إسقاط الخريطة المطابق

في علم الخرائط ، يُعرف الإسقاط المطابق بأنه إسقاط يحافظ على جميع الزوايا بين منحنيين يتقاطعان على سطح الأرض ( كرة أو قطع ناقص ) في صورة الإسقاط؛ أي أن الإسقاط خريطة مطابقة بالمعنى الرياضي. على سبيل المثال، إذا تقاطع طريقان بزاوية 39 درجة، فإن صورتيهما على خريطة ذات إسقاط مطابق تتقاطعان بزاوية 39 درجة.

ملكيات

يمكن تعريف الإسقاط المطابق بأنه إسقاط مطابق محليًا عند كل نقطة على الخريطة، مع وجود نقاط شاذة قد لا يكون فيها التطابق تامًا. وبالتالي، فإن كل شكل صغير يكاد يكون مطابقًا لصورته على الخريطة. ويحافظ الإسقاط على نسبة طولين في المجال الصغير. جميع مؤشرات تيسو للإسقاط عبارة عن دوائر.

تحافظ الإسقاطات المطابقة على الأشكال الصغيرة فقط. أما الأشكال الكبيرة فتتشوه حتى مع الإسقاطات المطابقة.

في الإسقاط المطابق، يكون أي شكل صغير مشابهًا للصورة، لكن نسبة التشابه ( المقياس ) تختلف باختلاف الموقع، وهو ما يفسر تشوه الإسقاط المطابق.

في الإسقاط المطابق، تتقاطع خطوط العرض والطول بشكل مستطيل على الخريطة؛ ولكن ليست كل الخرائط التي تتمتع بهذه الخاصية مطابقة. ومن الأمثلة المضادة الإسقاطات المستطيلة المتساوية والإسقاطات الأسطوانية متساوية المساحة (ذات الاتجاهات العمودية). تتوسع هذه الإسقاطات في اتجاه خطوط الطول وفي اتجاه خطوط العرض بنسب مختلفة على التوالي. وبالتالي، تتقاطع خطوط العرض والطول بشكل مستطيل على الخريطة، ولكن هذه الإسقاطات لا تحافظ على الزوايا الأخرى؛ أي أن هذه الإسقاطات ليست مطابقة.

كما أثبت ليونارد أويلر عام 1775، لا يمكن أن يكون إسقاط الخريطة المطابق متساوي المساحة، ولا يمكن أن يكون إسقاط الخريطة متساوي المساحة مطابقًا. [ 1 ] وهذا أيضًا نتيجة لنظرية كارل غاوس الرائعة ( Theorema Egregium ) عام 1827 .

يُعتبر تمثيل المجال القرصي على الكرة باستخدام المعاملات المطابقة مثاليًا من حيث المقياس عندما يُقلل نسبة المقياس الأقصى إلى المقياس الأدنى عبر الخريطة بأكملها. ويتحقق ذلك بتعيين مقياس وحدة لحدود القرص. وقد طبّق تشيبيشيف هذه النظرية لإنشاء خريطة مطابقة للجزء الأوروبي من الإمبراطورية الروسية، مما قلل أخطاء المقياس إلى 1/50. [ 2 ]

قائمة الإسقاطات المطابقة

التطبيقات

على نطاق واسع

تستخدم العديد من الخرائط واسعة النطاق الإسقاطات المطابقة لأن الأشكال في هذه الخرائط يمكن اعتبارها صغيرة بما يكفي، إذ تتشابه هذه الأشكال إلى حد كبير مع نظيراتها في الواقع.

يمكن استخدام إسقاط غير متطابق في نطاق محدود بحيث يكون الإسقاط متطابقًا محليًا. يؤدي دمج العديد من الخرائط معًا إلى استعادة الشكل الدائري. لإنشاء ورقة جديدة من عدة خرائط أو لتغيير المركز، يجب إعادة إسقاط الجسم.

يمكن أن تكون الخرائط الإلكترونية السلسة إسقاطات مركاتور كبيرة جدًا ، بحيث يمكن لأي مكان أن يصبح مركز الخريطة، وتبقى الخريطة متطابقة. ومع ذلك، يصعب مقارنة أطوال أو مساحات شكلين متباعدين باستخدام هذا النوع من الإسقاط.

يُعد نظام الإحداثيات العالمي المستعرض ميركاتور ونظام لامبرت في فرنسا إسقاطات تدعم المفاضلة بين السلاسة وتغير المقياس.

للمشاريع الصغيرة

مخطط كفافي لعوامل مقياس إسقاط GS50

تُسقط الخرائط التي تعكس الاتجاهات، مثل الخرائط البحرية أو الجوية ، باستخدام الإسقاطات المطابقة. كما تُسقط الخرائط التي تتناول القيم التي تُعدّ تدرجاتها مهمة، مثل خريطة الطقس التي تتضمن الضغط الجوي ، باستخدام الإسقاطات المطابقة أيضاً.

تتميز الخرائط ذات المقياس الصغير بتغيرات كبيرة في المقياس عند استخدام الإسقاط المطابق، لذا تستخدم خرائط العالم الحديثة إسقاطات أخرى. تاريخيًا، رُسمت العديد من خرائط العالم باستخدام الإسقاطات المطابقة، مثل خرائط ميركاتور أو خرائط نصف الكرة الأرضية باستخدام الإسقاط المجسم .

تختلف مقاييس الخرائط المطابقة التي تحتوي على مناطق واسعة باختلاف المواقع، مما يجعل مقارنة الأطوال أو المساحات أمرًا صعبًا. مع ذلك، تتطلب بعض التقنيات أن يكون طول درجة واحدة على خط الزوال مساويًا لـ 111  كيلومترًا أو 60 ميلًا بحريًا . أما في الخرائط غير المطابقة، فلا تتوفر هذه التقنيات لأن الأطوال نفسها عند نقطة ما تختلف على الخريطة.

في إسقاطات مركاتور أو الإسقاطات المجسمة، تختلف المقاييس باختلاف خطوط العرض ، لذا غالبًا ما تُضاف مقاييس شريطية حسب خطوط العرض. وفي الإسقاطات المعقدة، مثل الإسقاطات المائلة، تُضاف أحيانًا خرائط كونتورية لعوامل المقياس.

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ( أويلر 1778 )
  2. غارانزا، فلاديمير؛ كابورين، إيغور؛ كودريافتسيفا، ليودميلا؛ بروتيس، فرانسوا؛ سوكولوف، ديمتري (29-02-2024). "في البحث عن خرائط مثالية من حيث الحجم" . معاملات ACM في الرسومات . 43 (1): 1-16 . doi : 10.1145/3627102 . ISSN 0730-0301 . 
  3. "إسقاط ميلر المجسم المائل" .

مراجع

للمزيد من القراءة