Geografske karte ljudi koriste od davnina. Prve pokušaje da se prikaže površina Zemlje u staroj su Grčkoj napravili su znanstvenici kao što su Eratosten i Hiparh. Naravno, od tada je kartografija kao znanost daleko uznapredovala. Moderne karte izrađene su pomoću satelitskih slika i računalne tehnologije, što, naravno, pomaže u povećanju njihove točnosti. Pa ipak, na svakoj geografskoj karti postoje neka izobličenja u pogledu prirodnih oblika, kutova ili udaljenosti na zemljinoj površini. Priroda ovih izobličenja i, posljedično, točnost karte ovisi o vrstama kartografskih projekcija koje se koriste za izradu određene karte.
Koncept projekcije karte
Pogledajmo pobliže što je projekcija karte i koje se vrste koriste u modernoj kartografiji.
Projekcija karte je slika Zemljine površine na ravnini. Višeznanstveno duboka definicija zvuči ovako: kartografska projekcija je način prikazivanja točaka na Zemljinoj površini na određenoj ravnini, u kojoj se uspostavlja neka analitička ovisnost između koordinata odgovarajućih točaka prikazane i prikazane površine.
Kako se gradi projekcija karte?
Izgradnja bilo koje vrste kartografskih projekcija odvija se u dvije faze.
- Prvo, geometrijski nepravilna površina Zemlje preslikava se na neku matematički ispravnu površinu, koja se zove referentna površina. Za najtočniju aproksimaciju, najčešće se u tom svojstvu koristi geoid - geometrijsko tijelo omeđeno vodenom površinom svih mora i oceana, međusobno povezano (razina mora) i ima jednu vodenu masu. Na svakoj točki na površini geoida, gravitacija se primjenjuje normalno. Međutim, geoid se, kao i fizička površina planeta, također ne može izraziti jednim matematičkim zakonom. Stoga se umjesto geoida kao referentna površina uzima elipsoid okretanja, dajući mu maksimalnu sličnost s geoidom koristeći stupanj kompresije i orijentacije u tijelu Zemlje. Ovo tijelo zovu zemaljski elipsoid ili referentni elipsoid, a u različitim zemljama uzimaju različite parametre.
- Drugo, usvojena referentna površina (referentni elipsoid) se prenosi na ravninu korištenjem jedne ili druge analitičke ovisnosti. Kao rezultat, dobivamo 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 izobličenju s kojim 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 s njega ne može prikazati bez izobličenja.
Metode za dobivanje projekcija
Proučavajući kartografske projekcije, njihove vrste i svojstva, potrebno je spomenuti načine njihove izrade. Dakle, projekcije karte dobivaju se pomoću dvije glavne metode:
- geometrijski;
- analitički.
Geometrijska metoda temelji se na zakonima linearne perspektive. Naš planet se uvjetno uzima kao kugla nekog polumjera i projicira na cilindričnu ili stožastu površinu, koja je može dodirivati ili presjeći.
Projekcije dobivene na ovaj način nazivaju se perspektivom. Ovisno o položaju točke promatranja u odnosu na površinu Zemlje, perspektivne projekcije se dijele na vrste:
- gnomonski ili središnji (kada je točka gledišta usklađena sa središtem Zemljine sfere);
- stereografski (u ovom slučaju, točka promatranja se nalazi nareferentne površine);
- ortografski (kada se površina promatra iz bilo koje točke izvan Zemljine sfere; projekcija se gradi prijenosom točaka sfere pomoću paralelnih linija okomitih na površinu prikaza).
Analitička metoda za izradu projekcija karte temelji se na matematičkim izrazima koji povezuju točke na referentnoj sferi i ravnini prikaza. Ova metoda je svestranija i fleksibilnija, omogućujući vam stvaranje proizvoljnih projekcija prema unaprijed određenoj prirodi izobličenja.
Vrste projekcija karte u geografiji
Za izradu geografskih karata koriste se mnoge vrste projekcija Zemlje. Klasificirani su prema različitim kriterijima. U Rusiji se koristi klasifikacija Kavraysky koja koristi četiri kriterija koji određuju glavne vrste kartografskih projekcija. Sljedeći se koriste kao karakteristični klasifikacijski parametri:
- izobličenje znakova;
- oblik prikaza koordinatnih linija normalne mreže;
- lokacija polne točke u normalnom koordinatnom sustavu;
- kako koristiti.
Dakle, koje su vrste projekcija karte prema ovoj klasifikaciji?
Klasifikacija projekcije
Slijedi klasifikacija tipova kartografskih projekcija s primjerima, na temelju gornjih glavnih kriterija.
Po prirodi izobličenja
Kao što je gore spomenuto, izobličenje je, zapravo, inherentno svojstvo svake projekcije Zemlje. Svaka karakteristika može biti iskrivljenapovršine: duljina, površina ili kut. Prema vrsti izobličenja razlikuju se:
- Konformne ili konformne projekcije, u kojima se azimuti i kutovi prenose bez izobličenja. Koordinatna mreža u konformnim projekcijama je ortogonalna. Karte dobivene na ovaj način preporuča se koristiti za određivanje udaljenosti u bilo kojem smjeru.
- Ekvivalentne ili ekvivalentne projekcije, gdje je sačuvana ljestvica površina koja se uzima jednaka jedan, tj. površine se prikazuju bez izobličenja. Takve se karte koriste za usporedbu područja.
- Ekvidistantne ili ekvidistantne projekcije, u čijoj je konstrukciji ljestvica sačuvana u jednom od glavnih smjerova, koji se uzima kao jedan.
- 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. Međutim, imajte na umu da se ovaj kriterij primjenjuje samo na projekcije koje su normalno orijentirane na točku promatranja. Dakle, na temelju ove karakteristične značajke razlikuju se sljedeće vrste kartografskih projekcija:
Kružno, gdje su paralele i meridijani kružnice, a ekvator i prosječni meridijan mreže ravne linije. Takve se projekcije koriste za prikaz površine Zemlje u cjelini. Primjeri kružnih projekcija su konformna Lagrangeova projekcija, kao i proizvoljna Grintenova projekcija.
Azimut. U ovom slučaju, paralele predstavljajuu obliku koncentričnih krugova, a meridijani u obliku snopa ravnih linija koje se radijalno razilaze od središta. Slična vrsta projekcije koristi se u izravnom položaju za prikaz polova Zemlje sa susjednim područjima, a u poprečnom položaju kao karta zapadne i istočne hemisfere poznata svima iz lekcija geografije.
Cilindrični, gdje su meridijani i paralele predstavljeni ravnim linijama koje se normalno sijeku. Teritorija koja se nalazi uz ekvator ili se proteže duž neke standardne zemljopisne širine ovdje se prikazuje s minimalnim izobličenjem.
Konik, koji predstavlja razvoj bočne površine stošca, gdje su linije paralela lukovi kružnica sa središtem na vrhu stošca, a meridijani su vodilice koje odstupaju od vrha stošca. Takve projekcije najtočnije prikazuju teritorije koje leže u srednjim geografskim širinama.
Pseudokonične projekcije slične su konusnim projekcijama, samo su meridijani u ovom slučaju prikazani kao zakrivljene linije simetrične u odnosu na pravolinijski aksijalni meridijan mreže.
Pseudocilindrične projekcije podsjećaju 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 eliptično, sinusoidno jednake površineSanson, itd.).
Polyconic, gdje su paralele prikazane kao krugovi, čija se središta nalaze na srednjem meridijanu mreže ili njenom nastavku, meridijani su u obliku krivulja smještenih simetrično na pravolinijski aksijalni meridijan.
Po položaju polne točke u normalnom koordinatnom sustavu
- Polarno ili normalno - pol koordinatnog sustava je isti kao i zemljopisni pol.
- Poprečno ili poprečno - pol normalnog sustava je poravnat s ekvatorom.
- Koso ili koso - pol normalne mreže koordinata može se nalaziti u bilo kojoj točki između ekvatora i geografskog pola.
Prema načinu primjene
Sljedeće vrste projekcija karte razlikuju se po načinu upotrebe:
- Solid - projekcija cijelog teritorija na ravninu provodi se prema jednom zakonu.
- Multi-trane - mapirano područje je uvjetno podijeljeno na nekoliko geografskih širina, koje se projiciraju na ravninu 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 - teritorij je uvjetno podijeljen na niz zona u geografskoj dužini, projekcija na ravninu se provodi prema jednom zakonu, ali s različitim parametrima za svaku od zona (na primjer, Gauss-Kruger projekcija).
- Composite, kada je neki dio teritorijamapirano na ravninu koristeći jednu pravilnost, a ostatak teritorija na drugu.
Prednost i projekcija s više traka i višestrukih projekcija je visoka točnost prikaza unutar svake zone. Međutim, značajan nedostatak je nemogućnost dobivanja kontinuirane slike.
Naravno, svaka projekcija karte može se klasificirati prema svakom od gore navedenih kriterija. Dakle, poznata projekcija Zemlje Mercator je konformna (jednakokutna) i poprečna (transverzija); Gauss-Krugerova projekcija - konformna poprečna cilindrična, itd.
