الإسقاطات السيليندريكية: اختيار خريطة الحق في الملاحة في الولايات المتحدة

وقد واجه موزعو الخرائط، منذ قرون، التحدي الأساسي المتمثل في تمثيل سطح الأرض الثلاثي الأبعاد على ورقة مسطحة، وكل خريطة مسطحة تُحدث تشويها، ولكن نوع ودرجة التشويه يختلفان اختلافا كبيرا حسب الإسقاط المستخدم، وبالنسبة لأي شخص يبحر عبر الولايات المتحدة - الجلد عن طريق الطرق أو الهواء أو الخنق البحري بين الإسقاطات السيليندرية والإسقاطات المخرفة يمكن أن يعني الفرق بين مسار محدد وموجات المضلة.

الإسقاطات السيليندرية

وتُعد التوقعات المتحركة التي تلف العالم إلى مصفوفة، غير مُسجَّلة بعد ذلك لوضع خريطة مسطحة، وتحافظ العملية الرياضية على خطوط ثابتة من المؤثرات الثابتة (خطوط الرهون)، مما يجعل هذه الإسقاطات لا غنى عنها للملاحة البحرية، ويُعدّ أفضل مثال على ذلك مشروع Mercator projection، الذي يُظهر في عام 1569.

مركاة ومركبة مرسلة

ويستخدم الإسقاط المعياري للمركبة خط الاستواء كخط مائل، وهذا التوجه ممتاز للمناطق الاستوائية، ولكنه أقل ملاءمة لبلدان خط العرض المتوسط مثل الولايات المتحدة، ويزيد المتغير، و] Transverse Mercator، ويتناوب خط الطول على طول خط مشرق.

القوة والضعف من أجل الملاحة الأمريكية

() Strengths:] Cylindrical projections (especially Mercator) preserve direction and shape locally. This makes them ideal for plotting straight-line courses, whether for a ship crossing the Atlantic or a long-distance hiking track. The UTM system provides consistent scale along the central meridian, which is valuable for local navigation and land surveyom

(أ) يُحدث تشوه المنطقة بشدة عند خطوط العرض العالية، ويُعطي استخدام خريطة مركاتورية بسيطة لمقارنة أحجام مين وفلوريدا انطباعاً مضللاً، وعلاوة على ذلك، يختلف الجدول مع خط العرض: فميل يقاس عند 30 درجة شمالاً ليس نفس الميل الذي يقاس عند 48 درجة شمالاً.

الإسقاطات الكونية

Conic projections project the world into a cone placed over the Earth. The cone can be tangent to one parallel or secant to two parallels. These projections are specifically designed to minimize distortion for mid-latitude regions that extend east‐west, making them ideal for the contiguous United States. because the U.S. spans roughly 25°N to 49°N, conic projections keep both area and shapeam reasonably accurate across the entire navigation country.

Lambert Conformal Conic (LCC)

ويحافظ مشروع LCC على الزوايا المحلية (التطابق)، على غرار " ميركاتور " ، ولكن مع وجود قدر أقل بكثير من التشويه على نطاق متوسط، كما أن إدارة الطيران الاتحادية بالولايات المتحدة والإدارة الوطنية لدراسة المحيطات والغلاف الجوي (NOAA) تستخدمان معيار التركيز المنخفض على الخرائط الجوية ذات النطاق الحرج البالغ 33 درجة.

Albers Equal-Area Conic

وكما يعني الاسم، فإن توقعات " ألبيرز " تحافظ على المنطقة بدقة بينما تضحي بالتطابق، وهي الإسقاط الموحد للعديد من الخرائط المواضيعية للولايات المتحدة، مثل الكثافة السكانية، وتوزيع المحاصيل، والمناطق المناخية، وبالنسبة للملاحين، فإن " ألبيرز " أقل فائدة لأن الأشكال تصبح مشوهة بشكل متزايد من الموازج القياسية، ولكنها تتفوق على أي خريطة تتطلب المقارنة الصحيحة بين حجم الأراضي في تكساس.

القوة والضعف من أجل الملاحة الأمريكية

(أ) تقدم الإسقاطات الكونية أفضل حل وسط عام للاختلالات في الولايات المتحدة الأمريكية على طول الموازين القياسية والزيادات فقط خارج تلك الفرقة، أما بالنسبة للطرق الشرقية الغربية، فلا يزال الحجم ثابتاً تقريباً، مما يجعل من السهل قياسه، فالكونيك الكوني لامبرت يعطي توجيهات حقيقية في أجزاء كثيرة من الخريطة، وهي أساساً أساسية بالنسبة للطيران.

(أ) التوقعات الكونية غير مناسبة للملاحة العالمية، إذا امتدت رحلتك إلى ألاسكا أو هاواي، فإن إسقاطاً واحداً من المقذوفات يغطي الولايات المتاخمة 48 سيدخل تشوهات ملحوظة في تلك المناطق غير المتاخمة، كما أن الخرائط المتوازية ليست ذات دقة كبيرة: فهي لا تستطيع أن تصور مسارات الغلاف الجوي بأكمله.

مقارنة أنماط التخريب

وتشتت جميع الخرائط المسطحة على الأقل إحدى أربع خصائص هي الشكل أو المنطقة أو المسافة أو الاتجاه، ففهم كيف تعطي التوقعات الإسطوانية والقطرية الأولوية لهذه الممتلكات يساعد في اختيار الخريطة الصحيحة للملاحة الأمريكية.

الشحذ والتطابق

أما بالنسبة للملاحين، فإن المطابقة، فهي متطابقة: فهي تحافظ على الزوايا والشكلات المحلية، ولا تزال دائرة صغيرة على الأرض دائرة على الخريطة (وإن تغير حجمها) فبالنسبة للملاحين، فإن التوافق يعني أن المعالم المقيسة على الخريطة هي حقيقة للعالم الحقيقي، مما يتيح قراءة دقيقة للبشر، والفرق هو أن المركب يحتفظ بتشكيلات على نطاق العالم بأسره في إطار تشويه النطاقات.

Distortion

أما التشويه في المنطقة فهو الاختبارات المضللة في منطقة آشليس، ففي خريطة موحدة للمرسيخ، تبدو غرينلاند (0.8 مليون سق مي) أكبر من المساحة المتاخمة للولايات المتحدة (3.1 مليون سقي مي)، وهي مضللة بشكل كبير، أما بالنسبة لتوقعات ملتوية مثل ألبيرز، فإن المساحة محمية عبر الخريطة بأكملها، وبالتالي فإن ألزكا وتكساس ومونانا تظهر في أي مقارنات متفوقة.

Distance and Scale

ولا يحافظ أي إسقاط على المسافة في جميع الاتجاهات، فالاسقاطات السيليندرية لها حجم لا يتغير إلا بالخط العرضي؛ والمسافات الشرقية الغربية صحيحة إلا عند خط الاستواء، إذ أن التوقعات الكونية لها نطاق ثابت تقريبا على طول الموازاة القياسية، ولا تختلف إلا برفق في أماكن أخرى، ولرسم خريطة للحجم المتقارب للأمريكتين، فإن المقياس المتوازي مع وجود خطين قياسي في 33 درجة شمالا و 45 درجة مئوية هو الحد الأقصى.

التوجيه والسيركل العظيم

والمطالبة الرئيسية التي قدمها المرسي إلى الشهرة هي أنها تمثل خطوطاً من الرهبان (الوصلات المتحركة) كخطوط مستقيمة، وهذا أمر لا يقدر بثمن بالنسبة للإبحار التقليدي الذي تحمل فيه السفينة عنواناً ثابتاً، وبالنسبة للسفر الجوي الحديث، تتبع الطائرات مسارات كبيرة من أجل الكفاءة، تبدو ملتوية على خرائط مركات، ولكنها تقريباً على مسارات متينة عند وصولها إلى شرق غربي.

التطبيقات العملية للملاحين

ونادرا ما يستخدم الملاحون في العالم الحقيقي في الولايات المتحدة إسقاطا واحدا لجميع الأغراض، بل يعتمدون على مخططات متخصصة تتناسب مع احتياجاتهم، وهنا يتم تطبيق الإسقاطات الإسطوانية والقطرية في الممارسة العملية.

رسوم الطيران

وتنتج وكالة الطيران الاتحادية خرائط قطاعية (مقياس 1: 500،000) تغطي الولايات المتحدة باستخدام الإسقاط الكانيك المكوني لامبرت، وتسمح هذه الخرائط للطيارين بتخطيط دورات، وتحديد معونات الملاحة البحرية، والحفاظ على الوعي الوضعي بأقل قدر من التشوهات، كما أن الخرائط العالية الارتفاع لطائرات الطائرات النفاثة تستخدم أيضاً شركة LCC.

الملاحة البحرية

فحرس السواحل الأمريكي ووكالة الملاحة الجوية الوطنية ينتجان الخرائط البحرية أساسا في عرض ميركاتوري للملاحة الساحلية والمحيطية، ولأن السفن تتبع خطوط الرامبو على المياه المفتوحة، فإن ممتلكات شركة ميركاتوري الثابتة ذات النطاق الثابت أمر حاسم، فبالنسبة للمجاري المائية الداخلية والبحيرات الكبرى، كثيرا ما يستخدم مركب مركات عبر الحدود من أجل دقته المحلية العالية.

خرائط الطرق والشبكة العالمية لتحديد المواقع

وتستخدم معظم أجهزة تحديد المواقع الاستهلاكية وأجهزة رسم الخرائط (بما في ذلك خرائط غوغل وخرائط آبل) الإسقاط الخاص بالشبكة، وهو بديل من نظام ميركاتور يستخدم على الوجه الأمثل لخدمة الإطارات، أما بالنسبة للحركة القصيرة المدى، فإن تشويه الحجم لا يذكر، غير أن الناشرين يختارون عادة شكلاً متقناً من نماذج خريطة الطريق ومكبرت حتى الآن، كما يقال إن جميع الدول تظهر في شكلها الصحيح.

الخرائط المواضيعية والمراجع

وعندما يكون الهدف هو توضيح البيانات - مثل نتائج الانتخابات، والكثافة السكانية، أو المناطق المناخية في كوببن - الإسقاطات المتكافئة في المناطق المحيطة بها (الآيلبر) هي المعيار الذي يستخدمه مكتب التعداد الأمريكي في عرض حكومي واسع النطاق يُعرض فيه السكان بالنسبة لكثير من منشوراته، ومن خلال الحفاظ على المنطقة، تكفل هذه الخرائط أن تكون المقارنات المرئية بين الشمال والمنطقة عادلة.

كيفية اختيار الخريطة الصحيحة

إن اختيار التوقعات السيليندريكية والمخروطية لنقل الولايات المتحدة يتوقف على الإجابة على أربعة أسئلة رئيسية.

1 - ما هو النطاق الجغرافي لملاحتك؟

وإذا كنت تبحر في منطقة صغيرة - أي مقاطعة واحدة أو دولة واحدة - فإن الفرق بين الإسقاطات يكاد يكون غير مقبول، ففي رحلة عبر البلد تمتد على ولايات عديدة، يقلل الإسقاط المخروطي من التشوه العام، وبالنسبة للمعابر العالمية للمحيطات، فإن الإسقاطات المسيلية (المحرر أو المتحول) هي المعيار.

2 - ما هي الممتلكات التي يجب أن تحافظ عليها الخريطة؟

وإذا ما أردت قياس الملامح والاتجاهات الحقيقية بصورة موثوقة، تختار إسقاطاً مطابقاً (المدير أو لامبرت كونفورماليا)، وإذا كانت المقارنات الدقيقة للمناطق أكثر أهمية (مثل مقارنة أحجام الدولة)، فإن الإسقاط المتساوي في المنطقة (الألبر) أمر أساسي، وبالنسبة للقياس عن بعد، فإن الإسقاطات الكونية توفر قدراً أكبر من المقاييس الموحدة عبر خطوط العرض المتوسطة.

3- ما هي حالة الاستخدام المقصود؟

Aviation:] Lambert Conformal Conic (sectional charts).
Maritime: Mercator (nautical charts]

4 - ما هو خطى منطقتك الرئيسية؟

إذا كنت تبحر فقط في الولايات المتاخمة الـ 48، فإن الإسقاطات المخروطية أعلى، وإذا كان طريقك يشمل ألاسكا أو هاواي، قد تحتاج إلى عرض تقليدي (مثلاً، قمرة ذات موازين مختلفة لآلاسكا، أو منطقة صرف آلي مستقل)، فإن الأطلس الوطني للولايات المتحدة يستخدم مشروع " Albers Equal — Area Conic " مع وجود تشوهات القياسية في 29.5 درجة مئوية و45.5 درجة مئوية.

القرار العملي

بداية بالسؤال: هل سأقيّم النقاط أو المسافات عبر مناطق كبيرة؟ إذا كان نعم، يفضل LCC على المسافات أو المسافات، وإذا كنت بحاجة فقط إلى التلميح في الخريطة للموقع العام، فإن موقع ميركاتور من جهاز الهاتف يكفي لأي خريطة مطبوعة من مجموعة مرسيدس بأكملها، تخطط لاستخدامها بجدية، فإن الغرض من المشروع الشمالي.

خاتمة

إن الإسقاطات المسببة للمرض والمخروط تؤدي كل منها أدوارا أساسية في رسم خرائط الولايات المتحدة، ولكنها تخدم احتياجات ملاحية مختلفة، ولا سيما الإسقاطات المتحركة، والمتغيرات العابرة التي تُعرض فيها العلامات الثابتة والشكل المحلي، مما يجعلها حجر الزاوية في الملاحة البحرية والخرائط الحديثة على الشبكة العالمية، غير أن التشوهات الشديدة في المناطق المرتفعة تجعلها خيارات ضعيفة لفهم النطاق الحقيقي للمسافات الجوية.

ويمكن أن تختاروا، بفهم خصائص التشويه والتطبيقات النموذجية لهذه الإسقاطات، الخريطة الصحيحة لمهمتكم المحددة التي تحلق على طريق عبر البلد، وتقودون من الساحل إلى الساحل، أو تستكشفون ببساطة التنوع الجغرافي للبلد، وللاطلاع على توصية نهائية، إذا كنتم بحاجة إلى خريطة واحدة للملاحة العامة للأمم المتحدة، فإنكم تحتاجون إلى خريطة موحّدة من خريطة لامبرت كونفورمالية.