- ما هو إسقاط الخريطة؟
- خصائص إسقاط الخريطة
- أنواع توقعات الخريطة
- أمثلة لتوقعات الخريطة
- لماذا يتم تشويه إسقاطات الخريطة؟
نشرح ما هو الإسقاط الخرائطي ، وظيفته في إنشاء الخرائط وخصائصها. بالإضافة إلى ذلك ، نقدم لك أمثلة مختلفة.
ما هو إسقاط الخريطة؟
في جغرافية، يُعد إسقاط الخريطة (ويسمى أيضًا الإسقاط الجغرافي) طريقة للتمثيل المرئي لجزء من القشرة الارضية، والذي يؤدي إلى التكافؤ بين الانحناء الطبيعي لـ كوكب والسطح المسطح من خريطة. وهو يتألف ، بشكل أساسي ، من "ترجمة" تمثيل ثلاثي الأبعاد إلى أ ثنائي الأبعاد، تشويه نسب الأصل بأقل قدر ممكن.
إنه إجراء نموذجي لإنشاء الخرائط بواسطة رسامي الخرائط ، الذين يجب أن يسترشدوا بالنظام الإحداثي الذي يشكل الخرائط. خطوط الطول والمتوازيات أرضية لإنشاء تمثيل مكاني يتوافق مع نسب انحناء الكوكب.
ومع ذلك ، لا يمكن القيام بذلك بدون هامش خطأ معين ، لذلك تتم دراسة الإسقاطات من أجل تقليل التشوه قدر الإمكان والحفاظ ، قبل كل شيء ، على الجوانب الأساسية الثلاثة للخريطة: المسافة والسطح والشكل.
هناك توقعات مختلفة لرسم الخرائط ، وهذا مختلف طُرق ص إجراءات لتمثيل أبعاد الأرض (أو جزء من سطحها) في بعدين ، حيث كان هذا موضوعًا شغل الجغرافيين منذ العصور القديمة. بهذا المعنى ، لا أحد "أكثر إخلاصًا" من الآخر ، لكنهم يطرحون مشاكل مختلفة هندسي والتأكيد على الجوانب المختلفة للتمثيل.
خصائص إسقاط الخريطة
تتميز جميع الإسقاطات الخرائطية بسمات مميزة لها علاقة بنوع التحويل أو الإجراء الهندسي المستخدم لعمله. وبالتالي ، يمكن أن يحتوي الإسقاط الجغرافي على خاصية أو اثنتين من الخصائص الثلاث التالية ، ولكن لا يمكنه بأي حال من الأحوال أن يفي بجميع الخصائص الثلاثة في نفس الوقت:
- تساوي البعد. الإسقاط مخلص لمسافات الأصل ، أي أنه لا يكبرها أو يصغرها ، ولكنه يحافظ على مسافاتها. نسبة على ال مقياس مراسل.
- التكافؤ. الإسقاط صحيح بالنسبة لمساحات الأسطح الأصلية ، أي أنه لا يشوه أحجام وأبعاد الأسطح.
- التوافق. الإسقاط صحيح بالنسبة لأشكال وزوايا الأصل ، أي أنه لا يشوه الصورة الظلية أو مظهر السطح الممثل.
في كل إسقاط ، يتم السعي إلى الامتثال قدر الإمكان لهذه الخصائص الأساسية الثلاثة ، على الرغم من أنه يتم التضحية بواحد بشكل عام أكثر من الآخر اعتمادًا على الفائدة المحددة للخريطة المسقطة. على سبيل المثال ، إذا كان ملف خريطة العالم أيضاً خارطة نصف الكرة الأرضية المدرسة ، بشكل عام يتم احترام شكل الكلمات القارات (المطابقة) من المسافة بينهما (متساوية البعد) وسطح كل منهما (متساوية البعد).
أنواع توقعات الخريطة
لتصنيف الإسقاطات الخرائطية ، فإن معيار الشكل الهندسي التي تلهمها ، أي إذا كان الإسقاط أسطوانيًا أو مخروطيًا أو سمتيًا أو إذا كان يجمع بين جوانب هذه الفئات الثلاث.
- الإسقاطات الأسطوانية. كما يشير اسمها ، فهي الإسقاطات التي تستخدم أسطوانة وهمية كسطح للخريطة.تقع هذه الأسطوانة بشكل قاطع أو مماس على السطح الكروي للكوكب ، وتتمتع بتوافق جيد (فيما يتعلق بالأشكال) ، ولكن عندما نبتعد عن خط الاستواء ، ينتج تشوه أكبر وأكثر وضوحًا من حيث المسافات والأسطح. ومع ذلك ، من خلال الحفاظ على العمودية بين خطوط الطول والمتوازيات ، فإنه يعد نوعًا بسيطًا ومفيدًا من الإسقاط ، ويستخدم على نطاق واسع في التنقل.
- الإسقاطات المخروطية. بطريقة مماثلة لتلك الأسطوانية ، يتم الحصول على هذه الإسقاطات عن طريق تحديد موقع الكرة الأرضية داخل الانحناء الداخلي لمخروط وهمي أو مخروط قاطع ، حيث سيتم عرض خطوط الطول والمتوازيات. هذا النوع من الإسقاط له ميزة تحويل خطوط الطول إلى خطوط مستقيمة تبدأ من القطب ، والموازيات إلى دوائر متحدة المركز داخل المخروط. تعتبر الخريطة التي تم الحصول عليها مثالية لتمثيل خطوط العرض الوسطى ، لأنها تقدم تشويهاً أكبر عندما يتحرك المرء نحو القطبين.
- الإسقاطات السمتي أو السمتي. تُسمى أيضًا الإسقاطات zenithal ، ويتم الحصول عليها عن طريق وضع الكرة الأرضية على مستوى وهمي ، مماس للكرة نفسها ، حيث تُسقط خطوط الطول والمتوازيات. وجهة النظر التي تم الحصول عليها تتوافق مع وجهة نظر العالم من مركز الأرض (الإسقاط العقلي) أو من كوكب بعيد (الإسقاط الهجائي). هذه الإسقاطات مثالية للحفاظ على العلاقة بين القطبين ونصفي الكرة الأرضية ، بحيث تكون مخلصة في مناطق خطوط العرض العالية ؛ لكنها تقدم تشويهًا متزايدًا كلما زادت المسافة بين النقطة العرضية للمستوى والكرة ، بحيث لا تكون مناسبة لتمثيل المنطقة الاستوائية بأمانة.
- التوقعات المعدلة.يُطلق عليها أيضًا الإسقاطات المجمعة أو المختلطة ، وهي تلك التي تتضمن جوانب مختلفة من الإسقاطات المذكورة سابقًا ، وتحاول تحقيق تمثيل صادق لسطح الأرض من خلال كسر استمرارية الخريطة والبناء الرياضي لمربع يشمل نفس السطح الدائرة: إجراء غير بديهي ، لكنه يسمح بتجربة التشوهات الطوعية لخطوط الطول والتوازيات الأرضية ، وبالتالي الحصول على نتائج جديدة ومستحيلة باستخدام باقي أنواع الإسقاط.
أمثلة لتوقعات الخريطة
أهم وأشهر الإسقاطات الخرائطية للأرض (أي خريطة العالم) هي:
- إسقاط مركاتور. أنشأه الجغرافي وعالم الرياضيات الألماني جيراردوس مركاتور (1512-1594) في عام 1569 ، وهو أحد أكثر الإسقاطات الأرضية استخدامًا في التاريخ ، لا سيما في صنع الخرائط للملاحة خلال القرن الثامن عشر. إنه إسقاط من النوع الأسطواني ، عملي وبسيط ، لكنه يشوه المسافات بين خطوط الطول الأرضية والمتوازيات بتحويلها إلى خطوط متوازية ، مما يزيد المسافة بين أحدهما والآخر أثناء تحركك نحو القطب. يضاف إلى ذلك تقلص المناطق الاستوائية ، مما يسمح ، على سبيل المثال ، ألاسكا أن تبدو أكثر أو أقل من حجم البرازيل ، في حين أن الأخيرة تبلغ في الواقع ما يقرب من خمسة أضعاف حجمها. هذا يجعل أوروبا وروسيا وكندا تلعب دورًا أكثر بروزًا في تمثيل الكرة الأرضية ، والتي اتُهمت الخريطة بأنها مركزية أوروبية.
- إسقاط لامبرت. يُطلق عليه أيضًا "إسقاط لامبرت المطابق" لتمييزه عن الإسقاطات الأخرى التي قدمها الفيزيائي والفيلسوف وعالم الرياضيات الفرنسي الألماني يوهان هاينريش لامبرت (1728-1777) ، وهو إسقاط مخروطي تم إنشاؤه عام 1772.يتم الحصول عليها باستخدام اثنين من المتوازيات المرجعية التي تتقاطع مع الكرة الأرضية وتعمل كجوانب من المخروط ، مما يسمح بعدم حدوث أي تشوه على طول المتوازيات ، على الرغم من أن هذا التشويه يزداد عند الابتعاد عنها. من ناحية أخرى ، تصبح خطوط الطول خطوطًا منحنية بدقة كبيرة. والنتيجة هي إسقاط ذو توافق عالٍ للغاية ، والذي غالبًا ما يستخدم في مخططات رحلات الطائرات ، على الرغم من أن خرائط العالم التي يتم إنتاجها بها عادةً ما تكون مناسبة فقط لنصف كرة واحد في كل مرة.
- إسقاط غال بيترز. أنشأه رجل الدين الاسكتلندي جيمس غال (1808-1895) في عام 1855 ، ظهر هذا الإسقاط لأول مرة بعد 30 عامًا في المراجعة الجغرافية الاسكتلندية (المجلة الجغرافية الاسكتلندية). لكن تعميمها وتنفيذها يتوافق مع المخرج الألماني أرنو بيترز (1916-2002) ولهذا السبب تحمل اسم كليهما. إنه إسقاط يسعى إلى تصحيح عيوب إسقاط مركاتور ، ولهذا ، فإنه يركز بشكل أكبر على التكافؤ: فهو يعرض الكرة الأرضية في أسطوانة وهمية ، والتي يتم تمديدها بعد ذلك لمضاعفة حجمها.
- إسقاط فان دير جرينتن. تم إنشاؤه في عام 1898 من قبل رسام الخرائط الألماني الأمريكي ألفونس جيه فان دير غرينتن (1852-1921) ، وهو ليس إسقاطًا مطابقًا أو مكافئًا ، ولكنه بالأحرى بناء هندسي تعسفي على الطائرة. إنها تستخدم نفس أساليب Mercator ، ولكنها تقلل إلى حد كبير من تشوهاتها ، والتي يتم الاحتفاظ بها للأعمدة ، مع مراعاة أقصى درجة من عدم التوافق. تم تبني هذا الإسقاط من قبل الجمعية الجغرافية الوطنية في عام 1922 ، حتى تم استبداله في عام 1988 بإسقاط روبنسون.
- إسقاط أيتوف.اقترحه رسام الخرائط الروسي ديفيد آيتوف (1854-1933) في عام 1889 ، وهو مكافئ إلى حد ما ومتوافق قليلاً أو إسقاط سمتي ، مبني من تشويه المقياس الأفقي لتحويل الكرة الأرضية إلى قطع ناقص ضعف عرضه. . إنه مقياس ثابت على خط الاستواء وخط الزوال المركزي للكوكب ، وهو ما ألهم إرنست هامر لاقتراح نموذج مشابه في عام 1892 ، يُعرف باسم إسقاط المطرقة ، ولكنه قليل الاستخدام.
- إسقاط روبنسون. تم إنشاؤه في عام 1961 من قبل الجغرافي الأمريكي آرثر روبنسون (1915-2004) ، وقد نشأ كرد فعل على الجدل حول التمثيل الأكثر عدلاً للكوكب الذي حدث في منتصف القرن العشرين. كان الغرض منه هو إظهار خريطة العالم بطريقة بسيطة ولكنها غير موثوقة على مستوى شبه أسطواني ، بحيث لا تكون متساوية ، ولا مكافئة ، ولا مطابقة ، بل تفترض تشوهاتها (الأهم في المنطقة القطبية وعلى خطوط العرض العليا). ) بناء على إجماع ثقافي ينتج عنه صور جذابة للعالم بأسره دون التأكيد على أي قارة. تم استخدام هذا الإسقاط على نطاق واسع من قبل National Geographic Society حتى استبداله في عام 1998 بإسقاط Winkel-Tripel.
- إسقاط Winkel-Tripel. إنه إسقاط جغرافي سمتي معدل ، اقترحه أوسكار وينكل في عام 1921 ، من مزيج من إسقاط Aitoff وإسقاط أسطواني متساوي البعد. تم تبني هذا الإسقاط من قبل الجمعية الجغرافية الوطنية في عام 1998 ، ومنذ ذلك الحين تم اعتباره أفضل نموذج للتمثيل الأرضي حتى الآن.
لماذا يتم تشويه إسقاطات الخريطة؟
ظاهرة التشويه أمر لا مفر منه في أي نوع من الإسقاط ، على الرغم من أنه يمكن تقليلها أو إخفاؤها إلى حد معين.يرجع هذا إلى مشكلة هندسية: من المستحيل ترجمة السطح الكروي إلى سطح مستوٍ بأمانة ، مع الحفاظ على أبعاده وشكله وجوانب سطحه عند الانتقال من ثلاثة أبعاد إلى بعدين.
طريقة جيدة للتحقق من هذه الظاهرة هي تخيل أننا نقف على أحد الأقطاب الأرضية وأننا نسير في خط مستقيم باتجاه خط الاستواء ، مسترشدين بأي خط طول. بمجرد الوصول إلى هناك ، نسير مسافة في خط مستقيم على خط الاستواء ثم نعود إلى القطب في خط مستقيم ، مسترشدين بخط الزوال المقابل.
المسار الذي وصفناه في جولتنا يتكون من مثلث كروي منحني ، له زاويتان قائمتان (أي فتحة 90 درجة) وزاوية ثالثة أصغر ، ولكن أكبر من 0 درجة فتحة. لذلك ، فإن مجموع زوايا هذا المثلث أكبر من 180 درجة ، وهو أمر مستحيل هندسيًا لأي مثلث مسطح. تكمن الإجابة على هذا اللغز تحديدًا في التشويه الضروري الذي يعاني منه المثلث الموصوف عندما يكون على سطح كرة.