Vrste kartografskih projekcij in njihovo bistvo

Že od antičnih časov je človek užival v geografskih zemljevidih. Prvi poskusi upodabljanja Zemljina površina

Koncept kartografske projekcije

Podrobneje preuči, kakšna je kartografska projekcija in katere vrste se uporabljajo v sodobni kartografiji.

Kartografska projekcija je slika zemeljske površine na ravnini. Globalni z znanstvenega vidika definicija zveni takole: kartografska projekcija je način prikaza točk površine Zemlje na ravnini, v kateri je določena analitična odvisnost med koordinatami ustreznih točk prikazanih in preslikanih površin.

Kako je izdelana kartografska projekcija?

Konstrukcija vseh vrst kartografskih projekcij poteka v dveh fazah.

1. Prvič, geometrijsko nepravilna površina Zemlje se preslika na neko matematično pravilno površino, ki se imenuje površina relativnosti. Za najbolj natančno približevanje se geoidno, geometrično telo najpogosteje uporablja v tej zmogljivosti, ki ga omejuje vodna površina vseh morij in oceanov, ki so medsebojno povezani (nivo morja) in imajo eno vodno maso. Na vsaki točki na površini geoida se običajno uporablja gravitacija. Vendar pa geoid, pa tudi fizična površina planeta, ni mogoče izraziti z enim samim matematičnim zakonom. Zato, ker je referenčna površina namesto geoidov sprejeta elipsoidna rotacija, ki ji daje največjo podobnost kot geoid s stopnjo stiskanja in orientacije v telesu Zemlje. To telo imenujejo zemeljski elipsoid ali referenčni elipsoid, v različnih državah pa imajo različne parametre.
2. Drugič, sprejeta površina relativnosti (referenčni-elipsoidni) se prenese v ravnino z eno ali drugo analitsko odvisnostjo. Posledično dobimo ravno kartografsko projekcijo Zemljine površine.

Izkrivljanje projekcij

In niste mislili, zakaj se na različnih zemljevidih ​​kontinentov malo razlikujejo? Na nekaterih kartografskih projekcijah nekateri deli sveta izgledajo večje ali manjše glede na nekatere mejnike kot druge. Gre za izkrivljanje, s katerim se projekcije Zemlje prenesejo na ravno površino.

Toda zakaj je kartografska projekcija prikazana v izkrivljeni obliki? Odgovor je precej preprost. Sferične površine na ravnini ni mogoče uporabiti, pri čemer se izognemo grebenom ali solzam. Zato slike ni mogoče prikazati, tako da se izognete popačenju.

Metode za pridobivanje projekcij

Pri proučevanju kartografskih projekcij, njihovih vrst in lastnosti je treba omeniti načine njihove izdelave. Kartografske projekcije so torej pridobljene z uporabo dveh glavnih metod:

• geometrijski;
• analitično.

V jedru geometrijska metoda Linearni vzorci linearnosti ležijo. Naš planet je pogojno sprejet s sfero določenega polmera in projiciran na cilindrično ali konično površino, ki jo lahko bodisi dotaknete ali razrežemo.

Tako pridobljene napovedi imenujemo perspektiva. Glede na položaj opazovalne točke glede na površino Zemlje so perspektivne projekcije razdeljene na naslednje vrste:

• gnomonični ali osrednji (kadar je pogled združen s središčem zemeljske krogle);
• stereografski (v tem primeru se točka opazovanja nahaja na površini relativnosti);
• ortografska (ko je površina opazovana iz katere koli točke zunaj Zemljine krogle, se projekcija konstruira s premikom točk kroga s pomočjo vzporednih črt, pravokotnih na površino preslikave).

Analitska metoda Izgradnja kartografskih projekcij temelji na matematičnih izrazih, ki povezujejo točke na sferi relativnosti in na zemljevidu. Ta metoda je bolj vsestranska in prilagodljiva, kar vam omogoča ustvarjanje poljubnih projekcij glede na vnaprej določeno vrsto izkrivljanja.

Vrste kartografskih projekcij v geografiji

Za izdelavo geografskih zemljevidov uporabite različne vrste projekcij Zemlje. Razvrščeni so po različnih kriterijih. V Rusiji se uporablja klasifikacija Kavrayskega, ki uporablja štiri kriterije, ki določajo glavne vrste kartografskih projekcij. Kot značilni parametri razvrstitve uporabljajo:

• narava izkrivljanja;
• Oblika prikaza koordinatnih črt normalne mreže;
• lokacija točke pola v normalnem koordinatnem sistemu;
• kako uporabljati.

Torej, kakšne vrste kartografskih projekcij po tej razvrstitvi?

Razvrstitev projekcij

V nadaljevanju je razvrstitev vrst kartografskih projekcij s primeri, ki temeljijo na zgornjih glavnih merilih.

Po naravi izkrivljanja

Kot je navedeno zgoraj, je izkrivljanje v bistvu neodtujljiva lastnost katere koli projekcije Zemlje. Izkrivljena je lahko katerakoli značilnost površine: dolžine, površine ali kota. Po vrsti izkrivljanja so:

• Enake ali konformne projekcije, v katerem se azimuti in koti prenašajo brez popačenja. Koordinacijska mreža v konformnih projekcijah je ortogonalna. Tako pridobljene zemljevide je priporočljivo uporabiti za določanje razdalj v kateri koli smeri.
• Enakovredne ali enakovredne projekcije, kjer je ohranjena obseg območij, za katera se domneva, da je enaka eni, to je, da so površine prikazane brez popačenja. Takšni zemljevidi se uporabljajo za primerjavo območij.
• Vmesne ali ekvivalentne projekcije, v konstrukciji katere se lestvica ohrani v eni od glavnih smeri, ki je sprejeta kot ena sama.
• Samovoljne napovedi, na katerem so lahko prisotne vse vrste izkrivljanj.

Z obliko kartiranja koordinat linij normalne mreže

Ta razvrstitev je najbolj vidna in zato najlažje zaznati. Upoštevajte pa, da se to merilo uporablja samo za projekcije, ki so običajno orientirane na opazovalno točko. Iz te značilne lastnosti se razlikujejo naslednje vrste kartografskih projekcij:

Krožno, kjer vzporednice in meridiani predstavljajo kroge, ekvator in povprečni poldnevnik mreže pa sta v obliki ravnih črt. Podobne projekcije se uporabljajo za prikaz površine Zemlje kot celote. Primeri krožnih projekcij so konformna projekcija Lagrangea in poljubna projekcija Grintena.

Azimut. V tem primeru so vzporednice predstavljene v obliki koncentričnih krogov in meridianov v obliki greda ravnih črt, ki se radialno oddaljujejo od središča vzporednic. Takšna različica projekcij se uporablja v neposrednem položaju, da se prikažejo polovi Zemlje s sosednjimi ozemlji in v prečnem kot zemljevid zahodne in vzhodne hemisfere, ki so vsi seznanjeni z urami geografije.

Cilindrični, kjer meridiani in vzporednice predstavljajo ravne črte, ki se običajno presejejo. Z minimalnim izkrivljanjem so tukaj območja, ki mejijo na ekvator ali se raztezajo vzdolž določene standardne širine.

Konično, ki predstavljajo potek bočne površine stožca, pri čemer so črte vzporednikov loki krogov, ki so središčni na vrhu stožca, in meridiani - z vodili, ki se razlikujejo od vrha stožca. Takšne projekcije najbolj natančno prikazujejo ozemlja, ki ležijo na srednjih zemljepisnih širinah.

Pseudo-konjske projekcije so podobni koničnemu, samo meridiani v tem primeru predstavljajo ukrivljene črte, simetrične glede na rektilinearni aksialni poldnevnik mreže.

Pseudocilindrične projekcije So podobni cilindričnim, prav tako kot pri psevdokoničnem, so meridiani predstavljeni z zaobljenimi črtami, ki so simetrične na aksialni pravokotni poldnevnik. Uporablja se za prikaz Zemlje kot celote (na primer, eliptična projekcija Molveida, enakovredna sinusoidna sila, itd.).

Poliklinika, kjer so vzporednice predstavljene v obliki krogov, katerih središča so na srednjem poldnevniku mreže ali njegovem nadaljevanju, meridiani v obliki krivulj, ki so simetrično razporejeni na ravnem aksialnemu poldnevniku.

S položajem točke pola v normalnem koordinatnem sistemu

• Polar ali normalno - pol koordinatnega sistema sovpada z geografskim polom.
• Crosswise ali transverzalno - Pol normalne naprave je kombiniran z ekvatorjem.
• Skew ali nagnjena - pol normalne mreže koordinat je lahko na kateri koli točki med ekvatorjem in geografskim drogom.

Z uporabo

Naslednje vrste kartografskih projekcij se razlikujejo glede na način uporabe:

• Trdno - Projektiranje celotnega ozemlja na letalu poteka v skladu z enim samim zakonom.
• Multiband - območje kartiranja je pogojno razdeljeno na več širinskih con, ki so projicirane na ravnino mapiranja v skladu z enim samim zakonom, vendar s spreminjanjem parametrov za vsako območje. Primer takšne projekcije je trapezoidna projekcija Muflinga, ki je bila v ZSSR uporabljena za obsežne karte do leta 1928.
• Večstranski - ozemlje je pogojno razdeljeno na več območij po dolżini, projekcija na ravnino se izvaja po enem samem zakonu, vendar z razlićnimi parametri za vsako od obmoćij (npr. Projekcija Gauss-Kruegerja).
• Spojina, ko je del ozemlja razporejen na ravnino z enim vzorcem in preostali del ozemlja na drugi strani.

Prednost večplastnih in večstranskih projekcij je visoka natančnost kartiranja znotraj posamezne cone. Vendar pa je pomembna pomanjkljivost nezmožnost pridobitve neprekinjene slike.

Seveda se vsaka kartografska projekcija lahko klasificira z uporabo vsakega od zgornjih meril. Tako je znamenita projekcija Mercatorjeve Zemlje konformna (konformna) in prečna (prečna) projekcija - projekcija Gauss-Kruegerja - konformna prečna cilindrična projekcija itd.