Mappe geografiche utilizzate dalle persone fin dai tempi antichi. I primi tentativi di rappresentare la superficie della Terra furono fatti nell'antica Grecia da scienziati come Eratostene e Ipparco. Naturalmente, la cartografia come scienza è progredita molto da allora. Le mappe moderne vengono create utilizzando immagini satellitari e tecnologia informatica, il che, ovviamente, aiuta ad aumentarne la precisione. Eppure, su ogni carta geografica ci sono alcune distorsioni riguardo a forme naturali, angoli o distanze sulla superficie terrestre. La natura di queste distorsioni e, di conseguenza, l'accuratezza della mappa, dipende dai tipi di proiezioni cartografiche utilizzate per creare una mappa particolare.
Il concetto di proiezione cartografica
Diamo un'occhiata più da vicino a cos'è una proiezione cartografica e quali tipi di esse vengono utilizzate nella cartografia moderna.
La proiezione della mappa è un'immagine della superficie terrestre su un piano. Di piùuna definizione scientificamente profonda suona così: una proiezione cartografica è un modo per visualizzare punti sulla superficie terrestre su un certo piano, in cui si stabilisce una dipendenza analitica tra le coordinate dei punti corrispondenti della superficie visualizzata e quella visualizzata.
Come si costruisce una proiezione cartografica?
La costruzione di qualsiasi tipo di proiezione cartografica avviene in due fasi.
- In primo luogo, la superficie geometricamente irregolare della Terra è mappata su una superficie matematicamente corretta, che è chiamata superficie di riferimento. Per l'approssimazione più accurata, il geoide viene spesso utilizzato in questa veste: un corpo geometrico delimitato dalla superficie dell'acqua di tutti i mari e oceani, interconnesso (livello del mare) e avente una singola massa d'acqua. In ogni punto della superficie del geoide, la gravità viene applicata normalmente. Tuttavia, anche il geoide, come la superficie fisica del pianeta, non può essere espresso da una singola legge matematica. Pertanto, al posto del geoide, viene preso come superficie di riferimento un ellissoide di rivoluzione, che gli conferisce la massima somiglianza con il geoide utilizzando il grado di compressione e orientamento nel corpo della Terra. Chiamano questo corpo ellissoide terrestre o ellissoide di riferimento e in diversi paesi prendono parametri diversi.
- In secondo luogo, la superficie di riferimento adottata (ellissoide di riferimento) viene trasferita al piano utilizzando l'una o l' altra dipendenza analitica. Di conseguenza, otteniamo una proiezione cartografica piatta della superficie terrestre.
Distorsione della proiezione
Non è veroti sei chiesto perché i contorni dei continenti differiscono leggermente su mappe diverse? Su alcune proiezioni cartografiche, alcune parti del mondo appaiono più grandi o più piccole rispetto ad alcuni punti di riferimento rispetto ad altri. Riguarda la distorsione con cui le proiezioni della Terra vengono trasferite su una superficie piana.
Ma perché le proiezioni cartografiche vengono visualizzate in modo distorto? La risposta è molto semplice. Non è possibile dispiegare una superficie sferica su un piano, evitando pieghe o rotture. Pertanto, l'immagine da esso non può essere visualizzata senza distorsione.
Metodi per ottenere proiezioni
Studiando le proiezioni cartografiche, le loro tipologie e proprietà, è necessario citare i metodi della loro costruzione. Quindi, le proiezioni cartografiche si ottengono utilizzando due metodi principali:
- geometrico;
- analitico.
Il metodo geometrico si basa sulle leggi della prospettiva lineare. Il nostro pianeta è condizionalmente preso come una sfera di un certo raggio e proiettato su una superficie cilindrica o conica, che può toccarlo o tagliarlo.
Le proiezioni ottenute in questo modo sono chiamate prospettiva. A seconda della posizione del punto di osservazione rispetto alla superficie terrestre, le proiezioni prospettiche sono suddivise in tipi:
- gnomonico o centrale (quando il punto di vista è allineato con il centro della sfera terrestre);
- stereografico (in questo caso, il punto di osservazione si trova susuperfici di riferimento);
- ortografica (quando la superficie è osservata da un punto qualsiasi al di fuori della sfera terrestre; la proiezione è costruita trasferendo i punti della sfera utilizzando linee parallele perpendicolari alla superficie di visualizzazione).
Il metodo analitico per costruire le proiezioni cartografiche si basa su espressioni matematiche che collegano punti sulla sfera di riferimento e sul piano di visualizzazione. Questo metodo è più versatile e flessibile e consente di creare proiezioni arbitrarie secondo una natura predeterminata della distorsione.
Tipi di proiezioni cartografiche in geografia
Per creare mappe geografiche, vengono utilizzati molti tipi di proiezioni della Terra. Sono classificati secondo vari criteri. In Russia viene utilizzata la classificazione Kavraysky, che utilizza quattro criteri che determinano i principali tipi di proiezioni cartografiche. Come parametri di classificazione caratteristici vengono utilizzati i seguenti:
- distorsione del carattere;
- forma di visualizzazione delle linee di coordinate della griglia normale;
- posizione del punto polare nel sistema di coordinate normale;
- come si usa.
Allora, quali sono i tipi di proiezioni cartografiche secondo questa classificazione?
Classificazione della proiezione
Quello che segue è una classificazione dei tipi di proiezioni cartografiche con esempi, basata sui criteri principali di cui sopra.
Per la natura della distorsione
Come accennato in precedenza, la distorsione è, infatti, una proprietà inerente a qualsiasi proiezione della Terra. Qualsiasi caratteristica può essere distortasuperfici: lunghezza, area o angolo. A seconda del tipo di distorsione si distinguono:
- Proiezioni conformi o conformi, in cui azimut e angoli vengono trasferiti senza distorsioni. La griglia di coordinate nelle proiezioni conformi è ortogonale. Si consiglia di utilizzare le mappe ottenute in questo modo per determinare le distanze in qualsiasi direzione.
- Proiezioni equivalenti o equivalenti, in cui viene preservata la scala delle aree, che viene presa uguale a uno, ovvero le aree vengono visualizzate senza distorsioni. Tali mappe vengono utilizzate per confrontare le aree.
- Proiezioni equidistanti o equidistanti, nella cui costruzione si conserva la scala in una delle direzioni principali, che viene presa come una sola.
- Proiezioni arbitrarie, su cui possono essere presenti tutti i tipi di distorsioni.
Secondo la forma di visualizzazione delle linee di coordinate della griglia normale
Questa classificazione è la più visiva e, quindi, la più facile da capire. Si noti, tuttavia, che questo criterio si applica solo alle proiezioni orientate normalmente al punto di osservazione. Quindi, sulla base di questa caratteristica, si distinguono i seguenti tipi di proiezioni cartografiche:
Circolare, dove paralleli e meridiani sono cerchi e l'equatore e il meridiano medio della griglia sono linee rette. Tali proiezioni vengono utilizzate per rappresentare la superficie della Terra nel suo insieme. Esempi di proiezioni circolari sono la proiezione conforme di Lagrange, così come la proiezione arbitraria di Grinten.
Azimut. In questo caso, i paralleli rappresentanoa forma di cerchi concentrici, ed i meridiani a forma di fascio di rette divergenti radialmente dal centro. Un tipo simile di proiezione viene utilizzato in posizione diretta per visualizzare i poli della Terra con i territori adiacenti e in posizione trasversale come mappa degli emisferi occidentale e orientale familiare a tutti dalle lezioni di geografia.
Cilindrico, dove meridiani e paralleli sono rappresentati da rette che si intersecano normalmente. I territori adiacenti all'equatore o estesi lungo una latitudine standard vengono visualizzati qui con una distorsione minima.
Conica, che rappresenta uno sviluppo della superficie laterale del cono, dove le linee di parallele sono archi di cerchio centrati alla sommità del cono, ei meridiani sono guide divergenti dalla sommità del cono. Tali proiezioni raffigurano in modo più accurato i territori che si trovano alle medie latitudini.
Le proiezioni pseudoconiche sono simili alle proiezioni coniche, solo i meridiani in questo caso sono rappresentati come linee curve simmetriche rispetto al meridiano assiale rettilineo della griglia.
Le proiezioni pseudocilindriche assomigliano a quelle cilindriche, solo che, così come in quelle pseudo-coniche, i meridiani sono rappresentati da linee curve simmetriche al meridiano assiale rettilineo. Utilizzato per rappresentare l'intera Terra (ad es. ellittica Mollweide, sinusoidale ad area ugualeSanson, ecc.).
Policonico, dove i paralleli sono rappresentati come cerchi, i cui centri si trovano sul meridiano medio della griglia o la sua continuazione, i meridiani hanno la forma di curve poste simmetricamente al meridiano assiale rettilineo.
Dalla posizione del punto polare nel sistema di coordinate normale
- Polare o normale - il polo del sistema di coordinate è lo stesso del polo geografico.
- Trasverso o trasversale - il polo del sistema normale è allineato con l'equatore.
- Inclinato o obliquo: il polo della normale griglia di coordinate può essere posizionato in qualsiasi punto tra l'equatore e il polo geografico.
Secondo il metodo di applicazione
I seguenti tipi di proiezioni cartografiche si distinguono in base al metodo di utilizzo:
- Solido - la proiezione dell'intero territorio su un piano avviene secondo un'unica legge.
- Multi-corsia - l'area mappata è suddivisa condizionatamente in più zone latitudinali, che vengono proiettate sul piano di visualizzazione secondo un'unica legge, ma con una modifica dei parametri per ciascuna zona. Un esempio di tale proiezione è la proiezione trapezoidale Mufling, utilizzata in URSS per mappe su larga scala fino al 1928
- Sfaccettato - il territorio è suddiviso condizionatamente in un certo numero di zone in longitudine, la proiezione su un piano viene effettuata secondo un'unica legge, ma con parametri diversi per ciascuna delle zone (ad esempio, il Gauss-Kruger proiezione).
- Composito, quando una parte del territoriomappato su un piano usando una regolarità e il resto del territorio sull' altra.
Il vantaggio delle proiezioni multi-lane e multi-sfaccettate è l'elevata precisione di visualizzazione all'interno di ciascuna zona. Tuttavia, uno svantaggio significativo è l'impossibilità di ottenere un'immagine continua.
Ovviamente, ogni proiezione cartografica può essere classificata utilizzando ciascuno dei criteri di cui sopra. Quindi, la famosa proiezione della Terra Mercatore è conforme (equiangolare) e trasversale (trasversione); Proiezione di Gauss-Kruger - cilindrica trasversale conforme, ecc.
