Алгоритм решения задачи поиска наилучшей проекции для ГИС

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

ОГРАНИЧЕНИЯ

Расстояние

Направление

Площадь

Форма

СВОЙСТВА

ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КАРТОГРАФИЧЕСКОЙ СЕТКИ

ЛИНИИ КОНТАКТА

МЕТОД ПРОЕЦИРОВАНИЯ

Цилиндрическая проекция. Для описания методологии обратитесь к описанию Поперечной проекции Меркатора.

Две линии, параллельные центральному меридиану зоны UTM и отстоящие от него примерно на 180 км.

Центральный меридиан и экватор.

Равноугольная проекция. Точная передача небольших форм. Минимальное искажение более крупных форм в пределах зоны.

Минимальные искажения в пределах каждой зоны UTM.

Местные углы являются истинными.

Масштаб является постоянным вдоль центрального меридиана, но коэффициент масштаба для него равен 0.9996, что позволяет уменьшить искажения по краям зоны. При таком коэффициенте масштаба линии, расположенные на расстоянии 180 км к западу и к востоку от центрального меридиана и параллельные ему, имеют коэффициент масштаба равный единице.

Разработана для получения ошибки масштаба, не превышающей 0.1 процента в пределах каждой зоны. Ошибки и искажения увеличиваются для регионов, которые перекрывают несколько зон. Данные на сфероиде или эллипсоиде не могут быть спроецированы за пределами 90 градусов от центрального меридиана. В действительности, пространство на сфероиде или на эллипсоиде должно быть ограничено 15–20 градусами по обе стороны от центрального меридиана. За пределами этого диапазона данные, спроецированные в Поперечную проекцию Меркатора, при обратном проецировании могут оказаться смещенными. Для данных на сфере этих ограничений не существует.

Используется для листов топографических карт Соединенных Штатов масштаба 1:100 000. Многие страны применяют местные зоны UTM, основанные на официально используемых географических систем координат. Крупномасштабное топографическое картографирование бывшего Советского Союза.

При создании любых карт или их комплексов важное зна­чение имеет вопрос о выборе или изыскании картографических проекций, обеспечивающих возможность оптимального решения по этим картам различных задач.
Выбор картографических проекций зависит от многих факто­ров, которые можно разделить на три группы.

К первой группе относятся факторы, характеризующие объект картографирования. Это географическое положение изображаемой территории, ее размеры, форма (конфигурация), значимость и степень показа смежных с картографируемой об­ластью территорий.

Ко второй группе относятся факторы, характеризующие созда­ваемую карту, способы и условия ее использования. В эту группу входят назначение и специализация, масштаб и содер­жание карты, задачи, которые будут решаться по ней (карто-метрические, навигационные и пр.), и требования по точности их решения, способы использования карты (настольная, настен­ная), анализа картографической информации (с помощью ЭВМ или без нее), условия работы с картой (отдельно, в комплексе, в склейке), условия передачи на них относительных характе­ристик (географического положения территорий, их площадей и форм), требования по отображению коммуникаций и связи территорий и т. п.

К третьей группе относятся факторы, которые характери­зуют получаемую картографическую проекцию. Это характер искажений, условия обеспечения минимума искажений и допу­стимые максимальные искажения длин, углов и площадей, ха­рактер их распределения, кривизна изображения геодезической линии, локсодромии, условия изображения других линий поло­жения, стереографичность проекции (степень передачи форм территории), кривизна изображения линий картографической сетки, требования их ортогональности, обеспечения заданных величин отклонений от прямого угла между изображениями ме­ридианов и параллелей, их равноразделенности, характер изоб­ражения полюсов, условия симметричности картографической сетки относительно среднего меридиана и экватора, условия их изображения (размеры изображения экватора относительно среднего меридиана и полюсов, если они изображаются лини­ями), условия зрительного восприятия изображения, наличия эффекта сферичности, перекрытий (повторяемости) участков картографического изображения и т. п.

Выбор картографических проекций осуществляется в два этапа:

1) устанавливается совокупность проек­ций (или их свойства), из которой целесообразно производить их выбор;

2) определяют искомую проекцию.

Все факторы первой группы, как правило, должны считаться твердо заданными. Их учет предполагает, прежде всего, выбор таких проекций, в которых их центральные точки и централь­ные линии, вблизи которых масштабы мало изменяются, нахо­дятся в центре картографируемой территории, а центральные линии располагаются по направлению наибольшего распрост­ранения этих территорий.

Для многих карт выбирают:

1) цилиндрические проекции, когда территория расположена вблизи экватора и симметрична относительно его и когда тер­ритория вытянута по долготе;

2) конические проекции для изображения таких же терри­торий, но не симметричных относительно экватора, или для территорий, расположенных в средних широтах;

3) азимутальные проекции для изображения полярных обла­стей и территорий с округленными очертаниями.

Вторая группа факторов является основной при выборе картографических проекций. Исходя из требований и условий этой группы факторов, определяют относительную значимость фак­торов третьей группы, т. е. какие из требований в данном конк­ретном случае наиболее существенны, а какие из них можно не учитывать. Некоторые требования в определенных случаях подлежат безусловному учету. Например, желаемый характер искажений проекции, максимально допустимые искажения (в пределах данной территории), изображение полюсов, сим­метричность или асимметричность картографической сетки, равноразделенность меридианов и параллелей, наличие пере­крывающихся частей изображения и т. п. Это значит, что вы­бор проекции должен выполняться в данном случае только из совокупности проекций, в которой заданные требования полно­стью удовлетворяются (например, только из равновеликих про­екций или только из проекций с ортогональной сеткой и т. п.). Таким образом, факторы, приобретающие в данном конкрет­ном случае безусловную значимость, в дополнение к факто­рам первой группы позволяют в основном решить первую часть задачи — установить совокупность проекций (или их свойства), из состава которой целесообразно определять искомую про­екцию.

После выделения факторов, подлежащих обязательному учету, выполняется ранжировка (иерархия) всех прочих факто­ров, определяется относительная значимость каждого из них при решении задачи выбора конкретной проекции.
Окончательная ранжировка требований (факторов) к кар­тографическим проекциям, определение их относительной зна­чимости, как и окончательное решение вопросов о масштабе создаваемой карты и характере искажений проекций, осуществ­ляется для каждой из них или их комплекса только после уточнения факторов второй группы, установления их относи­тельной значимости.
На основе решения этой задачи и формализации требований к картографическим проекциям формируется обобщенный кри­терий оценки достоинств картографических проекций в каждой точке, который может быть вариационного или минимаксного типов.

Дата добавления: 2015-07-13