Основные виды картографических проекций

Картографической проекцией называется способ изображения земной поверхности на плоскости.

Все существующие проекции делятся по двум признакам: по характеру искажений и по виду сетки меридианов и параллелей (картографической сетки).

По характеру искажений картографические проекции делятся на равноугольные, равнопромежуточные, равновеликие и произвольные.

Равноугольные проекции не имеют искажения углов и сохраняют подобие небольших фигур. В равноугольных проекциях угол, измеренный на карте, равен углу между этими же направлениями на поверхности Земли. Небольшие фигуры, изображенные на карте, подобны соответствующим фигурам на местности. Картами в равноугольных проекциях широко пользуются в авиации, т. к. для самолетовождения важно точное измерение направления (путевого угла, пеленга и т. п.).

В равнопромежуточных проекциях расстояние по меридиану или по параллели изображается без искажения. В самолетовождении карты такой проекции применяются реже, чем равноугольные.

В равновеликих проекциях площадь изображенной фигуры на карте равна площади той же фигуры на местности, т. е. площади фигур передаются без искажений. Равенства углов и подобия фигур в этих проекциях нет.

Произвольные проекции не обладают ни одним из указанных выше свойств, но широко применяются для построения некоторых авиационных карт.

Каждой из проекций соответствует вполне определенный вид картографической сетки, на основе которой составляется карта и от которой зависят характер и размеры искажений.

По виду сетки меридианов и параллелей картографические проекции делятся на цилиндрические, конические, поликонические, видоизмененные поликонические, азимутальные.

В цилиндрических проекциях меридианы нормальной сетки изображаются параллельными прямыми линиями, отстоящими друг от друга на расстояниях, пропорциональных разности соответствующих долгот; параллели изображаются также параллельными прямыми линиями, перпендикулярными меридианам. Картографическая сетка проекции рассчитывается математическим путем.

В зависимости от положения оси цилиндра относительно оси вращения глобуса цилиндрические проекции могут быть нормальными – ось цилиндра совпадает с осью вращения Земли; поперечными – ось цилиндра перпендикулярна оси вращения Земли; косыми – ось цилиндра составляет некоторый угол с осью вращения Земли.

В конических проекциях меридианы нормальной сетки изображаются прямыми линиями, сходящимися в точке полюса, а параллели – дугами концентрических окружностей, описанных вокруг полюса. Условно конические проекции можно представить как изображение поверхности глобуса на боковой поверхности конуса с последующей разверткой этой поверхности на плоскость. Конические проекции могут строиться на касательном или секущем конусе. В зависимости от расположения оси конуса относительно оси вращения глобуса конические проекции могут быть нормальными, поперечными и косыми. Большинство авиационных карт конической проекции построено в нормальной равноугольной проекции на касательном или секущем конусах.

Поликонические проекции незначительно отличаются от конических. Сущность построения поликонических проекций условно может быть представлена таким образом. Поверхность глобуса переносится на боковые поверхности нескольких конусов, касательных к параллелям или секущих глобус по заданным параллелям. На поверхность каждого конуса переносится небольшой пояс поверхности глобуса. Затем поверхность конуса разрезается по образующей и разворачивается на плоскость. После склеивания полос получается поликоническая проекция.

Карты в поликонической проекции имеют следующие свойства:

– средний меридиан изображается прямой линией и не имеет искажения длин, поэтому поликоническая проекция наиболее удобна для изображения территорий, вытянутых вдоль меридиана;

– остальные меридианы имеют вид кривых линий;

– параллели изображаются в виде дуг окружностей, проведенных из разных центров, лежащих на среднем меридиане;

– нет нарастающего искажения масштабов к северу и югу, т. к. главный масштаб сохраняется по параллелям касания (сечения) каждой полосы;

– проекция неравноугольная.

Поликоническая проекция взята за основу международной проекции.

Видоизмененная поликоническая (международная) проекция строится по особому закону, принятому международным соглашением. В этой проекции издается международная карта масштаба 1: 1 000 000.

Каждый лист карты масштаба 1: 1 000 000 строится отдельно. Он захватывает по широте 4° и по долготе 6°. На каждом листе главный масштаб взят по крайним параллелям вследствие сечения глобуса конусом по этим параллелям и по меридианам, отстоящим от среднего меридиана листа на 2° к востоку и западу. По характеру искажений видоизмененная поликоническая проекция является произвольной. На листах карт масштаба 1: 1 000 000 искажения длин не превышают 0,14 % и углов 7¢ и поэтому практического значения не имеют.

Меридианы на картах этой проекции изображаются прямыми линиями, сходящимися к полюсу, а параллели – дугами концентрических окружностей.

Азимутальные проекции – проекции, в которых параллели нормальной сетки изображаются концентрическими окружностями, а меридианы – прямыми линиями, пересекающимися в центре концентрических окружностей под углом, равным разности долгот. Радиусы параллелей зависят от правил построения данной азимутальной проекции. Азимутальные проекции строятся по законам геометрической перспективы, поэтому иногда эти проекции называют перспективными.

По положению картинной плоскости (плоскости, на которую проектируется поверхность глобуса) азимутальные проекции делятся на полярные (нормальные) – картинная плоскость касается поверхности глобуса в точке полюса, экваториальные (поперечные) – картинная плоскость касается глобуса в точке экватора, горизонтальные (косые) – картинная плоскость касается глобуса в точке с широтой более 0 и менее 90°.

В зависимости от положения центра проектирования относительно картинной плоскости азимутальные проекции делятся на центральные – точка зрения расположена в центре глобуса, стереографические – точка зрения удалена от картинной плоскости на расстояние, равное диаметру глобуса, ортографические – точка зрения удалена от картинной плоскости в бесконечность, внешние – точка зрения находится вне глобуса на некотором конечном расстоянии.

Из всех азимутальных проекций в самолетовождении применяются в основном центральные и стереографические полярные.