การฉายภาพทรงกระบอก: ลักษณะข้อดีและข้อเสีย - วิทยาศาสตร์ - 2026

การฉายภาพทรงกระบอกในการทำแผนที่เป็นจุดหนึ่งที่จุดบนพื้นผิวทรงกลมถูกฉายลงบนทรงกระบอกซึ่งแกนจะเกิดขึ้นพร้อมกับเส้นที่ผ่านขั้วและสัมผัสกันหรือแยกออกจากทรงกลม ทรงกระบอกเป็นพื้นผิวที่สามารถเปิดได้ในระนาบที่เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าโดยไม่มีเส้นที่คาดไว้ซึ่งจะทำให้เกิดการเสียรูป

มีเส้นโครงรูปทรงกระบอกหลายเส้นซึ่งแนวขนานจะกลายเป็นเส้นแนวนอนและเส้นแนวตั้งเมริเดียนเมื่อขยายทรงกระบอกในระนาบ โดยทั่วไปจะเลือกกระบอกฉายเพื่อให้สัมผัสกับเส้นศูนย์สูตรของโลก ในกรณีนี้รัศมีของมันจะเท่ากับรัศมีเส้นศูนย์สูตรดูรูปที่ 1

รูปที่ 1. โครงร่างทรงกระบอกของทวีป ที่มา: Wikimedia Commons Atlas of the World

อย่างไรก็ตามกระบอกฉายยังสามารถเลือกได้โดยแยกให้สองแนวขนานกันจากเส้นศูนย์สูตรในกรณีนี้ทรงกระบอกจะมีรัศมีน้อยกว่ารัศมีเส้นศูนย์สูตร

แผนที่ผลลัพธ์ของการฉายภาพทรงกระบอกจะนำเสนอเส้นตารางของเส้นขนานแนวนอนและเส้นเมอริเดียนในแนวตั้งที่สร้างมุมฉาก

ข้อดีของการฉายภาพทรงกระบอก

โครงร่างทรงกระบอกที่ใช้ในการทำแผนที่มีหลายประเภทซึ่งแต่ละประเภทมีจุดแข็งและจุดอ่อน ไม่ว่าในกรณีใดการเลือกประเภทการฉายภาพจะขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์สุดท้ายของแผนที่

ในการเริ่มต้นข้อดีของสิ่งนี้และการฉายภาพการทำแผนที่อื่น ๆ ก็คือคุณสามารถเห็นภาพบางส่วนของโลกบนพื้นผิวเรียบและนำติดตัวไปด้วยเพื่อปรึกษาได้อย่างง่ายดาย

การฉายภาพทรงกระบอกเหมาะอย่างยิ่งสำหรับแผนที่โลกเนื่องจากทั้งสองซีกสามารถแสดงได้ไม่เหมือนกับการคาดการณ์อื่น ๆ เช่นการฉายภาพทรงกรวยซึ่งอนุญาตให้แสดงเพียงซีกใดซีกหนึ่งเท่านั้น

ตอนนี้เมื่อแสดงพื้นผิวทรงกลมบนระนาบมันมักจะบิดเบี้ยวไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง ในกรณีของการฉายภาพทรงกระบอกความผิดเพี้ยนน้อยที่สุดเกิดขึ้นในเขตระหว่างเขตร้อน

แม่นยำด้วยจุดประสงค์ในการใช้ประโยชน์จากคุณธรรมของการฉายภาพประเภทนี้ แต่ในขณะเดียวกันก็พยายามลดความไม่สะดวกเหล่านี้นักภูมิศาสตร์ได้เสนอการฉายภาพทรงกระบอกประเภทต่างๆในช่วงหลายศตวรรษที่ผ่านมา

การฉายภาพ Mercator ทรงกระบอก

การประดิษฐ์การฉายภาพนี้เป็นผลมาจากนักทำแผนที่ชาวเบลเยียมนักภูมิศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ Gerardus Mercator ในปี 1569 เป็นหนึ่งในการคาดการณ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายบนแผนที่โลกแม้ในปัจจุบัน

คุณธรรมหลักของมันคือเส้นทางคงที่จะแสดงบนแผนที่ด้วยเส้นตรง

เนื่องจากคุณลักษณะเฉพาะนี้จึงเป็นประเภทของแผนที่ที่นักเดินเรือนำมาใช้ไม่นานหลังจากที่ได้รับการเผยแพร่ จากนั้นจึงเป็นการฉายภาพที่สอดคล้องกันเนื่องจากรักษาทิศทางและมุม

แต่สิ่งนี้ทำให้การฉายภาพของ Mercator ไม่อนุรักษ์พื้นที่ พื้นที่ที่อยู่นอกเขตร้อนและโดยเฉพาะอย่างยิ่งพื้นที่ทางเหนือหรือทางใต้ไกลออกไปจะมีขนาดใหญ่จนเกินจริง

รูปที่ 2. การฉายภาพของ Mercator จะขยายพื้นที่ไกลไปทางเหนือหรือทางใต้สุด ที่มา: Wikimedia Commons

ตั้งแต่เริ่มต้นการฉายภาพ Mercator ถูกใช้อย่างกว้างขวางเพื่อแสดงแผนที่โลกกับทวีปและประเทศต่างๆ

เมื่อเร็ว ๆ นี้ทฤษฎีสมคบคิดได้แพร่กระจายผ่านโซเชียลเน็ตเวิร์กซึ่งยืนยันว่าประเทศร่ำรวยมีความสนใจในการฉายภาพประเภทนี้โดยปรากฏบนแผนที่โลกขนาดใหญ่และแข็งแกร่งกว่าประเทศยากจนในเขตร้อน การโต้แย้งประเภทนี้เป็นการเข้าใจผิดทั้งหมด

รูปที่ 3. แผนที่โลกพร้อมเส้นโครง Mercator ที่มา: Wikimedia Commons

ข้อเสีย

ปัญหาเกี่ยวกับการฉายภาพทรงกระบอกดังที่เราได้เห็นในส่วนก่อนหน้านี้คือมาตราส่วนผิดเพี้ยนไปจากเส้นศูนย์สูตรหรือแนวอ้างอิงหรือที่เรียกว่าแนวขนานมาตรฐาน

ข้อเสียเปรียบหลักคือนอกพื้นที่ระหว่างเขตร้อนความผิดเพี้ยนของรูปทรงและระยะทางนี้เพิ่มขึ้นและเพิ่มความผิดปกติดังกล่าวสำหรับละติจูดเชิงขั้วทำให้พื้นที่เหล่านี้ดูใหญ่กว่าที่เป็นจริงมาก

ด้วยเหตุนี้การปรับเปลี่ยนจึงถูกนำมาใช้เพื่อกำจัดความผิดเพี้ยนให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ตัวแปรที่เกิดขึ้นใหม่ในโครงร่างทรงกระบอกซึ่งมีลักษณะสำคัญปรากฏอยู่ด้านล่าง

การฉายภาพเว็บทรงกระบอก - Mercator

เป็นรูปแบบหนึ่งของการฉายภาพ Mercator แบบคลาสสิกที่กลายเป็นระบบการทำแผนที่มาตรฐานสำหรับเว็บ นี่เป็นระบบที่ Google นำมาใช้ในปี 2548 สำหรับแอปพลิเคชันยอดนิยม Google Maps และ Google Earth

ผู้ให้บริการแผนที่อินเทอร์เน็ตรายใหญ่อื่น ๆ เช่น Bing Maps, Mapquest, OpenStreetMap, Mapbox และอื่น ๆ ได้นำระบบการฉายภาพนี้มาใช้

ความแตกต่างระหว่างการฉายภาพ Mercator ดั้งเดิมและการฉายภาพประเภทนี้มีความละเอียดอ่อนมากและผลลัพธ์สุดท้ายแตกต่างกันไปน้อยมาก

ในการฉายภาพดั้งเดิมโลกจะถือว่าเป็นทรงกลมในขณะที่ในเว็บ - Mercator the Earth ถูกสันนิษฐานว่าเป็นทรงรี

อย่างไรก็ตามมีประเทศที่ไม่ได้นำการปรับปรุงเหล่านี้มาใช้ในแผนที่ของตน ตัวอย่างเช่นสำหรับทวีปอเมริกาและแคนาดาการฉายภาพ Lambert Conformal Conic เป็นที่ต้องการสำหรับแผนภูมิการเดินอากาศและการฉายภาพ Albert Conic สำหรับเรื่องที่ดิน

การฉายภาพแลมเบิร์ตทรงกระบอก

เป็นโครงร่างทรงกระบอกที่เสนอในปี 1772 โดยนักคณิตศาสตร์และนักภูมิศาสตร์ชาวสวิส Johann Heinrich Lambert (1728-1777) ในเวอร์ชันดั้งเดิมของเขาแลมเบิร์ตใช้เส้นศูนย์สูตรเป็นตัวอ้างอิงคู่ขนาน

ในการฉายภาพประเภทนี้จุดมุ่งหมายคือเพื่อแก้ไขความผิดเพี้ยนในพื้นที่ที่นำมาใช้โดยการฉายภาพ Mercator ซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกว่าการฉายภาพทรงกระบอกที่มีพื้นที่เท่ากัน

ความมั่นคงในพื้นที่ในการฉายภาพแลมเบิร์ตทำได้โดยเสียรูปทรงในแง่มุมส่วนใหญ่อยู่ในพื้นที่ที่มีค่าละติจูดสูง

จากการฉายภาพประเภทนี้ได้เกิดตระกูลที่มีสายพันธุ์อย่างน้อยเจ็ดสายพันธุ์ซึ่งมีการเลือกแนวขนานสองเส้นที่มีระยะห่างเท่ากันจากเส้นศูนย์สูตรโดยรักษาความไม่แปรเปลี่ยนในพื้นที่เป็นลักษณะพื้นฐาน แต่ลดการเสียรูปในละติจูดที่น่าสนใจของ ตามการใช้งานของแผนที่

โครงร่างทรงกระบอกประเภทอื่นคุณธรรมและข้อบกพร่อง

นอกเหนือจากที่ได้รับการตรวจสอบแล้วยังมีการคาดการณ์รูปทรงกระบอกประเภทอื่น ๆ ที่ค่อนข้างเก่า บางส่วนมีการอธิบายไว้ด้านล่าง

การฉายภาพทรงกระบอกที่มีระยะทางเท่ากัน

เป็นการฉายภาพอย่างง่ายประเภทหนึ่งที่เส้นเมอริเดียนของทรงกลมบนบกกลายเป็นเส้นแนวตั้งที่มีระยะห่างเท่ากัน ในทำนองเดียวกันเส้นขนานหรือวงกลมของละติจูดจะกลายเป็นเส้นแนวนอนที่มีระยะทางเท่ากันด้วย

การฉายภาพประเภทนี้มีมา แต่โบราณมากและเป็นผลมาจาก Marinus of Tyrios นักภูมิศาสตร์ชาวกรีกซึ่งมีชีวิตอยู่ระหว่าง ค.ศ. 70 ถึง ค.ศ. 130 ค.

การฉายภาพประเภทนี้มีข้อเสียคือทำให้พื้นที่และรูปร่างเสียรูปส่วนใหญ่ในเขตละติจูดที่สูงกว่าเขตร้อนทำให้แบนรูปร่างในแนวนอนใกล้กับบริเวณขั้วโลก

ดังนั้นการฉายภาพประเภทนี้จึงไม่รักษาพื้นที่และมุมยกเว้นในแนวเส้นศูนย์สูตรที่มีความแน่นอน

การฉายภาพมิลเลอร์ทรงกระบอก

เสนอโดยนักทำแผนที่ Osborn Maitland Miller (1897–1979) ในปี 1942 โดยใช้เส้นศูนย์สูตรเป็นมาตรฐานขนานกับกระบอกฉาย

การฉายภาพนี้คล้ายกับการฉายภาพของ Mercator มาก แต่มีข้อเสียที่ไม่สอดคล้องกันนั่นคือส่วนหัวคงที่บนแผนที่มิลเลอร์มีลักษณะเป็นเส้นโค้ง

มิลเลอร์เริ่มต้นจากการฉายภาพ Mercator โดยคูณละติจูดจริงด้วยปัจจัย⅘จากนั้นจึงทำการฉายภาพ Mercator เพื่อชดเชยปัจจัยที่ละติจูดที่คาดการณ์ไว้จะคูณด้วยปัจจัยผกผันนั่นคือ 5/4

ผลลัพธ์คือรูปแบบที่ละติจูดสูงจะมีความผิดเพี้ยนน้อยกว่าเมื่อเทียบกับรูปแบบเดิม

อ้างอิง

1. Aguilar, A. 2004. ภูมิศาสตร์ทั่วไป. ครั้งที่ 2 ฉบับ ศิษย์ฮอลล์. 57-58.
2. เอบราฮิม Ghaderpour การฉายแผนที่ ดึงมาจาก: researchgate.net
3. Gisgeography การคาดการณ์แผนที่คืออะไร? ดึงมาจาก: gisgeography.com
4. Gisgeography การฉายภาพทรงกระบอก ดึงมาจาก: gisgeography.com
5. Weisstein, E. การฉายภาพทรงกระบอก สืบค้นจาก: mathworld.wolfram.com
6. วิกิพีเดีย การฉายภาพพื้นที่เท่ากันของแลมเบิร์ต สืบค้นจาก: en.wikipedia.com
7. วิกิพีเดีย การฉายภาพ Mercator สืบค้นจาก: en.wikipedia.com
8. วิกิพีเดีย รายการประมาณการแผนที่ สืบค้นจาก: en.wikipedia.com