Kaardi projektsiooni materjal: määratlus, tüüp, eesmärk, näited

Üldiselt on kaardiprojektsioon protsess, mille käigus liigutatakse Maa paralleele ja meridiaane matemaatiliselt ja süstemaatiliselt ruudustiku kuju tasasel tasapinnal esitamise suunas.

Selle projektsioonisüsteem ei suuda ülekannet ideaalselt teostada.

Valik kasutatavas projektsioonisüsteemis tehakse lähtudes säilitatavatest algsetest omadustest, kaardistatava ala suurusest ja kujust ning asukohast maapinnal.

Kaardi projektsioonide kohta lisateabe saamiseks lugege allolevaid ülevaateid.

Kaardi projektsiooni definitsioon

Üldises vaates võib kaardiprojektsiooni tõlgendada kui teadust, mis uurib, kuidas topograafilisi andmeid üle kanda Maa pind kaardipinna ülaosa suunas (tasapind), nii et kuju, nurk, pindala ja muutused muutuvad vahemaa.

Siiski on ka teine ​​definitsioon, mis ütleb, et kaardi projektsioon on funktsioon, mis seob olemasolevate punktide koordinaate kõvera pinnast kõrgemal (tavaliselt ellipsoidi või sfääri kujul) tasandist kõrgemal asuvate punktide koordinaatideni tasane.

Kaardiprojektsioon kartograafias

Kaardi projektsioon on kartograafia ja kaardi tegemise protsessi üks olulisemaid osi.

Definitsioonist vaadatuna on kartograafia ise kaardistamisega seotud teadus ja kunst, olgu siis kaarditegemiseks või kaardi endaga seotud.

Vahepeal on kaart määratletud kui maapinna objektide ja nähtuste abstraktsioon, mis on valitud, redutseeritud ja joonistatud tasasele pinnale.

Sellest on teada, et kaardil on vähemalt 4 märksõna, sealhulgas:

• Objekti abstraktsioon.
• Minimeeritud.
• Valitud.
• Joonistatud tasasele tasapinnale.

Kaardiprojektsioon on ka üks kartograafia võtmeprotsesse.

Kartograafia valdkonna kaardiprojektsioonis on vaja kujutada maakera sfäärilist pinda tasasel tasapinnal.

Tehnilisest aspektist vaadatuna toimub kaardiprojektsioon, liigutades maa võrke kaardil laius- ja pikkuskraadidesse.

Kaardi projektsioonifunktsioon

Kaardi projektsioonil on funktsioon kaardi pinnast kõrgemate punktide koordinaatide seostamiseks kõver (tavaliselt ellipsoid või kera) tasapinna kohal asuvate punktide koordinaatidele tasane.

Nii aitab kaardiprojektsioon oluliselt kaasa maapinna asukohaga seotud teabe kaardile kandmise protsessile.

Ja õiget projektsiooni kasutades saab kaardi koostamine minimeerida või isegi kõrvaldada vigu või moonutusi, mis võivad tekkida kaardi projektsiooniprotsessis.

Kaardi projektsioonide tüübid

Järgmised on mitut tüüpi kaardiprojektsioonid, mis on jagatud mitmesse kategooriasse, sealhulgas:

a. Põhineb sisemisel elemendil

Kui vaadata sisemisest elemendist, võib projektsioonisüsteemi jagada järgmisteks osadeks:

• Säilivad omadused (pindala, kaugus, kuju)
• Genereerimismeetod ja tootmismeetod (geomeetriline, matemaatiline)

b. Põhineb välisel elemendil

Samal ajal, kui projektsioon põhineb välistel elementidel, võib selle jagada järgmisteks osadeks:

• Projektsioonitasand (tasapind, koonus, silinder)
• Projektsioonitasandi asend (risti, normaalne).
• Maa telje puutuja (tangentsiaalne, sektsiaalne).

c. Põlvkonna või tootmismeetodi järgi

Põlvkonna või tootmismeetodi järgi vaadatuna jaguneb see järgmisteks osadeks:

• Matemaatika (kasutades arvutusi)
• Geomeetriline (kirjelduse järgi otsustades).

d. Põhineb säilinud algsetel tunnustel

Seejärel jagatakse projektsioonisüsteem järgmisteks osadeks:

• Hoolda ala (samaväärne)
• Säilitage distantsi (võrdne kaugus)
• Säilitada kuju (vastav).

e. Projektsioonivälja järgi

Seejärel jagatakse projektsioonisüsteem järgmisteks osadeks:

• Tasapinnaline lennuk
• Silinder
• Koonus

f. Põhineb projektsioonivälja asukohal

Seejärel saab projektsioonisüsteemi jagada järgmisteks osadeks:

• Põik (projektsioonitasandi telg on maa teljega risti)
• Normaalne (projektsioonitasandi telg langeb kokku maa teljega)
• Kaldus (projektsiooni kaldtasandi telg)

g. Põhineb ühisel kokkupuutel Maa teljega

Maa teljega ristumiskohast vaadates võib projektsioonisüsteemi jagada järgmisteks osadeks:

• Tangentsiaalne (projektsioonitasand, mis puutub maa kõveruse suhtes)
• Sekantsiaalne (projektsioonitasand, mis lõikub maa kumerusega)

Praktikas saab iga projektsioonisüsteemi jagada kõigi ülaltoodud kriteeriumide järgi.

Näiteks:

Indoneesias väga tuttav ja enim kasutatav projektsioonisüsteem on Universal Transverse Mercator (UTM) projektsioonisüsteem.

Universaalne ristsuunaline Mercatori (UTM) projektsioonisüsteem.

• Säilinud tunnus: kuju või konformne.
• Projektsioonitasand: silinder.
• Kuidas teha: matemaatiline.
• Maa telje puutuja: Sekantsiaalne.
• Projektsioonitasandi asend: põiki.

Üldiselt on igal projektsioonisüsteemil erinevad omadused või omadused, millel on erinevad tugevused ja nõrkused.

Kaardi projektsioonisüsteemi valimine

Miks on vaja valida kaardiprojektsioon ja miks on igal piirkonnal erinev projektsioonisüsteemi sobivus?

Selle põhjuseks on:

• Sõltuvalt eesmärgist kaart loodi.
• Kaardistatava ala asukoht ja pindala mõjutavad projektsioonide valikut.
• Igal projektsioonisüsteemil on erinevad omadused.

Seejärel on sobiva kaardiprojektsioonisüsteemi valimiseks vaja teadmisi kaardiprojektsiooni enda valiku alustest.

Kaardi projektsiooni valimise aluseks on see, et iga teisendus mõjutab kauguse, suuna, nurga ja pindala esitust.

Neid teadmisi omades on prognooside valik sobivam. Et kaardistamise tulemused oleksid täpsemad vastavalt kaardistamise eesmärkidele.

Valik nõuab ka projektsioonisüsteemi omaduste kohandamist kaardistamise eesmärgil.

Kaardi projektsioonide valikut võivad mõjutada mitmed tegurid, sealhulgas:

1. Kaardistamise eesmärk

Nii geograafid kui ka ökoloogid keskenduvad ala suhtelisele suurusele.

Navigaatorid, astronaudid ja meteoroloogid seavad esikohale ka vahemaad ja nurgad.

Valiku tegemisel lähtutakse mitmest põhiaspektist, näiteks ekvivalendist, vormivastavusest (konformaalne), asimuudist, välimuse õiglusest vms.

2. Moonutuste väärtused ja sätted

Teatud tüüpi projektsioonidel on moonutuste jaoks spetsiifilised mustrid ja seaded. Et seda teades saaks projektsioonide valik olla tõhus ja optimaalne.

Soovitav on kaardistatud ala kuju vastavus projektsioonitulemustele.

See on oluline, kui kaart luuakse järjestikku.

Jadakaartide puhul peaks valitud projektsioonil olema sama moonutusmuster nii suurtel kui ka väikestel aladel.

3. Üldine piirkondlik kuju

Ala kuju saab reguleerida paberi suuruse ja vormingu abil.

Õiget projektsiooni kasutades on võimalik kaarti suuremas mõõtkavas kuvada.

Et hiljem saaks detailirohke kaarti optimaalsemalt kuvada.

Moonutused kaardi projektsioonis

Kontseptsioonist vaadatuna toimub kaardiprojektsioon kahes etapis, nimelt:

• Esiteks loetakse maakera kaardistatuks maakeral (ehk nn võrdlusgloobusel), mis on skaleeritud vastavalt hiljem kaardistatava kaardi mõõtkavale.
• Teiseks liigutage maakera pinna erinevad punktid matemaatiliselt tasasele pinnale. Nii et 3-mõõtmelisest pinnast võib saada 2-mõõtmeline pind.

Täiuslikku projektsioonisüsteemi pole olemas, see tähendab, et projektsioonisüsteem ei suuda täiuslikult teostada ülekandmist tasasele tasapinnale.

Võib esineda 4 tüüpi moonutusi, sealhulgas:

1. Nurga moonutamine

Nurgamoonutus ilmneb siis, kui kaardil olevate joonte nurgad muutuvad võrreldes tegelike nurkadega maapinnal.

Nurgasuhte säilitamiseks kasutatav loogika seisneb selles, et iga kompass näitab maakera igas punktis (välja arvatud poolused) sama suunda, see tähendab, et suuna jaotus on alati 90o.

Kui suund säilib, on projektsioon konformne/ortomorfne.

See tähendab olemasolu säilitamist.

Säilitatav kuju kehtib ainult väikese ala kohta ja kuju võib muudes piirkondades oluliselt muutuda.

2. Kauguse moonutamine

Pindala moonutamine võib ilmneda siis, kui kaardil kahe punkti vaheline kaugus muutub võrreldes sama punkti tegeliku kaugusega pärast skaleerimist.

Distantsi aspekti säilitamiseks tuleb arvestada ka mastaabiprobleemiga.

Kahe punkti tegelikku kaugust kajastava kauguse saamiseks peab skaala olema ühtlane piki kahte punkti ühendava joone piiri.

Ka skaala peab olema sama mis võrdlusgloobuse skaala.

Kaardiprojektsiooni, mis säilitab selle kauguse aspekti, nimetatakse a võrdsel kaugusel.

3. Suuna moonutus

Suunamoonutus võib tekkida siis, kui suund kaardil muutub võrreldes tegeliku suunaga maapinnal.

Kaardiprojektsiooni, mis säilitab suunaaspekti, nimetatakse a asimuutprojektsioon.

4. Moonutuste ala

Pindala moonutamine ilmneb siis, kui kaardi suhteline pindala muutub võrreldes tegeliku pindalaga maapinnal.

Projektsioone, mis säilitavad pindala (suhtelise pindala) esituse, nimetatakse võrdse pindalaga või samaväärseteks projektsioonideks.

Puuduvad projektsioonid, mis oleksid samaaegselt konformsed ja samaväärsed projektsioonid.

See näitab ka, et kõik konformsed projektsioonid kuvavad erineva suurusega maa sama pindala.

Ja kõik samaväärsed projektsioonid muudavad hiljem enamikku nurki.

Kaardi projektsiooni sobivus asukoha alusel

Samuti on sageli kasutatav maailmakaardi projektsioonisüsteem, sealhulgas:

• Mercator
• Maailma Mercator
• Web Mercator

Samal ajal saab erinevaid riike ja suuri alasid sisaldavatel kaartidel kasutada laiuskraadidel põhinevaid projektsioone.

Polaaralade ja kõrgete laiuskraadide kaardistamiseks kasutatav kaardiprojektsioon on kaardiprojektsioon, mis kasutab projektsioonialana tasast tasapinda.

Teisisõnu nimetatakse seda sageli asimuutprojektsiooniks.

Näiteks Lambert Equal Area projektsioon, Azimutal Equidistant.

Õige kaardiprojektsioon parasvöötme laiuskraadidel on kaardi projektsioon koonilisel projektsioonitasandil. Näiteks polükoonilises projektsioonis Lamberti võrdne ala.

Samal ajal on ekvatoriaalpiirkonna või madala laiuskraadiga ala kaardistamiseks sobiv kaardiprojektsioon projektsioon, mis on kasutades silindrilisi projektsioonitasapindu, nagu Mercatori projektsioon, põiki Mercator ja Universal Transverse Mercator (UTM).

Indoneesia jaoks sobiv kaardiprojektsioonisüsteem

Indoneesia on riik, mis asub ekvatoriaalpiirkonnas või madalal laiuskraadil.

Seetõttu on kõige sobivam projektsioon torukujulise projektsioonitasandiga või silindrilise projektsiooniga.

Veelgi enam, kuju ise ulatub läänest itta, seega on sobivam, kui projektsioonitelg on Maa telje või põikprojektsiooniga risti.

Projektsioon, millest saab silindriline projektsioon ja põikprojektsioon, on Mercatori põikprojektsioon.

Moonutuste täiendavaks minimeerimiseks, kuna Indoneesia on suur ala, on projektsioon või projektsioon, mille projektsioon lõikub Maa enda pinnaga.

Üks projektsioonisüsteem, mis kasutab silindrilist, põiki ja sektsioonilist projektsioonitasapinda, on Universal Transverse Mercator (UTM).

Nii et võib järeldada, et kui soovite kaardistada kõik Indoneesia osariigi osad, siis kasutage silindrilist projektsioonisüsteemi nagu Mercator.

Kui soovite kaardistada kitsamaid piirkondi, nagu provintsid ja ringkonnad, võite kasutada universaalset põikprojektsioonisüsteemi / Transverse Mercatori projektsioonisüsteemi.

Näide kaardi projektsioonist ja selle kujutisest

Siin on mõned näited kaardi projektsioonidest ja nende kujutistest, mida peate teadma, sealhulgas:

1. Robinsoni projektsioon

See üks projektsioon ilmus 1961. aastal.

See erineb ainult konformsest võrdse ala projektsioonist, kuid on nende kahe kombinatsioon.

Sellel ühel projektsioonil on ka eripära, milleks on kuju, pindala, mõõtkava ja kauguse moonutamine, et tasakaalustada projektsiooni vea olemust.

Standardseid paralleelseid jooni võetakse arvesse ka siis, kui projektsioon näitab Maa pinda väikeses skaalas.

Selle projektsioonisüsteemi kasutamise eeliseks on see, et maapinda saab kujutada 20-protsendilise tõepärasusega selle algses mõõtkavas.

2. Polükooniline projektsioon

Mida suurem on kaardistamise skaala, seda rohkem asju tuleb arvestada.

Nagu näiteks:

• Vormi sarnasus on oluline tegur.
• Üldine moonutus peaks olema minimaalne.
• Nagu ka erinevaid kõrvalolevaid kaarte peab saama täpselt ja vastavalt kõrvutada.

See üks polükooniline projektsioon valiti selle ühe asja ületamiseks

Kuid see üks projektsioon loob ainult mitmesuguseid kõrvuti asetsevaid kaarte, mida saab kõrvuti teatud suundades, mitte aga teistes suundades.

3. Mercatori projektsioon

Merkaatori projektsioon kasutab projektsioonitasandiks saamiseks silindrilist kuju.

Selles projektsioonis kuvatakse kõik loksodroomi sirged jooned.

Samal ajal ei paista suure ringi jooned sirged, välja arvatud ekvaatoril ja meridiaanidel.

Tavalises merkaatori projektsioonis on standardjoon ekvaator. Mille piki joont on mastaabitegur = 1,0.

Skaalateguri väärtus muutub ekvaatori ümbruses väga vähe. Nii et see üks projektsioon sobib ekvaatori piirkonna jaoks väga hästi.

4. Mercatori põikprojektsioon

Merkaatori põikprojektsioon on merkaatori projektsioon, milles projektsioonitasapind on pööratud 90 kraadi.

Seega on standardjooned meridiaanid, mitte paralleelid.

See üks projektsioon sobib väga hästi kasutamiseks väikesel alal standardmeridiaani piirkonnas.

Selles ühes projektsioonis kasutatakse seda laialdaselt ka topograafiliseks kaardistamiseks ja sellest on saanud universaalse transversaalse Mercatori (UTM) koordinaatide süsteemi alus.

5. Albersi võrdse ala projektsioon

See üks süsteem kasutab kahte paralleelset standardit.

2 Kõrvuti asetsevad väikesed ringid saab valida standardseks paralleeliks.

Mida lähemal on kaks joont, seda parem on esitus joont vahetult ümbritsevas piirkonnas.

Sellel süsteemil on väga madal moonutusväärtus.

Selle välimus meenutab Maa võrkkest, nimelt sirgeid meridiaane, mis koonduvad ja paralleelselt kõverduvad kontsentriliselt ning ristuvad meridiaanidega täisnurga all.

Väljaspool standardparalleele mastaabiteguri väärtus väheneb, standardparalleelide hulgas aga mastaabiteguri väärtus suureneb.

See üks projektsioon on väga sobiv kasutamiseks keskmistel laiuskraadidel, mille ida-lääne piir on suurem kui põhja-lõuna piir.

6. Lambertsi võrdse pindala projektsioon

Seda ühte projektsiooni kasutatakse väga sageli, sealhulgas asimuutekvivalenti.

Sümmeetriline moonutus, mis ümbritseb keskpunkti ja võib paikneda kõikjal.

Seetõttu on prognoosid väga kasulikud piirkondades, mis ulatuvad ida-lääne suunas ja mille mõõtmed on põhja-lõuna suunalised.

7. Kosmose kaldus Mercatori projektsioon

See üks projektsioon kuvatakse vastusena kaugseire satelliidipiltide olemasolule.

Selles ühes projektsioonis muutub see ka Mercatori projektsiooniks, kus standardjoon luuakse viltu järgides satelliidi trajektoori.

Samuti vähendab see pildi geomeetrilisi parandusi.

Sellel projektsioonisüsteemil on konformsed omadused.

8. Universaalne ristsuunaline Mercatori (UTM) projektsioon

UTM (Universal Transverse Mercator) projektsioonisüsteem on projektsioonisüsteem tasapinnal silindriline projektsioon, projektsioonitasandi asend on risti ja puudutab maapinda (lõikeline).

See üks projektsioon on väga sobiv, kui seda kasutatakse ekvatoriaalpiirkonnas, näiteks Indoneesias.

Seda projektsioonisüsteemi on kasutanud ka BIGi välja antud RBI kaart.