Na prenos obrazu trojrozmerného objektu je potrebné použiť špeciálnu projekciu. V kartografii existuje veľa typov projekcií pre rôzne časti zemského povrchu. Jednou z nich je azimutálna projekcia.
Čo je to projekcia?
Projekcia je metóda prenosu trojrozmerného obrazu na rovný povrch. Zároveň sa prevod vykonáva s prísnym dodržiavaním matematických zákonov a pravidiel, aby sa znížil efekt skreslenia.
K skresleniam dochádza v každom prípade, iba ich typy sa môžu líšiť. V závislosti od miesta určenia výsledného plochého obrazu sa používa určitý typ projekcie, ktorá sa vykonáva podľa vlastných pravidiel a dáva jeden z typov skreslenia.
Projekcie sa najviac využívajú pri príprave máp a plánov zemského povrchu rôznych veľkostí. Kartografia má tiež svoje vlastné typy projekcie, z ktorých každá má iný účel.
Použiť pre karty
Už v staroveku ľudia začali vytvárať obrazy Zeme. Informácie o nich boli neúplné, značne skreslené a miestami dokoncanesprávne. Kontinenty na starých mapách boli príliš veľké, tvary pobreží nezodpovedali skutočným. Odvtedy sa proces mapovania veľmi zmenil, zlepšili sa jeho metódy, no úplne zbaviť sa skreslení je aj dnes nemožné.
Zbavený skreslenia modelu Zeme je zemeguľa. Presnejšie odráža tvar a veľkosť zemegule a prenáša jej povrch v skutočnej podobe. Zemeguľa je však trojrozmerná postava a nie je vždy vhodná na vykonávanie špeciálnych výpočtov a riešenie praktických problémov. Navyše je to veľmi nepohodlné na prepravu. Plochá mapa je lepšia na vyššie uvedené účely, hoci poskytuje menej presné informácie.
Typy projekcií
K dnešnému dňu existujú v kartografii tri hlavné typy projekcie v závislosti od typov poludníkov a rovnobežiek. Každý z nich má navyše svoj vlastný poddruh podľa umiestnenia premietacej roviny a charakteru skreslenia.
- Valcová projekcia. Ak si predstavíme, že zemeguľu môže obklopiť rovina, ktorá tesne prilieha k rovníkovej línii a predstavuje tvar valca, môžeme dať definíciu tejto odrody. Pri premietnutí budú meridiány na papieri rovné čiary zbiehajúce sa v jednom bode pólov a rovnobežky budú rovné čiary navzájom rovnobežné. Najmenšie skreslenie bude pozorované na rovníku a najväčšie - na póloch.
- Kónická projekcia. Vzniká, keď sa kužeľovitá rovina dotkne zemegule. ATV tomto prípade sa rovnobežky zobrazia na mape ako sústredné kružnice a poludníky ako ich polomery. Najmenšie deformácie budú tiež pozorované v bodoch kontaktu lietadla s guľou Zeme a najväčšie - v miestach ich najväčšieho odstránenia.
- Azimutálna projekcia. Vzniká, keď sa lietadlo dotkne zeme. Lietadlo sa pri projekcii môže nielen dotýkať, ale aj križovať Zem, čo je tiež jeden z typov azimutálnej projekcie. V tomto prípade budú rovnobežky tiež zobrazené ako sústredné kružnice vzdialené od seba a poludníky ako ich polomery. V tomto prípade bude uhol medzi susednými poludníkmi mať rovnakú hodnotu ako rozdiel v zemepisných dĺžkach zadaného miesta.
Existujú aj podmienené pohľady, navonok podobné jednej z troch skupín projekcií, ale vykonávané podľa iných matematických zákonov. Patria sem polykónické, pseudocylindrické, viacnásobné.
Azimutálna projekcia
Azimutálna projekcia Zeme sa rozšírila vďaka zachovaniu azimutu čiar na výslednej obrazovej rovine bez skreslenia. Bod, z ktorého sa projekcia robí, sa nazýva uhol pohľadu. Bod kontaktu zemegule s lietadlom sa nazýva bod dotyku.
Na mape sú čiary s rovnakými hodnotami skreslenia. Nazývajú sa izokoly. Na snímke získanej v projekcii mapy azimutu vyzerajú izokolysústredné kruhy. Skreslenia sa zvyšujú so vzdialenosťou od bodu kontaktu medzi rovinou a zemeguľou. Výsledkom je, že samotný dotykový bod má najvyššiu presnosť.
Typy skreslenia
Azimutálnu projekciu je možné vykonávať rôznymi spôsobmi v závislosti od účelu výslednej mapy. Metódy sa líšia v type skreslenia spôsobeného prenosom obrazu do roviny.
- Rovnaká plocha - projekcie, na ktorých sú zachované plochy, veľkosti, dĺžky objektov, ale uhly a tvary sa výrazne menia. Najčastejšie sa používa na riešenie aplikovaných problémov súvisiacich s výpočtom rozmerových hodnôt.
- Rovnostranné – projekcie, ktoré ponechávajú rohy objektov takmer nezmenené, ale skresľujú ich veľkosť.
- Equidistant - projekcie, v ktorých sú skreslené uhly aj plochy objektov, ale mierka pozdĺž hlavnej trajektórie je zachovaná. Používajú sa najmä v geoinformatike a počítačových systémoch.
- Arbitrary - projekcie, ktoré môžu v rôznej miere skresliť všetky dané parametre v závislosti od účelu a účelu mapy. Používajú sa na rôzne účely, napríklad v námorných záležitostiach na určovanie trás a trajektórií. Na takýchto mapách môže mať pevnina Eurázie rovnakú veľkosť ako Austrália.
Podtypy projekcie
Okrem typov skreslenia existujú aj iné prvky výkonu projekcie. V závislosti od toho sa rozlišujú podskupiny typov projekcie azimutu
V závislosti od polohy dotyčnice alebo sečnyprojekčné roviny sú:
- Polárna - rovina obrazu sa dotýka zemegule v bode jedného z pólov.
- Priečna - rovina obrazu sa dotýka zemegule na rovníkovej čiare.
- Šikmo – rovina obrazu sa dotýka zemegule na akomkoľvek inom mieste (v zemepisnej šírke od 0 do 90 stupňov).
V závislosti od polohy pohľadu existujú:
- central - bod, z ktorého sa robia projekcie, je v strede zemegule;
- stereografický - uhol pohľadu je vo vzdialenosti od bodu kontaktu vo vzdialenosti rovnajúcej sa priemeru zemegule;
- external - uhol pohľadu odstránený zo zemegule v akejkoľvek možnej vzdialenosti;
- ortografická - neexistuje žiadny uhol pohľadu alebo je vzdialená do nekonečnej vzdialenosti a premietanie sa vykonáva pomocou rovnobežných čiar.
Najbežnejšie z vyššie uvedených sú Lambertov azimut, polárne a priečne projekcie.
Lambertova projekcia
Lambertova rovnoplošná azimutálna projekcia sa vykonáva na rôznych častiach Zeme. Umožňuje ušetriť s malými deformáciami oblasti a ich vzťahu, ale výrazne mení uhly a tvary. Mierka na takejto mape v smere poludníkov a rovnobežiek sa bude meniť rôznymi spôsobmi. Keď sa vzdialite od stredu, horizontálne sa zníži 0,7-krát a vertikálne sa zvýši 1,4-krát.
Na mape vytvorenej v takejto projekcii budú rovník a stredný poludník zobrazené ako rovné čiary, ktoré sú na seba kolmé. Ostatné meridiány a rovnobežkysú konvexné čiary.
Projekciu je možné vykonať na vytvorenie máp polárnych oblastí (normálna projekcia), ako aj na vytvorenie máp všetkých ostatných oblastí (ekvatoriálna a šikmá projekcia).
Projekcia môže pokryť pomerne veľké oblasti, takže sa používa na mapovanie celých kontinentov, regiónov a pologulí. Je široko používaný na vytváranie máp západnej a východnej pologule kvôli nízkym hodnotám skreslenia. Používa sa aj na premietanie na rovinu afrického kontinentu. Nevýhodou sú veľké deformácie, ktoré sa vyskytujú pri pobreží Eurázie.
Mapy vytvorené v Lambertovej projekcii sa bežne používajú v učebniciach zemepisu.
Polárna projekcia
Polárne oblasti Zeme nemožno urobiť s minimálnym skreslením vo valcovej alebo kužeľovej projekcii. Obrazová rovina sa spravidla takmer nedotýka Arktídy a Antarktídy a táto oblasť je zmapovaná s veľmi veľkými chybami vo veľkosti a tvare. Projekcia polárneho azimutu vám však umožňuje vytvoriť presný obraz polárnych zón na rovnom povrchu.
V tomto prípade sa bod dotyku zhoduje so severným alebo južným pólom alebo je v ich tesnej blízkosti. Poludníky na mape sú zobrazené ako priame čiary vychádzajúce zo stredu mapy. Rovnobežky sú sústredné kružnice, ktorých vzdialenosť sa zväčšuje so vzdialenosťou od bodu dotyku.
Priečna projekcia
Priečna azimutálna projekciapoužíva sa na vytváranie máp západnej a východnej pologule.
Najmenšie skreslenie sa v tomto prípade vyskytuje na rovníku a blízkych oblastiach a najväčšie - na póloch. Preto na vytvorenie pólových máp je žiaduce použiť inú projekciu, aby sa vytvorili presnejšie informácie.
Uplatňuje sa projekcia
Azimutálna projekcia je jednou z najdôležitejších mapových projekcií. Je vhodný ako na mapovanie veľkých plôch zemského povrchu, tak aj na vytváranie máp jednotlivých krajín či kontinentov. Je to veľmi dôležité vzhľadom na skutočnosť, že iné spôsoby prenosu obrazu do roviny - valcové a kužeľové možnosti - sú vhodné len pre pologule alebo celé územie Zeme.
Výber projekcie
Výber typu projekcie závisí od takých skupín faktorov ako:
- Umiestnenie, tvar a veľkosť mapovanej oblasti.
- Účel a účel vytvorenia mapy.
- Typ aplikovaných úloh, ktoré budú vyriešené pomocou karty.
- Charakteristika vybranej projekcie - miera skreslenia, ako aj tvar poludníkov a rovnobežiek.
Význam faktorov môže byť určený v akomkoľvek poradí, v závislosti od podmienok a účelu práce.
