Geografische kaarten die mensen al sinds de oudheid gebruiken. De eerste pogingen om het aardoppervlak weer te geven werden gedaan in het oude Griekenland door wetenschappers als Eratosthenes en Hipparchus. Natuurlijk is de cartografie als wetenschap sindsdien ver gevorderd. Moderne kaarten worden gemaakt met behulp van satellietbeelden en computertechnologie, wat natuurlijk helpt om hun nauwkeurigheid te vergroten. En toch zijn er op elke geografische kaart enkele vervormingen met betrekking tot natuurlijke vormen, hoeken of afstanden op het aardoppervlak. De aard van deze vervormingen, en bijgevolg de nauwkeurigheid van de kaart, hangt af van de soorten cartografische projecties die zijn gebruikt om een bepaalde kaart te maken.
Het concept van kaartprojectie
Laten we eens nader bekijken wat een kaartprojectie is en welke soorten ze worden gebruikt in de moderne cartografie.
Kaartprojectie is een afbeelding van het aardoppervlak op een vlak. Meereen wetenschappelijk diepe definitie klinkt als volgt: een cartografische projectie is een manier om punten op het aardoppervlak op een bepaald vlak weer te geven, waarbij een zekere analytische afhankelijkheid wordt vastgesteld tussen de coördinaten van de overeenkomstige punten van de weergegeven en weergegeven oppervlakken.
Hoe wordt een kaartprojectie opgebouwd?
De bouw van alle soorten kaartprojecties vindt plaats in twee fasen.
- Ten eerste wordt het geometrisch onregelmatige oppervlak van de aarde in kaart gebracht op een wiskundig correct oppervlak, dat het referentieoppervlak wordt genoemd. Voor de meest nauwkeurige benadering wordt de geoïde het vaakst in deze hoedanigheid gebruikt - een geometrisch lichaam dat wordt begrensd door het wateroppervlak van alle zeeën en oceanen, onderling verbonden (zeeniveau) en met een enkele watermassa. Op elk punt op het oppervlak van de geoïde wordt de zwaartekracht normaal toegepast. De geoïde kan echter, net als het fysieke oppervlak van de planeet, ook niet worden uitgedrukt door een enkele wiskundige wet. Daarom wordt in plaats van de geoïde een omwentelingsellipsoïde als het referentieoppervlak genomen, waardoor deze de maximale gelijkenis met de geoïde krijgt met behulp van de mate van compressie en oriëntatie in het lichaam van de aarde. Ze noemen dit lichaam een aardellipsoïde of een referentie-ellipsoïde, en in verschillende landen nemen ze verschillende parameters.
- Ten tweede wordt het aangenomen referentieoppervlak (referentie-ellipsoïde) overgebracht naar het vlak met behulp van een of andere analytische afhankelijkheid. Als resultaat krijgen we een platte cartografische projectie van het aardoppervlak.
Projectie vervorming
Niet jijvroeg u zich af waarom de contouren van de continenten op verschillende kaarten enigszins verschillen? Op sommige kaartprojecties lijken sommige delen van de wereld groter of kleiner ten opzichte van sommige oriëntatiepunten dan op andere. Het draait allemaal om de vervorming waarmee de projecties van de aarde worden overgebracht naar een plat oppervlak.
Maar waarom worden kaartprojecties vervormd weergegeven? Het antwoord is vrij eenvoudig. Een bolvormig oppervlak is niet mogelijk om in een vliegtuig te plaatsen, waardoor vouwen of breuken worden vermeden. Daarom kan de afbeelding ervan niet zonder vervorming worden weergegeven.
Methoden voor het verkrijgen van projecties
Bij het bestuderen van kaartprojecties, hun typen en eigenschappen, is het noodzakelijk om de methoden van hun constructie te vermelden. Kaartprojecties worden dus verkregen met behulp van twee hoofdmethoden:
- geometrische;
- analytisch.
De geometrische methode is gebaseerd op de wetten van lineair perspectief. Onze planeet wordt voorwaardelijk genomen als een bol met een bepaalde straal en geprojecteerd op een cilindrisch of conisch oppervlak, dat het kan raken of doorsnijden.
Projecties die op deze manier worden verkregen, worden perspectief genoemd. Afhankelijk van de positie van het observatiepunt ten opzichte van het aardoppervlak, worden perspectiefprojecties onderverdeeld in typen:
- gnomonisch of centraal (wanneer het gezichtspunt is uitgelijnd met het middelpunt van de bol van de aarde);
- stereographic (in dit geval bevindt het observatiepunt zich opreferentieoppervlakken);
- orthografisch (wanneer het oppervlak wordt waargenomen vanaf een willekeurig punt buiten de bol van de aarde; de projectie wordt gebouwd door de punten van de bol over te brengen met behulp van parallelle lijnen loodrecht op het weergaveoppervlak).
De analytische methode voor het construeren van kaartprojecties is gebaseerd op wiskundige uitdrukkingen die punten op de referentiebol en het weergavevlak met elkaar verbinden. Deze methode is veelzijdiger en flexibeler, waardoor u willekeurige projecties kunt maken op basis van een vooraf bepaalde aard van de vervorming.
Soorten kaartprojecties in geografie
Om geografische kaarten te maken, worden veel soorten projecties van de aarde gebruikt. Ze zijn ingedeeld volgens verschillende criteria. In Rusland wordt de Kavraysky-classificatie gebruikt, die vier criteria gebruikt die de belangrijkste soorten cartografische projecties bepalen. De volgende worden gebruikt als karakteristieke classificatieparameters:
- karaktervervorming;
- vorm van het weergeven van de coördinaatlijnen van het normale raster;
- locatie van het poolpunt in het normale coördinatensysteem;
- hoe te gebruiken.
Dus, wat zijn de soorten kaartprojecties volgens deze classificatie?
Projectieclassificatie
Het volgende is een classificatie van typen kaartprojecties met voorbeelden, gebaseerd op de bovenstaande hoofdcriteria.
Door de aard van de vervorming
Zoals hierboven vermeld, is vervorming in feite een inherente eigenschap van elke projectie van de aarde. Elk kenmerk kan worden vervormdoppervlakken: lengte, oppervlakte of hoek. Volgens het type vervorming onderscheiden ze:
- Conforme of conforme projecties, waarin azimuts en hoeken worden overgedragen zonder vervorming. Het coördinatenraster in conforme projecties is orthogonaal. Op deze manier verkregen kaarten worden aanbevolen voor het bepalen van afstanden in elke richting.
- Equivalente of gelijkwaardige projecties, waarbij de schaal van gebieden behouden blijft, die gelijk is aan één, d.w.z. gebieden worden weergegeven zonder vervorming. Dergelijke kaarten worden gebruikt om gebieden te vergelijken.
- Equidistante of equidistante projecties, in de constructie waarvan de schaal behouden blijft in een van de hoofdrichtingen, die als een enkele wordt beschouwd.
- Willekeurige projecties, waarop allerlei vervormingen aanwezig kunnen zijn.
Volgens de vorm van het weergeven van de coördinaatlijnen van het normale raster
Deze classificatie is het meest visueel en daarom het gemakkelijkst te begrijpen. Merk echter op dat dit criterium alleen van toepassing is op projecties die normaal op het observatiepunt zijn georiënteerd. Op basis van dit karakteristieke kenmerk worden dus de volgende soorten cartografische projecties onderscheiden:
Circulair, waar parallellen en meridianen cirkels zijn, en de evenaar en de gemiddelde meridiaan van het raster rechte lijnen zijn. Dergelijke projecties worden gebruikt om het aardoppervlak als geheel weer te geven. Voorbeelden van cirkelvormige projecties zijn de conforme Lagrange-projectie, evenals de willekeurige Grinten-projectie.
Azimut. In dit geval vertegenwoordigen de parallellen:in de vorm van concentrische cirkels, en de meridianen in de vorm van een bundel rechte lijnen die radiaal van het midden divergeren. Een soortgelijk soort projectie wordt gebruikt in een directe positie om de polen van de aarde met aangrenzende territoria weer te geven, en in een transversale positie als een kaart van het westelijk en oostelijk halfrond die iedereen kent uit aardrijkskundelessen.
Cylindrisch, waar meridianen en parallellen worden weergegeven door rechte lijnen die elkaar normaal snijden. Gebieden die grenzen aan de evenaar of zich uitstrekken langs een standaardbreedtegraad worden hier weergegeven met minimale vervorming.
Conic, die een ontwikkeling van het zijoppervlak van de kegel voorstelt, waar de parallelle lijnen cirkelbogen zijn die gecentreerd zijn aan de bovenkant van de kegel, en de meridianen geleiders zijn die van de bovenkant van de kegel divergeren. Dergelijke projecties geven de territoria op de middelste breedtegraden het meest nauwkeurig weer.
Pseudoconische projecties zijn vergelijkbaar met kegelvormige projecties, alleen de meridianen worden in dit geval weergegeven als gebogen lijnen symmetrisch ten opzichte van de rechtlijnige axiale meridiaan van het raster.
Pseudo-cilindrische uitsteeksels lijken op cilindrische, alleen, evenals in pseudo-conische, worden de meridianen weergegeven door gebogen lijnen die symmetrisch zijn met de axiale rechtlijnige meridiaan. Gebruikt om de hele aarde weer te geven (bijv. Mollweide elliptische, gelijk gebied sinusoïdaal)Sanson, enz.).
Polyconisch, waarbij parallellen worden weergegeven als cirkels, waarvan de middelpunten zich op de middelste meridiaan van het raster of de voortzetting ervan bevinden, de meridianen hebben de vorm van krommen die symmetrisch ten opzichte van de rechtlijnige axiale meridiaan liggen.
Door de positie van het poolpunt in het normale coördinatensysteem
- Polair of normaal - de pool van het coördinatensysteem is hetzelfde als de geografische pool.
- Dwars of dwars - de pool van het normale systeem is uitgelijnd met de evenaar.
- Geschuind of schuin - de pool van het normale raster van coördinaten kan op elk punt tussen de evenaar en de geografische pool worden geplaatst.
Volgens de toepassingsmethode
De volgende soorten kaartprojecties worden onderscheiden door de gebruiksmethode:
- Solid - de projectie van het hele grondgebied op een vlak wordt uitgevoerd volgens één enkele wet.
- Multi-lane - het in kaart gebrachte gebied is voorwaardelijk verdeeld in verschillende breedtegebieden, die op het weergavevlak worden geprojecteerd volgens een enkele wet, maar met een wijziging in de parameters voor elke zone. Een voorbeeld van zo'n projectie is de Mufling trapeziumvormige projectie, die tot 1928 in de USSR werd gebruikt voor grootschalige kaarten
- Veelzijdig - het territorium is voorwaardelijk verdeeld in een aantal zones in lengtegraad, projectie op een vlak wordt uitgevoerd volgens een enkele wet, maar met verschillende parameters voor elk van de zones (bijvoorbeeld de Gauss-Kruger projectie).
- Composite, wanneer een deel van het grondgebiedin kaart gebracht op een vlak met de ene regelmaat, en de rest van het territorium op de andere.
Het voordeel van zowel multi-lane als veelzijdige projecties is de hoge weergavenauwkeurigheid binnen elke zone. Een belangrijk nadeel is echter de onmogelijkheid om een continu beeld te verkrijgen.
Natuurlijk kan elke kaartprojectie worden geclassificeerd met behulp van elk van de bovenstaande criteria. De beroemde projectie van de Mercator-aarde is dus conform (gelijkhoekig) en transversaal (transversie); Gauss-Kruger projectie - conforme transversale cilindrische, etc.
