Географія. 8 клас. Безуглий
§ 5. Картографічні проєкції та види спотворень на картах
ПРИГАДАЄМО. Сутність картографічних творів; • основні прийоми роботи з географічними картами; • від чого може залежати точність і детальність передачі інформації на карті?
ДІЗНАЄМОСЯ ПРО: значення картографічних проєкцій під час складання карт; • основні різновиди картографічних проєкцій та видів спотворень на географічних картах.
НАВЧИМОСЯ: розрізняти картографічні проєкції за способом побудови; • вирізняти картографічні проєкції за характером спотворень; • критично оцінювати переваги та недоліки картографічних проєкцій та види спотворень на географічних картах.
1. Види картографічних проєкцій
Земля має сферичну форму, її поверхню неможливо зобразити на площині без спотворень. Це пов’язано із 3D-формою, розрізання якої на частини (по меридіанах) й у підсумку накладання цих частин на площину (2D) зображує цю поверхню шляхом спотворень із розривів. За такої умови в екваторіальній частині сформуються складки (накладання), а інша частина отримає розриви, і що ближче до полюсів, то вони будуть суттєвіші (мал. 18).
Мал. 18. Перенесення зображення зі сферичної поверхні на площину
Для вирішення різноманітних завдань користуються спотвореними, плоскими зображеннями земної поверхні - картами, у яких спотворення сформовані за певними математичними законами.
Карта - це побудоване в картографічній проєкції зменшене, узагальнене зображення поверхні Землі за допомогою спеціальних умовних позначень.
Картографічна проєкція дозволяє перейти від географічних координат (на глобусі) до плоских координат (на місцевості). Вона, разом із системою координат та масштабом, формує математичну основу карт.
Картографічна проєкція - математичний спосіб перенесення кулястої земної поверхні (глобуса) на площину (карту).
Усі наявні картографічні проєкції можуть бути поділені на види за двома ознаками: за способом побудови картографічної сітки (паралелей та меридіанів) і за характером спотворень.
За способом побудови картографічної сітки проєкції поділяють на конічні, циліндричні, азимутальні, умовні та інші.
Конічні проєкції. Проєктування координатних ліній Землі виконують шляхом накладання конуса на поверхню Землі з подальшим його розгортанням (мал. 19). У цьому разі меридіани зображують прямими лініями, що виходять з однієї точки, а паралелі - дугами концентричних кіл.
Мал. 19. Конічна проєкція
Циліндричні проєкції. Картографічну сітку одержують шляхом проєктування координатних ліній Землі за будь-яким законом на бічну поверхню дотичного (який торкається еліпсоїда) або усіченого (який розрізає еліпсоїд) циліндра, і утворюється зображення на площині (мал. 20).
Мал. 20. Циліндрична проєкція
Азимутальні проєкції. Картографічну сітку одержують шляхом проєктування координатних ліній Землі на картинну площину (мал. 21) - дотичну до поверхні Землі (зазвичай полюсів). Меридіани сітки на проєкції мають вигляд радіальних прямих, що виходять із центральної точки проєкції, а паралелі - концентричних кіл із центром у полюсі. Картинну площину можна розташовувати в будь-якій точці земної поверхні.
Мал. 21. Азимутальна проєкція
Умовні проєкції. До цієї категорії належать усі проєкції, які за способом побудови не можна зарахувати до жодного з перерахованих вище видів проєкцій. Вони зазвичай задовольняють якимось заздалегідь поставленим умовам, залежно від тих цілей, для яких потрібна карта (https://cutt.ly/Re5UqSnO).
2. Види спотворень на картах
Варто відзначити, що будь-яка карта (картографічна проєкція) має геометричну невідповідність із реальними фізичними розмірами територій. Це виражається у спотвореннях:
1) довжин - унаслідок цього масштаб карти непостійний у різних точках і за різними напрямками, тобто та сама відстань на карті в різних її місцях може означати різну відстань на місцевості;
2) площ - масштаб площ у різних точках карти різний. Це є прямим наслідком спотворення довжин. Інакше кажучи, у різних частинах карти площі одного об’єкта відрізнятимуться одна від одної;
3) кутів - кути між напрямками на карті спотворені щодо тих самих кутів на місцевості;
4) форм - фігури на карті деформовані й не подібні до фігур на місцевості, що прямо пов’язано зі спотвореннями кутів.
З огляду на це за характером спотворень картографічні проєкції поділяють на: рівнокутні, рівновеликі, рівнопроміжні та довільні.
Рівнокутні проєкції. На цих проєкціях кути не спотворюються, тобто кути на місцевості між будь-якими напрямками дорівнюють кутам на карті між тими самими напрямками. Наприклад, якщо острів має круглу форму в природі, то й на карті в рівнокутній проєкції він зобразиться кругом певного радіуса. Проте лінійні розміри на картах цієї проєкції будуть спотворені (мал. 22). Ці карти використовують морські судна під час навігації, оскільки за ними можна точно визначити азимут та напрямок руху. Але на картах у рівнокутних проєкціях спостерігаються сильні спотворення площ. На них площа Гренландії, наприклад, може бути більшою, ніж Південної Америки, хоча насправді вона менша майже у 8 разів.
Мал. 22. Рівнокутна проєкція
Рівновеликі проєкції. На цих проєкціях зберігається пропорційність площ фігур, тобто якщо площа якої-небудь ділянки на Землі вдвічі більша за іншу, то проєкція зображення їх на карті також буде відрізнятися вдвічі. За картами, зробленими в таких проєкціях, зручно порівнювати площі територій, наприклад країн. Проте кути та форми будуть сильно спотворені (мал. 23). Особливо це помітно з того, як стиснуті полярні території.
Мал. 23. Рівновелика проєкція
Рівнопроміжні проєкції. Це проєкції, у яких масштаб довжин за одним із основних напрямків постійний. У таких проєкціях спотворення площ та кутів не такі значні, як у попередніх прикладах, адже спотворення розподіляються на карті рівномірно (мал. 24).
Мал. 24. Рівнопроміжна проєкція
Працюємо з інформацією.
Немає проєкції, яка підходить для всіх карт. Усі проєкції якимось чином спотворюють Землю. Кожна прагне зберегти одні геометричні властивості шляхом спотворення інших (мал. 22-24). Виконайте завдання, скориставшись посиланням https://cutt.ly/Je5Y3uUA або QR-кодом.
Це цікаво знати
Одна з основних картографічних проєкцій сьогодення - це рівнокутна циліндрична проєкція Меркатора. Її розробив фламандський географ і картограф Герард Меркатор для застосування у своєму «Атласі» (1569 р.). Ця проєкція виявилася досить зручною для потреб мореплавства, особливо в давні часи. Пояснюється це тим, що траєкторія руху корабля, що йде під тим самим румбом до меридіана (тобто з незмінним положенням стрілки компаса щодо шкали), зображається прямою лінією на карті в проєкції Меркатора.
Довільні проєкції. Ці проєкції не зберігають ні подібності фігур, ні рівності площ, але можуть мати певні спеціальні властивості, необхідні для виконання практичних завдань. Для кожної території проєкція добирається індивідуально, з урахуванням оптимального співвідношення спотворень форм та кутів.
Невеликі ділянки земної поверхні (до 85 км) можна зобразити на площині із збереженням подібності нанесених форм та площ. Такі плоскі зображення невеликих ділянок земної поверхні, у яких спотвореннями можна нехтувати, називаються планами.
Сучасна картографічна діяльність тісно пов’язана з геоінформаційним картографуванням, за якого використовують ГІС-додатки (QGIS, ArcGIS Pro, MapInfo тощо). У їхнє середовище інтегровано тисячі уніфікованих картографічних проєкцій, а також є можливість створити власну, опираючись на властивості певної території земної поверхні.
Складаємо меседжі до питань
- 1. Для чого потрібні картографічні проєкції?
- 2. За якими класифікаційними ознаками поділяють картографічні проєкції?
- 3. Які картографічні проєкції використовуються для картографування території України?
Дискутуємо
У чому переваги та недоліки рівнокутної, рівновеликої та рівнопроміжної картографічних проєкцій? Чи корисно використовувати ГІС-технології під час вибору картографічної проєкції?
Творча лабораторія
Використовуючи інтернет-джерела, ознайомтесь із найпопулярнішими картографічними проєкціями минулого та сьогодення.
Спостерігаємо, проєктуємо, досліджуємо
- 1. Складіть таблицю порівняльної характеристики картографічних проєкцій та різних видів спотворень на географічних картах.
- 2. Визначте види картографічних проєкцій, використані для створення географічних карт атласу 8 класу.
Виконуємо практичні роботи
Тема: Визначення проєкцій географічних карт за виглядом картографічної сітки.
Завдання 1. На географічних картах часто доводиться вимірювати довжини ліній, площі ділянок, кути (азимути) тощо. Однак точності вимірів заважають чотири види спотворень. Наведіть приклади карт з типовими спотвореннями, результати запишіть у таблицю за посиланням https://cutt.ly/KrqbAoxg або QR-кодом.
Завдання 2. Визначте тип проєкцій географічних карт, які представлені в атласі 8 класу: «Політична карта світу», «Україна на політичній карті Європи», «Годинні пояси світу», «Фізична карта України», - та заповніть таблицю за посиланням https://cutt.ly/KrqbAoxg або QR-кодом.
Працюємо з інтернет-ресурсами
Скористайтесь інтернет-ресурсом картографічного спрямування The True Size www/thetruesize.com. Переміщуйте країни по інтерактивній карті, щоб порівняти їх відносний розмір у рівнокутовій та рівновеликих проєкціях. Чи дійсно острів Гренландія такий великий, як материк Африка? Ви можете бути здивовані тим, що знайдете!
