Để chuyển hình ảnh của một vật thể ba chiều, cần phải sử dụng một phép chiếu đặc biệt. Trong bản đồ học, có nhiều loại hình chiếu cho các phần khác nhau của bề mặt trái đất. Một trong số đó là phép chiếu phương vị.
Chiếu là gì?
Phép chiếu là một phương pháp truyền một hình ảnh ba chiều lên một bề mặt phẳng. Đồng thời, việc chuyển giao được thực hiện với sự tuân thủ nghiêm ngặt các luật và quy tắc toán học để giảm ảnh hưởng của sự biến dạng.
Biến dạng xảy ra trong mọi trường hợp, chỉ có thể khác loại của chúng. Tùy thuộc vào điểm đến của hình ảnh phẳng thu được, một loại phép chiếu nhất định được sử dụng, được thực hiện theo các quy tắc riêng và tạo ra một trong các loại biến dạng.
Phép chiếu được sử dụng rộng rãi nhất trong việc chuẩn bị các bản đồ và kế hoạch bề mặt trái đất với nhiều kích cỡ khác nhau. Bản đồ học cũng có các loại phép chiếu riêng, mỗi loại có một mục đích khác nhau.
Sử dụng cho thẻ
Ngay cả trong thời cổ đại, con người đã bắt đầu tạo ra hình ảnh của Trái đất. Thông tin về chúng không đầy đủ, bị bóp méo nghiêm trọng và ở một số nơi thậm chíSai lầm. Các lục địa trên bản đồ cũ quá lớn, hình dạng các bờ biển không tương ứng với thực tế. Kể từ đó, quá trình lập bản đồ đã thay đổi rất nhiều, cải tiến phương pháp của nó, nhưng vẫn không thể loại bỏ hoàn toàn sự biến dạng ngày nay.
Lấy từ mô hình biến dạng của Trái đất là một quả địa cầu. Nó phản ánh chính xác hơn hình dạng và kích thước của địa cầu, truyền tải bề mặt của nó ở dạng thực. Tuy nhiên, quả địa cầu là một hình ba chiều và không phải lúc nào cũng thuận tiện cho việc thực hiện các phép tính đặc biệt và giải quyết các vấn đề thực tế. Ngoài ra, rất bất tiện cho giao thông đi lại. Bản đồ phẳng sẽ tốt hơn cho các mục đích trên, mặc dù nó cung cấp thông tin kém chính xác hơn.
Các loại phép chiếu
Cho đến nay, có ba loại phép chiếu chính trong bản đồ học, tùy thuộc vào các loại đường kinh tuyến và điểm tương đồng. Ngoài ra, mỗi loài đều có các phân loài riêng tùy theo vị trí của mặt phẳng chiếu và bản chất của sự biến dạng.
- Phép chiếu hình trụ. Nếu chúng ta tưởng tượng rằng địa cầu có thể được bao quanh bởi một mặt phẳng vừa khít với đường xích đạo và thể hiện hình trụ, chúng ta có thể đưa ra định nghĩa về sự đa dạng này. Khi chiếu lên, các đường kinh tuyến trên giấy sẽ là các đường thẳng hội tụ tại một điểm của các điểm cực, và các đường kinh tuyến sẽ là các đường thẳng song song với nhau. Sự biến dạng nhỏ nhất sẽ được quan sát thấy ở xích đạo và lớn nhất - ở hai cực.
- Conic chiếu. Nó được hình thành khi một mặt phẳng hình nón tiếp xúc với địa cầu. TẠITrong trường hợp này, các đường song song sẽ được hiển thị trên bản đồ dưới dạng các vòng tròn đồng tâm và các đường kinh tuyến là bán kính của chúng. Những biến dạng nhỏ nhất cũng sẽ được quan sát thấy tại các điểm tiếp xúc của mặt phẳng với quả cầu của Trái đất và lớn nhất - tại những nơi chúng bị loại bỏ nhiều nhất.
- Phương vị chiếu. Được hình thành khi một mặt phẳng tiếp xúc với trái đất. Khi chiếu, máy bay không những có thể chạm mà còn có thể xuyên qua Trái đất, đây cũng là một trong những kiểu chiếu phương vị. Trong trường hợp này, các đường song song cũng sẽ được hiển thị dưới dạng các vòng tròn đồng tâm cách xa nhau và các đường kinh tuyến là bán kính của chúng. Trong trường hợp này, góc giữa các kinh tuyến liền kề sẽ có cùng giá trị với sự khác biệt về kinh độ của vị trí được chỉ định.
Ngoài ra còn có các hình chiếu điều kiện, bề ngoài tương tự như một trong ba nhóm hình chiếu, nhưng được thực hiện theo các định luật toán học khác. Chúng bao gồm đa hình nón, hình trụ giả, nhiều.
Phương vị chiếu
Phép chiếu phương vị của Trái đất đã trở nên phổ biến do việc bảo toàn phương vị của các đường trên mặt phẳng hình ảnh thu được mà không bị biến dạng. Điểm mà hình chiếu được thực hiện được gọi là điểm của hình chiếu. Điểm tiếp xúc của quả địa cầu với mặt phẳng được gọi là điểm tiếp xúc.
Có các đường trên bản đồ với các giá trị biến dạng giống nhau. Chúng được gọi là isocoles. Trên hình ảnh thu được trong phép chiếu bản đồ phương vị, các isocoles trông giống nhưđường tròn đồng tâm. Sự biến dạng tăng lên theo khoảng cách từ điểm tiếp xúc giữa máy bay và địa cầu. Do đó, bản thân điểm tiếp xúc có độ chính xác cao nhất.
Các kiểu biến dạng
Phép chiếu phương vị có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau tùy thuộc vào mục đích của bản đồ thu được. Các phương pháp khác nhau về loại biến dạng do chuyển hình ảnh sang mặt phẳng.
- Diện tích bằng nhau - các hình chiếu mà diện tích, kích thước, độ dài của vật thể được giữ nguyên, nhưng các góc và hình dạng thay đổi rất nhiều. Thường được sử dụng để giải quyết các vấn đề ứng dụng liên quan đến việc tính toán các giá trị chiều.
- Đồng đều - các phép chiếu để lại các góc của vật thể hầu như không thay đổi, nhưng làm sai lệch kích thước của chúng.
- Equidistant - phép chiếu, trong đó cả góc và diện tích của vật thể đều bị biến dạng, nhưng tỷ lệ dọc theo quỹ đạo chính được giữ nguyên. Chúng chủ yếu được sử dụng trong hệ thống máy tính và địa tin học.
- Tùy ý - các phép chiếu có thể làm sai lệch tất cả các thông số đã cho ở các mức độ khác nhau, tùy thuộc vào mục đích và mục đích của bản đồ. Chúng được sử dụng cho các mục đích khác nhau, ví dụ, trong các vấn đề hàng hải để xác định các tuyến đường và quỹ đạo. Trên các bản đồ như vậy, lục địa Á-Âu có thể có cùng kích thước với Úc.
Các kiểu chiếu phụ
Bên cạnh các loại biến dạng, còn có các yếu tố khác về hiệu suất chiếu. Tùy thuộc vào điều này, các nhóm phụ của các loại phép chiếu phương vị được phân biệt.
Tùy thuộc vào vị trí của ốp hay mảnhmặt phẳng chiếu là:
- Polar - mặt phẳng hình ảnh chạm vào địa cầu tại điểm của một trong các cực.
- Ngang - mặt phẳng hình ảnh chạm địa cầu ở đường xích đạo.
- Nghiêng - mặt phẳng hình ảnh chạm vào địa cầu ở bất kỳ nơi nào khác (theo vĩ độ từ 0 đến 90 độ).
Tùy thuộc vào vị trí của quan điểm, có:
- trung tâm - điểm mà từ đó các phép chiếu được thực hiện ở trung tâm của quả địa cầu;
- lập thể - điểm nhìn cách điểm tiếp xúc một khoảng bằng đường kính của quả địa cầu;
- bên ngoài - điểm nhìn bị xóa khỏi toàn cầu ở bất kỳ khoảng cách nào có thể;
- orthographic - không có điểm nhìn hoặc nó bị xóa ở khoảng cách vô hạn và phép chiếu được thực hiện bằng cách sử dụng các đường song song.
Các phép chiếu phổ biến nhất ở trên là góc phương vị Lambert, phép chiếu cực và phép chiếu ngang.
Phép chiếu Lambert
Phép chiếu phương vị có diện tích bằng Lambert được thực hiện trên các phần khác nhau của Trái đất. Nó cho phép bạn tiết kiệm với sự biến dạng nhỏ của khu vực và mối quan hệ của chúng, nhưng thay đổi đáng kể các góc và hình dạng. Tỷ lệ trên bản đồ như vậy theo hướng của các đường kinh tuyến và đường ngang sẽ thay đổi theo những cách khác nhau. Khi bạn di chuyển ra khỏi trung tâm, nó sẽ giảm theo chiều ngang 0,7 lần và tăng theo chiều dọc lên 1,4 lần.
Trên bản đồ được thực hiện theo phép chiếu như vậy, đường xích đạo và kinh tuyến giữa sẽ được thể hiện dưới dạng các đường thẳng vuông góc với nhau. Các đường kinh tuyến và điểm tương đồng kháclà các đường lồi.
Phép chiếu có thể được thực hiện cả để tạo bản đồ của các vùng cực (phép chiếu thông thường) và để tạo bản đồ của tất cả các vùng khác (phép chiếu xích đạo và phép chiếu xiên).
Phép chiếu có thể bao phủ các khu vực khá lớn, vì vậy nó được sử dụng để lập bản đồ toàn bộ lục địa, khu vực và bán cầu. Nó được sử dụng rộng rãi để tạo bản đồ của bán cầu tây và đông do giá trị biến dạng thấp. Cũng được sử dụng để chiếu lên mặt phẳng của lục địa Châu Phi. Điểm bất lợi là sự biến dạng lớn xảy ra ngoài khơi Âu-Á.
Các bản đồ được tạo theo phép chiếu Lambert thường được sử dụng trong sách giáo khoa địa lý.
Chiếu cực
Các vùng cực của trái đất không thể được thực hiện với sự biến dạng tối thiểu trong phép chiếu hình trụ hoặc hình nón. Mặt phẳng hình ảnh, theo quy luật, gần như không chạm vào Bắc Cực và Nam Cực, và khu vực này được lập bản đồ với sai số rất lớn về kích thước và hình dạng. Tuy nhiên, phép chiếu phương vị cực cho phép bạn tạo hình ảnh chính xác về các vùng cực trên một bề mặt phẳng.
Trong trường hợp này, điểm tiếp xúc trùng với cực bắc hoặc nam hoặc gần chúng. Kinh tuyến trên bản đồ được mô tả dưới dạng các đường thẳng phát ra từ giữa bản đồ. Các đường song song là các vòng tròn đồng tâm, khoảng cách giữa các vòng tròn này tăng lên theo khoảng cách từ điểm tiếp xúc.
Phép chiếu ngang
Phép chiếu phương vị ngangđược sử dụng để tạo bản đồ của tây và đông bán cầu.
Sự biến dạng ít nhất trong trường hợp này xảy ra ở xích đạo và các khu vực lân cận, và lớn nhất - ở các cực. Do đó, để tạo bản đồ cực, bạn nên sử dụng một phép chiếu khác để tạo ra thông tin chính xác hơn.
Áp dụng chiếu
Phép chiếu phương vị là một trong những phép chiếu bản đồ quan trọng nhất. Nó phù hợp cho cả việc lập bản đồ các khu vực rộng lớn trên bề mặt trái đất và để tạo bản đồ của các quốc gia hoặc lục địa riêng lẻ. Điều này rất quan trọng do các phương pháp truyền hình ảnh sang mặt phẳng khác - các tùy chọn hình trụ và hình nón - chỉ phù hợp với các bán cầu hoặc toàn bộ lãnh thổ của Trái đất.
Lựa chọn chiếu
Việc lựa chọn loại hình chiếu phụ thuộc vào các nhóm yếu tố như:
- Vị trí, hình dạng và kích thước của khu vực được lập bản đồ.
- Mục đích và mục đích của việc tạo bản đồ.
- Loại nhiệm vụ áp dụng sẽ được giải quyết bằng thẻ.
- Đặc trưng của phép chiếu đã chọn - mức độ biến dạng, cũng như hình dạng của các đường kinh tuyến và điểm tương đồng.
Tầm quan trọng của các yếu tố có thể được xác định theo bất kỳ thứ tự nào, tùy thuộc vào điều kiện và mục đích của công việc.
