Географія. З поглибленим вивченням географії. 8 клас. Масляк

§ 7. Картографічні проекції

Пригадайте, чим відрізняється зображення картографічної сітки на глобусі та географічній карті.

1. КАРТОГРАФІЧНІ ПРОЕКЦІЇ, ЇХ ЗНАЧЕННЯ ТА ВИДИ. ІСТОРІЯ СТВОРЕННЯ ПЕРШИХ КАРТОГРАФІЧНИХ ПРОЄКЦІЙ. Глобус і карта — це дві моделі земної поверхні. Глобус є об’ємною моделлю й найкраще передає складну форму нашої планети. Карта — плоске зображення, яке не може відтворити реальної форми земної поверхні. Якщо спробувати розрізати зображення на глобусі та перенести його на площину, ми отримаємо розірвану картинку (мал. 1).

Розрізати зображення на глобусі можна по-різному: за паралелями, за меридіанами або в довільний спосіб. Однак для того, щоб отримати суцільне зображення, ці розриви доведеться заповнювати (мал. 2).

Щоб уникнути розривів та отримати суцільне зображення, ми змушені розтягувати його. Тобто нам доведеться спотворювати його площі, довжини, кути. Для отримання картографічного зображення без розривів та з найменшими спотвореннями в картографії використовують спеціальні картографічні проекції.

Мал. 1. Перехід від кулі до площини.

Мал. 2. Перехід до суцільного зображення: а) розрізане за меридіанами; б) розрізане за паралелями.

СЛОВНИК

Картографічні проекції — математичні способи перенесення сферичної поверхні земної кулі або її частин на уявну площину.

Cartographic projections are a mathematicals way of transferring the spherical surface of the globe or its parts to an imaginary plane.

Наукові витоки картографії та картографічних проекцій беруть початок у Стародавній Греції. Першим, хто побудував сітку паралелей і меридіанів і на їх основі склав карту Землі, був Ератосфен. А пізніше фламандський картограф Герард Меркатор створив математично точну модель Землі на площині (мал. 3). Саме він почав використовувати проекції в основі карт. Так, проекція, створена ним ще в 1569 р., застосовується й сьогодні, зокрема, у морській навігації, і має ім’я Г. Меркатора (мал. 4).

Усі картографічні проекції було класифіковано за різними ознаками. Основними ознаками проекцій є: характер спотворень зображення, тип допоміжної поверхні, орієнтування допоміжної поверхні.

Мал. 3. Карта світу Меркатора. 1569 р.

Мал. 4. Сучасна карта світу в проекції Меркатора.

Мал. 5. Приклади спотворень кола на різних проекціях: а) рівнокутна; б) рівновелика; в) рівнопроміжна.

2. КЛАСИФІКАЦІЯ КАРТОГРАФІЧНИХ ПРОЄКЦІЙ ЗА ХАРАКТЕРОМ СПОТВОРЕНЬ. Сьогодні існують сотні картографічних проекцій. Кожна з них має свої переваги і недоліки. І будь-яка проекція має спотворення: довжин, кутів, площ, форм. За характером таких спотворень проекції поділяються на рівновеликі, рівнокутні та довільні (мал. 5).

У рівновеликих проекціях відсутні спотворення площ, тобто величина території буде відображена правильно. Проте на таких проекціях найбільше спотворюються форми об’єктів і кути. Рівнокутні проекції не мають спотворень кутів, але спотворюють площі й довжини ліній. За картами в рівнокутній проекції зручно прокладати маршрути суден, літаків, оскільки виміряні на них кути точно відповідають кутам на місцевості. Довільні проекції мають усі види спотворень, але вони найзручніше розподіляються на карті. Важливо знати, що не існує проекцій без спотворень довжин.

З’ясувати наявність спотворень на карті можна за допомогою координатної сітки. Достатньо порівняти її із сіткою на глобусі. Наприклад, якщо відрізки меридіанів між сусідніми паралелями однакові, то спотворень довжин по меридіанах немає. Якщо меридіани й паралелі перетинаються під прямим кутом, то спотворення кутів відсутні. Однакова форма клітинок градусної сітки вздовж паралелей свідчить про відсутність спотворень форм.

3. КЛАСИФІКАЦІЯ КАРТОГРАФІЧНИХ ПРОЄКЦІЙ ЗА ВИДОМ ДОПОМІЖНОЇ ПОВЕРХНІ. Як площина, на яку з кулі переноситься зображення, використовуються допоміжні поверхні циліндра, конуса, площини (мал. 6). За видом допоміжної поверхні розрізняють циліндричні, конічні та азимутальні проекції. Спочатку на таку допоміжну поверхню переноситься координатна сітка, а потім картографічне зображення. Зверніть увагу, як змінюється вигляд координатної сітки залежно від обраної допоміжної поверхні.

У циліндричних проекціях зображення земної поверхні переносять на уявний циліндр. Після розгортання циліндра у площину всі лінії координатної сітки будуть прямими, паралелі — перпендикулярними меридіанам (мал. 6, а).

У конічних проекціях використовується конус як допоміжна поверхня. При розгортанні конуса на площину паралелі відобразяться дугами кіл, а меридіани виходитимуть з однієї точки (мал. 6, б).

Для створення азимутальних проекцій використовується площина, що є дотичною до кулі. Координатну сітку таких проекцій легко впізнати. Паралелі мають вигляд кіл, а меридіани розходяться від центральної точки (мал. 6, в).

4. КЛАСИФІКАЦІЯ КАРТОГРАФІЧНИХ ПРОЕКЦІЙ ЗА ОРІЄНТУВАННЯМ ДОПОМІЖНОЇ ПОВЕРХНІ. Допоміжні поверхні можна розташовувати по-різному щодо кулі. За орієнтуванням допоміжної поверхні розрізняють нормальні, поперечні та косі проекції. Якщо вісь допоміжної поверхні збігається з віссю Землі, то проекція називається нормальною (прямою) (мал. 7, а); якщо вона перпендикулярна до неї — поперечною (мал. 7, б); якщо розташована під гострим кутом — косою (мал. 7, в).

Мал. 6. Картографічні проекції: а) циліндрична; б) конічна; в) азимутальна.

Територія, яку необхідно подати на карті, значно впливає на вибір картографічної проекції. На практиці для відображення планети та її частин використовують різні види проекцій. Нормальна циліндрична проекція використовується для карт світу, материків та країн, що розташовані в широтах, близьких до екватора. У поперечній циліндричній проекції створюють топографічні карти. Конічні проекції зручні для укладання карт материків, розташованих у середніх широтах. Карти України створюють здебільшого із застосуванням конічної довільної проекції. Азимутальні нормальні проекції використовують для зображення територій у приполярних широтах. В азимутальних поперечних проекціях зображують карти півкуль і територій у приекваторіальних широтах.

Слід зауважити, що поперечні й косі конічні проекції не використовуються.

Для створення сучасних карт використовують складні допоміжні поверхні. Їх підбір залежить від завдань, які потрібно вирішити за допомогою карти. Побудова таких картографічних проекцій здійснюється з використанням комп'ютерних програм (мал. 8). Їхній вигляд буває досить вигадливим!

Мал. 7. Види картографічних проекцій за орієнтуванням допоміжної поверхні.

Мал. 8. Приклади різних видів картографічних проекцій.

ВИСНОВКИ

  • Для перенесення картографічного зображення з кулястої поверхні на площину використовують картографічні проекції.
  • Неможливо перенести зображення з кулі на площину без спотворень.
  • На проекціях існують спотворення довжин, кутів, площ та форм. Не існує проекцій без спотворень довжин.
  • Усі проекції класифікують за характером спотворень зображення, типом допоміжної поверхні, орієнтуванням допоміжної поверхні.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

  • 1. Поясніть, чому градусна сітка на глобусі й карті має неоднакову форму ліній.
  • 2. Обґрунтуйте необхідність використання картографічних проекцій для створення карт.
  • 3. Як класифікують проекції за характером спотворень?
  • 4. Як класифікують проекції за видом допоміжної поверхні?
  • 5. Як класифікують проекції за орієнтуванням допоміжної поверхні?