Geografiska kartor människor har använt sedan urminnes tider. De första försöken att avbilda jordens yta gjordes i antikens Grekland av sådana forskare som Eratosthenes och Hipparchus. Naturligtvis har kartografin som vetenskap avancerat långt sedan dess. Moderna kartor skapas med hjälp av satellitbilder och datorteknik, vilket naturligtvis bidrar till att öka deras noggrannhet. Och ändå, på varje geografisk karta finns det vissa förvrängningar angående naturliga former, vinklar eller avstånd på jordens yta. Arten av dessa förvrängningar, och följaktligen kartans noggrannhet, beror på vilka typer av kartografiska projektioner som används för att skapa en viss karta.
Konceptet med kartprojektion
Låt oss titta närmare på vad en kartprojektion är och vilka typer av dem som används i modern kartografi.
Kartprojektion är en bild av jordens yta på ett plan. Meren vetenskapligt djup definition låter så här: en kartografisk projektion är ett sätt att visa punkter på jordens yta på ett visst plan, där ett visst analytiskt beroende etableras mellan koordinaterna för motsvarande punkter på de visade och visade ytorna.
Hur är en kartprojektion byggd?
Konstruktion av alla slags kartprojektioner sker i två etapper.
- För det första kartläggs jordens geometriskt oregelbundna yta på någon matematiskt korrekt yta, som kallas referensytan. För den mest exakta approximationen används geoiden oftast i denna kapacitet - en geometrisk kropp avgränsad av vattenytan i alla hav och oceaner, sammankopplad (havsnivån) och med en enda vattenmassa. Vid varje punkt på geoidens yta appliceras gravitationen norm alt. Geoiden, liksom planetens fysiska yta, kan dock inte uttryckas av en enda matematisk lag. Därför, istället för geoiden, tas en rotationsellipsoid som referensyta, vilket ger den maximal likhet med geoiden med hjälp av graden av kompression och orientering i jordens kropp. De kallar denna kropp en jordellipsoid eller en referensellipsoid, och i olika länder tar de olika parametrar.
- För det andra överförs den adopterade referensytan (referensellipsoiden) till planet med hjälp av ett eller annat analytiskt beroende. Som ett resultat får vi en platt kartografisk projektion av jordens yta.
Projektionsförvrängning
Gör det inteundrade varför kontinenternas konturer skiljer sig något på olika kartor? På vissa kartprojektioner verkar vissa delar av världen vara större eller mindre i förhållande till vissa landmärken än på andra. Allt handlar om den distorsion med vilken jordens projektioner överförs till en plan yta.
Men varför visas kartprojektioner på ett förvrängt sätt? Svaret är ganska enkelt. En sfärisk yta är inte möjlig att placera ut på ett plan, vilket undviker veck eller brott. Därför kan bilden från den inte visas utan förvrängning.
Metoder för att få projektioner
När man studerar kartprojektioner, deras typer och egenskaper är det nödvändigt att nämna metoderna för deras konstruktion. Så kartprojektioner erhålls med två huvudmetoder:
- geometric;
- analytisk.
Den geometriska metoden är baserad på lagarna för linjärt perspektiv. Vår planet tas villkorligt som en sfär med någon radie och projiceras på en cylindrisk eller konisk yta, som antingen kan röra vid eller skära igenom den.
Projektioner som erhålls på detta sätt kallas perspektiv. Beroende på observationspunktens position i förhållande till jordens yta delas perspektivprojektioner in i typer:
- gnomonisk eller central (när synvinkeln är i linje med mitten av jordens sfär);
- stereographic (i det här fallet är observationspunkten placerad påreferensytor);
- ortografisk (när ytan observeras från någon punkt utanför jordens sfär; projektionen byggs genom att sfärens punkter överförs med hjälp av parallella linjer vinkelräta mot visningsytan).
Den analytiska metoden för att konstruera kartprojektioner bygger på matematiska uttryck som förbinder punkter på referenssfären och visningsplanet. Denna metod är mer mångsidig och flexibel, vilket gör att du kan skapa godtyckliga projektioner enligt en förutbestämd karaktär av distorsionen.
Typer av kartprojektioner i geografi
För att skapa geografiska kartor används många typer av projektioner av jorden. De klassificeras enligt olika kriterier. I Ryssland används Kavraysky-klassificeringen, som använder fyra kriterier som bestämmer huvudtyperna av kartografiska projektioner. Följande används som karakteristiska klassificeringsparametrar:
- teckenförvrängning;
- form för att visa koordinatlinjerna för det normala rutnätet;
- placering av polpunkten i det normala koordinatsystemet;
- hur man använder.
Så, vad är det för typer av kartprojektioner enligt denna klassificering?
Projektionsklassificering
Följande är en klassificering av typer av kartprojektioner med exempel, baserat på ovanstående huvudkriterier.
På grund av förvrängningens natur
Som nämnts ovan är förvrängning i själva verket en inneboende egenskap hos varje projektion av jorden. Vilken egenskap som helst kan förvrängasytor: längd, area eller vinkel. Beroende på typen av distorsion skiljer de åt:
- Konforma eller konforma projektioner, där azimut och vinklar överförs utan förvrängning. Koordinatnätet i konforma projektioner är ortogon alt. Kartor som erhållits på detta sätt rekommenderas att användas för att bestämma avstånd i alla riktningar.
- Ekvivalenta eller likvärdiga projektioner, där skalan av områden bevaras, vilket tas lika med ett, dvs. områden visas utan förvrängning. Sådana kartor används för att jämföra områden.
- Ekvidistanta eller ekvidistanta projektioner, i vilkas konstruktion skalan är bevarad i en av huvudriktningarna, som tas som en enda.
- Godyckliga projektioner, på vilka alla typer av förvrängningar kan förekomma.
Enligt formen för att visa koordinatlinjerna för det normala rutnätet
Denna klassificering är den mest visuella och därför den lättaste att förstå. Observera dock att detta kriterium endast gäller projektioner som är norm alt orienterade mot observationspunkten. Så, baserat på denna karakteristiska egenskap, särskiljs följande typer av kartografiska projektioner:
Circular, där paralleller och meridianer är cirklar, och ekvatorn och rutnätets medelmeridian är raka linjer. Sådana projektioner används för att avbilda jordens yta som helhet. Exempel på cirkulära projektioner är den konforma Lagrange-projektionen, såväl som den godtyckliga Grinten-projektionen.
Azimut. I detta fall representerar parallellernai form av koncentriska cirklar, och meridianerna i form av ett knippe av raka linjer som divergerar radiellt från centrum. En liknande typ av projektion används i en direkt position för att visa jordens poler med angränsande territorier, och i en tvärgående position som en karta över de västra och östra halvklotet som alla känner till från geografilektionerna.
Cylindrical, där meridianer och paralleller representeras av räta linjer som skär varandra norm alt. Territorier som gränsar till ekvatorn eller sträcker sig längs någon standardlatitud visas här med minimal förvrängning.
Konisk, som representerar en utveckling av konens laterala yta, där parallelllinjerna är cirkelbågar centrerade i toppen av konen, och meridianerna är guider som divergerar från konens topp. Sådana projektioner avbildar mest exakt territorier som ligger på medelbreddgrader.
Pseudokoniska projektioner liknar koniska projektioner, endast meridianerna i det här fallet är avbildade som krökta linjer som är symmetriska med avseende på rutnätets rätlinjiga axiella meridian.
Pseudo-cylindriska projektioner liknar cylindriska, bara, såväl som i pseudo-koniska, meridianerna avbildas av krökta linjer som är symmetriska till den axiella rätlinjiga meridianen. Används för att avbilda hela jorden (t.ex. Mollweide elliptisk, lika yta sinusformadSanson, etc.).
Polykonisk, där paralleller avbildas som cirklar, vars centrum är belägna på rutnätets mittmeridian eller dess fortsättning, meridianerna är i form av kurvor placerade symmetriskt till den rätlinjiga axiella meridianen.
Med positionen för polpunkten i det normala koordinatsystemet
- Polär eller normal - koordinatsystemets pol är densamma som den geografiska polen.
- Tvärgående eller tvärgående - normalsystemets pol är i linje med ekvatorn.
- Sned eller snett - polen för det normala koordinatnätet kan placeras var som helst mellan ekvatorn och den geografiska polen.
Enligt applikationsmetoden
Följande typer av kartprojektioner kännetecknas av användningsmetoden:
- Solid - projektionen av hela territoriet på ett plan utförs enligt en enda lag.
- Multi-lane - det kartlade området är villkorligt uppdelat i flera latitudinella zoner, som projiceras på visningsplanet enligt en enda lag, men med en ändring av parametrarna för varje zon. Ett exempel på en sådan projektion är Mufling trapetsformade projektion, som användes i Sovjetunionen för storskaliga kartor fram till 1928
- Multifaceted - territoriet är villkorligt uppdelat i ett antal zoner i longitud, projektion på ett plan utförs enligt en enda lag, men med olika parametrar för var och en av zonerna (till exempel Gauss-Kruger projektion).
- Komposit, när någon del av territorietmappas på ett plan med en regelbundenhet och resten av territoriet på den andra.
Fördelen med både flerfiliga och mångfacetterade projektioner är den höga visningsnoggrannheten inom varje zon. En betydande nackdel är dock omöjligheten att få en kontinuerlig bild.
Naturligtvis kan varje kartprojektion klassificeras med vart och ett av ovanstående kriterier. Så den berömda projektionen av Earth Mercator är konform (likvinklig) och tvärgående (transversion); Gauss-Kruger projektion - konform tvärgående cylindrisk, etc.
