КАРТОГРАФИЯ И ГИС
ПРИЛОЖЕНИЕ НА ИНОВАТИВЕН МЕТОД ЗА АНАЛИЗ НА ДЕФОРМАЦИИТЕ ПРИ КАРТОГРАФСКИТЕ ПРОЕКЦИИ ОТ СИСТЕМАТА БГС2005
Маг. инж. Симеон Кателиев, докторант, геодезист, САЩ
SUMMARY
The distortions in the map projections represent the discrepancies between the relationships of certain characteristics on the Earth ' s surface( distances, areas, directions, shapes, and scales of objects) and their representation on a map. " The ideal map has no distortions, but it also does not exist " [ 7 ]. These changes are inevitable, regardless of the type of chosen map projection. The issue of distortions in map projections is well-known to all surveying professionals. The methods for creating various types of map projections and their applications in practice are extensively described in textbooks on geodesy, cartography, and other scientific literature. However, these methods define projections relative to the ellipsoid( or sphere) and typically account only for the scale( height error) at the center of the projection but usually do not include an analysis of distortions relative to the width of the projection zone and the terrain variations. In 2007, the National Geodetic Survey in the United States( NGS) began a reform of the reference geodetic systems used in the country [ 1 ]. The reform includes the development of a new State Plane Coordinate System( SPCS2022) aimed at optimizing the projections used in the country. The agency has adopted a new, modernized approach to creating map projections that include a comprehensive analysis and visual representation of map distortions relative to the Earth ' s surface in the projection zone, using advanced Geographic Information Systems( GIS) and contemporary methods for obtaining and processing three-dimensional geographic data. The same methodology for analyzing distortions in map projections has been used in this report to analyze system BGS2005, officially used in Bulgaria.
Keywords: cartography, maps, map projections, coordinate systems, map distortions, BGS2005.
РЕЗЮМЕ
Деформациите в картографските проекции представляват несъответствия между метричните зависимости на определени характеристики от Земната повърхност( разстояния, площи, посоки, форми и мащаби на обекти) и тяхното представяне върху карта. „ Идеалната карта няма деформации, но и не съществува“ [ 7 ]. Тези несъответствия са неизбежни, независимо от вида на избраната картографска проекция. Проблемът с деформациите при картните проекции е добре известен на всички геодезисти. Методите за създаване на различните видове картографски проекции и техните приложения в практиката са описани в учебниците по геодезия, картография и друга научна литература. Тези методи обаче включват тяхното дефиниране спрямо елипсоида( или сферата) и отчитат само мащаба( грешка от височина) в центъра на проекцията, но обикновено не съдържат анализ на деформациите спрямо ширината на зоната на проектиране и вариациите на релефа.
През 2007 г. Националната геодезическа служба на Съединените американски щати( NGS) започва реформа на референтните геодезически системи, използвани в държавата [ 1 ]. Реформата включва разработване на нова система с набор от държавни картографски проекции( SPCS2022), с цел тяхното оптимизиране. Агенцията подхожда с нов модернизиран подход за създаване на картографски проекции, включващ цялостен анализ и визуално представяне на деформациите на картата спрямо Земната повърхност в зоната на проектиране с помощта на модерни географски информационни системи( ГИС) и съвременни методи за получаване и обработка на триизмерни географски данни. В този доклад е използвана същата методология за анализ на деформациите при картографските проекции към системата БГС2005, официално използвани в р. България.
Ключови думи: картография, карти, картни проекции, деформации, координатни системи, БГС2005.
ВЪВЕДЕНИЕ
Геодезията в България започва да се развива в началото на 19-ти век. Първата координатна система „ 1930 г.“ е материализирана чрез триангулация от първи и втори клас. При нея са допуснати доста неточности, предимно поради липсата на достатъчно геодезически наблюдения, както и недостиг на специалисти и измервателни инструменти. През 50-те години, с цел да се приравнят координатните и височинните системи в Съветския блок, се въвежда системата „ 1950 г.“. По-късно, с помощта на нови триангулации от II-ри, III-ти и IV-ти клас извършени в периода от 1957 – 1965 г., се въвежда нова координатна система „ 1942 г.“. През 80-те години се прави ново изравнение на държавната триангулация, което води до нови реализации на системите „ 1942 г.“ и „ 1950 г.“ и въвеждането на системата „ 1970 г.“, която разделя страната на четири картографски зони. Параметрите на „ 1970 г.“ обаче остават засекретени, което в продължение на десетилетия предизвиква редица проблеми в геодезическата практика. Тя оставя незаличим отпечатък върху кадастъра, геодезията, картографията и инженерното проектиране в страната и до днес, тъй като много от съществуващите материали, проекти, планове, измервания, карти, нормативни документи и пр. са отнесени към нея [ 3 ].
С навлизането на GPS и GNSS технологиите, нова съвременна геодезическа измервателна апаратура, както и на модерни CAD и ГИС софтуерни приложения, тези проблеми стават все по-осезателни и недопустими и се налага въвеждане на нова единна референтна система, което се случва с изменение на Закона за кадастъра и имотния регистър кадастралната карта на страната, с Постановление № 140 на Министерския съвет от 04.05.2001 г. се въвежда Българска геодезическа система 2000( БГС 2000) [ 2 ]. Системата никога не се реализира, но създава предпоставка за създаването на националната GPS мрежа, което се случва в периода 2004 – 2005 г.
18 ГКЗ 3-4’ 2025