سيستم هاي تصوير نقشه

سيستم هاي تصوير نقشه

سيستم تصوير نقشه ما را به تبديل يک فضاي سه بعدي به يک تصوير دو بعدي کمک مي کند .

از آنجاییکه یک فضای کروی به راحتی قابل استفاده در زمین شناسی نمی باشد یعنی براحتی نمی توان تمامی یک سطح کره را در یک دید رؤیت کرد و همچنین به علت مشکل بودن اندازه گیری ها روی کره احتیاج است که فضای سه بعدی را به یک فضای دو بعدی تبدیل نماییم .
برای تبدیل یک شی ء سه بعدی به یک تصویر دو بعدی به نام نقشه باید مراحلی را طی کنیم . سیستم تصویر نقشه ما را به تبدیل یک فضای سه بعدی به یک تصویر دو بعدی کمک می کند .
تعاریف مختلفی در این رابطه به عنوان سیستم تصویر نقشه ارائه شده است مثل :
سیستم تصویر عبارت است از انتقال شبکه مدارها و نصف النهارات روی فضای کروی زمین بر روی سح هموار کاغذ.
سیستم تصویر عبارت است از به تصویر درآوردن مدارات و نصف النهارات یک سطح منحنی و کروی بر روی یک سطح مسطح . بر این اساس سیستم های تصویری مختلفی وجود دارد که در انتخاب نوع سیستم تصویر معمولاً مساحت و شکل کشور نقش اساسی ایفا می کند .
1) سیستم تصویر استوانه ای Cylinderical
2) سیستم تصویر مخروطی Conical
3) سیستم تصویر مسطحاتی Azimuthal
1) سیستم تصویر استوانه ای خود شامل استوانه ای مرکزی ، استروگرافیک Stereographic ، مرکاتور Mercator ، مرکاتور معکوس TranswerseMercator و UTM ( UniversalTranswerseMercator) تقسیم می شود .
در انواع استوانه ای ما از یک کره شیشه ای استفاده می کنیم . یعنی یک کره شیشه ای در نظر می گیریم و روی آن مدارات و نصف النهارات را رسم می کنیم . در مرکز این کره یک نقطه نورانی می گذاریم و کاغذی را به طور استوانه دور کره می گذاریم ، تصویر این مدارات و نصف النهارات روی کاغذ می افتد و ما به راحتی می توانیم به رسم آنها بپردازیم .
2) سیستم تصویر مخروطی نیز به انواع مخروطی مرکزی و مشابه لامبرت تقسیم می شود . فرق این سیستم با سیستم استوانه ای در این است که در سیستم استوانه ای ما کاغذ را به صورت استوانه دور کره قرار می دهیم و در اینجا به صورت مخروطی این کار را انجام می دهیم .
3) سیستم تصویری آزیموتال نیز خود به سه زیر کلاس اورتوگرافیک ، استرئوگرافیک و مشابه لامبرت تقسیم می شود . در این سیستم فضای قابل گسترش عبارت است از یک صفحه .

   سيستم تصويري نقشه (Map projection):
   ازتعاريف مختلف سيستم تصويري مي توان به چند مورد استاندارد شده آن اشاره كرد :
   سيستم تصوير نقشه ترتيب سيستماتيك نصف النهارات و مدارات است كه سطح كروي و شبه كره را بر يك سطح مستوي نشان مي دهد .
   به عبارتي سيستم تصويري نقشه مبادرت به تصوير كردن سطح زمين يا قسمتي از آن مي كند.
   مکان يک جسم سه بعدي بر روي سطح زمين با اصطلاحات رياضي و بسته به روش ترسيم مورد نظر، به صورت مختصات جغرافيايي و مختصات صفحه اي، تعيين مي شود. يک سيستم اطلاعات جغرافيايي(GIS)، لازم است که همه داده هاي مکاني را به صورت مختصات جغرافيايي (طول و عرض جغرافيايي) ذخيره و استفاده نمايد. در اين سيستم در نهايت همه داده هاي مکاني روي کاغذ، فيلم يا صفحه نمايش همراه با مختصات صفحه اي پديدار مي شوند، بنابراين اغلب سامانه هاي اطلاعات جغرافيايي از روش ترسيم نقشه صفحه اي، براي ذخيره مختصات مکاني استفاده مي کنند تا به اين ترتيب از بروز تغيير شکل مکرر، از مختصات جغرافيايي به مختصات ترسيمي، در هنگام مشاهده داده ها جلوگيري شود.

   سيستم هاي تصويري متنوع و گوناگوني تا كنون ارائه شده است. علت اين است كه اصولاً چيزي به نام سيستم تصوير كامل، وجود خارجي ندارد. از اين همه سيستم هاي تصويري نقشه كه به صدها نوع مي رسند، تنها قريب بيست سيستم تصوير هستند كه عملاً در رقومي سازي نقشه ها و يا كلاً در كارتوگرافي مورد استفاده قرار مي گيرند، كه به عنوان مثال مي توان از سيستم تصويري Lambert Conformal Conic براي نقشه هاي كشوري و يا ايالتي و يا سيستم تصويري UTM كه جهان را به 60 زون تقسيم ميكند، براي نقشه هاي ناحيه اي نام برد.
   به طور كلي بهترين سيستم تصوير براي نمايش يك كشور با يك قاره سيستمي است كه كمترين تغيير شكل را نمايش دهد. در نتيجه با مقايسه نمودارهاي مشابه براي چندين سيستم تصويري، مي توان يكي را انتخاب نمود كه از بهترين كاربرد برخوردار است.

سيستم تصوير استوانه‌اي ساده
سيستم تصوير هم مساحت لامبرت
کره جغرافيايي که به اين ترتيب تهيه مي شود، داراي معايبي خواهد بود. از آنجا که کره يک جسم مدور سه بعدي است، قادر نخواهيم بود در يک مرحله مشاهده، تمام آن را رويت نمائيم و فقط نصف آن، يعني نيمکره قابل مشاهده خواهد بود. به علاوه،حمل و نقل و نگهداري آن مشکل خواهد بود. اندازه گيري فواصل روي سطح سه بعدي کارآساني نيست و بالاخره از لحاظ مالي تهيه آن مقرون به صرفه نخواهد بود. با انتقال سطح کروي، روي يک سطح مستوي و تهيه نقشه مسطح، کليه معايبي که درمورد کره جغرافيايي ذکر شد، برطرف مي گردد، يعني مي‌توان روي يک برگ نقشه، تمام سطح کروي را مشاهده نمود.

خواص سيستم‌هاي تصوير:

انتقال سطح کروي به سطح مستوي نقشه باعث مي گردد تمام روابط هندسي موجود روي کره، بر روي نقشه صحت نداشته باشد. بعضي از اين روابط، از نقطه نظر تهيه نقشه و کارتوگرافي حائز اهميت است و در مواقعي، حفظ صحت اين روابط در تصوير ضرورت پيدا مي کند. سيستم‌هاي تصوير ممکن است داراي ويژگي‌هاي متعددي باشند، اما مهمترين آنها از نقطه نظر کاربرد در کارتوگرافي عبارتند از:

الف) متشابه بودن(Conformality) يا حفظ زوايا.
ب) هم مساحت بودن(Equivalence) يا حفظ مساحت.
ج) هم فاصله بودن(Equidistance) يا حفظ فاصله.

طبقه بندي سيستم‌هاي تصوير:
طبقه بندي سيستم‌هاي تصوير، بر مبناي خصوصيات هندسي آنها مي‌باشد. بدين معني که سطح کروي بر سطوح قابل گسترش که به آساني تبديل به سطوحي صاف مي گردند، تصوير مي شود. اين سطوح عبارتند از: استوانه، مخروط و صفحه صاف. نامگذاري تصوير هم بر اساس همين سطوح انجام مي پذيرد. بدين ترتيب، اگر کره بر سطح استوانه تصوير شود،" تصوير استوانه‌اي" اگر بر سطح مخروط تصوير شود،" تصوير مخروطي" و اگر بر صفحه صاف تصوير شود" تصوير سمتي يا آزيموتال" ناميده مي‌شود. تصويرهاي ديگري هم وجود دارند که طبقه بندي آنها بر مبناي شکل هندسي نبوده و غالبا براي نقشه‌هاي خيلي کوچک مقياس که هدف آن‌ها نمايش تمام کره يا نيمکره است، به کار مي‌روند. به اين نوع تصاوير مي‌توان تصويرهاي متفرقه يا جهاني اطلاق کرد.

سيستم تصويرهاي استوانه‌اي:
تصاويراستوانه‌اي از تماس استوانه با کره در طول يک دايره عظيمه(معمولا استوا) به وجود مي‌آيد. بدين ترتيب مدارها و نصف‌النهارهاي مربوط به کره بر روي سطح استوانه منتقل مي‌شوند. وقتي استوانه را باز نمائيم، تبديل به مستطيلي خواهد شد که طول آن برابر طول خط استوا خواهد بود(?R2)( =R شعاع کره زمين). در تمام تصويرهاي استوانه‌اي مدارها و نصف النهارها به صورت خط مستقيم و عمود برهم ظاهر مي‌شوند.طول مدارها برابر طول خط استوا خواهد بود. از بين تصويرهاي استوانه‌اي، تصوير استوانه‌اي ساده، تصوير استوانه‌اي هم مساحت لامبرت، تصويرمرکاتور از همه معروفترند. تنها اختلاف بين اين سه نوع تصوير، فواصل مدارها است.

سيستم تصوير استوانه‌اي ساده:
در تصوير استوانه‌اي ساده، فاصله مدارها در تصوير، شبيه فاصله آنهادر روي کره است. مقياس در راستاي کليه نصف‌النهارها و خط استوا صحيح است. اين تصوير، متشابه نيست زيرا گرچه مدارها و نصف‌النهارها بر هم عمودند، ليکن مقياس در طول نصفالنهارهاي هر نقطه، مشابه مقياس در طول مدار همان نقطه نيست. موارد استفاده چنين تصويري براي نمايش مناطق استوايي است و بطور كلي براي نشان دادن جهان، مساحت و مناطق قطبي به هيچ وجه مناسب نيست. از مهمترين ويژگي اين تصوير، خاصيت هم فاصله بودن آن است.

سيستم تصوير استوانه‌اي لامبرت:

در تصوير استوانه‌اي هم‌مساحت لامبرت، مرکز نور در بينهايت قرار دارد و صفحات موازي مدارات، سطح استوانه را قطع کرده و تصوير مدارها را بر روي استوانه تشکيل مي‌دهند. نصف‌النهارها به صورت خطوط مستقيم عمود بر مدارها هستند. هر قدر به قطب نزديک شويم، فاصله مدارها کوتاهتر شده ولي فاصله نصف النهارها با هم برابر هستند. مقياس در طول خط استوا صحيح بوده و تغييرات مقياس در راستاي مدار و نصف النهار يكديگر را جبران مي‌نمايند، از اين جهت، تصوير هم‌مساحت مي‌گردد. بنابراين چنين تصويري نمي‌تواند متشابه باشد. تنها کاربرد اين تصوير، براي نمايش مساحت مناطق استوايي است.

سيستم تصوير استوانه‌اي مرکاتور:

سيستم تصوير مرکاتور يکي از معروفترين سيستم‌هاي تصوير در دنياست. دراين نوع سيستم طول مدارها با خط استوا برابر است. هر قدر به طرفين نزديک مي‌شويم، فواصل مدارها افزوده مي‌گردد، تا جائيکه محل قطبين در بينهايت قرار مي‌گيرد و امکان نمايش قطبين وجود ندارد. به دليل اغراق فوق‌العاده زياد در عرض‌هاي جغرافيايي بالا، تصوير مرکاتور براي نمايش آبها و خشکي‌هاي جهان به کار نمي‌رود. اين تصوير به طور خاص براي دريانوردي و يا مقاصدي که در آن پيدا نمودن جهت صحيح مورد نياز است نظير نمايش جريانهاي دريايي يا جهت باد به کار مي‌رود.

سيستم تصويرهاي مخروطي:
اين نوع سيستم‌هاي تصاوير، از تماس يا تقاطع مخروط با کره حاصل مي‌شود. معمولا محور مخروط عمودي و در امتداد محور کره است. خط تماس مخروط و کره، دايره عرض جغرافيايي خواهد بود که به مدار استاندارد معروف است. چنانچه مخروط، کره را قطع نمايد، دو دايره متقاطع بوجود مي‌ايد که چنين تصويري را تصوير مخروطي با دو مدار استاندارد مي‌نامند. در تمام تصاوير مخروطي، نصف النهارها به شکل اشعه‌هاي مستقيم و مدارها به صورت دواير متحد‌المرکز ظاهر مي‌گردند.

تصوير مخروطي با يک مدار استاندارد:
در اين نوع سيستم تصوير، محل تلاقي نصف‌النهارها(مرکز اشعه‌هاي مستقيم) مرکز دواير مدارهاست که البته محل قطب نخواهد بود. مقياس اين نوع تصوير چون در روي مدارها و نصف النهارها به استثناي مدار استاندارد، صحيح نبوده و يكديگر را جبران نمي‌نمايند. از اين جهت تصوير هم‌مساحت نبوده و با وجود اينکه مدارها بر نصف النهارها عمودند ولي تصوير متشابه نمي باشد. با دوري ازمداراستاندارد، شکل منطقه به طور فزاينده‌اي اغراق آميز مي‌گردد. مهمترين کاربرد تصاوير مخروطي با يک مدار استاندارد، براي کشورهايي است که عرض جغرافيايي آنها کم و در جهت طول جغرافيايي گسترده باشند، مثل کشور ترکيه.

تصوير مخروطي با دو مدار استاندارد:

با استفاده از دو مدار استاندارد، مي‌توان بعضي عيوب تصوير مخروطي با يک مدار استاندارد را کاهش داد. اغراق مقياس روي دو مدار استاندارد از بين رفته و مدار واقع بين دو مدار استاندارد داراي اغراق کمتري خواهد بود. در اين تصوير نيز نصف‌النهارها اشعه‌هاي مستقيمي هستند که محل تقاطع آنها مرکز دواير مداري مي‌باشد و مدارها بر نصف النهارها عمودند. از بين مدارهاي مختلف، فقط دو مدار استاندارد داراي مقياس صحيحي است و نصف النهارها باطول واقعي خود نمايش داده مي‌شوند. اين تصوير، هم‌مساحت و متشابه نمي‌باشد. کاربرد اين نوع تصوير مانند کاربرد تصوير با يک مدار استاندارد است.

تصوير مخروطي(BONNE):
يکي از معروفترين نوع تصاوير مخروطي، تصوير بوني است که در حقيقت با اصلاحاتي در تصوير با يک مدار استاندارد، مي‌توان به چنين تصويري دست يافت. هم‌مساحت بودن در اين تصوير باعث کاربرد وسيع آن گرديده است. در تصوير بوني کليه مدارها داراي طول‌هاي صحيح خواهند بود. به همين جهت قطب به وسيله يک نقطه مشخص مي‌گردد. موقعيت مدار استاندارد، شعاع انحناي مدارها را تعيين خواهد کرد. در اين تصوير، نصف‌النهارها منحني‌هاي نامنظمي هستند که يكديگر را در قطب قطع مي کنند. مدارها، دوايرمتحدالمرکزي هستند که درجه انحناي آنها به محل مدار استاندارد بستگي دارد. فقط نصف‌النهار مرکزي بر مدارها عمود بوده و داراي مقياس صحيح مي‌باشد و ساير نصف‌النهارها نسبت به مدارها حالت مايل دارند که هر قدر به گوشه‌هاي نقشه نزديک شويم، انحناي آنها بيشتر مي‌شود. چون تصوير هم‌مساحت است از اين نظر، شکل مناطق، دستخوش اغراق مي‌شود. به همين جهت، اين تصوير براي نمايش شکل کشورها يا قاره‌ها به کار گرفته نمي‌شود، بلکه بيشتر در نقشه‌هايي که هدفشان نشان دادن مساحت مناطق مورد نظر است(موضوعي)، کاربرد دارد.

سيستم تصويرهاي سمتي يا صفحه اي:
از نظر تئوري، کليه سيستم تصويرهاي سمتي از تصوير زمين بر روي صفحه‌اي عمود بر يکي از شعاع هاي زمين به وجود مي‌آيند. چنين صفحه‌اي ممکن است کره را قطع نموده يا در نقطه‌اي با آن در تماس باشد. نقطه تماس، مرکز تصوير و در عين حال نقطه تقارن تصوير محسوب مي‌شود. در کليه تصاوير، تغييرات ضريب مقياس از مرکز تصوير درتمام جهات يکسان خواهد بود.

با تغيير مرکز نور، نحوه تصوير همچنين تغيير موقعيت صفحه نسبت به کره، مي‌توان تصاوير صفحه‌اي زيادي به وجود آورد. مهمترين تصاوير صفحه‌اي عبارتند از: اورتوگرافيک، استرئوگرافيک، گنومونيک، تصوير هم‌فاصله صفحه‌اي، تصوير هم‌مساحت صفحه‌اي لامبرت. در هر پنج نوع تصوير، نصف‌النهارها به صورت شعاع‌هاي مستقيم منشعب از مرکز تصوير، ظاهر مي‌شوند.

سيستم هاي تصوير نقشه

مطالب مشابه :

آشنایی با سیستم مختصات و سیستم تصویر

سیستم مختصات چیست؟

سیستم های مختصات جغرافیایی

سیستم های مختصات جغرافیایی

سيستم هاي تصوير نقشه

مختصات جغرافیایی

نرم افزار پیشرفته تبدیل سیستم های مختصات ( تبدیل انواع بیضوی به هم ) و امکانات بسیار دیگر