Bản đồ địa lý con người đã sử dụng từ thời cổ đại. Những nỗ lực đầu tiên để mô tả bề mặt Trái đất được thực hiện ở Hy Lạp cổ đại bởi các nhà khoa học như Eratosthenes và Hipparchus. Đương nhiên, bản đồ học với tư cách là một khoa học đã phát triển rất xa kể từ đó. Các bản đồ hiện đại được tạo ra bằng cách sử dụng hình ảnh vệ tinh và công nghệ máy tính, tất nhiên, giúp tăng độ chính xác của chúng. Chưa hết, trên mọi bản đồ địa lý đều có một số biến dạng về hình dạng, góc độ hoặc khoảng cách tự nhiên trên bề mặt trái đất. Bản chất của những biến dạng này và do đó, độ chính xác của bản đồ, phụ thuộc vào loại phép chiếu bản đồ được sử dụng để tạo một bản đồ cụ thể.
Khái niệm về phép chiếu bản đồ
Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn phép chiếu bản đồ là gì và các loại phép chiếu của chúng được sử dụng trong bản đồ hiện đại.
Phép chiếu bản đồ là hình ảnh của bề mặt Trái đất trên một mặt phẳng. Hơnmột định nghĩa sâu sắc về mặt khoa học nghe có vẻ như thế này: phép chiếu bản đồ là một cách hiển thị các điểm trên bề mặt Trái đất trên một mặt phẳng nhất định, trong đó một số phụ thuộc phân tích được thiết lập giữa tọa độ của các điểm tương ứng của bề mặt được hiển thị và hiển thị.
Phép chiếu bản đồ được xây dựng như thế nào?
Việc xây dựng bất kỳ loại hình chiếu bản đồ nào đều diễn ra trong hai giai đoạn.
- Đầu tiên, bề mặt không đều về mặt hình học của Trái đất được ánh xạ lên một bề mặt chính xác về mặt toán học, được gọi là bề mặt tham chiếu. Để có giá trị gần đúng chính xác nhất, geoid thường được sử dụng nhất trong khả năng này - một khối hình học được giới hạn bởi bề mặt nước của tất cả các biển và đại dương, liên kết với nhau (mực nước biển) và có một khối nước duy nhất. Tại mọi điểm trên bề mặt của geoid, trọng lực được tác dụng bình thường. Tuy nhiên, geoid, giống như bề mặt vật chất của hành tinh, cũng không thể được biểu thị bằng một định luật toán học duy nhất. Do đó, thay vì geoid, một ellipsoid của vòng quay được lấy làm bề mặt tham chiếu, tạo cho nó độ tương đồng tối đa với geoid bằng cách sử dụng mức độ nén và định hướng trong cơ thể Trái đất. Họ gọi vật thể này là ellipsoid đất hoặc ellipsoid tham chiếu và ở các quốc gia khác nhau, họ lấy các thông số khác nhau.
- Thứ hai, bề mặt tham chiếu được chấp nhận (ellipsoid tham chiếu) được chuyển sang mặt phẳng bằng cách sử dụng một hoặc một sự phụ thuộc phân tích khác. Kết quả là chúng tôi nhận được một hình chiếu bản đồ phẳng của bề mặt trái đất.
Méo chiếu
Đừng bạntự hỏi tại sao đường viền của các lục địa lại hơi khác nhau trên các bản đồ khác nhau? Trên một số phép chiếu trên bản đồ, một số nơi trên thế giới có vẻ lớn hơn hoặc nhỏ hơn so với một số địa danh so với những địa danh khác. Đó là tất cả về sự biến dạng mà các hình chiếu của Trái đất được chuyển sang một bề mặt phẳng.
Nhưng tại sao các phép chiếu trên bản đồ lại hiển thị một cách méo mó? Câu trả lời là khá đơn giản. Không thể triển khai bề mặt hình cầu trên một mặt phẳng, tránh các nếp gấp hoặc gãy. Do đó, hình ảnh từ nó không thể được hiển thị mà không bị biến dạng.
Phương pháp lấy dự báo
Nghiên cứu các phép chiếu bản đồ, các loại và tính chất của chúng, cần phải đề cập đến các phương pháp xây dựng chúng. Vì vậy, các phép chiếu bản đồ thu được bằng hai phương pháp chính:
- hình học;
- phân tích.
Phương pháp hình học dựa trên luật phối cảnh tuyến tính. Hành tinh của chúng ta có điều kiện được coi là một hình cầu có bán kính nào đó và được chiếu lên một bề mặt hình trụ hoặc hình nón, có thể chạm hoặc cắt qua nó.
Hình chiếu thu được theo cách này được gọi là phối cảnh. Tùy thuộc vào vị trí của điểm quan sát so với bề mặt Trái đất, các phép chiếu phối cảnh được chia thành các loại:
- gnomonic hoặc trung tâm (khi điểm xem thẳng hàng với tâm của hình cầu trái đất);
- lập thể (trong trường hợp này, điểm quan sát nằm trênbề mặt tham chiếu);
- orthographic (khi bề mặt được quan sát từ bất kỳ điểm nào bên ngoài hình cầu của Trái đất; phép chiếu được xây dựng bằng cách chuyển các điểm của hình cầu bằng cách sử dụng các đường song song vuông góc với bề mặt hiển thị).
Phương pháp phân tích để xây dựng các phép chiếu bản đồ dựa trên các biểu thức toán học nối các điểm trên mặt cầu tham chiếu và mặt phẳng hiển thị. Phương pháp này linh hoạt và linh hoạt hơn, cho phép bạn tạo các phép chiếu tùy ý theo tính chất biến dạng được xác định trước.
Các loại phép chiếu bản đồ trong địa lý
Để tạo bản đồ địa lý, nhiều loại phép chiếu về Trái đất được sử dụng. Chúng được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau. Ở Nga, phân loại Kavraysky được sử dụng, sử dụng bốn tiêu chí xác định các loại dự báo bản đồ chính. Các thông số sau được sử dụng làm tham số phân loại đặc trưng:
- biến dạng ký tự;
- hình thức hiển thị các đường tọa độ của lưới thông thường;
- vị trí của điểm cực trong hệ tọa độ thông thường;
- cách sử dụng.
Vậy, các loại phép chiếu bản đồ theo cách phân loại này là gì?
Phân loại phép chiếu
Sau đây là phân loại các loại phép chiếu bản đồ với các ví dụ, dựa trên các tiêu chí chính ở trên.
Theo bản chất của sự biến dạng
Như đã đề cập ở trên, sự biến dạng, trên thực tế, là một đặc tính cố hữu của bất kỳ hình chiếu nào của Trái đất. Bất kỳ đặc tính nào cũng có thể bị bóp méobề mặt: chiều dài, diện tích hoặc góc. Theo loại biến dạng, họ phân biệt:
- Phép chiếu phù hợp hoặc chuẩn, trong đó các phương vị và góc được chuyển mà không bị biến dạng. Lưới tọa độ trong các phép chiếu tuân thủ là trực giao. Bản đồ thu được theo cách này được khuyến khích sử dụng để xác định khoảng cách theo bất kỳ hướng nào.
- Phép chiếu tương đương hoặc tương đương, trong đó tỷ lệ của các khu vực được giữ nguyên, được lấy bằng một, tức là các khu vực được hiển thị mà không bị biến dạng. Những bản đồ như vậy được sử dụng để so sánh các khu vực.
- Các phép chiếu đều hoặc đều, trong đó tỷ lệ được giữ nguyên theo một trong các hướng chính, được coi là một hướng duy nhất.
- Các phép chiếu tùy tiện, trên đó có thể có đủ loại biến dạng.
Theo hình thức hiển thị các đường tọa độ của lưới thông thường
Phân loại này là trực quan nhất và do đó, dễ hiểu nhất. Tuy nhiên, lưu ý rằng tiêu chí này chỉ áp dụng cho các phép chiếu được định hướng thông thường tới điểm quan sát. Vì vậy, dựa trên tính năng đặc trưng này, các loại phép chiếu bản đồ sau được phân biệt:
Hình tròn, trong đó các đường ngang và đường kinh tuyến là các đường tròn, còn đường xích đạo và đường kinh tuyến trung bình của lưới là các đường thẳng. Những phép chiếu như vậy được sử dụng để mô tả toàn bộ bề mặt Trái đất. Ví dụ về phép chiếu hình tròn là phép chiếu Lagrange tuân thủ, cũng như phép chiếu Grinten tùy ý.
Phương vị. Trong trường hợp này, các điểm tương đồng đại diện choở dạng các đường tròn đồng tâm và các đường kinh tuyến ở dạng một bó đường thẳng phân kỳ hướng tâm từ trung tâm. Một loại phép chiếu tương tự được sử dụng ở vị trí trực tiếp để hiển thị các cực của Trái đất với các lãnh thổ liền kề và ở vị trí ngang dưới dạng bản đồ của các bán cầu phía tây và phía đông quen thuộc với mọi người từ các bài học địa lý.
Hình trụ, trong đó các đường kinh tuyến và đường ngang được biểu thị bằng các đường thẳng cắt nhau bình thường. Các lãnh thổ tiếp giáp với đường xích đạo hoặc trải dài theo một số vĩ độ tiêu chuẩn được hiển thị ở đây với sự biến dạng tối thiểu.
Conic, đại diện cho sự phát triển của bề mặt bên của hình nón, trong đó các đường song song là các cung tròn có tâm ở đỉnh của hình nón và các đường kinh tuyến là các đường dẫn phân kỳ từ đỉnh của hình nón. Những phép chiếu như vậy mô tả chính xác nhất các vùng lãnh thổ nằm ở vĩ độ trung bình.
Phép chiếu giả hình tương tự như phép chiếu hình nón, chỉ có các kinh tuyến trong trường hợp này được mô tả là các đường cong đối xứng với kinh tuyến trục của lưới.
Các phép chiếu giả hình trụ giống với hình trụ, chỉ, cũng như trong các phép chiếu hình nón giả, các đường kinh tuyến được mô tả bằng các đường cong đối xứng với đường kinh tuyến nghiêng trục. Được sử dụng để mô tả toàn bộ Trái đất (ví dụ: Mollweide hình elip, diện tích bằng nhau hình sinSanson, v.v.).
Polyconic, trong đó các đường song song được mô tả dưới dạng các vòng tròn, tâm của chúng nằm trên kinh tuyến giữa của lưới hoặc phần tiếp nối của nó, các kinh tuyến ở dạng đường cong nằm đối xứng với kinh tuyến trục nghiêng.
Theo vị trí của điểm cực trong hệ tọa độ thông thường
- Cực hoặc bình thường - cực của hệ tọa độ giống với cực địa lý.
- Ngang hoặc ngang - cực của hệ thống bình thường thẳng hàng với đường xích đạo.
- Xéo hoặc xiên - cực của lưới tọa độ thông thường có thể nằm ở bất kỳ điểm nào giữa đường xích đạo và cực địa lý.
Theo phương pháp áp dụng
Các loại phép chiếu bản đồ sau được phân biệt theo phương pháp sử dụng:
- Solid - hình chiếu của toàn bộ lãnh thổ lên một mặt phẳng được thực hiện theo một luật duy nhất.
- Nhiều làn - khu vực được lập bản đồ được chia theo điều kiện thành nhiều vùng vĩ độ, được chiếu lên mặt phẳng hiển thị theo một luật duy nhất, nhưng với sự thay đổi về các thông số cho từng vùng. Một ví dụ về phép chiếu như vậy là phép chiếu hình thang Mufling, được sử dụng ở Liên Xô cho các bản đồ tỷ lệ lớn cho đến năm 1928
- Đa diện - lãnh thổ được chia có điều kiện thành một số khu vực theo kinh độ, phép chiếu lên mặt phẳng được thực hiện theo một quy luật duy nhất, nhưng với các tham số khác nhau cho từng khu vực (ví dụ: Gauss-Kruger chiếu).
- Composite, khi một số phần của lãnh thổđược ánh xạ lên một mặt phẳng sử dụng một mặt phẳng bình thường và phần còn lại của lãnh thổ trên mặt phẳng khác.
Ưu điểm của cả phép chiếu nhiều làn và nhiều mặt là độ chính xác hiển thị cao trong từng khu vực. Tuy nhiên, một nhược điểm đáng kể là không thể thu được hình ảnh liên tục.
Tất nhiên, mọi phép chiếu bản đồ đều có thể được phân loại theo từng tiêu chí trên. Vì vậy, hình chiếu nổi tiếng của sao Thủy Trái đất là hình chiếu thẳng góc (tương đương) và hình chiếu ngang (chuyển hướng); Phép chiếu Gauss-Kruger - hình trụ ngang hình trụ, v.v.
