الفرق بين خطوط الطول و العرض

 إسقاط الخريطة

 

إسقاط الخريطة هو أي طريقة مستخدمة في رسم الخرائط لإظهار السطح المنحني ثنائي الأبعاد للأرض في مستوى. تعني كلمة إسقاط أي عمل موجود على سطح الأرض يحتوي على قيم مستوى ولا يجب أن يكون إسقاطًا هندسيًا. لا يمكن أن تظهر الخرائط المسطحة بدون عملية الإسقاط، فقد تكون الخرائط المسطحة أكثر فائدة من الخرائط الكروية  الإسقاط على الكرة الأرضية في كثير من الحالات

•     فهي أصغر حجمًا وأسهل في التخزين

•     يمكن أن تتوافق مع منطقة واسعة النطاق

•     من الأسهل عرضه على شاشة الكمبيوتر

لتسهيل الدراسة، يُفترض عمومًا أن السطح المسقط هو سطح كروي، في حين أن الشكل الأكثر ملاءمة لتمثيل الكرة الأرضية هو سطح كروي مفلطح، وهناك العديد من الأجسام السماوية ذات الأشكال غير المنتظمة. لذلك، بشكل عام، يُطلق على إسقاط الخريطة طريقة الإسقاط المستوي لأسطح الأجسام الفلكية في المستوى.

لا يقتصر إسقاط الكلمة المستخدم هنا على إسقاط المنظور، مثل ذلك الناتج عند عرض الوهم على الشاشة، بل إن اتجاه الإسقاط هو أي وظيفة رياضية تنقل أي سطح منحني إلى المستوى.

أوضح كارل فريدريش جاوس في نظرية إريغوم أن الكرة لا يمكن تمثيلها على مستوى بدون تشويه. نظرًا لأن أي طريقة لتمثيل سطح كروي على مستوى ما هي إسقاط خريطة، يجب تشويه أي إسقاط للخريطة. يتشوه كل إسقاط للخريطة بشكل مختلف، ودراسة إسقاط الخريطة هي دراسة خصائص التشوه الذي يتعرضون له.

الخريطة هي تمثيل للسطح المنحني على مستوى، إذا تم استخدام إسقاطات الخريطة للحصول على الخرائط، فلا يمكن رسم الخرائط بدون عمل إسقاط للخريطة.

 تتميز الخرائط المسطحة عن الخرائط الكروية من حيث سهولة التعامل معها وتأخذ حجم تخزين أصغر، ويمكن عرضها بسهولة على شاشة الكمبيوتر، ويمكن أخذ القياسات بسهولة ومن الممكن عرض أجزاء أكبر من الأرض في في نفس الوقت، وهي أرخص من حيث تكلفة الإنتاج وأسهل في النقل.

الخصائص مقياس الخريطة

يُظهر إسقاط Albers المناطق بدقة ولكنه يشوه الأشكال.

يمكن قياس العديد من الميزات على سطح الكرة الأرضية، بغض النظر عن الطبيعة الجغرافية للمنطقة. 

من بين هذه الميزات:

1.   شكل
2.   اتجاه
3.   المساحة
4.   المقياس
5.   الهيئة     
6.  المسافة

تتم اسقاط  الخرائط للاحتفاظ بواحدة أو أكثر من هذه الخصائص، ولكن لا يمكن الاحتفاظ بها جميعًا في إسقاط واحد. نظرًا لأن الغرض من استخدام الخريطة يحدد نوع الإسقاط الذي يجب استخدامه، فهناك العديد من الإسقاطات لأغراض مختلفة لاستخدام الخرائط.

 هناك عامل آخر يجب مراعاته عند اختيار نوع الإسقاط وهو توافق البيانات الجغرافية. تعطي النماذج المختلفة إحداثيات مختلفة قليلاً لنفس الموقع على الأرض، لذلك من المهم مطابقة البيانات بالمواقع الجغرافية.

انشاء مسقط الخريطة

خطوات اسقاط الخريطة

•     اختر نموذجًا لشكل الأرض أو الكوكب المحدد (عادةً ما يكون كرة أو مفلطحًا). نظرًا لأن شكل الأرض غير منتظم ، يتم فقد بعض المعلومات في هذه المرحلة.

•     انقل الإحداثيات الجغرافية (خطوط الطول والعرض) إلى إحداثيات مستوية (X.Y).

•     تصغير المقياس

إن أي إسقاط للخريطة ليس "إسقاطًا" حقيقيًا بالمعنى المادي للإسقاط، ولكنه بالأحرى تطبيق للصيغ الرياضية التي ليس لها معادل مادي. ولكن لفهم طبيعة إسقاط الخريطة بشكل أفضل، من الممكن تخيل مصدر ضوء يقع في نقطة معينة بالنسبة إلى الأرض، والخريطة الكروية المسقطة على مستوى.

 سطح الإسقاط

يُطلق على السطح الذي يمكن إسقاطه على سطح مستوٍي دون أي تمدد أوتشوه  السطح القابل للنشر.الاسقاط  الأسطواني والمخروطي وبالطبع المستويات تعتبر  كلها  قابلة للنشر. كما هو مذكور في المقدمة، فإن إسقاط سطح كروي على سطح مستو سيؤدي إلى تشويه الصورة (على سبيل المثال ، لا يمكنك تسطيح قشرة برتقالية دون تمزيقها أو لفها). تتمثل إحدى طرق تحقيق الإسقاط في وضع سطح الأرض على سطح قابل للنشر مثل سطح أسطواني أو مخروطي الشكل، ثم تسوية هذا السطح. على الرغم من أن الخطوة الأولى تنتج بعض التشويه في الصورة ، إلا أنه في الخطوة الثانية سيتم تمديد السطح دون أي تشويه إضافي.

اتجاه الإسقاط

يتشابه الإسقاط الاستوائي العكسي رياضيًا مع الإسقاط الأسطواني ولكن بمحور معاكس.

عند اختيار نوع الإسقاط بين أسطواني أو مخروطي أو مستوٍ، يجب تحديد اتجاه الشكل. يعبر الاتجاه عن موضع الشكل بالنسبة للكرة. يمكن أن يكون اتجاه سطح الإسقاط منتظمًا أو مستعرضًا أو مائلاً. يمكن أن تكون الأسطح عرضية ، بمعنى أنها تلامس الكرة ولكنها لا تتقاطع معها، أو تتقاطع حيث يتقاطع السطح مع الكرة.

تدريج

المجال الجغرافي هو الطريقة الوحيدة لتمثيل الكرة الأرضية بمقياس ثابت في جميع النقاط على الخريطة وفي جميع الاتجاهات. 

أما بالنسبة للخريطة فلا يمكنها تحقيق هذه الوظيفة بغض النظر عن حجم المنطقة.، لكن من الممكن الحصول على تحجيم ثابت لبعض الخطوط.

 الخصائص المحتملة هي:

    يعتمد التحجيم على الموقع وليس الاتجاه.
    القياس ثابت على أي خط متوازي في اتجاه التوازي.
  

  يعتمد التحجيم على خط العرض فقط ، وليس خط الطول أو الاتجاه

 نموذج  لتمثيل شكل الأرض

يتأثر بناء الإسقاط بكيفية تقريب شكل التضاريس. في هذه المقالة، من المفترض أن يكون الشكل كرويًا. لكن في الحقيقة، شكل الأرض ليس كرويًا مثاليًا، بل شكل القطع الناقص، وهو الشكل الذي يتم تسويته عند خط الاستواء. عند اختيار نموذج لشكل الأرض، يجب مراعاة مزايا وعيوب هذا النموذج مقارنة بالشكل البيضاوي للأرض. النماذج الكروية مناسبة لتمثيل الخرائط الصغيرة مثل أطلس العالم أو الكرة الأرضية الجغرافية لأن الخطأ في هذا المقياس ليس مهمًا أو كافياً لتبرير استخدام نماذج أكثر تعقيدًا. تُستخدم نماذج Ellipse لتمثيل الخرائط الطبوغرافية وللخرائط متوسطة إلى كبيرة الحجم التي تتطلب دقة أعلى لتمثيل سطح الأرض.

هناك نموذج آخر يمثل سطح الأرض يسمى نموذج الجيويد، وهو نموذج معقد ويعتبر من أقرب تمثيلات سطح الأرض إلى متوسط ​​سطح البحر، ويتم الحصول عليه من خلال الجمع بين قياسات الأرض والأقمار الصناعية للأرض قيم الجاذبية، لا يُستخدم هذا النموذج في إسقاط الخريطة نظرًا لتعقيده ، ولكنه يُستخدم في تطبيقات التحكم والمعلومات الجغرافية و يستخدم نموذج الجيويد لإنشاء "مرجع" عن طريق إضافة عدم انتظام في شكل القطع الناقص لإعطاء تناسق أكبر مع السطح الفعلي للأرض لأنه يأخذ في الاعتبار الميزات الكبيرة التي تعطي قيمًا أعلى لمجال جاذبية الأرض بالإضافة إلى قيم الجاذبية للمعالم الجغرافية الكبيرة مثل سلاسل الجبال والصفائح التكتونية والسهول.

من الممكن تمثيل إسقاط خطوط الطول في خطوط طولية من خلال تصور وجود أسطوانة تلحق الضرر بالكرة الأرضية، عن طريق إسقاط خطوط الطول على هذه الأسطوانة، وأخيراً عن طريق نشر الأسطوانة في مستوى. نتيجة لبناء هذا الموقع، يمتد الإسقاط الأسطواني إلى الشرق والغرب. قيمة الامتداد هذه متساوية عند أي خط عرض في جميع الإسقاطات الأسطوانية. تتميز الإسقاطات الأسطوانية المختلفة بالامتداد الشمالي الجنوبي:

    قيمة التمدد بين الشمال والجنوب تساوي قيمة التوسع بين الشرق والغرب، وفي هذه الحالة تكون قيمة القياس بين الشرق والغرب مساوية لقيمة القياس الشمالية - الجنوب. هذا الإسقاط يشوه المسافات في اتجاه خطوط الطول.
    تزداد قيمة التوسع بين الشمال والجنوب أضعافًا مضاعفة مع زيادة خط العرع، أسرع بكثير من زيادة التوسع بين الشرق والغرب. هذا الإسقاط غير مناسب لأن نسبة التشويه أسوأ من الحالة السابقة
    يزداد التوسع بين الشمال والجنوب مع زيادة خط العرض ، ولكنه يكون أبطأ من التوسع بين الشرق والغرب، كما هو الحال في إسقاط الأسطواني.
    المسافات بين الشمال والجنوب ليست مطولة ولا متقلصة، وهذا ما يسمى الإسقاط المتماثل أسطواني أو لوحة مربعة.
    الانكماش بين الشمال والجنوب يعادل توسعًا متناوبًا بين الشرق والغرب: يعطي إسقاطًا أسطوانيًا متساوي المساحة ويأخذ العديد من الأسماء مثل مشروع غال-بيترز أو مشروع بيرمان أو معادلة لامبرت الأسطوانية ؛