• Что такое картографическая проекция?
• Свойства картографической проекции
• Типы картографических проекций
• Примеры картографических проекций
• Почему искажаются картографические проекции?

Мы объясняем, что такое картографическая проекция, ее роль в создании карт и ее свойства. Кроме того, мы приводим вам различные примеры.

Картографическая проекция стремится как можно меньше исказить пропорции планеты.

Что такое картографическая проекция?

В география, картографическая проекция (также называемая географической проекцией) — это способ визуального представления части земная кора, который выполняет эквивалентность между естественной кривизной планета и плоская поверхность карта. Он состоит, по сути, в «переводе» трехмерного представления в двухмерный, искажая пропорции оригинала как можно меньше.

Это процедура, типичная для создания карт картографами, которые должны руководствоваться системой координат, из которой состоят карты. меридианы и параллели terrestrial для построения пространственного представления, соответствующего пропорциям кривизны планеты.

Это, однако, не может быть сделано без определенной погрешности, поэтому проекции изучаются, чтобы максимально уменьшить искажения и сохранить, прежде всего, три основных аспекта карты: расстояние, поверхность и форму.

Возможны разные картографические проекции, т. е. разные методы Д процедуры для представления размеров Земли (или части ее поверхности) в двух измерениях, поскольку эта тема занимала географов с древних времен. В этом смысле ни один из них не является «более верным», чем другой, но они представляют разные проблемы. геометрический и акцентировать внимание на различных аспектах репрезентации.

Свойства картографической проекции

Все картографические проекции имеют характерные черты, связанные с типом преобразования или используемой геометрической процедурой. Таким образом, географическая проекция может обладать одним или двумя из следующих трех свойств, но ни в коем случае не может выполнять все три одновременно:

• Равноудаленность. Проекция точно соответствует расстояниям оригинала, то есть не увеличивает и не уменьшает их, а сохраняет свое пропорция на шкала корреспондент.
• Эквивалентность. Проекция верна площадям исходных поверхностей, то есть не искажает размеров и габаритов поверхностей.
• соответствие. Проекция соответствует формам и углам оригинала, то есть не искажает силуэт или внешний вид изображаемой поверхности.

В каждой проекции стараются максимально соответствовать этим трем фундаментальным свойствам, хотя обычно одним жертвуют больше, чем другим, в зависимости от конкретной полезности проецируемой карты. Например, если это карта мира либо планисфера школа, вообще форма слов соблюдается континенты (соответствие), чем расстояние между ними (равноудаление) и поверхность каждого из них (равноудаление).

Типы картографических проекций

В конических проекциях меридианы становятся прямыми.

Для классификации картографических проекций критерий геометрическая фигура что его вдохновляет, то есть является ли проекция цилиндрической, конической, азимутальной или если она сочетает в себе аспекты этих трех категорий.

• Цилиндрические проекции. Как следует из их названия, это проекции, использующие воображаемый цилиндр в качестве поверхности карты.Расположенный по секущей или касательной к сферической поверхности планеты, этот цилиндр имеет хорошую конформность (соблюдает формы), но по мере удаления от экватора возникает большее и более заметное искажение с точки зрения расстояний и поверхностей. Тем не менее, сохраняя перпендикулярность между меридианами и параллелями, это простой и полезный тип проекции, широко используемый в навигации.
• конические выступы. Подобно цилиндрическим, эти проекции получаются путем размещения земной сферы внутри внутренней кривизны воображаемого касательного или секущего конуса, на который будут проецироваться параллели и меридианы. Преимущество этого типа проекции состоит в том, что меридианы превращаются в прямые линии, начинающиеся от полюса, а параллели — в концентрические окружности внутри конуса. Полученная карта идеально подходит для представления средних широт, потому что она дает большее искажение по мере движения к полюсам.
• Азимутальные или азимутальные проекции. Также называемые зенитными проекциями, они получаются путем помещения земной сферы на воображаемую плоскость, касательную к самой сфере, на которую проецируются меридианы и параллели. Полученная точка зрения соответствует взгляду на мир из центра Земли (гномоническая проекция) или с далекой планеты (орфографическая проекция). Эти проекции идеально подходят для сохранения взаимосвязи между полюсами и полушариями, поэтому они точны в регионах высоких широт; но они вызывают растущее искажение по мере увеличения расстояния между точкой касания плоскости и сферы, так что они не подходят для точного изображения экваториальной области.
• Модифицированные проекции.Также называемые комбинированными или смешанными проекциями, они включают в себя различные аспекты ранее перечисленных проекций и пытаются добиться точного представления земной поверхности за счет нарушения непрерывности карты и математического построения квадрата, охватывающего ту же поверхность. круга: контринтуитивная процедура, но позволяющая экспериментировать с произвольными деформациями земных меридианов и параллелей, таким образом получая новые и невозможные результаты, используя остальные типы проекций.

Примеры картографических проекций

Проекция Винкеля-Трипеля считается лучшей моделью для наземного представления.

Основными и наиболее известными картографическими проекциями Земли (то есть картой мира) являются:

• Проекция Меркатора. Созданная немецким географом и математиком Герардом Меркатором (1512–1594) в 1569 году, она является одной из наиболее часто используемых наземных проекций в истории, особенно при создании карт для навигации в 18 веке. Это проекция цилиндрического типа, практичная и простая, но она искажает расстояния между земными меридианами и параллелями, превращая их в параллельные линии, что увеличивает расстояние между одним и другим по мере продвижения к полюсу. К этому добавляется сжатие экваториальных областей, что позволяет, например, Аляске выглядеть более или менее размером с Бразилию, когда последняя на самом деле почти в пять раз больше ее. Это приводит к тому, что Европа, Россия и Канада играют гораздо более заметную роль в представлении земного шара, за что карту обвиняют в европоцентричности.
• Проекция Ламберта. Также называемая «конформной проекцией Ламберта», чтобы отличить ее от других проекций, сделанных франко-немецким физиком, философом и математиком Иоганном Генрихом Ламбертом (1728-1777), это коническая проекция, созданная в 1772 году.Он получается с помощью двух эталонных параллелей, пересекающих земной шар и выступающих сторонами конуса, что допускает нулевое искажение вдоль параллелей, хотя это искажение увеличивается при удалении от них. Меридианы, с другой стороны, становятся кривыми линиями с большой точностью. В результате получается проекция с очень высокой степенью соответствия, которая часто используется для полетных карт самолетов, хотя карты мира, созданные с ее помощью, обычно подходят только для одного полушария за раз.
• Проекция Галла-Питерса. Созданная шотландским священником Джеймсом Галлом (1808-1895) в 1855 году, эта проекция впервые появилась 30 лет спустя в Scottish Geographical Review (Шотландский географический журнал). Но его популяризация и реализация соответствовали немецкому кинорежиссёру Арно Петерсу (1916-2002), и поэтому он носит имя обоих. Это проекция, которая стремится исправить дефекты проекции Меркатора, и для этого она уделяет больше внимания эквивалентности: она проецирует земную сферу в воображаемый цилиндр, который затем растягивается до удвоения собственной величины.
• Проекция Ван дер Гринтена. Созданная в 1898 г. немецко-американским картографом Альфонсом Дж. ван дер Гринтеном (1852-1921), она представляет собой не конформную или эквивалентную проекцию, а скорее произвольное геометрическое построение на плоскости. Он использует те же методы Меркатора, но значительно уменьшает свои искажения, которые зарезервированы для полюсов, подверженных максимальной степени несоответствия. Эта проекция была принята Национальным географическим обществом в 1922 году до ее замены в 1988 году проекцией Робинсона.
• Проекция Айтоффа.Предложенная в 1889 году русским картографом Давидом Айтофом (1854-1933), она представляет собой слегка эквивалентную и слегка конформную зенитную или азимутальную проекцию, построенную из искажения горизонтального масштаба для превращения земной сферы в эллипс, в два раза шире верхней. . Это постоянная шкала на экваторе и центральном меридиане планеты, которая вдохновила Эрнста Хаммера на предложение аналогичной модели в 1892 году, известной как проекция Хаммера, но малопригодной.
• Проекция Робинсона. Созданная в 1961 г. американским географом Артуром Х. Робинсоном (1915-2004 гг.), она возникла как ответ на дебаты о наиболее справедливом изображении планеты, имевшие место в середине 20 века. Его целью было показать карту мира простым, но недостоверным образом на полуцилиндрической плоскости, чтобы она не была ни эквидистантной, ни эквивалентной, ни конформной, а скорее принимала на себя ее искажения (наиболее важные в полярной области и в высоких широтах ), основанный на культурном консенсусе, который производил бы привлекательные образы всего мира, не выделяя какой-либо континент. Эта проекция широко использовалась Национальным географическим обществом до ее замены в 1998 году проекцией Винкеля-Трипеля.
• Проекция Винкеля-Трипеля. Это модифицированная азимутальная географическая проекция, предложенная Оскаром Винкелем в 1921 году на основе комбинации проекции Айтоффа и эквидистантной цилиндрической проекции. Эта проекция была принята Национальным географическим обществом в 1998 году и с тех пор считается лучшей моделью наземного представления на сегодняшний день.

Почему искажаются картографические проекции?

Явление искажения неизбежно при любом типе проекции, хотя его можно уменьшить или скрыть до определенной степени.Это связано с геометрической проблемой: невозможно точно преобразовать сферическую поверхность в плоскую, сохранив ее расстояние, форму и аспекты поверхности при переходе от трех измерений к двум.

Хороший способ проверить это явление — представить, что мы стоим на одном из земных полюсов и идем по прямой к экватору, руководствуясь каким-либо меридианом. Оказавшись там, мы проходим расстояние по прямой линии по экватору, а затем возвращаемся к полюсу по прямой линии, руководствуясь соответствующим меридианом.

Траектория, которую мы описали в нашем туре, представляет собой сферический искривленный треугольник, который имеет два прямых угла (то есть раскрытие 90°) и третий меньший угол, но раскрытие больше 0°. Следовательно, сумма углов этого треугольника больше 180°, что геометрически невозможно для любого плоского треугольника. Ответ на эту загадку заключается именно в необходимом искажении, которому подвергается описываемый треугольник, когда он находится на поверхности сферы.