Kartografische Projektionen sind ein grundlegendes Werkzeug in der Welt der Kartografie, der Wissenschaft, die für die grafische Darstellung der Erdoberfläche auf Karten verantwortlich ist. Da die Erde eine dreidimensionale Kugel ist, die Karten jedoch zweidimensionale Ebenen sind, ist es notwendig, die Informationen von der Kugel auf eine flache Oberfläche umzuwandeln. Es gibt verschiedene Arten von Kartenprojektionen verschieden.
In diesem Artikel informieren wir Sie über die existierenden Arten kartografischer Projektionen, ihre Eigenschaften und ihre Bedeutung.
Was sind Kartenprojektionen?
In der Geographie ist die Kartenprojektion eine Möglichkeit, einen Teil der Erdkruste visuell darzustellen, indem die natürliche Krümmung der Erde mit der flachen Oberfläche einer Karte gleichgesetzt wird. Es besteht im Wesentlichen aus der „Transformation“ ein 3D-Rendering in ein 2D-Rendering um, wobei die ursprünglichen Proportionen so wenig wie möglich verzerrt werden.
Dies ist typisch für den Prozess, mit dem ein Kartograph eine Karte erstellt, und muss sich an dem Koordinatensystem orientieren, das durch die Meridiane und den Breitengrad der Erde gebildet wird, um eine räumliche Darstellung zu erstellen, die den Proportionen der Erdkrümmung entspricht.
Allerdings ist dies nicht ohne eine gewisse Fehlerquote möglich. Daher werden die Projektionen so untersucht, dass Verzerrungen minimiert werden und vor allem drei grundlegende Aspekte von Karten erhalten bleiben: Entfernung, Oberfläche und Form.
Möglicherweise gibt es unterschiedliche kartografische Projektionen, also unterschiedliche Methoden und Verfahren, um die Größe der Erde (oder eines Teils ihrer Oberfläche) in zwei Dimensionen darzustellen, da dies den Geographen seit der Antike ein Anliegen ist. In diesem Sinne ist keiner „treuer“ als der andere, aber Sie werfen unterschiedliche geometrische Probleme auf und betonen unterschiedliche Aspekte der Darstellung.
Arten von Kartenprojektionen
Um eine kartografische Projektion zu klassifizieren, wird üblicherweise das Kriterium der Geometrie verwendet, die sie inspiriert hat, d. h. ob die Projektion zylindrisch, konisch oder azimutal ist oder Aspekte der drei Kategorien kombiniert. Es gibt folgende Arten kartografischer Projektionen:
- zylindrische Projektion. Wie der Name schon sagt, handelt es sich dabei um Projektionen, die einen imaginären Zylinder als Kartenoberfläche nutzen. Der Zylinder sitzt tangential oder tangential zur sphärischen Oberfläche des Planeten, was eine gute Konsistenz aufweist (die Form respektiert), aber je weiter wir uns vom Äquator entfernen, desto größer und ausgeprägter ist die Verzerrung in Bezug auf Entfernung und Oberfläche. Da jedoch die Rechtwinkligkeit zwischen Meridianen und Breitengraden erhalten bleibt, handelt es sich um eine einfache und nützliche Projektionsart, die häufig für die Navigation verwendet wird.
- konische Projektion. Ähnlich wie bei zylindrischen Projektionen werden diese dadurch erhalten, dass die Erdkugel innerhalb der inneren Krümmung eines imaginären Tangenten- oder Sekantenkegels platziert wird, auf den Breitengrade und Meridiane projiziert werden. Der Vorteil dieser Art der Projektion besteht darin, dass sie die Meridiane in Geraden von den Polen und die Parallelen in konzentrische Kreise innerhalb eines Kegels umwandelt. Die resultierende Karte eignet sich gut für die Darstellung mittlerer Breiten, da sie mit zunehmender Bewegung in Richtung der Pole stärker verzerrt wird.
- Azimutale Projektion. Sie werden auch als Zenitprojektionen bezeichnet und werden erhalten, indem die Erdkugel auf einer imaginären Ebene platziert wird, die die Kugel selbst tangiert, und auf die die Meridiane und Parallelen projiziert werden. Der gewonnene Standpunkt entspricht der Sicht auf die Welt, gesehen vom Erdmittelpunkt oder von einem entfernten Planeten aus. Diese Projektionen sind sehr gut darin, die Beziehung zwischen den Polen und der Hemisphäre zu bewahren, sodass sie in hohen Breitengraden genau sind; aber je größer der Abstand zwischen der Ebene und dem Tangentialpunkt der Kugel ist, desto stärker sind sie verzerrt, sodass sie nicht geeignet sind.
- Modifizierte Projektion. Auch zusammengesetzte oder hybride Projektionen genannt, sind solche Projektionen, die unterschiedliche Aspekte der oben aufgeführten Projektionen beinhalten und versuchen, die Erdoberfläche getreu darzustellen, indem sie die Kontinuität der Karte und die mathematische Konstruktion von Quadraten unterbrechen, die dieselbe Erdoberfläche enthalten. Es handelt sich um ein kontraintuitives Verfahren, aber es ermöglicht das Experimentieren mit willkürlichen Verformungen des Meridians und der Erdparallelität, um mit den übrigen Projektionstypen neue und unmögliche Ergebnisse zu erzielen.
Wie es gemacht wird
Es ist technisch unmöglich, die Erde auf einer ebenen Fläche darzustellen, ohne einige geometrische Eigenschaften zu verzerren. Die Komplexität der Darstellung einer erdähnlichen Form auf einer flachen Oberfläche kann bis zu einem gewissen Grad mit einem Werkzeug namens Kartenprojektion angegangen werden, das die Umwandlung einer Kugelform in eine Ebene ermöglicht. einschließlich der Breiten- und Längengrade, so dass alle Objekte zwischen den entsprechenden Beziehungen stehen. Dafür sind strenge mathematische Methoden unbedingt erforderlich.
Einfach ausgedrückt sind Kartenprojektionen eine unschätzbare Ressource für die Erstellung von Karten, sodass ihre Abmessungen, Eigenschaften und Lage von Orten innerhalb der Erdkrümmung der Realität entsprechen.
Alle Kartenprojektionen weisen Merkmale auf, die sich auf die Art der Transformation oder den geometrischen Prozess beziehen, der zur Erzielung der Transformation verwendet wird. Somit kann eine geografische Projektion eine oder zwei der folgenden drei Eigenschaften haben, aber in keinem Fall können alle drei gleichzeitig erfüllt sein:
- Äquidistanz: Die Projektion ist originalgetreu, d. h. sie vergrößert oder verkleinert sie nicht, sondern behält ihre Proportionen im entsprechenden Maßstab bei.
- Gleichwertigkeit: Die Projektion ist originalgetreu, d. h. sie verzerrt weder die Größe noch die Abmessungen der Oberfläche.
- Übereinstimmung: Die Projektion ist der Form und den Winkeln des Originals treu, d. h. sie verzerrt weder das Profil noch das Erscheinungsbild der dargestellten Oberfläche.
Bei jeder Projektion wird darauf geachtet, diese drei grundlegenden Eigenschaften so weit wie möglich zu respektieren, obwohl je nach spezifischer Verwendung der projizierten Karte einige in der Regel mehr geopfert werden als andere. Wenn es sich beispielsweise um eine Weltkarte oder eine flache Schulkugel handelt, wird im Allgemeinen die Form der Kontinente mehr berücksichtigt als der Abstand zwischen den Kontinenten und der Oberfläche jedes Kontinents.
Andere Arten von Kartenprojektionen
Dies sind weitere weniger bekannte Arten von Projektionen:
- pseudokonisch: Parallele Linien werden durch konzentrische Bögen und Meridiane durch gleichzeitige gekrümmte Linien dargestellt. Der Mittelmeridian ist eine gerade Linie.
- pseudozylindrisch: Parallelen und Mittelmeridiane werden als Geraden dargestellt. Meridiane sind parallele Kurven.
- Polykonisch: Breitengradkreise werden durch nicht konzentrische Bögen dargestellt, deren Mittelpunkt auf dem Mittelmeridian liegt.
Keine Kartenprojektion ist perfekt, aber sie minimieren die Verzerrung von Fläche, Richtung, Position, Entfernung und Form. Der Einsatz einer bestimmten Karte und einer bestimmten Kartenprojektion hängt von den individuellen Anforderungen ab, da jede Vor- und Nachteile mit sich bringt. Um sich beispielsweise auf niedrige Breiten zu konzentrieren, ist es am besten, eine zylindrische Projektionskarte, eine konische Projektion für mittlere Breiten und eine azimutale Projektion für Polarregionen zu verwenden.
Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über die existierenden Arten kartografischer Projektionen und ihre Eigenschaften erfahren können.