Les cartes géographiques que les gens utilisent depuis l'Antiquité. Les premières tentatives de représentation de la surface de la Terre ont été faites dans la Grèce antique par des scientifiques tels qu'Ératosthène et Hipparque. Naturellement, la cartographie en tant que science a beaucoup progressé depuis lors. Les cartes modernes sont créées à l'aide d'images satellites et de technologies informatiques, ce qui, bien sûr, contribue à accroître leur précision. Et pourtant, sur chaque carte géographique, il y a des distorsions concernant les formes naturelles, les angles ou les distances à la surface de la terre. La nature de ces distorsions et, par conséquent, la précision de la carte, dépend des types de projections cartographiques utilisées pour créer une carte particulière.
Le concept de projection cartographique
Regardons de plus près ce qu'est une projection cartographique et quels types de projection sont utilisés dans la cartographie moderne.
La projection cartographique est une image de la surface de la Terre sur un plan. Suiteune définition scientifiquement approfondie ressemble à ceci: une projection cartographique est une manière d'afficher des points à la surface de la Terre sur un certain plan, dans laquelle une certaine dépendance analytique est établie entre les coordonnées des points correspondants des surfaces affichées et affichées.
Comment une projection cartographique est-elle construite ?
La construction de tout type de projection cartographique se déroule en deux étapes.
- Premièrement, la surface géométriquement irrégulière de la Terre est cartographiée sur une surface mathématiquement correcte, appelée surface de référence. Pour l'approximation la plus précise, le géoïde est le plus souvent utilisé à ce titre - un corps géométrique délimité par la surface de l'eau de toutes les mers et océans, interconnectés (niveau de la mer) et ayant une seule masse d'eau. En tout point de la surface du géoïde, la gravité s'applique normalement. Cependant, le géoïde, comme la surface physique de la planète, ne peut pas non plus être exprimé par une seule loi mathématique. Par conséquent, au lieu du géoïde, un ellipsoïde de révolution est pris comme surface de référence, lui donnant la similitude maximale avec le géoïde en utilisant le degré de compression et d'orientation dans le corps de la Terre. Ils appellent ce corps un ellipsoïde terrestre ou un ellipsoïde de référence, et dans différents pays, ils prennent différents paramètres.
- Deuxièmement, la surface de référence adoptée (ellipsoïde de référence) est transférée au plan en utilisant l'une ou l'autre dépendance analytique. En conséquence, nous obtenons une projection cartographique plate de la surface de la Terre.
Distorsion de la projection
N'est-ce pasdemandé pourquoi les contours des continents diffèrent légèrement sur différentes cartes? Sur certaines projections cartographiques, certaines parties du monde apparaissent plus grandes ou plus petites par rapport à certains points de repère que sur d'autres. Il s'agit de la distorsion avec laquelle les projections de la Terre sont transférées sur une surface plane.
Mais pourquoi les projections cartographiques s'affichent-elles de manière déformée ? La réponse est plutôt simple. Une surface sphérique n'est pas possible de se déployer sur un avion, évitant les plis ou les cassures. Par conséquent, l'image qu'il contient ne peut pas être affichée sans distorsion.
Méthodes pour obtenir des projections
En étudiant les projections cartographiques, leurs types et leurs propriétés, il est nécessaire de mentionner les méthodes de leur construction. Ainsi, les projections cartographiques sont obtenues à l'aide de deux méthodes principales:
- géométrique;
- analytique.
La méthode géométrique est basée sur les lois de la perspective linéaire. Notre planète est conditionnellement considérée comme une sphère d'un certain rayon et projetée sur une surface cylindrique ou conique, qui peut la toucher ou la couper.
Les projections obtenues de cette manière sont appelées perspective. Selon la position du point d'observation par rapport à la surface de la Terre, les projections en perspective sont divisées en types:
- gnomonique ou central (lorsque le point de vue est aligné avec le centre de la sphère terrestre);
- stereographic (dans ce cas, le point d'observation est situé sursurfaces de référence);
- orthographique (lorsque la surface est observée depuis n'importe quel point en dehors de la sphère de la Terre; la projection est construite en transférant les points de la sphère à l'aide de lignes parallèles perpendiculaires à la surface d'affichage).
La méthode analytique de construction des projections cartographiques est basée sur des expressions mathématiques reliant des points sur la sphère de référence et le plan d'affichage. Cette méthode est plus polyvalente et flexible, vous permettant de créer des projections arbitraires en fonction d'une nature prédéterminée de la distorsion.
Types de projections cartographiques en géographie
Pour créer des cartes géographiques, de nombreux types de projections de la Terre sont utilisés. Ils sont classés selon différents critères. En Russie, la classification de Kavraysky est utilisée, qui utilise quatre critères qui déterminent les principaux types de projections cartographiques. Les éléments suivants sont utilisés comme paramètres de classification des caractéristiques:
- distorsion des caractères;
- forme d'affichage des lignes de coordonnées de la grille normale;
- emplacement du point polaire dans le système de coordonnées normal;
- comment utiliser.
Alors, quels sont les types de projections cartographiques selon cette classification ?
Classification des projections
Ce qui suit est une classification des types de projections cartographiques avec des exemples, basée sur les principaux critères ci-dessus.
Par la nature de la distorsion
Comme mentionné ci-dessus, la distorsion est, en fait, une propriété inhérente à toute projection de la Terre. Toute caractéristique peut être déforméesurfaces: longueur, aire ou angle. Selon le type de distorsion, ils distinguent:
- Projections conformes ou conformes, dans lesquelles les azimuts et les angles sont transférés sans distorsion. La grille de coordonnées dans les projections conformes est orthogonale. Il est recommandé d'utiliser les cartes obtenues de cette manière pour déterminer les distances dans n'importe quelle direction.
- Projections équivalentes ou équivalentes, où l'échelle des zones est conservée, qui est prise égale à un, c'est-à-dire que les zones sont affichées sans distorsion. Ces cartes sont utilisées pour comparer les zones.
- Projections équidistantes ou équidistantes, dans la construction desquelles l'échelle est conservée dans l'une des directions principales, qui est prise comme une seule.
- Projections arbitraires, sur lesquelles toutes sortes de distorsions peuvent être présentes.
Selon la forme d'affichage des lignes de coordonnées de la grille normale
Cette classification est la plus visuelle et donc la plus facile à comprendre. Notez cependant que ce critère ne s'applique qu'aux projections orientées normalement vers le point d'observation. Ainsi, sur la base de cette caractéristique, les types de projections cartographiques suivants sont distingués:
Circular, où les parallèles et les méridiens sont des cercles, et l'équateur et le méridien moyen de la grille sont des lignes droites. De telles projections sont utilisées pour représenter la surface de la Terre dans son ensemble. Des exemples de projections circulaires sont la projection conforme de Lagrange, ainsi que la projection arbitraire de Grinten.
Azimut. Dans ce cas, les parallèles représententsous la forme de cercles concentriques, et les méridiens sous la forme d'un faisceau de lignes droites divergeant radialement du centre. Un type de projection similaire est utilisé en position directe pour afficher les pôles de la Terre avec les territoires adjacents, et en position transversale comme une carte des hémisphères ouest et est familière à tout le monde depuis les cours de géographie.
Cylindrical, où les méridiens et les parallèles sont représentés par des lignes droites se coupant normalement. Les territoires adjacents à l'équateur ou étirés le long d'une certaine latitude standard sont affichés ici avec une distorsion minimale.
Conic, représentant un développement de la surface latérale du cône, où les lignes de parallèles sont des arcs de cercles centrés au sommet du cône, et les méridiens sont des guides divergents du sommet du cône. Ces projections décrivent le plus précisément les territoires situés aux latitudes moyennes.
Les projections pseudoconiques sont similaires aux projections coniques, seuls les méridiens dans ce cas sont représentés par des lignes courbes symétriques par rapport au méridien axial rectiligne de la grille.
Les projections pseudo-cylindriques ressemblent aux projections cylindriques, seulement, ainsi que dans les pseudo-coniques, les méridiens sont représentés par des lignes courbes symétriques au méridien rectiligne axial. Utilisé pour représenter la Terre entière (par exemple, Mollweide elliptique, sinusoïdale à surface égaleSanson, etc.).
Polyconic, où les parallèles sont représentés par des cercles dont les centres sont situés sur le méridien médian de la grille ou son prolongement, les méridiens se présentant sous la forme de courbes situées symétriquement au méridien axial rectiligne.
Par la position du point polaire dans le système de coordonnées normal
- Polaire ou normal - le pôle du système de coordonnées est le même que le pôle géographique.
- Transversal ou transverse - le pôle du système normal est aligné avec l'équateur.
- Incliné ou oblique - le pôle de la grille normale de coordonnées peut être situé à n'importe quel point entre l'équateur et le pôle géographique.
Selon la méthode d'application
Les types de projections cartographiques suivants se distinguent par la méthode d'utilisation:
- Solide - la projection de tout le territoire sur un plan s'effectue selon une loi unique.
- Multi-voies - la zone cartographiée est conditionnellement divisée en plusieurs zones latitudinales, qui sont projetées sur le plan d'affichage selon une loi unique, mais avec une modification des paramètres pour chaque zone. Un exemple d'une telle projection est la projection trapézoïdale de Mufling, qui a été utilisée en URSS pour les cartes à grande échelle jusqu'en 1928
- Multiforme - le territoire est conditionnellement divisé en un certain nombre de zones en longitude, la projection sur un plan s'effectue selon une loi unique, mais avec des paramètres différents pour chacune des zones (par exemple, le Gauss-Kruger projection).
- Composite, lorsqu'une partie du territoirecartographié sur un plan en utilisant une régularité, et le reste du territoire sur l'autre.
L'avantage des projections multi-voies et multi-facettes est la haute précision d'affichage dans chaque zone. Cependant, un inconvénient important est l'impossibilité d'obtenir une image continue.
Bien sûr, chaque projection cartographique peut être classée en utilisant chacun des critères ci-dessus. Ainsi, la fameuse projection de la Terre de Mercator est conforme (équiangulaire) et transverse (transversion); Projection de Gauss-Kruger - cylindrique transversale conforme, etc.
