Одна из основных проблем картографии заключается в том, что невозможно без искажений изобразить на плоскости поверхность земного шара. Любое изображение земной сферы на плоской карте является деформированным и содержит некоторую ошибку. Работа картографа состоит в том, чтобы на каждой конкретной карте деформации и ошибки были минимальными и не затрудняли бы пользование ею.
Создано множество способов изображения сферы на плоскости для построения карт. Каждый из таких способов называется картографической проекцией. А каждой проекции свойственны свои деформации. Для составления карты необходимо выбрать проекцию, в которой она будет построена. Выбор этот зависит от назначения карты. Допустим, нужно составить политическую карту Европы. Для этого следует выбрать проекцию, в которой были бы достаточно точно соблюдены размеры территорий и которая позволяла бы сравнивать размеры различных стран по площадям. Такие проекции называют равновеликими. Для навигационных целей применяют равноугольные проекции. В них углы между различными направлениями изображаются в натуральную величину, хотя при этом не сохраняется соотношение между площадями.
В основе любой проекции лежит способ, при помощи которого изображают на карте градусную сетку. На глобусе градусная сетка образована параллелями и меридианами. Каждый меридиан пересекается с остальными меридианами в двух точках – полюсах. Длины всех меридианов на глобусе равны.
Параллели – это окружности, все точки которых на равных расстояниях удалены от полюсов. Длины параллелей различны. Они уменьшаются к полюсам и увеличиваются к экватору. Экватор – самая большая параллель. Изображение градусной сетки на плоскости называется картографической сеткой.
Как же создают проекции карт? Рассмотрим это на примере. Возьмем тонкий полый стеклянный шар, начертим на одной его половине градусную сетку, нанесем горы, моря, границы стран, реки и т.д. С этой же стороны шара поместим экран, касающийся шара в точке экватора. С противоположной стороны осветим шар лампой, которую также будем держать на уровне экватора. Изображение на шаре с проецируется на плоскую поверхность экрана. Обведя полученное изображение на экране, мы получим азимутальную экваториальную проекцию. Если приложить экран к точке одного из полюсов, а лампу держать против другого, то спроецируется карта в азимутальной полярной проекции.
Попробуем обернуть глобус цилиндром из прозрачной бумаги так, чтобы бумага касалась глобуса по линии экватора, и осветим его изнутри. Тогда на боковой поверхности цилиндра увидим изображение поверхности шара – такая проекция называется цилиндрической. Развернув боковую поверхность цилиндра, увидим, что параллели и меридианы превратились в параллельные линии, пересекающиеся под прямыми углами. При цилиндрической проекции искажения увеличиваются от экватора к полюсам. Поэтому для изображения полярных стран она не годится, но может быть применена для изображения стран, расположенных вблизи экватора.