Typy kartografických projekcí a jejich podstaty

Geografické mapy, které člověk užíval od starověku. První pokusy o zobrazení Zemský povrch

Koncept kartografické projekce

Podívejme se podrobněji na to, co je kartografická projekce a jaké druhy jsou používány v moderní kartografii.

Kartografická projekce je obrazem zemského povrchu v rovině. Hlouběji vědecky definice je, že mapa projekce - způsob zobrazování bodů na zemském povrchu na rovině, v níž souřadnice příslušných bodů mezi displejem a povrchem displeje je nainstalován analytické závislosti.

Jak je kartografická projekce postavena?

Konstrukce jakéhokoliv typu kartografických projekcí probíhá ve dvou fázích.

1. Nejprve je geometricky nepravidelný povrch Země mapován na nějaký matematicky správný povrch, který se nazývá povrch relativity. Pro nejpřesnější přiblížení se geoid, geometrické tělo, nejčastěji používá v této kapacitě, ohraničené vodní hladinou všech moří a oceánů, vzájemně souvisí (hladina moře) a má jedinou vodní hmotu. V každém bodě na povrchu geoidu se obvykle používá gravitace. Geoid, stejně jako fyzický povrch planety, však nelze vyjádřit ani jediným matematickým zákonem. Proto, jako referenční plocha, namísto geoidu se použije elipsoid rotace, což mu dává maximální podobnost geoidu pomocí stupně stlačení a orientace v těle Země. Říkají tomuto tělu zemský elipsoid nebo referenční elipsoid a v různých zemích pro ně berou různé parametry.
2. Za druhé, přijatý povrch relativity (referenční elipsoid) se přenáší do roviny pomocí jedné nebo jiné analytické závislosti. Výsledkem je plochá kartografická projekce zemského povrchu.

Zkreslení projekcí

A vy jste si nemysleli, proč se na jiných mapách kontinenty trochu liší? Na některých mapových projekcích některé části světa vypadají větší nebo menší vzhledem k některým orientačním bodům než jiné. Je to všechno o zkreslení, s nímž jsou projekce Země přenášeny na rovný povrch.

Ale proč je kartografická projekce zobrazena v zkreslené podobě? Odpověď je docela jednoduchá. Není možné nasadit sférický povrch do roviny, aniž by došlo k záhybům nebo slzám. Proto nemůže být obraz z něj zobrazen, aniž by došlo k zkreslení.

Metody pro získání projekcí

Při studiu kartografických projekcí, jejich typů a vlastnostech je třeba zmínit způsoby jejich konstrukce. Takže kartografické projekce jsou získány dvěma hlavními způsoby:

• geometrické;
• analytické.

V jádru geometrickou metodou lineární vzory linearity leží. Naše planeta je podmíněně akceptována koulí určitého poloměru a promítána na válcovitý nebo kuželový povrch, který se může dotýkat nebo rozprostřít.

Takto získané projekce se nazývají perspektivní. V závislosti na poloze pozorovacího bodu vzhledem k zemskému povrchu jsou perspektivní projekce rozděleny do následujících typů:

• gnomonický nebo centrální (pokud je pohled spojen se středem pozemské sféry);
• stereografická (v tomto případě pozorovací bod je umístěn na povrchu relativity);
• orthographic (když je povrch pozorován z jakéhokoliv místa mimo kouli Země, projekce je konstruována přenášením bodů koule pomocí paralelních linek kolmo k mapové ploše).

Analytická metoda Konstrukce kartografických projekcí je založena na matematických výrazech, které spojují body na sféře relativity a mapovací roviny. Tato metoda je více univerzální a flexibilní, což umožňuje vytvořit libovolné projekce podle předem určeného charakteru zkreslení.

Typy kartografických projekcí v geografii

Chcete-li vytvořit zeměpisné mapy, použijte různé typy projekcí Země. Jsou klasifikovány podle různých kritérií. V Rusku se používá klasifikace Kavraysky, která používá čtyři kritéria, která určují hlavní typy kartografických projekcí. Jako charakteristické klasifikační parametry používejte:

• povaha zkreslení;
• Forma zobrazení souřadnicových čar normální mřížky;
• umístění pólového bodu v normálním souřadném systému;
• jak používat.

Jaké jsou tedy typy kartografických projekcí podle této klasifikace?

Klasifikace projekcí

Následuje klasifikace typů kartografických projekcí s příklady založenými na výše uvedených hlavních kritériích.

Podle povahy zkreslení

Jak již bylo uvedeno výše, zkreslení je v podstatě neodcizitelnou vlastností jakéhokoliv projevu Země. Deformovaná může být jakákoli charakteristika povrchu: délka, plocha nebo úhel. Podle typu zkreslení jsou:

• Rovné nebo konformní projekce, ve kterém jsou azimuty a úhly přenášeny bez zkreslení. Síť souřadnic v konformních projekcích je ortogonální. Mapy získané tímto způsobem se doporučují použít k určení vzdáleností v libovolném směru.
• Ekvivalentní nebo ekvivalentní projekce, kde se zachovává měřítko oblastí, což se předpokládá, že se rovná jedné, tj. plochy jsou zobrazeny bez zkreslení. Takové mapy se používají k porovnávání oblastí.
• Středové nebo rovnoměrné výčnělky, v jehož konstrukci je váha zachována v jednom z hlavních směrů, který je považován za jediný.
• Rozhodčí projekce, na kterém mohou být přítomny všechny typy deformací.

Formou mapování souřadnicových čar normální mřížky

Tato klasifikace je nejviditelnější a proto je nejjednodušší vnímat. Všimněte si však, že toto kritérium se vztahuje pouze na projekce orientované normálně do pozorovacího bodu. Z tohoto charakteristického rysu vycházíme z následujících typů kartografických projekcí:

Kruhový, kde rovnoběžky a meridiány představují kruhy a rovník a průměrný poledník mřížky jsou ve formě přímky. Podobné projekce se používají k zobrazení povrchu Země jako celku. Příklady kruhových projekcí mohou být konformní projekce Lagrange, stejně jako libovolná projekce Grintenu.

Azimuthal. V tomto případě paralely jsou ve tvaru soustředných kruhů, a poledníky jako svazek paralelně uspořádaných radiálně odlišných osách. Takový druh projekce použité ve vzpřímené poloze pro zobrazování zemským pólům do okolních oblastí, a v kříži jako obeznámeni s každým hodinách zeměpisu mapami západní a východní polokoule.

Válcové, kde jsou meridiány a paralely reprezentovány přímkami, které se normálně protínají. Při minimálním zkreslení jsou zde oblasti přiléhající k rovníku nebo jsou roztaženy podél některé standardní zeměpisné šířky.

Kónický, představuje skenování vnějšímu povrchu kužele, kde paralelní linky jsou oblouky se středem ve vrcholu kužele, a meridiány - kolejnice odchylná od vrcholu kužele. Tyto výstupky nejvíce přesně odpovídat území, ležící ve středních zeměpisných šířkách.

Pseudokonické projekce jsou podobné kuželovitému, v tomto případě jsou pouze meridiány reprezentovány zakřivenými přímkami symetrickými vzhledem k přímočarému axiálnímu meridiánu mřížky.

Pseudocylindrické projekce Vypadají jako válcové, podobně jako v pseudokonických, jsou meridiány reprezentovány zakřivenými liniemi symetrickými s axiálním přímočarým poledníkem. Používá se k zobrazování Země jako celku (například elipsovité projekce Molveidy, sinus Sinus Sinse atd.).

Polyklinické, kde jsou paralely vypracovány jako kruhy, jejichž středy jsou umístěny na poledníku průměrného pletiva nebo jeho pokračování, poledníky jako křivky uspořádány symetricky k podélnému přímočarého poledníku.

Podle polohy pólového bodu v normálním souřadném systému

• Polární nebo normální - pól souřadnicového systému se shoduje s geografickým pólem.
• Příčně nebo průřez - Pól normálního systému je kombinován s rovníkem.
• Šikmo nebo nakloněné - pól normální mřížky souřadnic může být v jakémkoli bodě mezi rovníkem a zeměpisným pólem.

Prostřednictvím aplikace

Následující typy kartografických projekcí se liší podle způsobu použití:

• Pevná - Projektování celého území v letadle se provádí podle jediného zákona.
• Multiband - oblast mapování je podmíněně rozdělena na několik zeměpisných zón, které jsou promítnuty do mapovací roviny podle jednoho zákona, ale s parametry měnícími se pro každou zónu. Příkladem takového projekce je lichoběžníkový projev Muflinga, který byl použit v SSSR pro rozsáhlé mapy až do roku 1928.
• Mnohostranné - území podmínečně rozdělena do několika zón podél délky v projekční rovině sjednotit zákonem, ale s odlišnými parametry pro každou ze zón (např., Gauss-Kruger projekce).
• Sloučenina, kdy je některá část území mapována na rovinu pomocí jednoho vzoru a zbytek území na druhé straně.

Výhodou obou vícepásmových a vícenásobných projekcí je vysoká přesnost mapování v každé zóně. Významnou nevýhodou je však nemožnost získat souvislý obraz.

Samozřejmě každá kartografická projekce může být klasifikována podle každého z výše uvedených kritérií. Takže slavná projekce Země Mercator je konformní a příčná (příčná) projekce - Gaussův-Kruegerův projekt - konformní příčný válcový projekcí atd.