Geografske karte ljudi koriste od davnina. Prve pokušaje da se prikaže površina Zemlje su u staroj Grčkoj načinili naučnici kao što su Eratosten i Hiparh. Naravno, od tada je kartografija kao nauka daleko napredovala. Moderne karte kreiraju se pomoću satelitskih snimaka i kompjuterske tehnologije, što, naravno, pomaže u povećanju njihove točnosti. Pa ipak, na svakoj geografskoj karti postoje izobličenja u pogledu prirodnih oblika, uglova ili udaljenosti na površini zemlje. Priroda ovih izobličenja, a samim tim i tačnost karte, zavisi od vrste kartografskih projekcija koje se koriste za kreiranje određene karte.
Koncept projekcije karte
Pogledajmo pobliže šta je projekcija karte i koje vrste se koriste u modernoj kartografiji.
Projekcija karte je slika Zemljine površine na ravni. Višenaučno duboka definicija zvuči ovako: kartografska projekcija je način prikazivanja tačaka na površini Zemlje u određenoj ravni, u kojoj se uspostavlja neka analitička zavisnost između koordinata odgovarajućih tačaka prikazane i prikazane površine.
Kako se gradi projekcija karte?
Izgradnja bilo koje vrste projekcija mape odvija se u dvije faze.
- Prvo, geometrijski nepravilna površina Zemlje se preslikava na neku matematički ispravnu površinu, koja se zove referentna površina. Za najprecizniju aproksimaciju, najčešće se u ovom svojstvu koristi geoid - geometrijsko tijelo omeđeno vodenom površinom svih mora i okeana, međusobno povezano (nivo mora) i ima jednu vodenu masu. U svakoj tački na površini geoida, gravitacija se primjenjuje normalno. Međutim, geoid se, kao i fizička površina planete, također ne može izraziti jednim matematičkim zakonom. Stoga se umjesto geoida kao referentna površina uzima elipsoid okretanja, dajući mu maksimalnu sličnost sa geoidom koristeći stepen kompresije i orijentacije u tijelu Zemlje. Ovo tijelo zovu zemaljski elipsoid ili referentni elipsoid, au različitim zemljama uzimaju različite parametre.
- Drugo, usvojena referentna površina (referentni elipsoid) se prenosi na ravan koristeći jednu ili drugu analitičku zavisnost. Kao rezultat, dobijamo ravnu kartografsku projekciju zemljine površine.
Izobličenje projekcije
Nemoj tipitao se zašto se obrisi kontinenata malo razlikuju na različitim kartama? Na nekim projekcijama karte neki dijelovi svijeta izgledaju veći ili manji u odnosu na neke orijentire nego na drugima. Sve se radi o distorziji kojom se projekcije Zemlje prenose na ravnu površinu.
Ali zašto se projekcije karte prikazuju na iskrivljen način? Odgovor je prilično jednostavan. Sfernu površinu nije moguće postaviti na ravninu, izbjegavajući nabore ili lomove. Stoga se slika sa njega ne može prikazati bez izobličenja.
Metode za dobijanje projekcija
Proučavajući kartografske projekcije, njihove vrste i svojstva, potrebno je spomenuti i metode njihove izrade. Dakle, projekcije karte se dobijaju korišćenjem dve glavne metode:
- geometrijski;
- analitički.
Geometrijska metoda je zasnovana na zakonima linearne perspektive. Naša planeta je uslovno uzeta kao sfera nekog poluprečnika i projektovana na cilindričnu ili konusnu površinu, koja je može dodirivati ili preseći.
Projekcije dobijene na ovaj način nazivaju se perspektivom. U zavisnosti od položaja tačke posmatranja u odnosu na površinu Zemlje, perspektivne projekcije se dele na tipove:
- gnomonski ili centralni (kada je tačka gledišta poravnata sa centrom Zemljine sfere);
- stereografski (u ovom slučaju, tačka posmatranja se nalazi nareferentne površine);
- ortografski (kada se površina posmatra iz bilo koje tačke izvan Zemljine sfere; projekcija se gradi prenošenjem tačaka sfere pomoću paralelnih linija okomitih na površinu prikaza).
Analitička metoda za konstruisanje projekcija karte zasniva se na matematičkim izrazima koji povezuju tačke na referentnoj sferi i ravni prikaza. Ova metoda je svestranija i fleksibilnija, omogućavajući vam da kreirate proizvoljne projekcije prema unaprijed određenoj prirodi izobličenja.
Vrste projekcija karte u geografiji
Za kreiranje geografskih karata koriste se mnoge vrste projekcija Zemlje. Klasificiraju se prema različitim kriterijima. U Rusiji se koristi klasifikacija Kavraysky, koja koristi četiri kriterija koji određuju glavne vrste kartografskih projekcija. Kao karakteristični klasifikacioni parametri se koriste:
- izobličenje karaktera;
- oblik prikaza koordinatnih linija normalne mreže;
- lokacija polne tačke u normalnom koordinatnom sistemu;
- kako koristiti.
Dakle, koje su vrste projekcija karte prema ovoj klasifikaciji?
Klasifikacija projekcije
Slijedi klasifikacija tipova kartografskih projekcija sa primjerima, na osnovu gore navedenih glavnih kriterija.
Po prirodi distorzije
Kao što je gore pomenuto, izobličenje je, u stvari, inherentno svojstvo svake projekcije Zemlje. Bilo koja karakteristika može biti izobličenapovršine: dužina, površina ili ugao. Prema vrsti izobličenja razlikuju se:
- Konformne ili konformne projekcije, u kojima se azimuti i uglovi prenose bez izobličenja. Koordinatna mreža u konformnim projekcijama je ortogonalna. Mape dobijene na ovaj način preporučuje se koristiti za određivanje udaljenosti u bilo kojem smjeru.
- Ekvivalentne ili ekvivalentne projekcije, gdje je sačuvana skala površina koja se uzima jednaka jedan, tj. površine se prikazuju bez izobličenja. Takve karte se koriste za poređenje područja.
- Ekvidistantne ili ekvidistantne projekcije, u čijoj je konstrukciji skala sačuvana u jednom od glavnih pravaca, koji se uzima kao jedinstven.
- Proizvoljne projekcije, na kojima mogu biti prisutne sve vrste izobličenja.
Prema obliku prikaza koordinatnih linija normalne mreže
Ova klasifikacija je najvizuelnija i stoga je najlakša za razumjeti. Imajte na umu, međutim, da se ovaj kriterij primjenjuje samo na projekcije orijentirane normalno na točku posmatranja. Dakle, na osnovu ove karakteristične osobine razlikuju se sljedeće vrste kartografskih projekcija:
Kružno, gdje su paralele i meridijani kružnice, a ekvator i prosječni meridijan mreže su prave linije. Takve projekcije se koriste za prikaz površine Zemlje u cjelini. Primjeri kružnih projekcija su konformna Lagrangeova projekcija, kao i proizvoljna Grintenova projekcija.
Azimuth. U ovom slučaju, paralele predstavljajuu obliku koncentričnih krugova, a meridijani u obliku snopa pravih linija koje se radijalno odmiču od centra. Slična vrsta projekcije se koristi u direktnom položaju za prikaz polova Zemlje sa susednim teritorijama, au poprečnom položaju kao mapa zapadne i istočne hemisfere poznata svima iz časova geografije.
Cilindrični, gdje su meridijani i paralele predstavljeni pravim linijama koje se normalno sijeku. Teritorije koje graniče sa ekvatorom ili koje se protežu duž neke standardne geografske širine su prikazane ovdje sa minimalnim izobličenjem.
Konik, koji predstavlja razvoj bočne površine konusa, gdje su linije paralela lukovi krugova sa središtem na vrhu konusa, a meridijani su vodilice koje se razilaze od vrha konusa. Takve projekcije najpreciznije prikazuju teritorije koje leže u srednjim geografskim širinama.
Pseudokonične projekcije su slične konusnim projekcijama, samo su meridijani u ovom slučaju prikazani kao zakrivljene linije simetrične u odnosu na pravolinijski aksijalni meridijan mreže.
Pseudocilindrične projekcije liče na cilindrične, samo što su, kao i kod pseudokonusnih, meridijani prikazani zakrivljenim linijama simetričnim u odnosu na aksijalni pravolinijski meridijan. Koristi se za prikaz cijele Zemlje (npr. Mollweide eliptični, sinusoidalni jednaki prostorSanson, itd.).
Polyconic, gde su paralele prikazane kao krugovi, čiji se centri nalaze na srednjem meridijanu mreže ili njenom nastavku, meridijani su u obliku krivih lociranih simetrično u odnosu na pravolinijski aksijalni meridijan.
Po položaju polne tačke u normalnom koordinatnom sistemu
- Polarno ili normalno - pol koordinatnog sistema je isti kao i geografski pol.
- Poprečno ili poprečno - pol normalnog sistema je poravnat sa ekvatorom.
- Koso ili koso - pol normalne mreže koordinata može se nalaziti u bilo kojoj tački između ekvatora i geografskog pola.
Prema načinu primjene
Sljedeće vrste kartografskih projekcija razlikuju se po načinu upotrebe:
- Solidan - projekcija cijele teritorije na ravan se vrši prema jednom zakonu.
- Multi-lane - mapirano područje je uslovno podijeljeno na nekoliko geografskih širina, koje se projektuju na ravan prikaza prema jednom zakonu, ali uz promjenu parametara za svaku zonu. Primjer takve projekcije je Mufling trapezoidna projekcija, koja se u SSSR-u koristila za karte velikih razmjera do 1928.
- Multifaceted - teritorija je uslovno podijeljena na više zona po geografskoj dužini, projekcija na ravan se vrši prema jednom zakonu, ali s različitim parametrima za svaku od zona (na primjer, Gauss-Kruger projekcija).
- Composite, kada je neki dio teritorijemapirano na ravan koristeći jednu pravilnost, a ostatak teritorije na drugu.
Prednost i projekcija sa više traka i višestrukih projekcija je visoka tačnost prikaza unutar svake zone. Međutim, značajan nedostatak je nemogućnost dobijanja kontinuirane slike.
Naravno, svaka projekcija karte može se klasificirati prema svakom od gore navedenih kriterija. Dakle, poznata projekcija Zemlje Merkator je konformna (jednakougaona) i poprečna (transverzija); Gauss-Krugerova projekcija - konformna poprečna cilindrična, itd.
