямими.

Для класифікації картографічних проекцій використовується критерій ст геометрична фігура що його надихає, тобто якщо проекція є циліндричною, конічною, азимутальною або якщо вона поєднує в собі аспекти цих трьох категорій.

• Циліндричні проекції. Як вказує їх назва, це проекції, які використовують уявний циліндр як поверхню карти.Розташований січною або дотичною до сферичної поверхні планети, цей циліндр має хорошу відповідність (зберігає форми), але в міру того, як ми віддаляємось від екватора, утворюється більше та помітніше викривлення щодо відстаней і поверхонь. Незважаючи на це, зберігаючи перпендикулярність між меридіанами та паралелями, це простий і корисний тип проекції, який широко використовується в навігації.
• конічні проекції. Подібно до циліндричних проекцій, ці проекції отримують шляхом розміщення земної сфери всередині внутрішньої кривизни уявного дотичного або січного конуса, на який будуть проектуватися паралелі та меридіани. Цей тип проекції перетворює меридіани на прямі лінії, які починаються від полюса, а паралелі — на концентричні кола всередині конуса. Отримана карта ідеально підходить для представлення середніх широт, оскільки вона представляє більші спотворення при русі до полюсів.
• Азимутальні або азимутальні проекції. Їх також називають зенітальними проекціями, вони отримують шляхом розміщення земної сфери на уявній площині, дотичній до самої сфери, на яку проектуються меридіани та паралелі. Отримана точка зору відповідає погляду на світ з центру Землі (гномонічна проекція) або з віддаленої планети (ортографічна проекція). Ці проекції ідеально підходять для збереження зв’язку між полюсами та півкулями, тому вони точні у регіонах з високими широтами; але вони представляють зростаюче спотворення, чим більша відстань між точкою дотику площини до сфери, тому вони непридатні для точного представлення екваторіальної області.
• Змінені прогнози.Також називаються комбінованими або змішаними проекціями, вони включають різні аспекти попередньо перерахованих проекцій і намагаються досягти точного представлення земної поверхні через порушення безперервності карти та математичну побудову квадрата, який охоплює ту саму поверхню. кола: суперечлива процедура, але така, що дозволяє експериментувати з довільними деформаціями земних меридіанів і паралелей, таким чином отримуючи нові та неможливі результати, використовуючи решту типів проекцій.

Приклади картографічних проекцій

Проекція Вінкеля-Тріпеля вважається найкращою моделлю земного зображення.

Основними та найвідомішими картографічними проекціями Землі (тобто картою світу) є:

• Проекція Меркатора. Створена німецьким географом і математиком Герардом Меркатором (1512-1594) у 1569 році, це одна з найбільш використовуваних проекцій Землі в історії, особливо під час створення карт для навігації у 18 столітті. Це проекція циліндричного типу, практична та проста, але вона деформує відстані між земними меридіанами та паралелями, перетворюючи їх на паралельні лінії, що збільшує відстань між одним та іншим у міру просування до полюса. До цього додається скорочення екваторіальних регіонів, що дозволяє, наприклад, Алясці виглядати більш-менш розміром Бразилії, тоді як остання фактично майже в п’ять разів перевищує її розмір. Це призводить до того, що Європа, Росія та Канада відіграють набагато більш помітну роль у представленні земної кулі, за що карту звинувачують у європоцентризмі.
• Проекція Ламберта. Також називається «Конформна проекція Ламберта», щоб відрізнити її від інших проекцій, зроблених франко-німецьким фізиком, філософом і математиком Йоганном Генріхом Ламбертом (1728-1777), це конічна проекція, створена в 1772 році.Його отримують за допомогою двох опорних паралелей, які перетинають земну кулю і діють як сторони конуса, що дозволяє нульове спотворення вздовж паралелей, хоча це спотворення збільшується при віддаленні від них. З іншого боку, меридіани стають кривими лініями великої точності. Результатом є проекція з дуже високою відповідністю, яка часто використовується для польотних карт літаків, хоча створені з нею карти світу зазвичай підходять лише для однієї півкулі за раз.
• Проекція Галла-Пітерса. Створений шотландським священиком Джеймсом Галом (1808-1895) у 1855 році, цей прогноз вперше з’явився 30 років потому в Scottish Geographical Review (Шотландський географічний журнал). Але його популяризація та реалізація відповідали німецькому режисеру Арно Петерсу (1916-2002), тому він носить імена обох. Це проекція, яка прагне виправити недоліки проекції Меркатора, і для цього вона приділяє більше уваги еквівалентності: вона проектує земну сферу в уявний циліндр, який потім розтягується, щоб подвоїти свою власну величину.
• Проекція Ван дер Грінтена. Створений у 1898 році німецько-американським картографом Альфонсом Й. ван дер Грінтеном (1852-1921), він не є конформною чи еквівалентною проекцією, а скоріше довільною геометричною конструкцією на площині. Він використовує ті самі методи Меркатора, але значно зменшує свої спотворення, які зарезервовані для полюсів, за умови максимального ступеня невідповідності. Ця проекція була прийнята Національним географічним товариством у 1922 році, поки її не замінила в 1988 році проекція Робінсона.
• Проекція Айтоффа.Запропонована в 1889 році російським картографом Давидом Ейтоффом (1854-1933), це дещо еквівалентна та дещо конформна зенітна або азимутальна проекція, побудована на основі викривлення горизонтального масштабу, щоб перетворити земну сферу на еліпс, що вдвічі ширший за висоту. . Це постійний масштаб на екваторі та центральному меридіані планети, що надихнуло Ернста Хаммера запропонувати подібну модель у 1892 році, відому як проекція Хаммера, але малокорисну.
• Проекція Робінзона. Створений у 1961 році американським географом Артуром Х. Робінсоном (1915-2004), він виник як відповідь на дебати щодо найсправедливішого представлення планети, які відбулися в середині 20 століття. Його мета полягала в тому, щоб показати карту світу простим, але ненадійним способом на напівциліндричній площині, щоб вона не була ані еквідистантною, ані еквівалентною, ані конформною, а скоріше припускала її спотворення (найважливіші в полярному регіоні та на високих широтах). ) на основі культурного консенсусу, який створив би привабливі зображення всього світу, не наголошуючи на жодному континенті. Ця проекція широко використовувалася Національним географічним товариством до її заміни в 1998 році проекцією Вінкеля-Тріпеля.
• Проекція Вінкеля-Тріпеля. Це модифікована азимутальна географічна проекція, запропонована Оскаром Вінкелем у 1921 році, з поєднання проекції Айтоффа та еквідистантної циліндричної проекції. Ця проекція була прийнята Національним географічним товариством у 1998 році, і з тих пір вона вважається найкращою моделлю земного представлення на сьогоднішній день.

Чому картографічні проекції спотворені?

Явище викривлення неминуче в будь-якому типі проекції, хоча його можна зменшити або певною мірою приховати.Це пов’язано з геометричною проблемою: неможливо вірно перевести сферичну поверхню в плоску, зберігаючи її відстань, форму та аспекти поверхні при переході від трьох вимірів до двох.

Хороший спосіб перевірити це явище — уявити, що ми стоїмо на одному з земних полюсів і йдемо по прямій лінії до екватора, керуючись будь-яким меридіаном. Опинившись там, ми пройдемо відстань по прямій лінії на екваторі, а потім повернемося до полюса по прямій лінії, керуючись відповідним меридіаном.

Траєкторія, яку ми описали в нашому огляді, складається зі сферичного вигнутого трикутника, який має два прямі кути (тобто кут 90°) і третій менший кут, але більший за 0°. Отже, сума кутів цього трикутника більша за 180°, що геометрично неможливо для жодного плоского трикутника. Відповідь на цю загадку полягає саме в необхідному спотворенні, якого зазнає описаний трикутник, коли він знаходиться на поверхні сфери.