PHÉP CHIẾU HÌNH TRỤ: ĐẶC ĐIỂM, ƯU NHƯỢC ĐIỂM - KHOA HỌC - 2025

Các phép chiếu hình trụ trong bản đồ là một trong đó các điểm trên bề mặt hình cầu được chiếu lên một hình trụ, có trùng với đường thẳng đi qua hai cực và là tiếp tuyến hoặc đường cát tuyến đến cầu trục. Hình trụ là một bề mặt có thể được mở ra trong một mặt phẳng tạo thành một hình chữ nhật, không có các đường hình chiếu trên nó bị biến dạng.

Có một số phép chiếu hình trụ, trong đó các đường song song trở thành đường ngang và đường thẳng đứng kinh tuyến, khi hình trụ đã được kéo dài trong một mặt phẳng. Hình trụ chiếu thường được chọn sao cho nó tiếp tuyến với đường xích đạo của Trái đất. Trong trường hợp này, bán kính của nó sẽ bằng bán kính xích đạo, xem hình 1.

Hình 1. Hình chiếu trụ của các lục địa. Nguồn: Wikimedia Commons Atlas of the World.

Tuy nhiên, hình trụ chiếu cũng có thể được chọn cách đều hai mặt song song với đường xích đạo, trong trường hợp này hình trụ sẽ có bán kính nhỏ hơn bán kính đường xích đạo.

Bản đồ kết quả của phép chiếu hình trụ sau đó sẽ trình bày một lưới các đường ngang và đường kinh tuyến dọc tạo thành các góc vuông.

Ưu điểm của phép chiếu hình trụ

Có một số loại phép chiếu hình trụ được sử dụng trong bản đồ học, mỗi loại đều có điểm mạnh và điểm yếu. Trong mọi trường hợp, việc lựa chọn kiểu chiếu sẽ phụ thuộc vào mục đích cuối cùng của bản đồ.

Đầu tiên, một ưu điểm của phép chiếu này và bất kỳ phép chiếu bản đồ nào khác là thông qua chúng, bạn có thể hình dung các phần của Trái đất trên một bề mặt phẳng và mang theo bên mình để tham khảo chúng một cách dễ dàng.

Phép chiếu hình trụ rất phù hợp với bản đồ thế giới, vì cả hai bán cầu đều có thể được biểu diễn, không giống như các phép chiếu khác, chẳng hạn như phép chiếu hình nón, chỉ cho phép biểu diễn một trong các bán cầu.

Bây giờ, khi biểu diễn một mặt cầu trên một mặt phẳng, nó sẽ luôn bị biến dạng theo cách này hay cách khác. Trong trường hợp hình chiếu hình trụ, sự biến dạng ít nhất xảy ra trong vùng liên nhiệt đới.

Chính với mục đích tận dụng những ưu điểm của loại hình chiếu này, nhưng đồng thời cố gắng giảm thiểu những bất tiện này, các nhà địa lý học đã đề xuất các loại hình chiếu trụ qua nhiều thế kỷ.

Phép chiếu Mercator hình trụ

Việc phát minh ra phép chiếu này là do nhà bản đồ học, nhà địa lý và toán học người Bỉ Gerardus Mercator vào năm 1569. Nó là một trong những phép chiếu được sử dụng rộng rãi nhất trên bản đồ thế giới, thậm chí ngày nay.

Ưu điểm chính của nó là một tuyến đường có hướng không đổi được thể hiện trên bản đồ bằng một đường thẳng.

Vì tính năng độc đáo này, nó là loại bản đồ được các nhà hàng hải sử dụng ngay sau khi nó được phát hành. Sau đó, nó là một phép chiếu phù hợp, bởi vì nó bảo toàn các hướng và góc.

Nhưng chính điều này đã làm cho phép chiếu Mercator không bảo tồn các khu vực. Các khu vực bên ngoài vùng nhiệt đới, và đặc biệt là những vùng xa phía bắc hoặc xa phía nam, trông rất rộng lớn.

Hình 2. Phép chiếu Mercator phóng to các khu vực xa về phía bắc hoặc xa phía nam. Nguồn: Wikimedia Commons.

Kể từ khi ra đời, phép chiếu Mercator đã được sử dụng rộng rãi để thể hiện bản đồ thế giới với các châu lục và quốc gia.

Gần đây, một thuyết âm mưu được lan truyền trên mạng xã hội, trong đó khẳng định rằng các nước giàu quan tâm đến loại hình chiếu này, để có thể xuất hiện lớn hơn và mạnh hơn trên bản đồ thế giới so với các nước nghèo ở khu vực nhiệt đới. Kiểu lập luận này là một sự nguỵ biện hoàn toàn.

Hình 3. Bản đồ thế giới với phép chiếu Mercator. Nguồn: Wikimedia Commons.

Nhược điểm

Vấn đề với phép chiếu hình trụ, như chúng ta đã thấy trong các phần trước, là tỷ lệ bị méo ra khỏi đường xích đạo hoặc các đường song song tham chiếu, còn được gọi là đường song song chuẩn.

Bất lợi chính là bên ngoài các vùng liên nhiệt đới, sự biến dạng hình dạng và khoảng cách này ngày càng tăng, làm tăng sự biến dạng này đối với các vĩ độ cực, làm cho các vùng lãnh thổ này có vẻ lớn hơn nhiều so với thực tế.

Vì lý do này, các sửa đổi đã được thực hiện để loại bỏ sự biến dạng càng nhiều càng tốt, các biến thể mới xuất hiện trong hình chiếu trụ, có các đặc điểm chính xuất hiện bên dưới.

Phép chiếu web hình trụ - Mercator

Nó là một biến thể của phép chiếu Mercator cổ điển đã trở thành hệ thống ánh xạ tiêu chuẩn cho web. Đây là hệ thống được Google áp dụng vào năm 2005 cho các ứng dụng phổ biến của nó, Google Maps và Google Earth.

Các nhà cung cấp bản đồ internet lớn khác như Bing Maps, Mapquest, OpenStreetMap, Mapbox và những nhà cung cấp khác đã áp dụng hệ thống chiếu này.

Sự khác biệt giữa phép chiếu Mercator ban đầu và kiểu chiếu này là rất nhỏ và kết quả cuối cùng thay đổi rất ít.

Trong hình chiếu ban đầu, Trái đất được giả định là hình cầu, trong khi trong Web - Mercator, Trái đất được giả định là hình elip.

Tuy nhiên, có những quốc gia đã không áp dụng những cải tiến này trong bản đồ của họ. Ví dụ, đối với lục địa Hoa Kỳ và Canada, phép chiếu Lambert Conformal Conic được ưu tiên cho các biểu đồ hàng không và phép chiếu Albert Conic cho các vấn đề địa chính.

Phép chiếu Lambert hình trụ

Nó là một phép chiếu hình trụ được đề xuất vào năm 1772 bởi nhà toán học và địa lý người Thụy Sĩ Johann Heinrich Lambert (1728-1777). Trong phiên bản gốc của mình, Lambert sử dụng đường xích đạo làm đường song song tham chiếu.

Trong loại phép chiếu này, mục đích là để sửa chữa sự biến dạng trong khu vực được giới thiệu bởi phép chiếu Mercator, đó là lý do tại sao nó còn được gọi là phép chiếu hình trụ có diện tích bằng nhau.

Hằng số trong khu vực trong phép chiếu Lambert đạt được với cái giá phải trả là sự biến dạng trong khía cạnh, chủ yếu là ở những vùng có giá trị vĩ độ lớn.

Từ loại phép chiếu này, một họ gồm ít nhất bảy biến thể đã xuất hiện, trong đó hai điểm song song cách đều với đường xích đạo được chọn, duy trì sự bất biến trong khu vực như một đặc tính cơ bản nhưng giảm thiểu sự biến dạng trong các vĩ độ quan tâm của theo việc sử dụng bản đồ.

Các loại hình chiếu trụ khác, đặc điểm và khuyết tật của chúng

Ngoài những thứ đã được xem xét, còn có những loại hình chiếu trụ khác, thậm chí khá cũ. Một số trong số chúng được mô tả dưới đây.

Phép chiếu hình trụ lỏng

Nó là một loại phép chiếu đơn giản trong đó các kinh tuyến của quả cầu trên cạn trở thành các đường thẳng đứng cách đều nhau. Theo cách tương tự, các đường ngang hoặc đường tròn của vĩ độ trở thành các đường nằm ngang cũng cách đều nhau.

Loại phép chiếu này rất cổ xưa và được cho là của Marinus of Tyrios, một nhà địa lý người Hy Lạp sống từ năm 70 đến 130 sau Công nguyên. C.

Kiểu chiếu này có nhược điểm là làm biến dạng các vùng và hình dạng chủ yếu ở các đới vĩ độ cao hơn so với các vùng nhiệt đới, làm phẳng các hình theo chiều ngang gần các vùng cực.

Do đó, kiểu chiếu này không bảo toàn diện tích và góc, ngoại trừ ở song song xích đạo, nơi nó chính xác.

Phép chiếu Miller hình trụ

Nó được đề xuất bởi nhà bản đồ học Osborn Maitland Miller (1897–1979) vào năm 1942 sử dụng đường xích đạo làm đường chuẩn song song với hình trụ chiếu.

Phép chiếu này rất giống với phép chiếu Mercator, nhưng có nhược điểm là nó không tuân thủ, tức là một tiêu đề cố định trên bản đồ Miller trông giống như một đường cong.

Để thực hiện phép chiếu của mình, Miller bắt đầu từ phép chiếu Mercator, nhân vĩ độ thực với hệ số ⅘ và sau đó thực hiện phép chiếu Mercator. Để bù cho hệ số tại vĩ độ dự kiến, nó được nhân với hệ số nghịch đảo, đó là 5/4.

Kết quả là các dạng ở vĩ độ cao ít bị biến dạng hơn so với dạng ban đầu.

Người giới thiệu

1. Aguilar, A. 2004. Địa lý đại cương. lần 2. Phiên bản. Sảnh Prentice. 57-58.
2. Ebrahim Ghaderpour. Phép chiếu bản đồ. Phục hồi từ: researchgate.net
3. Địa lý học. Phép chiếu Bản đồ là gì? Phục hồi từ: gisgeography.com
4. Địa lý học. Phép chiếu hình trụ. Phục hồi từ: gisgeography.com
5. Weisstein, E. Phép chiếu hình trụ. Được khôi phục từ: mathworld.wolfram.com
6. Wikipedia. Hình chiếu có diện tích bằng nhau của hình trụ Lambert. Khôi phục từ: en.wikipedia.com
7. Wikipedia. Phép chiếu Mercator. Khôi phục từ: en.wikipedia.com
8. Wikipedia. Danh sách các phép chiếu bản đồ. Khôi phục từ: en.wikipedia.com