دور الإسقاطات الخرائطية في الملاحة البحرية للمحيطات والطرق الجوية

التوقعات المتعلقة بالملاحة والخرائط في المحيطات

خطوط الرهومب والسيرك العظيمة

وفي مجال الملاحة البحرية، يتمثل التحدي الرئيسي في عبور مساحات شاسعة لا تُسمَى من المياه، وينظم مفهومان أساسيان تخطيط الطرق: خطوط الرامبو والقوسان العريقان الكبيران، وخط الرامبو (أو اللكسدروم) هو طريق ثابت للشحن - وتحتفظ السفينة أو الطائرة بعنصر رصيف ثابت، وفي عرض للوردة، يكون خط الرزمة خطا مستقيما، وهذا هو السبب في أن تقوم السفينة برسم خرائط للشحنات البحرية.

غير أن أقصر مسافة بين نقطتين على نطاق ما هي قوس عريق كبير (تقاطع المجال مع طائرة تمر عبر المركز) وفي خريطة مركاتورية، يبدو أن مساراً كبيراً من مسارات السيرك هو خط محفور، يتجه في كثير من الأحيان نحو القطبين، ولذلك فإن الرحلات الطويلة (مثلاً، عبور عبر المحيط الأطلسي) يمكن أن تكون أطول بكثير من خط السيرة.

الاستخدام العملي في القشور البحرية

كما أن المكاتب الهيدروغرافية الوطنية، مثل المكتب الهيدروغرافي للمملكة المتحدة والإدارة الوطنية لدراسة المحيطات والغلاف الجوي في الولايات المتحدة، تنتج خرائط مركبة للملاحة الساحلية والمحيطية، وتشمل هذه الخرائط سبرات تفصيلية، ووسائل مساعدة للملاحة، ومناطق تحذيرية، كما أن الإسقاطات تضمن الاتساق في تحديد المواقع، مما يجعل تخطيط المرور في المناطق القطبية أمرا مستقيما.

ويمكن لنظم العرض والمعلومات الالكترونية الحديثة أن تتغير بين التوقعات على الذبابة، ولكنها لا تزال تعتمد على التحولات الرياضية الأساسية للمركب أو ما يعادلها من تحويلات رياضية لجعل العرض، ففهم التشويهات التي يقوم بها الإسقاط يساعد موظف المراقبة على تفسير المسافات والمناطق بشكل صحيح، لا سيما عندما يتحول إلى مناطق في مكان آخر.

توقعات تخطيط الطرقات الجوية والخرائط

الطريق السريع

ويقتضي الملاحة الجوية الدقة والفعالية القصوى، إذ تغطي الرحلة التجارية من نيويورك إلى طوكيو ما يقرب من 800 10 كيلومتر - حتى انحراف بنسبة 1 في المائة بسبب خطأ الإسقاطات، ما يزيد على 100 كيلومتر من الرحلات الجوية غير الضرورية، والتوقعات الكونية المتوافقة هي مجموعة العمل من الطيران لأنها تجمع بين التطابق والتشويهات المنخفضة على خطوط العرض المتوسطة التي تتبع فيها معظم الطرق الجوية.

وتستخدم برامجيات تخطيط الرحلات الجوية النظام الجيوديسي العالمي (WGS84) بوصفه الداتوم الأساسي وتحسب مسارات كبيرة جداً، ولا تستخدم الإسقاطات إلا للعرض والرسم الإنساني، ومع ذلك، فإن الخرائط الورقية التقليدية - المحتفظ بها كدعم - هي دائماً تقريباً من أجل قطاعات عالية الارتفاع، وبالنسبة للاقتراب والهبوط، كثيراً ما تتحول الخرائط إلى مشروع محلي ().

النهج الصُكية والملاحة في المنطقة

وتسمح الملاحة في المنطقة بالطيران بأي مسار مرغوب فيه في نطاق تغطية معونات الملاحة الأرضية أو الساتلية بدلا من اتباع طرق محددة تحددها أجهزة رصد الأرض، وتعتمد إجراءات الشبكة على نظم وإسقاطات دقيقة للتنسيق، ومقياس بيانات الطيران هو الترميز 424 الذي يستخدم خط العرض/الطول في الفريق العامل المعني بالاستخدامات البحرية دون عرض، غير أن عرض الخرائط المتحركة يجب أن يطابق هذه الإحداثيات.

وأثناء نهوج الأجهزة - وخاصة النهج الدقيقة مثل نظام الرصد الدولي أو نظام GLS - يتبع الطيار مساراً جلياً محدداً، وتحتوي قاعدة بيانات الملاحة الأساسية على إحداثيات تتحول إلى عرض العرض، وإذا كان الإسقاط سيدخل تشوهات كبيرة بالقرب من المدرج، فإن المسار المُعرض يمكن أن يُساءل مع مسار الطيران الفعلي، ولذلك فإن سلطات الطيران تُلزم بمعايير صارمة لتوقعات الخرائط ودقة البيانات.

القيود والتحديات

Distortion Trade —offs

ولا يوجد أي عرض غير مقصود، فالنظرية الأساسية لتوقعات الخرائط )الخط المائل لحزب تيسوت( تبين أن التشوهات أمر لا مفر منه وتختلف عبر الخريطة، وعلى سبيل المثال، فإن دائرة من الشواطئ المتساوية التي تُسحب قرب خط الاستواء تبدو دائرة صغيرة، بينما تبدو نفس الدائرة التي تُسحب قرب القطب كنقطة اندلالية كبيرة.

السطو على الملاحة والسلامة

وقد أدى عدم حساب التشويهات التي تشوه الإسقاطات إلى وقوع حوادث في العالم الحقيقي، ففي عام 1983، انحرفت الرحلة رقم 7 للخطوط الجوية الكورية عن مسارها المقرر وأُطلقت بعد أن اخترقت المجال الجوي السوفياتي؛ ويعزى جزء من خطأ الملاحة إلى سوء تفسير بيانات نظام الملاحة غير المباشر بالنسبة لتوقع الخرائط، وفي عهد أقرب عهد، فإن أخطاء نظام الرصد الجوي أقل شيوعا، وإن كانت لا تزال ممكنة.

وثمة تحد آخر يتمثل في الانتقال بين التوقعات عند عبور مناطق الطول أو الطول، فعلى سبيل المثال، فإن الرحلة من منطقة تستخدم فيها قناة لامبرت إلى منطقة القطب باستخدام إسقاطات بخارية يجب أن تُشكل التغيير في كيفية تمثيل الاتجاهات، وأن أدلة تخطيط الرحلات الجوية والنظم الإلكترونية تعالج هذه التحولات تلقائيا، ولكن على الطاقم أن يفهم الهندسة الأساسية للتحقق من النواتج.

الملاحة الرقمية الحديثة والإسقاطات

GPS and Electronic Charts

ويوفر النظام العالمي لتحديد المواقع مواقع دقيقة للغاية في نظام تنسيق جغرافي مركزي (WGS84)، وقد يمتد هذا العرض الإلكتروني الحديث - البحري والملاحي الجوي - إلى هذا الخانة، ويُعرض البرنامج الحاسوبي للعرض في الوقت الحقيقي على موقع العرض المفصل للنظام العالمي لتحديد المواقع، ويُستخدم فيه على شاشة العرض، وكثيرا ما يكون هذا العرض بمثابة سيارة عرض مبسطة (أيكوايكلوتر) للملاحة العالمية.

وتتمثل ميزة النظم الرقمية في أنها يمكن أن تعدل بصورة دينامية الإسقاط لتقليل التشوه إلى أدنى حد بالنسبة للرأي الحالي، ويرى المستخدم خريطة غير متجانسة ومُشفرة، غير أن النظام لا يعدو أن يكون جيداً كما هو الحال بالنسبة لخصائصه، وإذا كان البرنامج الحاسوبي غير صحيح فإنه يُفترض به أن يُعرض بدقة (مثلاً، معالجة إحداثيات الفريق العامل 84 كما لو كانت على شبكة مسطحة)، فإن جميع الأخطاء في المواقع يمكن أن تحدث.

موقع مركاة وخرائط على الإنترنت

وقد أصبح عرض المرارة على الشبكة العالمية (EPSG:3857) مبتغاً عن الافتراضات المتعلقة بالتخطيط على الإنترنت، مثل خرائط غوغل، وخرائط " أوف ستريت مراب " ، وخرائط " بينغ " ، وهي عبارة عن متغير للمركب الذي يعامل الأرض على أنها مجال للبساطة ويستخدم الإحداثيات الإلكترونية.

خاتمة

إن توقعات الخرائط أكثر بكثير من تقنية رسم الخرائط - فهي عنصر أساسي في الملاحة الآمنة والفعالة عبر المحيطات والمناطق، ومن الرسم البياني للسفن في القرن السادس عشر الذي يفتح البحار أمام قناة لامبرت المطابقة التي توجه شركات الطيران اليوم، فإن كل عرض يمثل حلا للمشكلة المتأصلة المتمثلة في تمثيل منطقة على سطح مسطح.