Картографічна проекція - її сутність та недоліки

картографічна проекція

Сутність картографічних проекцій земної поверхні

У попередній статті була розкрита сутність побудови фігур і ліній на плоскій горизонтальній поверхні способом прокладання. Якщо ж ми застосуємо такий прийом для всієї земної поверхні, то зіткнемося з істотними труднощами, пов'язаними зі складністю геометричної форми Землі.
Сферичну поверхню розгорнути на площині без розривів і складок неможливо, тобто її планове зображення на площині не можна уявити без спотворень, з повним геометричним подобою всіх її обрисів. Щодо повної подібності спроектованих на уровенную поверхню обрисів островів, материків і різних об'єктів можна домогтися лише на сфері або кулі (глобусі). Зображення поверхні Землі на глобусі володіє равномасштабностью, Рівнокутні і рівновеликі.

Безумовно, модель нашої планети найзручніше представити у вигляді глобуса, при цьому спотворення будуть мінімальні. Однак під час виконання багатьох практичних і дослідницьких завдань працювати з такою моделлю незручно. Справа навіть не в тому, що носити з собою глобус не завжди представляється можливим, а в громіздкість такої моделі, якщо ми захочемо її уявити в щодо великому масштабі. Так, якщо виготовити глобус із зображенням поверхні Землі в масштабі 1: 1 000 000, то отримаємо кулясту модель нашої планети діаметром 12,7 м. Уявіть собі, що вам буде потрібно переносити таку модель, визначати на ній координати точок або виробляти лінійні виміру. З цієї причини карти і плани значно зручніше в користуванні, перенесенні і зберіганні.

Геометричні переваги глобуса (равномасштабность, Рівнокутні і равновелікость) одночасно і повністю зберегти на плоскій карті неможливо. Побудована на площині географічна сітка. зображає меридіани і паралелі, матиме певні спотворення, тому будуть спотворені зображення всіх об'єктів земної поверхні. Характер і розміри спотворень залежать від способу побудови картографічної сітки, на основі якої складається карта.

Відображення поверхні еліпсоїда або кулі на площині називається картографічної проекцією. По суті, картографічна проекція є горизонтальним прокладання точок земної поверхні, розташованих на фігурі Землі.
Існують різні види картографічних проекцій. Кожному з них відповідають певна картографічна сітка і властиві їй спотворення. В одному виді проекції спотворюються розміри площ, в іншому - кути, в третьому - площі і кути. При цьому у всіх проекціях без винятку спотворюються довжини ліній.

Види картографічних проекцій

Картографічні проекції класифікують за характером спотворень, виду зображення меридіанів і паралелей (географічної сітці) і деякими іншими ознаками.

За характером спотворень розрізняють наступні картографічні проекції:

- рівнокутні. зберігають рівність кутів, між напрямками на карті і в натурі. На такій карті збережено подобу кутів, але спотворені розміри площ.

- рівновеликі. зберігають пропорційність площ на карті відповідним площам на земному еліпсоїді. На карті, складеній із застосуванням рівновеликої проекції, збережена пропорційність всіх площ поверхні земної кулі, але спотворено подобу (форма) фігур, тобто відсутня Рівнокутні. Взаємна перпендикулярність меридіанів і паралелей на такій карті зберігається тільки по середньому меридіану.

- равнопромежуточние. зберігають сталість масштабу по якомусь напрямку;

- довільні. не зберігається ні рівності кутів, ні пропорційність площ, ні сталості масштабу. Сенс застосування довільних проекцій полягає в більш рівномірному розподілі спотворень на карті і зручність рішення деяких практичних завдань.

По виду зображення сітки меридіанів і паралелей картографічної проекції підрозділяються на конічні. циліндричні. азимутальні та ін. Причому в межах кожної з цих груп можуть бути різні за характером спотворень проекції (рівнокутні, рівновеликі і т. д.).

Геометрична сутність конічних і циліндричних проекцій полягає в тому, що сітка меридіанів і паралелей проектується на бічну поверхню конуса чи циліндра, що описує земний еліпсоїд, з подальшим розгортанням цих поверхонь в площину.
Геометрична сутність азимутальних проекцій полягає в тому, що сітка меридіанів і паралелей проектується на площину, дотичну до еліпсоїда в одному з полюсів або січну з якої-небудь паралелі.

Розрізняють проекції нормальні (вісь циліндра або конуса при проектуванні поєднана з віссю Землі), косі (нахил циліндра або конуса щодо полярної осі становить гострий кут) і поперечні (кут між віссю Землі і віссю фігури проекції становить 90 градусів).
При описі проекцій багато уваги приділяється тому, як виглядають на них паралелі і меридіани. Відхилення форми сітки від квадрата показує ступінь спотворення проектованого з кулі на площину зображення. Вивчаючи географічну сітку на карті в будь-якої проекції, можна зрозуміти, якою мірою і в яких місцях ця карта спотворена.
За типом географічної сітки можна виділити:
- псевдоціліндріческіе проекції. у яких паралелі - прямі, паралельні один одному, а меридіани - криві, симетричні, щодо середнього прямолінійного меридіана;
- псевдоконіческіе. де паралелі - дуги концентричних кіл, а меридіани - криві, симетричні щодо середнього прямолінійного меридіана;
- поліконічній. паралелі яких - дуги ексцентричних кіл з центрами на середньому прямолінійній меридіані, а меридіани - криві, симетричні щодо середнього меридіана.
На наведеному малюнку видно, які обриси може приймати географічна сітка в різних проекціях.

Крім згаданих, існує багато інших типів і різновидів картографічних проекцій. Проекцію, найбільш підходящу за характером, величиною та розподілу спотворень для тієї чи іншої карти, вибирають в залежності від призначення, змісту карти, а також від розмірів, конфігурації і географічного положення поверхні картографуванню території.