• Mikä on karttaprojektio?
• Karttaprojektion ominaisuudet
• Karttaprojektioiden tyypit
• Esimerkkejä karttaprojektioista
• Miksi karttaprojektiot ovat vääristyneet?

Selitämme mitä kartografinen projektio on, sen tehtävää karttojen luomisessa ja sen ominaisuuksia. Lisäksi annamme sinulle erilaisia ​​esimerkkejä.

Kartografinen projektio pyrkii vääristämään planeetan mittasuhteita mahdollisimman vähän.

Mikä on karttaprojektio?

Sisään maantiede, karttaprojektio (kutsutaan myös maantieteelliseksi projektioksi) on tapa esittää visuaalisesti osa maapallon kuori, joka suorittaa ekvivalenssin luonnollisen kaarevuuden välillä planeetta ja a:n tasainen pinta Kartta. Se koostuu pohjimmiltaan kolmiulotteisen esityksen "kääntämisestä" a kaksiulotteinen, vääristäen alkuperäisen mittasuhteita mahdollisimman vähän.

Se on tyypillinen menettely kartografien karttojen luomiselle, ja heidän tulee ohjata kartat muodostavaa koordinaattijärjestelmää. pituuspiirit ja rinnakkaiset maanpäällinen rakentaa spatiaalinen esitys, joka on uskollinen planeetan kaarevuuden mittasuhteille.

Tämä ei kuitenkaan onnistu ilman tiettyä virhemarginaalia, joten projektioita tutkitaan vääristymien vähentämiseksi mahdollisimman paljon ja ennen kaikkea kartan kolme perustekijää: etäisyyden, pinnan ja muodon säilyttämiseksi.

Mahdollisia kartografisia projektioita on erilaisia, toisin sanoen erilaisia menetelmiä Y menettelyt esittää maan (tai sen pinnan osan) mittoja kahdessa ulottuvuudessa, koska tämä on ollut aihe, joka on askarruttanut maantieteilijöitä muinaisista ajoista lähtien. Siinä mielessä mikään ei ole "uskollisempi" kuin toinen, mutta ne aiheuttavat erilaisia ​​ongelmia geometrinen ja korostaa edustuksen eri puolia.

Karttaprojektion ominaisuudet

Kaikilla kartografisilla projektioilla on ominaispiirteitä, jotka liittyvät muunnoksen tyyppiin tai sen tekemiseen käytettyyn geometriseen menettelyyn. Siten maantieteellisellä projektiolla voi olla yksi tai kaksi seuraavista kolmesta ominaisuudesta, mutta se ei missään tapauksessa voi täyttää kaikkia kolmea samanaikaisesti:

• Tasaisuus. Projektio on uskollinen alkuperäisen etäisyyksille, eli se ei suurenna tai pienennä niitä, vaan säilyttää sen suhteessa päällä mittakaavassa kirjeenvaihtaja.
• Vastaavuus. Projektio vastaa alkuperäisten pintojen alueita, eli se ei vääristä pintojen kokoja ja mittoja.
• Mukavuus. Projektio vastaa alkuperäisen muotoja ja kulmia, eli se ei vääristä esitettävän pinnan siluettia tai ulkonäköä.

Jokaisessa projektiossa pyritään noudattamaan mahdollisimman paljon näitä kolmea perusominaisuutta, vaikka yleensä yksi uhrataan enemmän kuin toinen riippuen projisoidun kartan erityisestä hyödyllisyydestä. Esimerkiksi, jos se on a maailmankartta jompikumpi planisfääri koulussa yleensä sanojen muotoa kunnioitetaan mantereilla (yhdenmukaisuus) kuin niiden välinen etäisyys (tasaetäisyys) ja kunkin pinnan välinen etäisyys (tasaetäisyys).

Karttaprojektioiden tyypit

Kartioprojektiossa meridiaaneista tulee suoria viivoja.

Kartografisten projektioiden luokittelun kriteerinä on geometrinen kuvio joka inspiroi sitä, eli jos projektio on sylinterimäinen, kartiomainen, atsimuutti tai jos se yhdistää näiden kolmen luokan näkökohtia.

• Sylinterimäiset ulokkeet. Kuten nimensä osoittaa, ne ovat projektioita, jotka käyttävät kuvitteellista sylinteriä kartan pintana.Tällä planeetan pallomaisen pinnan sekantilla tai tangentilla sijaitsevalla sylinterillä on hyvä yhdenmukaisuus (kunnioittaa muotoja), mutta kun siirrymme pois päiväntasaajasta, syntyy suurempi ja havaittavampi vääristymä etäisyyksien ja pintojen suhteen. Silti se on yksinkertainen ja hyödyllinen projektiotyyppi, jota käytetään laajalti navigoinnissa, säilyttäen kohtisuoran meridiaanien ja yhdensuuntaisuuden välillä.
• kartiomaiset ulokkeet. Samalla tavalla kuin lieriömäiset projektiot saadaan sijoittamalla maapallo kuvitteellisen tangentin tai leikkauskartion sisäkaareen sisään, jolle yhdensuuntaisuudet ja meridiaanit projisoidaan. Tämän tyyppisellä projektiolla on se etu, että meridiaanit muuttuvat suoriksi viivoiksi, jotka alkavat navasta, ja yhdensuuntaisuudet samankeskisiksi ympyröiksi kartion sisällä. Saatu kartta on ihanteellinen edustamaan keskimmäisiä leveysasteita, koska siinä on suurempi vääristymä, kun liikutaan kohti napoja.
• Atsimutaaliset tai atsimutaaliset projektiot. Kutsutaan myös zenitaaliprojektoiksi, ne saadaan asettamalla maapallo kuvitteelliselle tasolle, joka on tangentti itse pallon kanssa ja jolle meridiaanit ja yhdensuuntaisuudet projisoidaan. Saatu näkökulma vastaa näkymää maailmasta Maan keskustasta (gnomoninen projektio) tai kaukaisesta planeetalta (ortografinen projektio). Nämä projektiot ovat ihanteellisia napojen ja pallonpuoliskojen välisen suhteen säilyttämiseen, joten ne ovat uskollisia korkeilla leveysasteilla; mutta ne aiheuttavat kasvavaa vääristymää, mitä suurempi on tason tangentiaalipisteen ja pallon välinen etäisyys, joten ne eivät sovellu ekvatoriaalisen alueen oikeaan kuvaamiseen.
• Muokatut ennusteet.Kutsutaan myös yhdistetyiksi tai sekaprojektioksiksi, ne ovat sellaisia, jotka sisältävät aiemmin lueteltujen projektioiden eri puolia ja yrittävät saada aikaan uskollisen kuvan maan pinnasta katkaisemalla kartan jatkuvuuden ja muodostamalla matemaattisen neliön, joka kattaa saman pinnan. ympyrän muoto: intuitiivinen menettelytapa, mutta se mahdollistaa maanpäällisten meridiaanien ja rinnakkaisten tahdistusten muodonmuutosten kokeilun, jolloin saadaan uusia ja mahdottomia tuloksia käyttämällä muita projektiotyyppejä.

Esimerkkejä karttaprojektioista

Winkel-Tripel-projektiota pidetään parhaana mallina maanpäälliseen esitykseen.

Tärkeimmät ja tunnetuimmat Maan kartografiset projektiot (eli maailmankartta) ovat:

• Mercator-projektio. Sen loi saksalainen maantieteilijä ja matemaatikko Gerardus Mercator (1512-1594) vuonna 1569, ja se on yksi historian eniten käytetyistä maanpäällisistä projektioista, erityisesti 1700-luvun navigointikarttojen valmistuksessa. Se on lieriömäinen projektio, käytännöllinen ja yksinkertainen, mutta se muuttaa maanpäällisten meridiaanien ja yhdensuuntaisuuksien välisiä etäisyyksiä muuttamalla ne yhdensuuntaisiksi viivoiksi, mikä lisää etäisyyttä toisten välillä, kun liikut napaa kohti. Tähän lisätään päiväntasaajan alueiden kutistuminen, minkä ansiosta esimerkiksi Alaska voi näyttää enemmän tai vähemmän Brasilian kokoiselta, kun Brasilian koko on itse asiassa lähes viisi kertaa suurempi. Tämän ansiosta Euroopalla, Venäjällä ja Kanadalla on paljon näkyvämpi rooli maapallon esittämisessä, minkä vuoksi karttaa on syytetty eurokeskeisyydestä.
• Lambertin projektio. Se on vuonna 1772 luotu kartiomainen projektio, jota kutsutaan myös nimellä "Lambert Conformal Projection", jotta se erottuisi muista ranskalais-saksalaisen fyysikon, filosofin ja matemaatikon Johann Heinrich Lambertin (1728-1777) projektioista.Se saadaan käyttämällä kahta maapallon leikkaavaa vertailusuuntaa, jotka toimivat kartion sivuina, mikä sallii nollavääristymän rinnakkaista pitkin, vaikka tämä vääristymä kasvaa poistuessaan niistä. Meridiaaneista sen sijaan tulee erittäin tarkkoja kaarevia linjoja. Tuloksena on erittäin korkean konformiation omaava projektio, jota käytetään usein lentokoneiden lentokartoissa, vaikka sillä valmistetut maailmankartat sopivatkin yleensä vain yhdelle pallonpuoliskolle kerrallaan.
• Gall-Petersin projektio. Skotlannin papiston James Gallin (1808-1895) vuonna 1855 luoma projektio ilmestyi ensimmäisen kerran 30 vuotta myöhemmin Scottish Geographical Review -lehdessä (Scottish Geographical Magazine). Mutta sen popularisointi ja toteutus vastasi saksalaista elokuvantekijää Arno Petersia (1916-2002), ja siksi se kantaa molempien nimeä. Se on projektio, joka pyrkii korjaamaan Mercator-projektion virheitä, ja sitä varten se painottaa enemmän ekvivalenssia: se heijastaa maapallon kuvitteelliseksi sylinteriksi, joka sitten venytetään kaksinkertaiseksi sen oman suuruuden.
• Van der Grintenin projektio. Saksalais-amerikkalaisen kartografin Alphons J. van der Grintenin (1852-1921) vuonna 1898 luoma se ei ole konforminen tai vastaava projektio, vaan mielivaltainen geometrinen konstruktio tasossa. Se käyttää samoja Mercator-menetelmiä, mutta vähentää huomattavasti sen vääristymiä, jotka on varattu napoille, mikäli epäyhtenäisyys on suurinta. National Geographic Society hyväksyi tämän projektion vuonna 1922, kunnes se korvattiin vuonna 1988 Robinson-projektiolla.
• Aitoffin projektio.Venäläisen kartografin David Aitoffin (1854-1933) vuonna 1889 ehdottama se on hieman vastaava ja hieman konforminen zenitaali- tai atsimuuttiprojektio, joka on rakennettu vaaka-asteikon vääristymisestä muuttamaan maapallon kaksi kertaa korkeaa leveäksi ellipsiksi. . Se on jatkuva asteikko päiväntasaajalla ja planeetan keskimeridiaanilla, mikä inspiroi Ernst Hammeria ehdottamaan samanlaista mallia vuonna 1892, joka tunnetaan nimellä Hammer-projektio, mutta siitä ei ole juuri hyötyä.
• Robinsonin projektio. Sen loi vuonna 1961 amerikkalainen maantieteilijä Arthur H. Robinson (1915-2004), ja se syntyi vastauksena 1900-luvun puolivälissä käytyyn keskusteluun planeetan oikeudenmukaisimmista esityksistä. Sen tarkoituksena oli näyttää maailmankartta yksinkertaisella, mutta epäluotettavalla tavalla puolisylinterimäisessä tasossa siten, että se ei ole tasaetäisyydellä, ei ekvivalentti tai konforminen, vaan sen vääristymät (tärkein napa-alueella ja korkeilla leveysasteilla) ) perustuu kulttuuriseen konsensukseen, joka tuottaisi houkuttelevia kuvia koko maailmasta korostamatta yhtään maanosaa. National Geographic Society käytti tätä projektiota laajalti, kunnes se korvattiin vuonna 1998 Winkel-Tripel-projektiolla.
• Winkel-Tripelin projektio. Se on muunneltu atsimutaalinen maantieteellinen projektio, jonka Oscar Winkel ehdotti vuonna 1921, Aitoff-projektion ja tasaetäisyyden sylinterimäisen projektion yhdistelmästä. National Geographic Society hyväksyi tämän projektion vuonna 1998, ja siitä lähtien sitä on pidetty parhaana maanpäällisen esityksen mallina tähän mennessä.

Miksi karttaprojektiot ovat vääristyneet?

Vääristymisilmiö on väistämätön missä tahansa projektiossa, vaikka sitä voidaan pienentää tai piilottaa jossain määrin.Tämä johtuu geometrisestä ongelmasta: pallomaista pintaa on mahdotonta kääntää uskollisesti tasaiseksi säilyttäen sen etäisyyden, muodon ja pintanäkökohdat siirryttäessä kolmesta ulottuvuudesta kahteen.

Hyvä tapa varmistaa tämä ilmiö on kuvitella, että seisomme yhdellä maanpäällisistä navoista ja kävelemme suoraa linjaa kohti päiväntasaajaa minkä tahansa pituuspiirin ohjaamana. Päästyämme sinne, kävelemme matkaa suoraa linjaa päiväntasaajalla ja palaamme sitten napalle suoraa linjaa vastaavan meridiaanin ohjaamana.

Kiertueellamme kuvaamamme lentorata koostuu pallomaisesta, kaarevasta kolmiosta, jossa on kaksi suoraa kulmaa (eli 90° aukko) ja kolmas pienempi kulma, mutta suurempi kuin 0° aukko. Siksi tämän kolmion kulmien summa on suurempi kuin 180°, mikä on geometrisesti mahdotonta millekään tasaiselle kolmiolle. Vastaus tähän arvoitukseen piilee nimenomaan välttämättömässä vääristymässä, jonka kuvattu kolmio kärsii sen ollessa pallon pinnalla.