Наукові витоки картографії та картографічних проекцій беруть початок у Стародавній Греції. Першим, хто побудував сітку паралелей і меридіанів і на їх основі склав карту Землі, був Ератосфен. А пізніше фламандський картограф Герард Меркатор створив математично точну модель Землі на площині (мал. 3). Саме він почав використовувати проекції в основі карт. Так, проекція, створена ним ще в 1569 р., застосовується й сьогодні, зокрема, у морській навігації, і має ім’я Г. Меркатора (мал. 4).

Усі картографічні проекції було класифіковано за різними ознаками. Основними ознаками проекцій є: характер спотворень зображення, тип допоміжної поверхні, орієнтування допоміжної поверхні.

Мал. 3. Карта світу Меркатора. 1569 р.

Мал. 4. Сучасна карта світу в проекції Меркатора.

Мал. 5. Приклади спотворень кола на різних проекціях: а) рівнокутна; б) рівновелика; в) рівнопроміжна.

2. КЛАСИФІКАЦІЯ КАРТОГРАФІЧНИХ ПРОЄКЦІЙ ЗА ХАРАКТЕРОМ СПОТВОРЕНЬ. Сьогодні існують сотні картографічних проекцій. Кожна з них має свої переваги і недоліки. І будь-яка проекція має спотворення: довжин, кутів, площ, форм. За характером таких спотворень проекції поділяються на рівновеликі, рівнокутні та довільні (мал. 5).

У рівновеликих проекціях відсутні спотворення площ, тобто величина території буде відображена правильно. Проте на таких проекціях найбільше спотворюються форми об’єктів і кути. Рівнокутні проекції не мають спотворень кутів, але спотворюють площі й довжини ліній. За картами в рівнокутній проекції зручно прокладати маршрути суден, літаків, оскільки виміряні на них кути точно відповідають кутам на місцевості. Довільні проекції мають усі види спотворень, але вони найзручніше розподіляються на карті. Важливо знати, що не існує проекцій без спотворень довжин.

З’ясувати наявність спотворень на карті можна за допомогою координатної сітки. Достатньо порівняти її із сіткою на глобусі. Наприклад, якщо відрізки меридіанів між сусідніми паралелями однакові, то спотворень довжин по меридіанах немає. Якщо меридіани й паралелі перетинаються під прямим кутом, то спотворення кутів відсутні. Однакова форма клітинок градусної сітки вздовж паралелей свідчить про відсутність спотворень форм.

3. КЛАСИФІКАЦІЯ КАРТОГРАФІЧНИХ ПРОЄКЦІЙ ЗА ВИДОМ ДОПОМІЖНОЇ ПОВЕРХНІ. Як площина, на яку з кулі переноситься зображення, використовуються допоміжні поверхні циліндра, конуса, площини (мал. 6). За видом допоміжної поверхні розрізняють циліндричні, конічні та азимутальні проекції. Спочатку на таку допоміжну поверхню переноситься координатна сітка, а потім картографічне зображення. Зверніть увагу, як змінюється вигляд координатної сітки залежно від обраної допоміжної поверхні.

У циліндричних проекціях зображення земної поверхні переносять на уявний циліндр. Після розгортання циліндра у площину всі лінії координатної сітки будуть прямими, паралелі — перпендикулярними меридіанам (мал. 6, а).

У конічних проекціях використовується конус як допоміжна поверхня. При розгортанні конуса на площину паралелі відобразяться дугами кіл, а меридіани виходитимуть з однієї точки (мал. 6, б).

Для створення азимутальних проекцій використовується площина, що є дотичною до кулі. Координатну сітку таких проекцій легко впізнати. Паралелі мають вигляд кіл, а меридіани розходяться від центральної точки (мал. 6, в).

4. КЛАСИФІКАЦІЯ КАРТОГРАФІЧНИХ ПРОЕКЦІЙ ЗА ОРІЄНТУВАННЯМ ДОПОМІЖНОЇ ПОВЕРХНІ. Допоміжні поверхні можна розташовувати по-різному щодо кулі. За орієнтуванням допоміжної поверхні розрізняють нормальні, поперечні та косі проекції. Якщо вісь допоміжної поверхні збігається з віссю Землі, то проекція називається нормальною (прямою) (мал. 7, а); якщо вона перпендикулярна до неї — поперечною (мал. 7, б); якщо розташована під гострим кутом — косою (мал. 7, в).

Мал. 6. Картографічні проекції: а) циліндрична; б) конічна; в) азимутальна.

Територія, яку необхідно подати на карті, значно впливає на вибір картографічної проекції. На практиці для відображення планети та її частин використовують різні види проекцій. Нормальна циліндрична проекція використовується для карт світу, материків та країн, що розташовані в широтах, близьких до екватора. У поперечній циліндричній проекції створюють топографічні карти. Конічні проекції зручні для укладання карт материків, розташованих у середніх широтах. Карти України створюють здебільшого із застосуванням конічної довільної проекції. Азимутальні нормальні проекції використовують для зображення територій у приполярних широтах. В азимутальних поперечних проекціях зображують карти півкуль і територій у приекваторіальних широтах.

Слід зауважити, що поперечні й косі конічні проекції не використовуються.

Для створення сучасних карт використовують складні допоміжні поверхні. Їх підбір залежить від завдань, які потрібно вирішити за допомогою карти. Побудова таких картографічних проекцій здійснюється з використанням комп'ютерних програм (мал. 8). Їхній вигляд буває досить вигадливим!