Γεωγραφικοί χάρτες που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι από την αρχαιότητα. Οι πρώτες προσπάθειες απεικόνισης της επιφάνειας της Γης έγιναν στην αρχαία Ελλάδα από επιστήμονες όπως ο Ερατοσθένης και ο Ίππαρχος. Φυσικά, η χαρτογραφία ως επιστήμη έχει προχωρήσει πολύ από τότε. Οι σύγχρονοι χάρτες δημιουργούνται με χρήση δορυφορικών εικόνων και τεχνολογίας υπολογιστών, η οποία, φυσικά, συμβάλλει στην αύξηση της ακρίβειάς τους. Κι όμως, σε κάθε γεωγραφικό χάρτη υπάρχουν κάποιες παραμορφώσεις σχετικά με τα φυσικά σχήματα, τις γωνίες ή τις αποστάσεις στην επιφάνεια της γης. Η φύση αυτών των παραμορφώσεων και, κατά συνέπεια, η ακρίβεια του χάρτη, εξαρτάται από τους τύπους χαρτογραφικών προβολών που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ενός συγκεκριμένου χάρτη.
Η έννοια της προβολής χάρτη
Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο τι είναι η προβολή χάρτη και ποιοι τύποι χρησιμοποιούνται στη σύγχρονη χαρτογραφία.
Η προβολή χάρτη είναι μια εικόνα της επιφάνειας της Γης σε ένα επίπεδο. Περισσότεροένας επιστημονικά βαθύς ορισμός ακούγεται ως εξής: μια χαρτογραφική προβολή είναι ένας τρόπος εμφάνισης σημείων στην επιφάνεια της Γης σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο, στον οποίο δημιουργείται κάποια αναλυτική εξάρτηση μεταξύ των συντεταγμένων των αντίστοιχων σημείων της εμφανιζόμενης και της εμφανιζόμενης επιφάνειας.
Πώς δημιουργείται μια προβολή χάρτη;
Η κατασκευή κάθε είδους προβολών χάρτη πραγματοποιείται σε δύο στάδια.
- Πρώτον, η γεωμετρικά ακανόνιστη επιφάνεια της Γης χαρτογραφείται σε κάποια μαθηματικά σωστή επιφάνεια, η οποία ονομάζεται επιφάνεια αναφοράς. Για την πιο ακριβή προσέγγιση, το γεωειδές χρησιμοποιείται συχνότερα με αυτήν την ικανότητα - ένα γεωμετρικό σώμα που οριοθετείται από την επιφάνεια του νερού όλων των θαλασσών και των ωκεανών, διασυνδεδεμένο (στάθμη της θάλασσας) και έχει μια ενιαία μάζα νερού. Σε κάθε σημείο της επιφάνειας του γεωειδούς, η βαρύτητα εφαρμόζεται κανονικά. Ωστόσο, το γεωειδές, όπως και η φυσική επιφάνεια του πλανήτη, δεν μπορεί επίσης να εκφραστεί με έναν μόνο μαθηματικό νόμο. Επομένως, αντί για το γεωειδές, ως επιφάνεια αναφοράς λαμβάνεται ένα ελλειψοειδές περιστροφής, δίνοντάς του τη μέγιστη ομοιότητα με το γεωειδές χρησιμοποιώντας το βαθμό συμπίεσης και προσανατολισμού στο σώμα της Γης. Ονομάζουν αυτό το σώμα ελλειψοειδές της γης ή ελλειψοειδές αναφοράς και σε διαφορετικές χώρες λαμβάνουν διαφορετικές παραμέτρους.
- Δεύτερον, η εγκεκριμένη επιφάνεια αναφοράς (ελλειψοειδές αναφοράς) μεταφέρεται στο επίπεδο χρησιμοποιώντας τη μία ή την άλλη αναλυτική εξάρτηση. Ως αποτέλεσμα, έχουμε μια επίπεδη χαρτογραφική προβολή της επιφάνειας της γης.
παραμόρφωση προβολής
Όχι εσύαναρωτηθήκατε γιατί τα περιγράμματα των ηπείρων διαφέρουν ελαφρώς σε διαφορετικούς χάρτες; Σε ορισμένες προβολές χαρτών, ορισμένα μέρη του κόσμου εμφανίζονται μεγαλύτερα ή μικρότερα σε σχέση με ορισμένα ορόσημα από ό,τι σε άλλα. Είναι όλα σχετικά με την παραμόρφωση με την οποία οι προβολές της Γης μεταφέρονται σε μια επίπεδη επιφάνεια.
Αλλά γιατί οι προβολές χαρτών εμφανίζονται με παραμορφωμένο τρόπο; Η απάντηση είναι αρκετά απλή. Μια σφαιρική επιφάνεια δεν είναι δυνατό να αναπτυχθεί σε ένα επίπεδο, αποφεύγοντας πτυχές ή σπασίματα. Επομένως, η εικόνα από αυτό δεν μπορεί να εμφανιστεί χωρίς παραμόρφωση.
Μέθοδοι απόκτησης προβολών
Μελετώντας τις προβολές χαρτών, τα είδη και τις ιδιότητές τους, είναι απαραίτητο να αναφέρουμε τις μεθόδους κατασκευής τους. Έτσι, οι προβολές χαρτών λαμβάνονται χρησιμοποιώντας δύο κύριες μεθόδους:
- γεωμετρική;
- analytical.
Η γεωμετρική μέθοδος βασίζεται στους νόμους της γραμμικής προοπτικής. Ο πλανήτης μας λαμβάνεται υπό όρους ως μια σφαίρα κάποιας ακτίνας και προβάλλεται σε μια κυλινδρική ή κωνική επιφάνεια, η οποία μπορεί είτε να την αγγίξει είτε να την κόψει.
Οι προβολές που λαμβάνονται με αυτόν τον τρόπο ονομάζονται προοπτική. Ανάλογα με τη θέση του σημείου παρατήρησης σε σχέση με την επιφάνεια της Γης, οι προοπτικές προβολές χωρίζονται σε τύπους:
- γνωμονικό ή κεντρικό (όταν η οπτική γωνία είναι ευθυγραμμισμένη με το κέντρο της γήινης σφαίρας);
- στερεογραφικό (σε αυτήν την περίπτωση, το σημείο παρατήρησης βρίσκεται στοεπιφάνειες αναφοράς);
- ορθογραφικό (όταν η επιφάνεια παρατηρείται από οποιοδήποτε σημείο εκτός της σφαίρας της Γης, η προβολή χτίζεται μεταφέροντας τα σημεία της σφαίρας χρησιμοποιώντας παράλληλες γραμμές κάθετες στην επιφάνεια της οθόνης).
Η αναλυτική μέθοδος για την κατασκευή προβολών χάρτη βασίζεται σε μαθηματικές εκφράσεις που συνδέουν σημεία στη σφαίρα αναφοράς και στο επίπεδο απεικόνισης. Αυτή η μέθοδος είναι πιο ευέλικτη και ευέλικτη, επιτρέποντάς σας να δημιουργείτε αυθαίρετες προβολές σύμφωνα με μια προκαθορισμένη φύση της παραμόρφωσης.
Τύποι προβολών χαρτών στη γεωγραφία
Για τη δημιουργία γεωγραφικών χαρτών, χρησιμοποιούνται πολλοί τύποι προβολών της Γης. Ταξινομούνται σύμφωνα με διάφορα κριτήρια. Στη Ρωσία, χρησιμοποιείται η ταξινόμηση Kavraysky, η οποία χρησιμοποιεί τέσσερα κριτήρια που καθορίζουν τους κύριους τύπους χαρτογραφικών προβολών. Ως χαρακτηριστικές παράμετροι ταξινόμησης χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα:
- παραμόρφωση χαρακτήρων;
- μορφή εμφάνισης των γραμμών συντεταγμένων του κανονικού πλέγματος;
- τοποθεσία του πόλου στο κανονικό σύστημα συντεταγμένων;
- τρόπος χρήσης.
Λοιπόν, ποιοι είναι οι τύποι προβολών χαρτών σύμφωνα με αυτήν την ταξινόμηση;
Ταξινόμηση προβολής
Ακολουθεί μια ταξινόμηση τύπων προβολών χαρτών με παραδείγματα, με βάση τα παραπάνω βασικά κριτήρια.
Από τη φύση της παραμόρφωσης
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η παραμόρφωση είναι, στην πραγματικότητα, μια εγγενής ιδιότητα οποιασδήποτε προβολής της Γης. Οποιοδήποτε χαρακτηριστικό μπορεί να παραμορφωθείεπιφάνειες: μήκος, εμβαδόν ή γωνία. Ανάλογα με το είδος της παραμόρφωσης διακρίνουν:
- Σύμμορφες ή σύμμορφες προβολές, στις οποίες τα αζιμούθια και οι γωνίες μεταφέρονται χωρίς παραμόρφωση. Το πλέγμα συντεταγμένων στις σύμμορφες προβολές είναι ορθογώνιο. Οι χάρτες που λαμβάνονται με αυτόν τον τρόπο συνιστάται να χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό αποστάσεων προς οποιαδήποτε κατεύθυνση.
- Ισοδύναμες ή ισοδύναμες προβολές, όπου διατηρείται η κλίμακα των περιοχών, η οποία λαμβάνεται ίση με ένα, δηλαδή οι περιοχές εμφανίζονται χωρίς παραμόρφωση. Τέτοιοι χάρτες χρησιμοποιούνται για τη σύγκριση περιοχών.
- Ισοαπέχουσες ή ισαπέχουσες προβολές, στην κατασκευή των οποίων διατηρείται η κλίμακα σε μία από τις κύριες κατευθύνσεις, η οποία λαμβάνεται ως ενιαία.
- Αυθαίρετες προβολές, στις οποίες μπορεί να υπάρχουν κάθε είδους παραμορφώσεις.
Σύμφωνα με τη μορφή εμφάνισης των γραμμών συντεταγμένων του κανονικού πλέγματος
Αυτή η ταξινόμηση είναι η πιο οπτική και, επομένως, η πιο εύκολη στην κατανόηση. Σημειώστε, ωστόσο, ότι αυτό το κριτήριο ισχύει μόνο για προβολές που προσανατολίζονται κανονικά στο σημείο παρατήρησης. Έτσι, με βάση αυτό το χαρακτηριστικό γνώρισμα, διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι χαρτογραφικών προβολών:
Κυκλική, όπου οι παράλληλοι και οι μεσημβρινοί είναι κύκλοι και ο ισημερινός και ο μέσος μεσημβρινός του πλέγματος είναι ευθείες γραμμές. Τέτοιες προβολές χρησιμοποιούνται για να απεικονίσουν την επιφάνεια της Γης στο σύνολό της. Παραδείγματα κυκλικών προβολών είναι η σύμμορφη προβολή Lagrange, καθώς και η αυθαίρετη προβολή Grinten.
Αζιμούθιο. Στην περίπτωση αυτή, οι παράλληλοι αντιπροσωπεύουνμε τη μορφή ομόκεντρων κύκλων και οι μεσημβρινοί με τη μορφή μιας δέσμης ευθειών γραμμών που αποκλίνουν ακτινικά από το κέντρο. Ένα παρόμοιο είδος προβολής χρησιμοποιείται σε άμεση θέση για την εμφάνιση των πόλων της Γης με γειτονικά εδάφη και σε εγκάρσια θέση ως χάρτης του δυτικού και του ανατολικού ημισφαιρίου οικείο σε όλους από τα μαθήματα γεωγραφίας.
Κυλινδρικό, όπου οι μεσημβρινοί και οι παράλληλοι αντιπροσωπεύονται από ευθείες γραμμές που τέμνονται κανονικά. Τα εδάφη που γειτνιάζουν με τον ισημερινό ή εκτείνονται κατά μήκος κάποιου τυπικού γεωγραφικού πλάτους εμφανίζονται εδώ με ελάχιστη παραμόρφωση.
Κωνικό, που αντιπροσωπεύει μια ανάπτυξη της πλευρικής επιφάνειας του κώνου, όπου οι γραμμές των παραλλήλων είναι τόξα κύκλων με κέντρο στην κορυφή του κώνου και οι μεσημβρινοί είναι οδηγοί που αποκλίνουν από την κορυφή του κώνου. Τέτοιες προβολές απεικονίζουν με μεγαλύτερη ακρίβεια περιοχές που βρίσκονται σε μεσαία γεωγραφικά πλάτη.
Ψευδοκωνικές προβολές είναι παρόμοιες με τις κωνικές προβολές, μόνο οι μεσημβρινοί σε αυτήν την περίπτωση απεικονίζονται ως καμπύλες γραμμές συμμετρικές ως προς τον ευθύγραμμο αξονικό μεσημβρινό του πλέγματος.
Οι ψευδοκυλινδρικές προβολές μοιάζουν με κυλινδρικές, μόνο, καθώς και σε ψευδοκωνικές, οι μεσημβρινοί απεικονίζονται με καμπύλες γραμμές συμμετρικές προς τον αξονικό ευθύγραμμο μεσημβρινό. Χρησιμοποιείται για την απεικόνιση ολόκληρης της Γης (π.χ. Mollweide ελλειπτικό, ημιτονοειδής ίσης επιφάνειαςSanson, κ.λπ.).
Πολυκωνικό, όπου οι παράλληλοι απεικονίζονται ως κύκλοι, τα κέντρα των οποίων βρίσκονται στον μεσαίο μεσημβρινό του πλέγματος ή στη συνέχειά του, οι μεσημβρινοί έχουν τη μορφή καμπυλών που βρίσκονται συμμετρικά προς τον ευθύγραμμο αξονικό μεσημβρινό.
Με τη θέση του πόλου στο κανονικό σύστημα συντεταγμένων
- Πολικό ή κανονικό - ο πόλος του συστήματος συντεταγμένων είναι ίδιος με τον γεωγραφικό πόλο.
- Εγκάρσια ή εγκάρσια - ο πόλος του κανονικού συστήματος είναι ευθυγραμμισμένος με τον ισημερινό.
- Κλίση ή λοξή - ο πόλος του κανονικού πλέγματος συντεταγμένων μπορεί να βρίσκεται σε οποιοδήποτε σημείο μεταξύ του ισημερινού και του γεωγραφικού πόλου.
Σύμφωνα με τη μέθοδο εφαρμογής
Οι παρακάτω τύποι προβολών χαρτών διακρίνονται με τη μέθοδο χρήσης:
- Στερεό - η προβολή ολόκληρης της επικράτειας σε ένα επίπεδο πραγματοποιείται σύμφωνα με έναν μόνο νόμο.
- Πολλαπλή λωρίδα - η χαρτογραφημένη περιοχή χωρίζεται υπό όρους σε πολλές γεωγραφικές ζώνες, οι οποίες προβάλλονται στο επίπεδο εμφάνισης σύμφωνα με έναν μόνο νόμο, αλλά με αλλαγή στις παραμέτρους για κάθε ζώνη. Ένα παράδειγμα τέτοιας προβολής είναι η τραπεζοειδής προβολή Mufling, η οποία χρησιμοποιήθηκε στην ΕΣΣΔ για χάρτες μεγάλης κλίμακας μέχρι το 1928
- Πολύπλευρη - η επικράτεια χωρίζεται υπό όρους σε διάφορες ζώνες σε γεωγραφικό μήκος, η προβολή σε ένα επίπεδο πραγματοποιείται σύμφωνα με έναν ενιαίο νόμο, αλλά με διαφορετικές παραμέτρους για καθεμία από τις ζώνες (για παράδειγμα, το Gauss-Kruger προβολή).
- Σύνθετο, όταν κάποιο τμήμα της επικράτειαςχαρτογραφημένο σε ένα αεροπλάνο χρησιμοποιώντας τη μία κανονικότητα και την υπόλοιπη περιοχή στην άλλη.
Το πλεονέκτημα τόσο των προβολών πολλαπλών λωρίδων όσο και των πολλαπλών όψεων είναι η υψηλή ακρίβεια απεικόνισης σε κάθε ζώνη. Ωστόσο, ένα σημαντικό μειονέκτημα είναι η αδυναμία λήψης συνεχούς εικόνας.
Φυσικά, κάθε προβολή χάρτη μπορεί να ταξινομηθεί χρησιμοποιώντας καθένα από τα παραπάνω κριτήρια. Έτσι, η περίφημη προβολή του Γήινου Mercator είναι σύμμορφη (ισογωνική) και εγκάρσια (εγκάρσια). Προβολή Gauss-Kruger - σύμμορφη εγκάρσια κυλινδρική κ.λπ.
