Kartogrāfiskās projekcijas ir būtisks instruments kartogrāfijas pasaulē, zinātnē, kas ir atbildīga par Zemes virsmas grafisku attēlošanu kartēs. Tā kā Zeme ir trīsdimensiju sfēra, bet kartes ir divdimensiju plaknes, ir nepieciešams pārveidot informāciju no sfēras uz plakanu virsmu. Ir dažādas kartes projekciju veidi atšķiras
Šajā rakstā mēs jums pastāstīsim par esošajiem kartogrāfisko projekciju veidiem, to īpašībām un nozīmi.
Kas ir kartes projekcijas
Ģeogrāfijā kartes projekcija ir veids, kā vizuāli attēlot Zemes garozas daļu, pielīdzinot Zemes dabisko izliekumu līdzenajai kartes virsmai. Tas būtībā sastāv no "pārveidošanas" 3D renderēšanu 2D renderēšanā, pēc iespējas mazāk izkropļojot sākotnējās proporcijas.
Tas ir raksturīgs procesam, kurā kartogrāfs veido karti, un viņam jāvadās pēc koordinātu sistēmas, ko veido Zemes meridiāni un platums, lai izveidotu telpisku attēlojumu, kas atbilst Zemes izliekuma proporcijām.
Tomēr to nevar izdarīt bez zināmas kļūdas robežas, tāpēc projekcijas tiek pētītas, lai samazinātu kropļojumus un, pirmkārt, saglabātu trīs galvenos karšu aspektus: attālumu, virsmu un formu.
Var būt dažādas kartogrāfiskās projekcijas, tas ir, dažādas metodes un procedūras, lai attēlotu Zemes (vai tās virsmas daļas) izmērus divās dimensijās, jo tas jau kopš seniem laikiem ir satraucis ģeogrāfus. Šajā ziņā neviens nav "uzticamāks" par otru, bet tie rada dažādas ģeometriskas problēmas un uzsver dažādus attēlojuma aspektus.
Kartes projekciju veidi
Lai klasificētu kartogrāfisko projekciju, parasti tiek izmantots tās ģeometrijas kritērijs, kas to iedvesmoja, tas ir, ja projekcija ir cilindriska, koniska, azimutāla vai apvieno trīs kategoriju aspektus. Pastāv šādi kartogrāfisko projekciju veidi:
- cilindriskā projekcija. Kā norāda nosaukums, tās ir projekcijas, kurās kā kartes virsma tiek izmantots iedomāts cilindrs. Cilindrs atrodas pieskares vai pieskares planētas sfēriskajai virsmai, kurai ir laba konsistence (respektē formu), bet, virzoties tālāk no ekvatora, attāluma un virsmas laukuma ziņā ir lielāks un izteiktāks izkropļojums. Pat ja tā ir, saglabājot perpendikulitāti starp meridiāniem un paralēlēm, tas ir vienkāršs un noderīgs projekcijas veids, ko plaši izmanto navigācijai.
- koniska projekcija. Līdzīgi kā cilindriskas projekcijas, tās iegūst, novietojot zemes sfēru iedomāta pieskares vai atdaloša konusa iekšējā izliekumā, uz kura tiek projicētas platuma līnijas un meridiāni. Šāda veida projekcijas priekšrocība ir tāda, ka tā pārvērš meridiānus taisnās līnijās no poliem un paralēles koncentriskos apļos konusā. Iegūtā karte ir labi piemērota vidējo platuma grādu attēlošanai, jo tā kļūst vairāk izkropļota, virzoties uz poliem.
- azimutālā projekcija. Zināmas arī kā zenitālās projekcijas, tās iegūst, novietojot zemes sfēru uz iedomātas plaknes, kas pieskaras pašai sfērai un uz kuras tiek projicēti meridiāni un paralēles. Iegūtais skata punkts atbilst pasaules redzējumam, kas redzams no Zemes centra vai no tālas planētas. Šīs projekcijas ļoti labi saglabā attiecības starp poliem un puslodi, tāpēc tās ir precīzas lielos platuma grādos; bet jo lielāks attālums starp plakni un sfēras pieskares punktu, jo vairāk tie ir deformēti, tāpēc nav piemēroti.
- Modificēta projekcija. Tiek sauktas arī par saliktajām vai hibrīdajām projekcijām, projekcijas, kas ietver dažādus iepriekš uzskaitīto projekciju aspektus un mēģina patiesi attēlot Zemes virsmu, pārtraucot kartes nepārtrauktību un kvadrātu matemātisko konstrukciju, kas satur vienu un to pašu Zemes virsmu. Tā ir pretintuitīva procedūra, taču tā ļauj eksperimentēt ar brīvprātīgām meridiāna un zemes paralēles deformācijām, lai iegūtu jaunus un neiespējamus rezultātus ar pārējiem projekciju veidiem.
Kā to izdarīt
Tehniski nav iespējams attēlot Zemi uz līdzenas virsmas, neizkropļojot dažas ģeometriskās īpašības. Zemei līdzīgas formas attēlošanas sarežģītību uz līdzenas virsmas zināmā mērā var risināt ar rīku, ko sauc par kartes projekciju, kas ļauj pārveidot sfērisku formu plaknē, ieskaitot līnijas platuma un garuma, lai visi objekti starp atbilstošo attiecību. Šim nolūkam ir absolūti nepieciešamas stingras matemātiskās metodes.
Vienkārši sakot, karšu projekcijas ir nenovērtējams resurss karšu veidošanai, lai to izmēri, īpašības un vietu izvietojums zemes līknē būtu līdzīgs realitātei.
Visas kartes projekcijas parāda raksturlielumus, kas saistīti ar transformācijas veidu vai ģeometrisko procesu, kas izmantots transformācijas sasniegšanai. Tādējādi ģeogrāfiskajai projekcijai var būt viena vai divas no šīm trim īpašībām, bet nekādā gadījumā nevar izpildīt visus trīs vienlaikus:
- vienāds attālums: Projekcija ir uzticīga sākotnējiem attālumiem, tas ir, tā tos nepalielina vai nesamazina, bet gan saglabā to proporcijas atbilstošā mērogā.
- Ekvivalence: Projekcija ir uzticama sākotnējam virsmas laukumam, tas ir, tā neizkropļo virsmas izmēru un izmērus.
- Atbilstība: Projekcija ir uzticīga oriģināla formai un leņķiem, tas ir, tas neizkropļo profilu vai attēlotās virsmas izskatu.
Katrā projekcijā tiek pieliktas pūles, lai pēc iespējas vairāk ievērotu šīs trīs pamatīpašības, lai gan dažas parasti tiek upurētas vairāk nekā citas atkarībā no projicētās kartes īpašās izmantošanas. Piemēram, ja tā ir pasaules karte vai plakana skolas sfēra, kopumā kontinentu forma tiek ievērota vairāk nekā attālums starp kontinentiem un katra kontinenta virsmu.
Cita veida kartes projekcijas
Šie ir citi mazāk zināmi prognožu veidi:
- pseidokonisks: Paralēlas līnijas attēlo ar koncentriskiem lokiem un meridiānus ar vienlaicīgām izliektām līnijām. Centrālais meridiāns ir taisna līnija.
- pseidocilindrisks: Paralēles un centrālie meridiāni tiek parādīti kā taisnas līnijas. Meridiāni ir paralēlas līknes.
- Polikonisks: Platuma paralēles ir attēlotas ar nekoncentriskiem lokiem, kuru centri atrodas centrālajā meridiānā.
Neviena kartes projekcija nav perfekta, taču tā samazina apgabala, virziena, pozīcijas, attāluma un formas izkropļojumus. Dotās kartes un dotās kartes projekcijas izmantošana ir atkarīga no individuālajām prasībām, jo katrai no tām ir priekšrocības un trūkumi. Piemēram, lai koncentrētos uz zemiem platuma grādiem, vislabāk ir izmantot cilindrisku projekciju karti, konisku projekciju vidējiem platuma grādiem un azimutālo projekciju polārajiem apgabaliem.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par esošajiem kartogrāfisko projekciju veidiem un to īpašībām.