Про картографічні проекції - Довідка, ArcGIS Desktop
Незалежно від того, уявляєте ви Землю у вигляді сфери або сфероїда, її тривимірну поверхню необхідно перетворити на плоский лист картки. Це перетворення, яке виконується за математичними законами, називається картографічної проекцією. Одним із простих способів розуміння того, як картографічні проекції змінюють просторові властивості, є візуалізація проекції світла крізь Землю на поверхню, яка називається проекційною поверхнею. Подайте чисту поверхню Землі з нанесеною на неї градусною сіткою. Оберніть шматок паперу навколо Землі. Джерело світла в центрі Землі відкине тіні від сітки координат на шматок паперу. Тепер ви можете розгорнути папір і покласти його на площину. Форма координатної сітки на плоскій поверхні паперу дуже відрізняється від форми на поверхні Землі. Картографічна проекція спотворила градусну сітку.
Спроектувати сфероїд на площину не легше, ніж розкласти на ній шматок апельсинової шкірки - він буде розірваний. При відображенні Земної поверхні у двомірному просторі спотворюється форма, площа, довжина чи напрямок об'єктів.
Картографічна проекція використовує математичні формули зв'язку сферичних координат на глобусі з плоскими координатами.
Різні проекції мають різні типи спотворень. Деякі проекції розроблені з урахуванням мінімізації спотворень однієї чи двох характеристик даних. Проекція може зберігати площу просторового об'єкта, але змінювати форму. На малюнку нижче об'єкти поблизу полюсів витягнуті.
На схемі нижче показані тривимірні просторові об'єкти, стислі їх відображення на плоскій поверхні.
Картографічні проекції призначені для певних цілей. Одна картографічна проекціяможе використовуватися для даних великого масштабу в обмеженій області, а інша для карт світу маленького масштабу. Картографічні проекції, що використовуються для дрібномасштабних карток, зазвичай засновані на сферичних, а не сфероїдальних географічних системах координат.
Рівнокутні проекції
Рівнокутні проекції зберігають без спотворень малі локальні форми. Для збереження окремих кутів, що описують просторові відносини, рівнокутна проекція повинна також представляти лінії картографічної сітки, що перетинаються під кутом 90° на карті. Це досягається за допомогою збереження всіх кутів. Недоліком є те, що площа, обмежена поруч кривих, може бути в процесі перетворення значно спотворена. Усі картографічні проекції спотворюють форму великих об'єктів на земній поверхні.
Рівновеликі проекції
Рівновеликі проекції зберігають площу зображуваних об'єктів. Це досягається за рахунок спотворення інших властивостей, таких як форма, кути та масштаб. У рівновеликих проекціях паралелі та меридіани можуть не перетинатися під правильними кутами. У деяких випадках, особливо на картах невеликих територій, спотворення форм не є очевидним, і дуже важко відрізнити рівнокутну проекцію від рівновеликої, якщо вона не була відповідним чином визначена за документацією або шляхом вимірювань.
Рівнопроміжні проекції
Карти рівнопроміжних проекціях зберігають відстані між певними точками. Правильний масштаб не зберігається жодною проекцією на всій карті, однак у більшості випадків існує одна або більше ліній на карті, вздовж яких масштаб зберігається постійним. У більшості рівнопроміжних проекцій є одна або кілька ліній, довжина яких на карті дорівнює (у масштабікарти) довжині співвідносної з нею лінії на глобусі, незалежно від того, чи ця лінія є великим або малим колом, прямою або кривою лінією. Про такі відстані кажуть, що вони дійсні. Наприклад, у синусоїдальній проекції екватор і всі паралелі мають свою справжню довжину. В інших рівнопроміжних проекціях можуть бути дійсними екватори і всі меридіани. Інші проекції (наприклад, рівнопроміжна проекція двох точок) показують справжній масштаб між однією або двома точками та кожною іншою точкою на карті. Необхідно мати на увазі, що жодна проекція не буває рівнопроміжною по відношенню до всіх точок на карті.
Азімутальні проекції (справжнього напряму)
Найкоротший шлях між двома точками на сферичній поверхні, як-от поверхня Землі, пролягає вздовж сферичного еквівалента прямої лінії на плоскій поверхні. Це велике коло, на якому лежать дві точки. Проекції справжнього напрямку, або азимутальні проекції, використовуються для збереження деяких кривих, що описують великі кола, і надають правильні азимутальні напрямки всім точкам на карті щодо центру. Деякі проекції цього типу також є рівнокутними, рівновеликими або рівнопроміжними.