2. ВИДОВЕ КАРТНИ ПРОЕКЦИИ
Координатите на съвременните геопространствени данни се отнасят до някаква триизмерна пространствена координатна система( датум 2). Бързото адаптиране към т. нар. 3D координати през последното десетилетие е предизвикано от навлизането на нови технологии, които предоставят 3D измервания, включително Глобални навигационни спътникови системи( GNSS), тотални станции, лазерни скенери, дронове и пр.
GNSS данните обикновено се представят в географски координати, географска ширина, дължина и елипсоидна височина( φ, λ, h). За работа по геодезия, кадастър и инженерни проекти обаче те се преобразуват в някаква равнинна топоцентрична система от хоризонтални координати, Север, Изток и Височина( обикновено ортометричнa, „ надморска“)( N, E, H). Тази система е обикновено лява, тоест координатните стойности нарастват на север и на изток като компонентите и се третират като взаимно ортогонални, въпреки че хоризонталните координати не са перфектно перпендикулярни на вертикалната линия на отвеса.
За преминаване от географски към равнинни координати, например когато трябва да се преведат GNSS измервания в координатна система, обикновено се изчисляват N и E от φ и λ с помощта на параметри на картографски проекции и надморската височина H от елипсоидната h с помощта на геоиден модел.
Въпреки че съществуват стотици видове проекции, тези, които се използват в съвременната практика в България, САЩ и в Европейската общност за геодезия и инженерно проектиране са само няколко основни вида. Те обикновено трябва да отговарят на следните три критерия: 1) Трябва да са подходящи за картографиране на сравнително голяма територия на интерес на покритие.
2) Трябва да бъдат лесно дефинируеми в софтуерните приложения, които ги използват, в това число CAD, GIS, BIM и други специализирани приложения.
3) Трябва да бъдат конформни, тоест да запазват формата на обектите, които се отразяват върху картата. На базата на тези три критерия, набора от конформни картографски проекции, подходящи за инженерни приложения и геодезия се свеждат до четири основни вида( табл. 1) [ 5 ].
Таблица 1. Конформни проекции, използвани за геодезически и инженерни цели
Проекция Тип Коментар
Трансверзална Меркаторова( TM)
Ламбертова конформна конична( LCC)
Наклонена Меркаторова( OM)
Стереографска( полярна, екваториална или наклонена)
Цилиндрична
Конична
Цилиндрична
Равнинна
Често се използва за райони, които са по-дълги в посока север-юг. Може би най-широко използваната проекция за едромащабно картографиране. Нарича се още „ Проекция на Гаус-Крюгер“.
Често се използва за райони, които са по-дълги в посока запад-изток. Също широко използвана както за едромащабно, така и за дребномащабно картографиране. Включва версия с един и с два стандартни паралела( версиите са математически идентични). Известна още като „ Проекция на Хотин“. Използва се за наклонени райони( северозапад-югоизток или североизток-югозапад). Не е толкова широко разпространена както TM и LCC проекциите, но е налична за дефиниране в съвременните софтуерни приложения.
Подходяща за малки площи. При големи площи грешката на мащаба е поголяма от TM, LCC или OM проекциите, тъй като проекционната повърхност не се извива спрямо Земята в никоя посока. Може да се реализира като „ обикновена“ или „ двойна“, но получените координати се различават. Азимуталната( Полярна) Стереографска Проекция( произход в полюсите на Земята) се използва за полярните региони. Екваториалната Стереографска проекция се използва за екваториалните райони а Наклонената за всички други географски ширини.
При неконформните проекции( като равноплощните или еквивалентни проекции), меридианите и паралелите обикновено не са перпендикулярни в точките им на пресичане, съответно грешката от мащаба варира спрямо посоката, което ги прави неподходящи за повечето геодезически и инженерни цели.
Проекционните повърхнини или повърхностите, на които проекциите се „ разгъват“ са основно три вида – равнина, конус и цилиндър [ 1 ]. На фиг. 1 е показана всяка от трите повърхнини и местоположението им спрямо Земята при конформните проекции. Всяка от тези проекции се счита за „ плоска“, в смисъл, че може да бъде „ разгърната“ върху равнина без изкривяване поради това, че има неограничен радиус на кривина в поне една посока.
Равнинната проекция се дефинира чрез два неограничени радиуса на кривина. Конусът и цилиндърът се дефинират чрез един ограничен и един неограничен радиус на кривина. Концептуално, цилиндърът и конусът могат да бъдат „ отрязани“ успоредно на централната им ос( която е посоката на безкраен радиус на кривина) и „ разгънати“, без да се променя връзката между проектираните координати. Погледнато по друг начин, съществува само един вид картографска повърхност- конусът: конус с безкрайна височина е цилиндър, а конус с нулева височина е равнина [ 5 ].
2
“ Датум” в Геодезията е пространствена референтна система( например елипсоид) или абстрактна координатна система с референтна повърхност( например морското ниво), която служи за предоставяне на изходни пространствени данни( координати и височини) за геодезически измервания и картографиране. [ 2 ].
32 ГКЗ 1-2’ 2025