لنقل صورة كائن ثلاثي الأبعاد ، من الضروري استخدام إسقاط خاص. في رسم الخرائط ، توجد أنواع عديدة من الإسقاطات لأجزاء مختلفة من سطح الأرض. واحد منهم هو الإسقاط السمتي.
ما هو الإسقاط؟
الإسقاط هو طريقة لنقل صورة ثلاثية الأبعاد إلى سطح مستو. في نفس الوقت ، يتم النقل مع التقيد الصارم بالقوانين والقواعد الرياضية من أجل تقليل تأثير التشويه.
تحدث التشوهات في أي حال ، فقط أنواعها يمكن أن تكون مختلفة. اعتمادًا على وجهة الصورة المسطحة الناتجة ، يتم استخدام نوع معين من الإسقاط ، والذي يتم تنفيذه وفقًا لقواعده الخاصة ويعطي أحد أنواع التشويه.
الإسقاطات تستخدم على نطاق واسع في إعداد خرائط ومخططات سطح الأرض بأحجام مختلفة. رسم الخرائط أيضًا له أنواعه الخاصة من الإسقاط ، ولكل منها غرض مختلف.
استخدم للبطاقات
حتى في العصور القديمة ، بدأ الناس في إنشاء صور للأرض. كانت المعلومات المتعلقة بهم غير كاملة ، ومشوهة للغاية ، بل وحتى في بعض الأماكنخاطئ. كانت القارات الموجودة على الخرائط القديمة كبيرة جدًا ، ولم تتوافق أشكال السواحل مع الأشكال الفعلية. منذ ذلك الحين ، تغيرت عملية رسم الخرائط كثيرًا ، مما أدى إلى تحسين أساليبها ، لكن لا يزال من المستحيل التخلص تمامًا من التشوهات اليوم.
محروم من تشويه نموذج الأرض هو الكرة الأرضية. يعكس بشكل أكثر دقة شكل وحجم الكرة الأرضية ، وينقل سطحه في شكل حقيقي. ومع ذلك ، فإن الكرة الأرضية هي شكل ثلاثي الأبعاد ، وليست ملائمة دائمًا لإجراء حسابات خاصة وحل المشكلات العملية. بالإضافة إلى ذلك ، إنه غير مريح للغاية للنقل. تعد الخريطة المسطحة أفضل للأغراض المذكورة أعلاه ، على الرغم من أنها توفر معلومات أقل دقة.
أنواع الإسقاطات
حتى الآن ، هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الإسقاط في رسم الخرائط ، اعتمادًا على أنواع خطوط الطول والمتوازيات. كل واحد منهم ، بالإضافة إلى ذلك ، له سلالاته الخاصة وفقًا لموقع مستوى الإسقاط وطبيعة التشويه.
- إسقاط أسطواني. إذا تخيلنا أن الكرة الأرضية يمكن أن تكون محاطة بمستوى يتناسب بشكل مريح مع الخط الاستوائي وتمثل شكل الأسطوانة ، فيمكننا تقديم تعريف لهذا التنوع. عند الإسقاط ، ستكون خطوط الطول على الورق عبارة عن خطوط مستقيمة تتقارب عند نقطة واحدة من القطبين ، وستكون المتوازيات عبارة عن خطوط مستقيمة موازية لبعضها البعض. سيُلاحظ أصغر تشوه عند خط الاستواء والأكبر - عند القطبين.
- إسقاط مخروطي. تتشكل عندما تلمس طائرة مخروطية الشكل الكرة الأرضية. فيفي هذه الحالة ، سيتم عرض المتوازيات على الخريطة كدوائر متحدة المركز ، وخطوط الزوال على أنها أنصاف أقطارها. سيتم أيضًا ملاحظة أصغر التشوهات عند نقاط تماس الطائرة مع كرة الأرض ، والأكبر - في أماكن الإزالة الأكبر.
- الإسقاط السمتي. تتشكل عندما تلمس طائرة الأرض. عند الإسقاط ، لا يمكن للطائرة لمس الأرض فحسب ، بل يمكنها أيضًا عبورها ، وهي أيضًا أحد أنواع الإسقاط السمتي. في هذه الحالة ، ستظهر المتوازيات أيضًا كدوائر متحدة المركز بعيدة عن بعضها البعض ، وخطوط الزوال هي أنصاف أقطارها. في هذه الحالة ، ستكون الزاوية بين خطوط الطول المجاورة هي نفس قيمة الفرق في خطوط الطول للموقع المحدد.
هناك أيضًا وجهات نظر شرطية ، تشبه ظاهريًا إحدى مجموعات الإسقاطات الثلاث ، ولكن يتم إجراؤها وفقًا لقوانين رياضية أخرى. وتشمل هذه متعددة الأسطوانية ، pseudocylindrical ، متعددة.
الإسقاط السمتي
أصبح الإسقاط السمتي للأرض واسع الانتشار بسبب الحفاظ على سمت الخطوط على مستوى الصورة الناتج دون تشويه. تسمى النقطة التي يتم من خلالها الإسقاط وجهة النظر. نقطة اتصال الكرة الأرضية بالطائرة تسمى نقطة الاتصال.
هناك خطوط على الخريطة بنفس قيم التشويه. يطلق عليهم isocoles. على الصورة التي تم الحصول عليها في إسقاط خريطة السمت ، تبدو متساوية الأضلاع مثلدوائر متحدة المركز. تزداد التشوهات مع المسافة من نقطة الاتصال بين المستوى والكرة الأرضية. نتيجة لذلك ، فإن نقطة اللمس نفسها تتمتع بأعلى دقة.
أنواع التشويه
يمكن تنفيذ الإسقاط السمتي بطرق مختلفة اعتمادًا على الغرض من الخريطة الناتجة. تختلف الطرق في نوع التشويه الناتج عن نقل الصورة إلى المستوى
- منطقة متساوية - الإسقاطات التي يتم فيها الحفاظ على المساحات والأحجام وأطوال الكائنات ، لكن الزوايا والأشكال تتغير بشكل كبير. غالبًا ما تستخدم لحل المشكلات التطبيقية المتعلقة بحساب قيم الأبعاد.
- متساوي الأضلاع - الإسقاطات التي تترك زوايا الأشياء دون تغيير تقريبًا ، لكنها تشوه أحجامها.
- مسافات متساوية - الإسقاطات ، حيث يتم تشويه كل من زوايا ومساحات الكائنات ، ولكن يتم الحفاظ على المقياس على طول المسار الرئيسي. وهي تستخدم بشكل رئيسي في المعلوماتية الجغرافية وأنظمة الكمبيوتر.
- تعسفي - الإسقاطات التي يمكن أن تشوه جميع المعلمات المعطاة بدرجات متفاوتة ، اعتمادًا على الغرض من الخريطة والغرض منها. يتم استخدامها لأغراض مختلفة ، على سبيل المثال ، في الشؤون البحرية لتحديد المسارات والمسارات. في مثل هذه الخرائط ، قد يكون حجم البر الرئيسي لأوراسيا مساويًا لحجم أستراليا.
أنواع الإسقاط الفرعية
إلى جانب أنواع التشويه ، هناك عناصر أخرى لأداء الإسقاط. بناءً على ذلك ، يتم تمييز المجموعات الفرعية لأنواع إسقاط السمت.
اعتمادًا على موضع المماس أو القاطعطائرات الإسقاط هي:
- Polar - يلامس مستوى الصورة الكرة الأرضية عند نقطة أحد القطبين.
- مستعرض - يلمس مستوى الصورة الكرة الأرضية عند خط الاستواء.
- مائل - يلمس مستوى الصورة الكرة الأرضية في أي مكان آخر (في خط العرض من 0 إلى 90 درجة).
اعتمادًا على موقع وجهة النظر ، هناك:
- مركزي - النقطة التي يتم من خلالها عمل الإسقاطات تقع في مركز الكرة الأرضية ؛
- مجسم - وجهة النظر على مسافة من نقطة الاتصال على مسافة مساوية لقطر الكرة الأرضية ؛
- خارجي - تمت إزالة وجهة النظر من الكرة الأرضية بأي مسافة ممكنة ؛
- إملائي - لا توجد وجهة نظر أو يتم إزالتها إلى مسافة غير محدودة ، ويتم الإسقاط باستخدام خطوط متوازية.
الأكثر شيوعًا مما سبق هو لامبرت السمت ، الإسقاطات القطبية والعرضية.
إسقاط لامبرت
يتم تنفيذ إسقاط لامبرت السمتي بمساحة متساوية على أجزاء مختلفة من الأرض. يسمح لك بالحفظ مع تشوهات صغيرة للمنطقة وعلاقتها ، لكنه يغير الزوايا والأشكال بشكل كبير. سيتغير المقياس الموجود على هذه الخريطة في اتجاه خطوط الطول والمتوازيات بطرق مختلفة. كلما ابتعدت عن المركز سينخفض أفقياً بمقدار 0.7 مرة ، ويزداد رأسياً بمقدار 1.4 مرة.
على الخريطة التي تم إنشاؤها في مثل هذا الإسقاط ، سيتم عرض خط الاستواء وخط الزوال الأوسط كخطوط مستقيمة متعامدة مع بعضها البعض. خطوط الطول والمتوازيات الأخرىهي خطوط محدبة.
يمكن إجراء الإسقاط لإنشاء خرائط للمناطق القطبية (الإسقاط العادي) ولإنشاء خرائط لجميع المناطق الأخرى (الإسقاط الاستوائي والمائل).
يمكن أن يغطي الإسقاط مناطق كبيرة إلى حد ما ، لذلك يتم استخدامه لرسم خرائط للقارات والمناطق ونصفي الكرة الأرضية بأكملها. يستخدم على نطاق واسع لإنشاء خرائط لنصف الكرة الغربي والشرقي بسبب قيم التشويه المنخفضة. تستخدم أيضًا للإسقاط على مستوى القارة الأفريقية. العيب هو التشوهات الكبيرة التي تحدث قبالة سواحل أوراسيا.
الخرائط المصنوعة في إسقاط لامبرت تستخدم بشكل شائع في كتب الجغرافيا.
الإسقاط القطبي
لا يمكن عمل المناطق القطبية من الأرض بأقل قدر من التشويه في إسقاط أسطواني أو مخروطي. طائرة الصورة ، كقاعدة عامة ، لا تلمس تقريبًا القطب الشمالي والقارة القطبية الجنوبية ، ويتم تعيين هذه المنطقة بأخطاء كبيرة جدًا في الحجم والشكل. ومع ذلك ، فإن إسقاط السمت القطبي يسمح لك بإنشاء صورة دقيقة للمناطق القطبية على سطح مستو.
في هذه الحالة ، تتزامن نقطة الاتصال مع القطب الشمالي أو الجنوبي أو تكون قريبة منهم. تم تصوير خطوط الطول على الخريطة كخطوط مستقيمة تنبثق من منتصف الخريطة. المتوازيات عبارة عن دوائر متحدة المركز ، تزداد المسافة بينها مع زيادة المسافة من نقطة التلامس.
الإسقاط المستعرض
إسقاط السمت المستعرضتستخدم لإنشاء خرائط لنصف الكرة الغربي والشرقي.
يحدث أقل تشويه في هذه الحالة عند خط الاستواء والمناطق المجاورة ، والأكبر - عند القطبين. لذلك ، لإنشاء خرائط قطب ، من المستحسن استخدام إسقاط مختلف لإنشاء معلومات أكثر دقة.
تطبيق الإسقاط
الإسقاط السمتي هو أحد أهم إسقاطات الخريطة. إنه مناسب لرسم خرائط لمساحات كبيرة من سطح الأرض ، ولإنشاء خرائط للبلدان أو القارات الفردية. هذا مهم جدًا نظرًا لحقيقة أن الطرق الأخرى لنقل صورة إلى مستوى - خيارات أسطوانية ومخروطية - مناسبة فقط لنصفي الكرة الأرضية أو إقليم الأرض بالكامل.
اختيار الإسقاط
يعتمد اختيار نوع الإسقاط على مجموعات من العوامل مثل:
- موقع وشكل وحجم المنطقة المحددة
- الغرض والغرض من إنشاء الخريطة.
- نوع المهام المطبقة التي سيتم حلها باستخدام البطاقة
- خاصية الإسقاط المحدد - مقدار التشويه ، وكذلك شكل خطوط الطول والمتوازيات.
يمكن تحديد أهمية العوامل بأي ترتيب حسب ظروف العمل والغرض منه.
