• Mis on kaardiprojektsioon?
• Kaardi projektsiooni omadused
• Kaardi projektsioonide tüübid
• Näited kaardi projektsioonidest
• Miks on kaardi projektsioonid moonutatud?

Selgitame, mis on kartograafiline projektsioon, selle funktsiooni kaartide loomisel ja omadusi. Lisaks toome teile erinevaid näiteid.

Kartograafiline projektsioon püüab planeedi proportsioone võimalikult vähe moonutada.

Mis on kaardiprojektsioon?

sisse geograafia, on kaardi projektsioon (nimetatakse ka geograafiliseks projektsiooniks) viis visuaalselt kujutada osa Maakoor, mis täidab samaväärsuse loomuliku kumeruse vahel planeet ja a lame pind Kaart. Põhimõtteliselt seisneb see kolmemõõtmelise esituse "tõlkes" a kahemõõtmeline, moonutades originaali proportsioone nii vähe kui võimalik.

See on protseduur, mis on tüüpiline kaartide koostamisele kartograafide poolt, kes peavad juhinduma kaardid moodustavast koordinaatsüsteemist. meridiaanid ja paralleelid maapealne, et luua ruumiline esitus, mis on truu planeedi kõveruse proportsioonidele.

Seda ei saa aga teha ilma teatud veamarginaalita, seetõttu uuritakse projektsioone selleks, et võimalikult palju vähendada moonutusi ja säilitada ennekõike kaardi kolm põhiaspekti: kaugus, pind ja kuju.

Võimalikud on erinevad kartograafilised projektsioonid, st erinevad meetodid Y protseduurid kujutada Maa (või selle pinna osa) mõõtmeid kahes mõõtmes, kuna see on olnud teema, mis on geograafe iidsetest aegadest peale hõivanud. Selles mõttes pole ükski neist "ustavam" kui teine, kuid neil on erinevad probleemid geomeetriline ja rõhutada esituse erinevaid aspekte.

Kaardi projektsiooni omadused

Kõikidel kartograafilistel projektsioonidel on iseloomulikud tunnused, mis on seotud teisenduse tüübi või selle tegemiseks kasutatud geomeetrilise protseduuriga. Seega võib geograafilisel projektsioonil olla üks või kaks kolmest järgmisest omadusest, kuid mitte mingil juhul ei saa see täita kõiki kolme korraga:

• Võrdsus. Projektsioon on truu originaali kaugustele, st ei suurenda ega kahanda neid, vaid säilitab oma proportsioon peal kaal korrespondent.
• Samaväärsus. Projektsioon vastab originaalpindade pindaladele ehk ei moonuta pindade suurusi ja mõõtmeid.
• Vastavalt. Projektsioon vastab originaali kujudele ja nurkadele, see tähendab, et see ei moonuta kujutatava pinna siluetti ega välimust.

Igas projektsioonis püütakse võimalikult palju järgida neid kolme põhiomadust, kuigi üldiselt ohverdatakse üht rohkem kui teist, sõltuvalt projekteeritud kaardi konkreetsest kasulikkusest. Näiteks kui see on a maailmakaart kas planisfäär kool, üldiselt austatakse sõnade vormi mandritel (vastavus) kui nende vaheline kaugus (võrdne kaugus) ja iga pinna vaheline kaugus (võrdne kaugus).

Kaardi projektsioonide tüübid

Koonusekujulistes projektsioonides muutuvad meridiaanid sirgjoonteks.

Kartograafiliste projektsioonide klassifitseerimiseks on kriteeriumiks geomeetriline kujund mis seda inspireerib, st kui projektsioon on silindriline, kooniline, asimuutne või kui see ühendab nende kolme kategooria aspekte.

• Silindrilised projektsioonid. Nagu nimigi ütleb, on need projektsioonid, mis kasutavad kaardi pinnana kujuteldavat silindrit.See silinder, mis asub planeedi sfäärilise pinnaga poolel või puutujal, on hea konformsusega (respekteerib kujusid), kuid ekvaatorist eemaldudes tekib vahemaade ja pindade osas suurem ja märgatavam moonutus. Sellegipoolest, säilitades meridiaanide ja paralleelide vahelise perpendikulaarsuse, on see lihtne ja kasulik projektsioonitüüp, mida kasutatakse laialdaselt navigatsioonis.
• koonilised projektsioonid. Sarnaselt silindriliste projektsioonidega saadakse maapealse sfääri asukoha määramine kujuteldava puutuja või lõikekoonuse sisemises kõveruses, millele projitseeritakse paralleelid ja meridiaanid. Seda tüüpi projektsiooni eeliseks on meridiaanide muutmine poolusest algavateks sirgjoonteks ja paralleelid kontsentrilisteks ringideks koonuses. Saadud kaart sobib ideaalselt keskmiste laiuskraadide kujutamiseks, kuna pooluste poole liikudes on sellel suurem moonutus.
• Asimuudi- või asimuutprojektsioonid. Nimetatakse ka zeniitprojektsioonideks, need saadakse, asetades maakera kujuteldavale tasapinnale, mis puutub sfääri endaga ja millele projitseeritakse meridiaanid ja paralleelid. Saadud vaatepunkt vastab maailma vaatele Maa keskpunktist (gnomooniline projektsioon) või kaugelt planeedilt (ortograafiline projektsioon). Need projektsioonid sobivad ideaalselt pooluste ja poolkerade vahelise suhte säilitamiseks, seega on need kõrgetel laiuskraadidel truud; kuid need moonutavad seda rohkem, mida suurem on tasapinna puutujapunkti ja sfääri vaheline kaugus, nii et need ei sobi ekvatoriaalpiirkonna tõepäraseks esitamiseks.
• Muudetud prognoosid.Neid nimetatakse ka kombineeritud või segaprojektsioonideks. Need on need, mis hõlmavad eelnevalt loetletud projektsioonide erinevaid aspekte ja püüavad saavutada maapinna tõetruu esituse, katkestades kaardi pidevuse ja ruudu matemaatilise konstruktsiooni, mis hõlmab sama pinda. ringist: intuitiivne protseduur, kuid selline, mis võimaldab katsetada maapealsete meridiaanide ja paralleelide vabatahtlikke deformatsioone, saades seeläbi uusi ja võimatuid tulemusi, kasutades ülejäänud projektsioonitüüpe.

Näited kaardi projektsioonidest

Winkel-Tripeli projektsiooni peetakse parimaks maapealse esituse mudeliks.

Peamised ja tuntuimad Maa (st maailmakaardi) kartograafilised projektsioonid on:

• Mercatori projektsioon. Saksa geograafi ja matemaatiku Gerardus Mercatori (1512-1594) 1569. aastal loodud maapealne projektsioon on ajaloos üks enim kasutatud maapealseid projektsioone, eriti 18. sajandil navigeerimiseks mõeldud kaartide koostamisel. See on silindrilist tüüpi projektsioon, praktiline ja lihtne, kuid see deformeerib maapealsete meridiaanide ja paralleelide vahelisi kaugusi, muutes need paralleelseteks joonteks, mis suurendab pooluse poole liikudes kaugust ühe ja teise vahel. Sellele lisandub ekvatoriaalpiirkondade kahanemine, mis võimaldab näiteks Alaskal näida enam-vähem Brasiilia suurune, kui viimane on tegelikult ligi viis korda suurem. Tänu sellele on Euroopa, Venemaa ja Kanada osa maakera kujutamisel palju silmapaistvam, mille eest kaarti on süüdistatud eurokesksuses.
• Lamberti projektsioon. Seda nimetatakse ka "Lamberti konformseks projektsiooniks", et eristada seda teistest prantsuse-saksa füüsiku, filosoofi ja matemaatiku Johann Heinrich Lamberti (1728-1777) projektsioonidest, see on 1772. aastal loodud kooniline projektsioon.See saadakse kahe võrdlusparalleeli abil, mis lõikuvad maakera ja toimivad koonuse külgedena, mis võimaldab mööda paralleele nullmoonutusi, kuigi see moonutus suureneb nendest eemaldudes. Meridiaanid aga muutuvad suure täpsusega kõverateks joonteks. Tulemuseks on väga kõrge vastavusega projektsioon, mida kasutatakse sageli lennukite lennukaartide jaoks, kuigi sellega toodetud maailmakaardid sobivad tavaliselt ainult ühele poolkerale korraga.
• Gall-Petersi projektsioon. Šoti vaimuliku James Galli (1808–1895) poolt 1855. aastal loodud projektsioon ilmus esmakordselt 30 aastat hiljem ajakirjas Scottish Geographical Review (Šoti geograafiline ajakiri). Kuid selle populariseerimine ja rakendamine vastas saksa filmitegijale Arno Petersile (1916-2002) ja seetõttu kannab see mõlema nime. See on projektsioon, mis püüab parandada Mercatori projektsiooni vigu ja selleks paneb see rohkem rõhku samaväärsusele: see projitseerib maapealse sfääri kujuteldavasse silindrisse, mis seejärel venitatakse kahekordseks.
• Van der Grinteni projektsioon. 1898. aastal Saksa-Ameerika kartograafi Alphons J. van der Grinteni (1852-1921) loodud see ei ole konformne või samaväärne projektsioon, vaid pigem suvaline geomeetriline konstruktsioon tasapinnal. See kasutab samu Mercatori meetodeid, kuid vähendab oluliselt selle moonutusi, mis on reserveeritud poolustele, võttes arvesse maksimaalset mittevastavust. National Geographic Society võttis selle projektsiooni vastu 1922. aastal, kuni see 1988. aastal asendati Robinsoni projektsiooniga.
• Aitoffi projektsioon.Vene kartograafi David Aitoffi (1854-1933) poolt 1889. aastal välja pakutud see on veidi samaväärne ja veidi konformne zeniit- või asimuutprojektsioon, mis on ehitatud horisontaalskaala moonutusest, et muuta maakera kõrgest kaks korda laiemaks ellipsiks. . See on pidev skaala ekvaatoril ja planeedi keskmeridiaanil, mis inspireeris Ernst Hammerit pakkuma 1892. aastal välja sarnase mudeli, mida tuntakse Hammeri projektsioonina, kuid sellest vähe kasu.
• Robinsoni projektsioon. Selle lõi 1961. aastal Ameerika geograaf Arthur H. Robinson (1915–2004) ja see tekkis vastusena 20. sajandi keskel toimunud arutelule planeedi õiglasema esituse üle. Selle eesmärk oli näidata maailmakaarti poolsilindrilisel tasapinnal lihtsal, kuid ebausaldusväärsel viisil, nii et see ei oleks võrdsel kaugusel, samaväärne ega konformne, vaid eeldaks selle moonutusi (kõige olulisem polaarpiirkonnas ja kõrgetel laiuskraadidel ), mis põhineb kultuurilisel konsensusel, mis annaks atraktiivseid pilte kogu maailmast, rõhutamata ühtki kontinenti. Seda projektsiooni kasutas laialdaselt National Geographic Society kuni selle asendamiseni 1998. aastal Winkel-Tripeli projektsiooniga.
• Winkel-Tripeli projektsioon. See on modifitseeritud asimuutne geograafiline projektsioon, mille pakkus välja Oscar Winkel 1921. aastal ja mis tuleneb Aitoffi projektsiooni ja võrdsel kaugusel oleva silindrilise projektsiooni kombinatsioonist. National Geographic Society võttis selle projektsiooni vastu 1998. aastal ja sellest ajast alates on seda peetud seni parimaks maapealse esituse mudeliks.

Miks on kaardi projektsioonid moonutatud?

Moonutuse nähtus on vältimatu igat tüüpi projektsioonide puhul, kuigi seda saab teatud määral vähendada või varjata.Selle põhjuseks on geomeetriline probleem: sfäärilist pinda on võimatu tõetruult tasaseks tõlkida, säilitades selle kauguse, kuju ja pinna aspektid kolmemõõtmeliselt kahele üleminekul.

Hea viis selle nähtuse kontrollimiseks on kujutada ette, et me seisame ühel maapealsel poolusel ja kõnnime sirgjooneliselt ekvaatori poole, juhindudes mis tahes meridiaanist. Kohale jõudes kõnnime ekvaatoril sirgjooneliselt vahemaa ja siis naaseme sirgjooneliselt poolusele, juhindudes vastavast meridiaanist.

Meie ringkäigul kirjeldatud trajektoor koosneb sfäärilisest kõverast kolmnurgast, millel on kaks täisnurka (st 90° ava) ja kolmas väiksem nurk, kuid suurem kui 0°. Seetõttu on selle kolmnurga nurkade summa suurem kui 180°, mis on geomeetriliselt võimatu ühegi tasapinnalise kolmnurga puhul. Vastus sellele mõistatusele peitub täpselt vajalikus moonutuses, mida kirjeldatud kolmnurga all kannatab, kui see on kera pinnal.