ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ВЫБОРА КАРТОГРАФИЧЕСКОЙ ПРОЕКЦИИ

Проекций, предложенных когда-либо, очень и очень много, число же проекций, мыслимых с теоретической точки зрения, бесконечно. Вполне определенного правила, математического закона для выбора проекции не существует. Удачный выбор проекции зависит прежде всего от знания целевой установки карты.

Вопросы выбора картографической проекции подробно раскрыты в учебном пособии Д.В. Граура [3, c.261], Атласе для выбора картографических проекций Г.А. Гинзбурга и Т.Д. Салмановой [1].

Приступая к выбору проекции, нужно установить факторы, характеризующие изображаемую область и составляемую карту. Установив затем, влияние каких факторов имеет значение при данных условиях, следует выделить из них главные, предопределяющие выбор в целом. Часто может оказать помощь изучение решений, принимавшихся ранее в сходных условиях, рекомендации специальных атласов картографических проекций, например, Атласа для выбора картографических проекций Г.А. Гинзбурга и Т.Д. Салмановой [1].

Граур выделяет следующие факторы выбора картографической проекции [3, c.261]:

1. общий характер и назначение создаваемой карты;
2. географическое расположение, размеры и конфигурация изображаемой территории;
3. масштаб карты;
4. характер и распределение искажений в пределах изображаемой территории;
5. специальные требования, предъявляемые к проекции, в частности, требования к координатной сетке.

Прежде всего, необходимо узнать, предназначена ли эта карта для начальной или средней школы, для вуза или научно справочной работы; стенная ли карта, настольная, или она является листом атласа; предназначена ли карта для количественного сравнения изображаемых на ней элементов, т.е. для точных картометрических работ, или же она предназначена для глазомерного, визуального, количественного определения соотношений длин, углов и площадей, т.е. представляет собой обзорную карту.

Для школьных карт, например, важно сохранение неискаженными площадей и очертаний материков. Так как эти свойства несовместимы, то желательно применение промежуточной по характеру искажений азимутальной проекции, расположенной ближе к равновеликой, чем равнопромежуточная.

Для морских и полетных карт применяют, как правило, нормальную проекцию Меркатора. Для аэронавигационных карт применяются ещё косые сетки равноугольных цилиндрической и азимутальной проекций. Для сейсмических карт и для аэронавигационных карт нашла применение косая равнопромежуточная азимутальная проекция Постеля с центральной точкой проекции, совпадающей с главной сейсмической обсерваторией или аэропортом. В этом случае расстояния и азимуты при центральной точке не искажаются.

Физико-географические карты, в том числе физические, климатические и метеорологические, геологические, почвенные, гипсометрические, ботанические и зоогеографические обычно составляют в равновеликих или близких к ним произвольных, промежуточных по свойствам проекциях.

Для геофизических (сейсмических, гравиметрических, земного магнетизма) и гидрологических карт применяют равнопромежуточные или произвольные (близкие к равноугольным) и равноугольные проекции.

Социально-экономические карты, в том числе разнообразные экономические, политико-административные и населения, составляют в равнопромежуточных и произвольных проекциях, лежащих в интервале между равнопромежуточными и равноугольным [3, c.263].

Для топографических карт целесообразно применять ту проекцию, которая принята в данной стране для плоских прямоугольных координат в геодезии. Для последних выбирают одну из равноугольных проекций, так как в этом случае проще всего решаются многие практические задачи.

Для общегеографических карт средних масштабов отдельных областей, стран и материков выбирают проекции в зависимости от географического положения и конфигурации изображаемой территории.

Наибольший простор для выбора проекции и для изыскания новых проекций имеется для карт, изображающих части света в мелком масштабе, полушария и части земной поверхности больше полушария, а также всю земную поверхность. Здесь особенно выявляется зависимость выбора проекции от содержания и назначения карты.

Для изображения полушарий применяются азимутальные проекции: для северного и южного полушарий – нормальные сетки, для западного и восточного полушарий – поперечные сетки; для полушарий в произвольном положении (например, материкового и океанического) – косые сетки.

Среди азимутальных проекций для карт полушарий выбор происходит между равноугольной, равнопромежуточной и равновеликой. Чаще всего применяется равновеликая азимутальная проекция Ламберта, реже – равнопромежуточная азимутальная проекция Постеля.

Для мировых карт применяются произвольные и равновеликие псевдоцилиндрические проекции, часто с надрезами по меридианам, круговая проекция Гринтена, обобщенные поликонические проекции, некоторые из производных проекций (например, Аитова – Гаммера), некоторые составные проекции, цилиндрические и перспективно-цилиндрические проекции. [3, c.262]

Важно учитывать характер и крайние величины искажений в пределах изображаемой территории, определяемые в зависимости от назначения и содержания карты, Например, если карта должна показывать территориальное размещение картографируемых элементов, то применима какая-либо из равновеликих проекций, или близкая к ним; если на карте показываются динамические процессы (течения, ветры, коммуникации и т.п.), то лучше выбрать равноугольную проекцию.

Во всех случаях, когда это возможно не в ущерб качеству, следует вносить в выбор проекций упрощения. В простейших случаях, которые важны в силу своей многочисленности, этот выбор превращается в обычную техническую операцию и дело сводится к использованию единственного предписанного решения или к выбору между одним - двумя многократно ранее уже использовавшимися видами проекций.

При несколько более сложных условиях приходится уже сопоставлять и взвешивать, проекция какого класса из числа нескольких распространенных будет наиболее подходящей, а также, какой принять характер искажений в пределах пока только трёх градаций: равновеликие, равнопромежуточные, равноугольные.

В ещё более сложных случаях не всегда можно ограничиваться использованием проекций распространенных классов и приходиться сопоставлять проекции, более разнообразные по характеру искажений. Наконец, иногда оказывается, что ни одна из ранее известных проекций не может дать достаточно подходящее решение и, следовательно, становится необходимым видоизменить одну из известных проекций или полностью изыскать новую, наиболее отвечающую всей совокупности поставленных требований.

В других случаях приходится отыскивать проекции, обладающие искажениями всех трех видов, устанавливая оптимальные для данных условий соотношения между отдельными видами искажений. При этом снова значительно влияют требования, предъявляемые к виду сетки карты, ее компоновке и т. д..

Необходимо также считаться с характерным для наиболее важных классов проекций распределением искажений, обращаясь к типичным схемам изокол. Наличие таких данных позволяет быстрее подходить к правильным решениям [2, c.6].

При выборе проекций часто приходиться не только считаться с искажениями, но также специально заботиться о виде меридианов и параллелей сетки, учитывать требования к другим элементам математической основы карты.

Другие требования к проекциям бывают связаны с компоновкой карт. Иногда возникает необходимость особым образом размещать изображения материков, группируя их, например, вокруг центра или вытягивая в определенной последовательности полосой, предусматривать места для размещения врезок, придавать определённую форму рамкам карты и т. д. Некоторые мировые карты должны иметь настолько увеличенное протяжение изображения с запада на восток, чтобы на них цельно передавались не только материки, но и все три крупнейшие океана. Иногда необходимо так компоновать карты России и прилегающих к ней районов, а также карты Евразии, чтобы на них наглядно изображалась полярная область. На некоторых картах материков и Российской Федерации северный полюс следует изображать точкой. Особый рисунок сетки нужен для создания на карте эффекта сферичности.

Для ряда карт мира и полушарий нужны проекции с сетками симметричными относительно экватора. Меридианы должны быть в некоторых случаях прямолинейными, параллельными друг другу; в других случаях - тоже прямолинейными или лишь слабо изогнутыми параллели.

Выполнение тех или других требований к математическим элементам карт очень часто влечёт за собой увеличение искажений в целом. Например, на картах России с параллелями малой кривизны искажения площадей увеличиваются иногда в несколько раз по сравнению с картами, составленными в прямых конических проекциях. Сохранение сеток мировых карт симметричными относительно экватора ведет к увеличению искажений углов на пространствах материков на десятки градусов, а искажений площадей - на десятки процентов по сравнению с несимметричными относительно экватора сетками. Намного возрастают искажения на тех картах полушарий, к которым добавлены даже сравнительно не крупные околополярные и другие участки. Соблюдение ограничительного требования о полном устранении искажений и параллельными друг другу (проекция Меркатора)[2, c.7].