• Che cos'è una proiezione cartografica?
• Proprietà di una proiezione cartografica
• Tipi di proiezioni cartografiche
• Esempi di proiezioni cartografiche
• Perché le proiezioni cartografiche sono distorte?

Spieghiamo cos'è una proiezione cartografica, la sua funzione nella creazione di mappe e le sue proprietà. Inoltre, ti forniamo vari esempi.

Una proiezione cartografica cerca di distorcere il meno possibile le proporzioni del pianeta.

Che cos'è una proiezione cartografica?

In geografia, una proiezione cartografica (chiamata anche proiezione geografica) è un modo per rappresentare visivamente una porzione del crosta terrestre, che esegue un'equivalenza tra la curvatura naturale del pianeta e la superficie piana di a Carta geografica. Consiste, fondamentalmente, nel "tradurre" una rappresentazione tridimensionale in a bidimensionale, distorcendo il meno possibile le proporzioni dell'originale.

È una procedura tipica della creazione di mappe da parte dei cartografi, che devono essere guidati dal sistema di coordinate che compongono le mappe. meridiani e paralleli terrestre per costruire una rappresentazione spaziale fedele alle proporzioni della curvatura del pianeta.

Questo, però, non può essere fatto senza un certo margine di errore, quindi le proiezioni sono studiate in modo da ridurre il più possibile la distorsione e preservare, soprattutto, i tre aspetti fondamentali di una mappa: la distanza, la superficie e la forma.

Ci sono diverse possibili proiezioni cartografiche, cioè diverse metodi Y procedure rappresentare le dimensioni della Terra (o di una porzione della sua superficie) in due dimensioni, poiché questo è stato un argomento che ha occupato i geografi fin dall'antichità. In tal senso, nessuno è "più fedele" di un altro, ma presentano problemi diversi geometrico e sottolineare diversi aspetti della rappresentazione.

Proprietà di una proiezione cartografica

Tutte le proiezioni cartografiche hanno tratti caratteristici che hanno a che fare con il tipo di trasformazione o il procedimento geometrico utilizzato per realizzarla. Pertanto, una proiezione geografica può avere una o due delle seguenti tre proprietà, ma in nessun caso può soddisfarle tutte e tre contemporaneamente:

• Equidistanza. La proiezione è fedele alle distanze dell'originale, cioè non le ingrandisce o rimpicciolisce, ma le mantiene proporzione sul scala corrispondente.
• Equivalenza. La proiezione è fedele alle aree delle superfici originali, cioè non distorce le dimensioni e le dimensioni delle superfici.
• Conformità. La proiezione è fedele alle forme e agli angoli dell'originale, ovvero non distorce la silhouette o l'aspetto della superficie rappresentata.

In ogni proiezione si cerca di rispettare il più possibile queste tre proprietà fondamentali, anche se generalmente una viene sacrificata più dell'altra a seconda dell'utilità specifica della mappa proiettata. Ad esempio, se si tratta di un mappa del mondo o planisfero scuola, in genere si rispetta la forma delle parole continenti (conformità) rispetto alla distanza tra loro (equidistanza) e la superficie di ciascuno (equidistanza).

Tipi di proiezioni cartografiche

Nelle proiezioni coniche i meridiani diventano linee rette.

Per classificare le proiezioni cartografiche, il criterio del figura geometrica che lo ispira, cioè se la proiezione è cilindrica, conica, azimutale o se combina aspetti di queste tre categorie.

• Proiezioni cilindriche. Come indica il loro nome, sono le proiezioni che utilizzano un cilindro immaginario come superficie della mappa.Situato secante o tangente alla superficie sferica del pianeta, questo cilindro ha una buona conformità (rispetta le forme), ma allontanandosi dall'equatore si produce una distorsione maggiore e più evidente in termini di distanze e superfici. Anche così, preservando la perpendicolarità tra meridiani e paralleli, è un tipo di proiezione semplice e utile, ampiamente utilizzato nella navigazione.
• proiezioni coniche. In modo simile a quelle cilindriche, queste proiezioni si ottengono localizzando la sfera terrestre all'interno della curvatura interna di un immaginario cono tangente o secante, sul quale verranno proiettate le parallele ei meridiani. Questo tipo di proiezione ha il pregio di trasformare i meridiani in rette che partono dal polo, e le parallele in cerchi concentrici all'interno del cono. La mappa ottenuta è ideale per rappresentare le medie latitudini, perché presenta una maggiore distorsione man mano che ci si sposta verso i poli.
• Proiezioni azimutali o azimutali. Dette anche proiezioni zenitali, si ottengono posizionando la sfera terrestre su un piano immaginario, tangente alla sfera stessa, su cui sono proiettati i meridiani e le parallele. Il punto di vista ottenuto corrisponde alla visione del mondo dal centro della Terra (proiezione gnomonica) o da un pianeta lontano (proiezione ortografica). Queste proiezioni sono ideali per preservare il rapporto tra i poli e gli emisferi, quindi sono fedeli nelle regioni ad alta latitudine; ma presentano una distorsione crescente quanto maggiore è la distanza fra il punto tangenziale del piano e la sfera, sicchè non sono atti a rappresentare fedelmente la regione equatoriale.
• Proiezioni modificate.Dette anche proiezioni combinate o miste, sono quelle che incorporano aspetti diversi delle proiezioni precedentemente elencate, e cercano di ottenere una rappresentazione fedele della superficie terrestre attraverso la rottura della continuità della mappa e la costruzione matematica di un quadrato che ingloba la stessa superficie di un cerchio: una procedura controintuitiva, ma che permette di sperimentare deformazioni volontarie dei meridiani e paralleli terrestri, ottenendo così risultati nuovi e impossibili utilizzando il resto dei tipi di proiezione.

Esempi di proiezioni cartografiche

La proiezione Winkel-Tripel è considerata il miglior modello per la rappresentazione terrestre.

Le principali e più note proiezioni cartografiche della Terra (cioè una mappa del mondo) sono:

• La proiezione di Mercatore. Creata dal geografo e matematico tedesco Gerardus Mercator (1512-1594) nel 1569, è una delle proiezioni terrestri più utilizzate della storia, soprattutto nella realizzazione di mappe per la navigazione durante il XVIII secolo. È una proiezione di tipo cilindrico, pratica e semplice, ma deforma le distanze tra i meridiani terrestri e i paralleli trasformandoli in linee parallele, il che aumenta la distanza tra l'uno e l'altro man mano che ci si sposta verso il polo. A ciò si aggiunge un restringimento delle regioni equatoriali, che consente, ad esempio, all'Alaska di sembrare più o meno grande quanto il Brasile, quando quest'ultimo è in realtà quasi cinque volte la sua dimensione. Ciò fa sì che Europa, Russia e Canada abbiano un ruolo molto più importante nella rappresentazione del globo, per il quale la mappa è stata accusata di essere eurocentrica.
• La proiezione di Lambert. Detta anche “Lambert Conformal Projection” per distinguerla dalle altre proiezioni realizzate dal fisico, filosofo e matematico franco-tedesco Johann Heinrich Lambert (1728-1777), è una proiezione conica realizzata nel 1772.Si ottiene utilizzando due paralleli di riferimento che intersecano il globo e fungono da lati del cono, il che consente una distorsione zero lungo i paralleli, sebbene questa distorsione aumenti quando ci si allontana da essi. I meridiani, invece, diventano linee curve di grande precisione. Il risultato è una proiezione con una conformità molto elevata, che viene spesso utilizzata per le carte di volo degli aerei, anche se le mappe del mondo prodotte con essa sono generalmente adatte solo per un emisfero alla volta.
• La proiezione di Gall Peters. Creata dal pastore scozzese James Gall (1808-1895) nel 1855, questa proiezione apparve per la prima volta 30 anni dopo sulla Scottish Geographical Review (Rivista geografica scozzese). Ma la sua divulgazione e realizzazione corrispondeva al regista tedesco Arno Peters (1916-2002) e per questo porta il nome di entrambi. È una proiezione che cerca di correggere i difetti della proiezione di Mercatore e, per questo, pone maggiore enfasi sull'equivalenza: proietta la sfera terrestre in un cilindro immaginario, che viene poi allungato per raddoppiare la propria magnitudine.
• La proiezione di van der Grinten. Creata nel 1898 dal cartografo tedesco-americano Alphons J. van der Grinten (1852-1921), non è una proiezione conforme o equivalente, ma piuttosto una costruzione geometrica arbitraria sul piano. Utilizza gli stessi metodi di Mercatore, ma ne riduce notevolmente le distorsioni, riservate ai poli, soggetti ad un massimo grado di discordanza. Questa proiezione è stata adottata dalla National Geographic Society nel 1922, fino alla sua sostituzione nel 1988 con la proiezione di Robinson.
• La proiezione di Aitoff.Proposta nel 1889 dal cartografo russo David Aitoff (1854-1933), è una proiezione zenitale o azimutale leggermente equivalente e leggermente conforme, costruita dalla distorsione della scala orizzontale per trasformare la sfera terrestre in un'ellisse larga il doppio dell'altezza . Si tratta di una scala costante sull'equatore e sul meridiano centrale del pianeta, che ispirò Ernst Hammer a proporre nel 1892 un modello simile, noto come proiezione Hammer, ma di scarsa utilità.
• La proiezione di Robinson. Creato nel 1961 dal geografo americano Arthur H. Robinson (1915-2004), è nato in risposta al dibattito sulla rappresentazione più equa del pianeta avvenuto a metà del XX secolo. Il suo scopo era quello di mostrare la mappa del mondo in modo semplice ma inaffidabile su un piano semicilindrico, in modo che non fosse né equidistante, né equivalente, né conforme, ma ne assumesse le distorsioni (più importanti nella regione polare e alle alte latitudini ) basato su un consenso culturale, che produrrebbe immagini attraenti del mondo intero, senza enfatizzare alcun continente. Questa proiezione è stata ampiamente utilizzata dalla National Geographic Society fino alla sua sostituzione nel 1998 con la proiezione Winkel-Tripel.
• La proiezione Winkel-Tripel. È una proiezione geografica azimutale modificata, proposta da Oscar Winkel nel 1921, dalla combinazione della proiezione Aitoff e di una proiezione cilindrica equidistante. Questa proiezione è stata adottata dalla National Geographic Society nel 1998 e da allora è stata considerata il miglior modello di rappresentazione terrestre fino ad oggi.

Perché le proiezioni cartografiche sono distorte?

Il fenomeno della distorsione è inevitabile in qualsiasi tipo di proiezione, anche se può essere ridotto o nascosto in una certa misura.Ciò è dovuto ad un problema geometrico: è impossibile tradurre fedelmente una superficie sferica in una piana, preservandone distanza, forma e aspetto superficiale quando si passa da tre dimensioni a due.

Un buon modo per verificare questo fenomeno è immaginare di essere in piedi su uno dei poli terrestri e di camminare in linea retta verso l'equatore, guidati da un qualsiasi meridiano. Una volta lì, percorriamo una distanza in linea retta sull'equatore e poi torniamo al polo in linea retta, guidati dal meridiano corrispondente.

La traiettoria che abbiamo descritto nel nostro tour compone un triangolo sferico, curvo, che ha due angoli retti (cioè un'apertura di 90°) e un terzo angolo più piccolo, ma maggiore di 0° di apertura. Pertanto, la somma degli angoli di questo triangolo è maggiore di 180°, il che è geometricamente impossibile per qualsiasi triangolo piatto. La risposta a questo enigma sta proprio nella necessaria distorsione subita dal triangolo descritto quando si trova sulla superficie di una sfera.