إسقاط الخرائط
إسقاط الخرائط (أو مساقطها) هو أي طريقة تستخدم في علم رسم الخرائط من أجل إظهار السطح المنحني ثنائي البعد للأرض بشكل مستوي.
إن كلمة إسقاط تعني أي عمل موجود على سطح الأرض وله قيم على المستوي وليس بالضرورة أن يكون إسقاطا هندسيا.
الخرائط المسطحة لا يمكن أن تظهر بدون عملية الإسقاط. إن الخرائط المسطحة قد تكون أكثر فائدة من الكروية *الإسقاط على الكرة الأرضية في كثير من الحالات
من أجل تسهيل الدراسة عادة يتم افتراض أن السهل الذي يتم إسقاطه هو عبارة عن سطح كروي، بينما في الواقع يكون الشكل الأنسب لتمثيل الكرة الأرضية هو سطح كروي مفلطح، وهناك العديد من الأجسام السماوية ذات الأشكال غير المنتظمة. ولذلك وبشكل عام فإن إسقاط الخرائط يطلق على طريقة الإسقاط المستوي لسطوح الأجسام الفلكية إلى مستوي.
وتحقيق المساحة الصحيحة أمر عظيم الأهمية في كثير من الخرائط و بخاصة تلك الخرائط التي ترسم لكي تبين التوزيعات المكانية لظاهرة أو ظاهرات جغرافية مختلفة، كتوزيع السكان أو الأراضي الزراعية.
كلمة الإسقاط المستخدمة هنا لا تنحصر فقط في الإسقاط المنظوري كالذي ينتج عند إسقاط خيال على شاشة، بل إن معنى الإسقاط هو أي تابع رياضي ينقل أي سطح منحني إلى المستوي.
برهن كارل فريدريش غاوس في مبرهنة إغريغوم أنه لا يمكن تمثل الكرة على المستوي بدون تشويه. وبما أن أي طريقة لتمثيل سطح كروي على مستوي هو إسقاط خريطة، عليه يكون أي إسقاط خريطة مشوه. إن كل إسقاط للخرائط يتشوه بشكل مختلف، وتكون دراسة إسقاط الخرائط هي دراسة خصائص التشويه الذي تتعرض له.
الخريطة هي تمثيل للسطح المنحني على المستوي. وعليه فإن تم استخدام إسقاط الخرائط من أجل الحصول على الخرائط، ولا يمكن رسم الخرائط بدون عمل إسقاط خرائط. تتميز الخرائط المستوية عن الخرائط الكروية بأنها أسهل للتعامل وتأخذ حجما تخزينيا أصغر، ومن الممكن مشاهدتها بسهولة على شاشة الحاسوب، ومن الممكن أخذ القياسات بسهولة ومن الممكن الاطلاع على أجزاء أكبر من الأرض في وقت واحد، وتكون أرخص من حيث كلفة الإنتاج وأسهل للحمل.
راجع موضوع خريطة حيث أنه قديماً لم يكن اهتمام بمساقط الخرائط، ورسمياً بدأ الاهتمام بمساقط الخرائط عندما عرف البشر أن الأرض كروية.
هناك الكثير من الخصائص الممكن قياسها على سطح الكرة الأرضية بغض النظر عن الطبيعة الجغرافية للمنطقة. من هذه الخصائص:
يتم إسقاط الخرائط للحفاظ على واحدة أو أكثر من هذه الخصائص، ولكن لا يمكن المحافظة على جميعهم في إسقاط واحد. حيث أن الهدف من استخدام الخريطة يحدد أي إسقاط يجب استخدامه، حيث يوجد العديد من الإسقاطات باختلاف أهداف استخدام الخرائط. من العوامل الأخرى الواجب مراعاتها عند اختيار نوع الإسقاط هو توافق البيانات الجغرافية. إن الأنماط المختلفة تعطي إحداثيات متباينة قليلاً للموقع ذاته من الأرض، لذلك من الضروري توافق البيانات للمواقع الجغرافية.
يتضمن إنشاء مسقط خريطة ثلاث خطوات: 
إن أي إسقاط للخرائط هو ليس "إسقاطاً" فعلياً بالمعنى الفيزيائي للإسقاط، بل هو عبارة عن تطبيق صيغ رياضية ليس لها مقابل فيزيائي. لكن من أجل فهم طبيعة إسقاط الخرائط بشكل أفضل من الممكن تخيل منبع ضوئي موضوع عند نقطة معينة بالنسبة للأرض، وتسقط الخريطة الكروية على مستوي.
يطلق على السطح القابل للإسقاط إلى سطح مستوي بدون أي تمدد، أو تمزق أو تقلص اسم "سطح قابل للنشر" . إن الاسطوانة، المخروط وبالطبع المستوي تعتبر جميعها سطوح قابلة للنشر. وكما تم عرضه في المقدمة فإن أي إسقاط لسطح كروي على سطح مستوي سوف يؤدي إلى تشوه في الصورة (مثلاً لا يمكنك تسطيح قشرة برتقالة دون تمزيقها أو لفها).
أحد الطرق للحصول على المسقط هو إسقاط سطح الأرض إلى أحد السطوح القابلة للنشر مثل السطح الاسطواني أو المخروطي، ومن ثم فتح هذا السطح للحصول على مستوي. على الرغم من أن الخطوة الأولى سوف تنتج بعض التشوه في الصورة، إلا أنه في الخطوة الثانية سيتم تمديد السطح دون أي تشويه إضافي.
عندما يتم اختيار نوع الإسقاط بين الاسطواني أو المخروطي أو المستوي، يجب تحديد توجيه الشكل. التوجيه يعبر عن وضعية الشكل بالنسبة للكرة. من الممكن أن يكون توجيه سطح الإسقاط ناظمياً أو مستعرضاً أو مائلاً. والسطوح قد تكون مماسية أي أنها تمس الكرة لكن لا تقطعها، أو قاطعة حيث يكون السطح قاطعاً للكرة.
الكرة الجغرافية هي الوسيلة الوحيدة لتمثيل الكرة الأرضية عند تحجيم ثابت في جميع نقاط الخريطة وفي جميع الاتجاهات. أما الخريطة فلا يمكنها تحقيق هذه الخاصية مهما كانت المساحة صغيرة. ولكن من الممكن أن تحقق تحجيماً ثابتاً عند خطوط معينة. بعض الخصائص الممكنة هي:
يتأثر إنشاء المسقط بكيفية تقريب شكل الأرض. في هذه المقالة يفترض أن الشكل كروي. لكن في واقع الحال فإن شكل الأرض ليس كروياً مثالياً وإنما أقرب إلى شكل القطع الناقص وهو الشكل الذي يتفلطح عند خط الاستواء. عند اختيار تموذج شكل الأرض يجب مراعاة ميزات وسيئات هذا النموذج بالمقارنة مع الشكل البيضوي للأرض. إن النماذج الكروية مناسبة لتمثيل الخرائط الصغيرة مثل أطلس العالم أو الكرة الجغرافية وذلك لأن الخطأ عند ذلك المقياس لا يكون ذا قيمة كبيرة أو كافياً لتبرير استخدام نماذج أعقد في التمثيل. النماذج القطع ناقصية تستخدم في تمثيل الخرائط الطبوغرافية ومن أجل خرائط ذات أحجام متوسطة أو كبيرة التي تكون بحاجة لدقة أعلى لتصوير سطح الأرض.
هناك نموذج آخر لتمثيل سطح الأرض يدعى نموذج جيود geoid والذي هو عبارة عن نموذج معقد ويعتبر من أقرب التمثيلات لسطح الكرة الأرضية للمتوسط سطح البحر ويتم الحصول عليه بدمج القياسات الأرضية والأقمار الصناعية لقيم الجاذبية الأرضية. لا يستخدم هذا النموذج في إسقاط الخرائط نظراً لتعقيده وإنما يستخدم في تطبيقات التحكم والمعلومات الجغرافية. يستخدم نموذج جيود في إنشاء "المدخل البياني" "datum" عن طريق إضافة لا انتظام في شكل التمثيل القطعي الناقصي لإضفاء تماثل أكبر مع السطح الحقيقي للأرض حيث يأخذ في عين الاعتبار المعالم الكبيرة التي تضفي قيم أعلى لحقل الجاذبية الأرضية بالإضافة إلى قيم الجاذبية للمعالم الجغرافية الكبيرة مثل السلاسل الجبلية والصفائح التكتونية والسهول.
إن التصنيف الأساسي للمساقط يعتمد على نوع سطح الإسقاط الذي يتم إسقاط الكرة الأرضية عليه. يتم وصف الإسقاط عن طريق وضع سطح عملاق بالتماس مع الأرض، متبوعاً بعملية تحجيم. هذه السطوح تكون إما إسطوانية، مخروطية، أو سمتي، أومستوية. إلا أن الإسقاطات الرياضية لا يمكن تصنيفها بشكل كامل ضمن هذه الأشكال ببساطة. لذلك تم اقتراح عدد آخر من التصانيف في المنشورات الرياضية مثل المخروطي الزائف (تكون خطوط الطول أقواس من دائرة)، الاسطواني الزائف (تكون خطوط الطول خطوطاً مستقيمة) سمتي زائفة أو سمتي رجعي أو مخروطي متعدد.
هناك طريقة أخرى لتصنيف المساقط بالاعتماد على الخصائص التي يحافظ عليها النموذج. بعض أشهر هذه التصانيف هو:
على اعتبار أن السطح الكروي ليس بسطح قابل قابل للنشر فإنه من المستحيل تحقيق إسقاط للخريطة يحافظ فيه على الأشكال والمساحات في آن واحد.
هناك المئات من التصانيف وطريقة التصنيف سنكتفي بذكر الأهم منهمليس من السهل أن نضع تصنيفا واضحا و جامعا لمساقط الخرائط. فهذا أمر تكتنفه صعاب عديدة، و ذلك بسبب كثرة المساقط و تداخلها في بعضها البعض، فمن العلماء من يصنف المساقط على أساس نوعين حسب الغرض الرئيسي الذي تحققه، ومن العلماء من يصنفها حسب نشوئها، وغيره الكثير من التصنيفات وما سأقوم بذكره هو أهم أنواع التصانيف وهو التصنيف حسب طريقة الإسقاط ومن ثم سأذكر أهم أنواع المساقط.
مساقط المساحة المتساوية : équivalentes Projections.
في مسقط المساحة المتساوية، نجد أن أي سنتيمتر مربع على الخريطة يمثل نفس العدد من الكيلومترات المربعة الذي يمثله أي سنتيمتر مربع آخر على الشكل الكروي. و بالتالي تظهر كل القارات و المحيطات و الجزر و الدول بمساحتها النسبية الصحيحة، ولما كانت المساحة نتاج بعدين اثنين (الطول و العرض)، فيمكن أن نزيد طول أحد البعدين و نقلل طول البعد الآخر، و مع ذلك نحصل على نفس المساحة، فمثلا المربع الذي طول ضلعه 2 سم2 ستكون مساحته 4 سم2 لكن يمكن تحويل هذا الشكل إلى مستطيل، و ذلك بتنصيف طول أحد جوانب المربع و مضاعفة طول الجانب الآخر ، فتصبح مساحته 1 × 4 = 4 سم2.
الاتجاه الصحيح هو عنصر مهم أيضا، و بخاصة في الخرائط التي تدرس توزيع العوامل ذات الأهمية في العلاقات العالمية كالملاحة البحرية و الجوية مثلا. و لكي نبين التوزيعات النطاقية أو الممتدة عرضيا لمثل هذه العوامل، فمن المستحسن تماما أن تكون خطوط العرض مستقيمة و موازية لخط الاستواء.
هناك مجموعة مبسطة من المساقط تسمى "مساقط الرسم المنظور"، "perspective Projection" ، أي كما يبدو شكل شبكة الأرض لنا حينما نسقطها على لوحة ورق وفقا لقواعد الرسم المنظور من حيث البعد النسبي و الموقع النسبي لكل من مركز الإشعاع و السطح المستوي. و لفهم هذه المجموعة نتصور كرة مصنوعة من الزجاج ومرسوم عليها شبكة خطوط الطول و العرض كما هي على الكرة الأرضية. فإذا وضعنا مصباحا في وسط الكرة الزجاجية ، فسوف تسقط خطوط الطول و العرض كظلال على أي سطح مستو ملامس لها.
ويسمى هذا النوع من المساقط المساقط المستوية Projections zénithales. .
و يسمى هذا النوع من المساقط المساقط الأسطوانية Projections cylindriques
Projections coniques و يعتمد أيضا على نفس مبدأ الظلال الساقطة و ينتج هذا المسقط إذا وضعنا مخروطا من الورق على الكرة الزجاجية , بحيث تكون قمة المخروط فوق القطب مباشرة ,و يلامس المخروط الكرة الزجاجية على طول دائرة خط عرض ، و بالتالي سوف يكون إسقاط خطوط الطول كخطوط مستقيمة
بينما تظهر خطوط العرض كأقواس من دوائر مشتركة المركز.
وستأتي لذكرهم لاحقاً
أو "المسقط السمتي" [الستيريوغرافي] بالإنجليزية "Projections Azimuthales".
يتم تقسيم المسقط المستوي حسب ثلاثة معايير وهي:
يمكن تقسيم المسقط من حيث موضع الرسم إلى ثلاثة أقسام:
وهي التي تكون فيها لوحة الرسم مماسة لسطح الكرة في نقطة عند الدائرة الاستوائية.
2. المساقط القطبية : Zénithales Polaires
وهي المساقط التي تكون فيها لوحة الرسم مماسة لأحد القطبين.
3. المساقط المائلة : Zénithales obliques
و هي التي تكون فيها لوحة الرسم مماسة لسطح الكرة في نقطة تقع على دائرة من دوائر العرض بين الدائرة الاستوائية و أحد القطبين.
1. المسقط الصحيح : Orthogonal :
إذا كان مركز الإسقاط في نقطة بعيدة جدا عن الكرة.
2. المسقط الكروي : 
إذا كان مركز الإسقاط في نقطة تبعد قليلا عن الكرة و على امتداد القطر الاستوائي.
3. المسقط المجسم : Stereographique :
إذا وقع على أحد نقاط الدائرة الاستوائية بداخل الكرة.
4. المسقط المركزي
أما الحالة الرابعة و هي التي يقع فيها مركز الإسقاط في مركز الكرة
ينتج عن كل نوع من المساقط الرئيسة الثلاثة السابقة الذكر مساقط فرعية نستعرضها فيما يلي :
يستخدم هذا المسقط في رسم خرائط المناطق القريبة من خط الاستواء ، و حتى دائرة 15 و 20 درجة على الأكثر شمالا و جنوبا ، و بنفس هذا المقدار عن خط الطول الأوسط في المنطقة شرقا و غربا. و بذلك فإنه لا يصلح لرسم خريطة قارة آسيا تبعا لامتدادها الكبير، و لكنه يصلح لرسم خريطة قارة أفريقيا.
الطريقة البيانية لرسم المسقط الاستوائي المركزي.
لنقوم برسم المسقط الاستوائي المركزي بيانياً يجب اتباع الخطوات التالية :
خصائصه
استعمالاته
خصائصه
استعمالاته
الطريقة البيانية لرسم المسقط الاستوائي المجسم
لنقوم برسم المسقط الاستوائي المجسم بيانياً يجب علينا اتباع الخطوات التالية :
خصائصه
استعمالاته
خصائصه
استعمالاته
خصائصه
ينشأ المسقط الأسطواني بإحاطة الكرة الأرضية بأسطوانة مماسة لها عند خط الاستواء، حيث يتم إسقاط كافة سمات ونقاط الأرض عليها، وتُفتح الأسطوانة بعد ذلك، وتبسط لتشكل خارطة مستطيلة ذات خطوط مستقيمة ومتوازية ومتساوية التباعد فيما بينها، وخطوط عرض مستقيمة ومتوازية ولكن البعد بينها غير متساوٍ، إذ أنها تتباعد كلما اقتربنا من القطبين.
وهو أهم مسقط أسطواني، وهو مسقط اسطواني عادي ولكن مركاتور _ وهو رسام _ قام بتقصير المسافة الفاصلة بين دوائر العرض كلما اتجهنا نحو القطبين بنسبة معينه وهذا ما جعل الخط المستقيم من نقطة إلى القطب في الخريطة مساوية تقريباً للحقيقة وهذا ما جعل البوصلة أكثر دقة في الخريطة لهذا الملاحون دائماً ما يحملون خريطة بمسقط مركاتور.
هما مسقطان مشتقان من المسقط الأسطواني:
ينشأ المسقط المخروطي بوضع مخروط على شكل قبعة من الورق على الكرة الأرضية فوق أحد القطبين الشمالي أو الجنوبي، وباعتبار وجود ضوء داخل الأرض ليعكس صورتها على السطح الداخلي للمخروط، وتُرسم خطوط الأرض وسماتها على ذلك السطح بفتح المخروط، بعد ذلك يُبسط ليشكل خارطة.
هناك طريقة عملية مفيدة في هذا الصدد ، وهي أن يقارن مستعمل الخريطة شبكة المسقط على الخريطة التي أمامه بشبكة خريطة نموذج الكرة الأرضية . و لكن عليه أولا أن يتحقق من الخصائص الأساسية في شبكة خطوط النموذج الأرضي ، وتتمثل أهم هذه الخصائص فيما يلي :