Географиялық карталарды адамдар көне заманнан бері пайдаланып келеді. Жер бетін алғаш бейнелеу әрекетін Ежелгі Грецияда Эратосфен, Гиппарх сияқты ғалымдар жасаған. Әрине, картография ғылым ретінде содан бері ілгері дамыды. Заманауи карталар спутниктік түсірілімдер мен компьютерлік технологияларды қолдану арқылы жасалады, бұл, әрине, олардың дәлдігін арттыруға көмектеседі. Дегенмен, әрбір географиялық картада жер бетіндегі табиғи пішіндерге, бұрыштарға немесе қашықтықтарға қатысты кейбір бұрмаланулар бар. Бұл бұрмаланулардың сипаты, демек, картаның дәлдігі белгілі бір картаны жасау үшін қолданылатын картографиялық проекциялардың түрлеріне байланысты.
Карта проекциясы түсінігі
Карта проекциясы деген не екенін және олардың қазіргі картографияда қандай түрлері қолданылатынын толығырақ қарастырайық.
Карта проекциясы - жер бетінің жазықтықтағы кескіні. Көбірекғылыми терең анықтама былай естіледі: картографиялық проекция – жер бетіндегі нүктелерді белгілі бір жазықтықта бейнелеу тәсілі, онда көрсетілген және бейнеленген беттердің сәйкес нүктелерінің координаталары арасында біршама аналитикалық тәуелділік орнатылады.
Карта проекциясы қалай құрастырылады?
Карта проекцияларының кез келген түрін салу екі кезеңде жүзеге асырылады.
- Біріншіден, Жердің геометриялық біркелкі емес беті қандай да бір математикалық дұрыс бетке бейнеленеді, ол анықтамалық бет деп аталады. Ең дәл жуықтау үшін бұл сыйымдылықта геоид жиі қолданылады - барлық теңіздер мен мұхиттардың су бетімен шектелген, өзара байланысқан (теңіз деңгейі) және біртұтас су массасына ие геометриялық дене. Геоид бетіндегі әрбір нүктеде гравитация қалыпты түрде қолданылады. Дегенмен, геоид планетаның физикалық беті сияқты, бір ғана математикалық заңмен өрнектелмейді. Сондықтан геоидтың орнына тірек беті ретінде айналу эллипсоиды алынады, бұл оған Жер денесіндегі сығылу және бағдарлану дәрежесін пайдалана отырып, геоидке барынша ұқсастық береді. Олар бұл денені жер эллипсоиды немесе анықтамалық эллипсоид деп атайды және әртүрлі елдерде олар әртүрлі параметрлерді қабылдайды.
- Екіншіден, қабылданған анықтамалық бет (анықтамалық эллипсоид) сол немесе басқа аналитикалық тәуелділікті пайдаланып жазықтыққа тасымалданады. Нәтижесінде біз жер бетінің тегіс картографиялық проекциясын аламыз.
Проекцияның бұрмалануы
Сіз емесМатериктердің контурлары әртүрлі карталарда неге бір-бірінен аздап ерекшеленеді деп ойладыңыз ба? Кейбір карта проекцияларында әлемнің кейбір бөліктері басқаларға қарағанда кейбір бағдарларға қарағанда үлкенірек немесе кішірек болып көрінеді. Мұның бәрі Жер проекцияларының тегіс бетке тасымалданатын бұрмалануында.
Бірақ карта проекциялары неге бұрмаланған түрде көрсетіледі? Жауап өте қарапайым. Сфералық бетті қатпарларды немесе сынықтарды болдырмай, жазықтықта орналастыру мүмкін емес. Сондықтан ондағы кескінді бұрмалаусыз көрсету мүмкін емес.
Проекцияларды алу әдістері
Карта проекцияларын, олардың түрлері мен қасиеттерін зерттей отырып, оларды құру әдістерін атап өту қажет. Сонымен, карта проекциялары екі негізгі әдіс арқылы алынады:
- геометриялық;
- аналитикалық.
Геометриялық әдіс сызықтық перспектива заңдарына негізделген. Біздің планетамыз шартты түрде белгілі бір радиусы бар сфера ретінде қабылданады және цилиндрлік немесе конустық бетке проекцияланады, ол оны ұстай алады немесе кесіп өтеді.
Осылай алынған проекциялар перспектива деп аталады. Бақылау нүктесінің жер бетіне қатысты орналасуына байланысты перспективалық проекциялар түрлерге бөлінеді:
- гномикалық немесе орталық (көзқарас жер сферасының ортасымен тураланғанда);
- стереографиялық (бұл жағдайда бақылау нүктесі қосулыанықтамалық беттер);
- орфографиялық (бет Жердің сферасынан тыс кез келген нүктеден бақыланған кезде; проекция дисплей бетіне перпендикуляр параллель түзулерді пайдалана отырып, сфера нүктелерін тасымалдау арқылы құрылады).
Карта проекцияларын құрудың аналитикалық әдісі сілтеме сферасы мен дисплей жазықтығындағы нүктелерді байланыстыратын математикалық өрнектерге негізделген. Бұл әдіс әмбебап және икемді, ол бұрмалаудың алдын ала анықталған сипатына сәйкес ерікті проекцияларды жасауға мүмкіндік береді.
Географиядағы карта проекцияларының түрлері
Географиялық карталарды жасау үшін Жер проекциясының көптеген түрлері қолданылады. Олар әртүрлі критерийлер бойынша жіктеледі. Ресейде картографиялық проекциялардың негізгі түрлерін анықтайтын төрт критерийді пайдаланатын Каврайский классификациясы қолданылады. Төмендегілер сипаттамалық жіктеу параметрлері ретінде пайдаланылады:
- таңбаның бұрмалануы;
- қалыпты тордың координаталық сызықтарын көрсету формасы;
- қалыпты координаталар жүйесіндегі полюс нүктесінің орны;
- қолдану жолы.
Сонымен, осы классификацияға сәйкес карта проекцияларының түрлері қандай?
Проекция классификациясы
Төменде жоғарыда көрсетілген негізгі критерийлерге негізделген мысалдармен карта проекцияларының түрлерінің классификациясы берілген.
Бұрмалау сипаты бойынша
Жоғарыда айтылғандай, бұрмалау, шын мәнінде, Жердің кез келген проекциясына тән қасиет. Кез келген сипаттама бұрмалануы мүмкінбеттер: ұзындық, аудан немесе бұрыш. Бұрмалау түріне қарай олар мыналарды ажыратады:
- Азимуттар мен бұрыштар бұрмаланбай тасымалданатын конформды немесе конформды проекциялар. Конформды проекциялардағы координаталар торы ортогональды болады. Осы жолмен алынған карталарды кез келген бағыттағы қашықтықты анықтау үшін пайдалану ұсынылады.
- Бірге тең қабылданатын аумақтар масштабы сақталған эквивалентті немесе баламалы проекциялар, яғни аумақтар бұрмаланбай көрсетіледі. Мұндай карталар аймақтарды салыстыру үшін пайдаланылады.
- Құрылысында масштабы біртұтас ретінде қабылданатын негізгі бағыттардың бірінде сақталатын бірдей немесе бірдей қашықтықтағы проекциялар.
- Барлық түрдегі бұрмалаулар болуы мүмкін ерікті проекциялар.
Қалыпты тордың координаталық сызықтарын көрсету формасына сәйкес
Бұл жіктеу ең көрнекі және сондықтан түсінуге оңай. Дегенмен, бұл критерий бақылау нүктесіне қалыпты бағытталған проекцияларға ғана қатысты екенін ескеріңіз. Сонымен, осы сипаттамаға сүйене отырып, картографиялық проекциялардың келесі түрлері бөлінеді:
Дөңгелек, мұнда параллельдер мен меридиандар шеңберлер, ал экватор мен тордың орташа меридианы түзу сызықтар. Мұндай проекциялар Жер бетін тұтастай бейнелеу үшін қолданылады. Дөңгелек проекциялардың мысалдары конформды Лагранж проекциясы, сондай-ақ ерікті Гринтен проекциясы болып табылады.
Азимут. Бұл жағдайда параллельдер көрсетедіконцентрлік шеңберлер түрінде, ал меридиандар центрден радиалды түрде алшақтайтын түзу сызықтар шоғыры түрінде болады. Осыған ұқсас проекция түрі жердің полюстерін көрші аумақтармен көрсету үшін тікелей позицияда, ал көлденең күйде география сабақтарынан барлығына таныс батыс және шығыс жарты шарлардың картасы ретінде пайдаланылады.
Цилиндрлік, мұнда меридиандар мен параллельдер қалыпты қиылысатын түзу сызықтармен берілген. Экваторға іргелес немесе кейбір стандартты ендік бойымен созылған аумақтар мұнда минималды бұрмаланумен көрсетіледі.
Конус, конустың бүйір бетінің дамуын білдіреді, мұндағы параллельдер сызықтары конустың жоғарғы жағында центрленген шеңбер доғалары, ал меридиандар конустың жоғарғы жағынан алшақтайтын бағыттаушылар болып табылады. Мұндай проекциялар ортаңғы ендіктердегі аумақтарды дәл бейнелейді.
Псевдоконикалық проекциялар конустық проекцияларға ұқсас, бұл жағдайда тек меридиандар тордың түзу сызықты осьтік меридианына қатысты симметриялы қисық сызықтар ретінде бейнеленген.
Псевдоцилиндрлік проекциялар цилиндрлік проекцияларға ұқсайды, тек псевдоконустық проекцияларда меридиандар осьтік түзу сызықты меридианға симметриялы қисық сызықтармен бейнеленген. Бүкіл Жерді бейнелеу үшін қолданылады (мысалы, Моллвейд эллиптикалық, тең аумақ синусоидалыСансон, т.б.).
Поликоникалық, мұнда параллельдер шеңберлер түрінде бейнеленген, олардың орталықтары тордың ортаңғы меридианында немесе оның жалғасында орналасқан, меридиандар түзу сызықты осьтік меридианға симметриялы орналасқан қисық түрінде болады.
Қалыпты координаталар жүйесіндегі полюс нүктесінің орны бойынша
- Полярлы немесе қалыпты - координаталар жүйесінің полюсі географиялық полюспен бірдей.
- Көлденең немесе көлденең - қалыпты жүйенің полюсі экватормен тураланған.
- Көлбеу немесе қиғаш - қалыпты координаталар торының полюсі экватор мен географиялық полюс арасындағы кез келген нүктеде орналасуы мүмкін.
Қолдану әдісіне сәйкес
Карта проекцияларының келесі түрлері қолдану әдісі бойынша ерекшеленеді:
- Қатты - бүкіл аумақты жазықтыққа проекциялау бір заңға сәйкес жүзеге асырылады.
- Көп жолақты - картаға түсірілген аумақ шартты түрде бірнеше ендік аймақтарға бөлінеді, олар дисплей жазықтығына бір заңға сәйкес проекцияланады, бірақ әрбір аймақ үшін параметрлердің өзгеруі. Мұндай проекцияның мысалы ретінде КСРО-да 1928 жылға дейін ірі масштабты карталар үшін қолданылған Муфлинг трапециялық проекциясын алуға болады
- Көпқырлы – аумақ шартты түрде бойлық бойынша бірқатар аймақтарға бөлінеді, жазықтыққа проекциялау бір заң бойынша жүзеге асырылады, бірақ аймақтардың әрқайсысы үшін әртүрлі параметрлері бар (мысалы, Гаусс-Крюгер проекция).
- Композит, аумақтың кейбір бөлігі болған кездебір заңдылықты, ал қалған аумақты басқа арқылы ұшаққа түсірді.
Көп жолақты және көп қырлы проекциялардың артықшылығы - әр аймақтағы жоғары дисплей дәлдігі. Дегенмен, елеулі кемшілік - үздіксіз кескінді алу мүмкін еместігі.
Әрине, әрбір карта проекциясын жоғарыдағы критерийлердің әрқайсысы арқылы жіктеуге болады. Сонымен, Жер Меркаторының атақты проекциясы конформды (теңбұрышты) және көлденең (трансверсия); Гаусс-Крюгер проекциясы - конформды көлденең цилиндрлік және т.б.
