Χαρτογραφική προβολή

Στη Χαρτογραφία με τον όρο Χαρτογραφική Προβολή ή Προβολή χάρτου (chart projection) ονομάζεται η μέθοδος απεικόνισης όλης ή τμήματος της φυσικής γήινης επιφάνειας σε ένα επίπεδο, αυτό του χάρτη. Ο κλάδος της χαρτογραφίας που ασχολείται με τα θέματα των προβολών ονομάζεται Αναλυτική Χαρτογραφία (ή πιο παραδοσιακά Μαθηματική Χαρτογραφία) και συνδυάζει μαθηματικές και αναλυτικές μεθόδους για την επίλυση χαρτογραφικών προβλημάτων.

Το σημαντικότερο πρόβλημα που παρουσιάζει η δημιουργία ενός χάρτη είναι η κατάλληλη απεικόνιση της σφαιρικής επιφάνειας της Γης, μιας μη αναπτυκτής επιφάνειας, στην επίπεδη επιφάνεια του χάρτη. Η απεικόνιση αυτή δεν μπορεί να κατασκευασθεί χωρίς να υπάρξουν παραμορφώσεις στα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των σχημάτων, δηλαδή στις αποστάσεις, στις γωνίες, στις διευθύνσεις (γνωστές και ως αζιμούθια) και στα εμβαδά. Για να αντιμετωπισθεί αυτό το πρόβλημα, ακολουθούνται διάφορες μαθηματικές (ή αναλυτικές) μέθοδοι προβολής των σημείων της επιφάνειας της Γης σε ένα επίπεδο ή σε μια γεωμετρικά αναπτυκτή επιφάνεια όπως είναι π.χ. η επιφάνεια του κώνου,  η επιφάνεια του κυλίνδρου, ή η επιφάνεια ενός επιπέδου, έτσι ώστε κάθε φορά να διατηρείται τουλάχιστον ένα από τα παραπάνω μεγέθη, και τα υπόλοιπα να παραμορφώνονται με γνωστό τρόπο. Κάθε χαρτογραφική προβολή ορίζει με μαθηματικούς τύπους τόσο την αντιστοίχηση των σημείων αλλά και τις παραμορφώσεις (ποσότητα και είδος) που εισάγονται. Τα μαθηματικά εργαλεία που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή της προβολής προέρχονται, μεταξύ άλλων, και από τη θεωρία των επιφανειών. 

Επειδή στην πραγματικότητα το σχήμα και το μέγεθος της γης δεν μπορεί να περιγραφεί με μαθηματικό (ή γεωμετρικό) τρόπο (στις γεωεπιστήμες, και ειδικότερα στη Γεωδαισία, το πραγματικό σχήμα της Γης αναφέρεται ως γεωειδές), υιοθετείται μια μαθηματική επιφάνεια αναφοράς προκειμένου να είναι εφικτή η προβολή της στο επίπεδο. Τέτοιες επιφάνειες αναφοράς που προσεγγίζουν όσο το δυνατόν καλύτερα το πραγματικό σχήμα της γης μπορεί να είναι:

 Η σφαίρα
 Το ελλειψοειδές εκ περιστροφής (γνωστό και ως σφαιροειδές)

Κάθε χαρτογραφική προβολή έχει τα δικά της χαρακτηριστικά που την καθιστούν προτιμητέα για ορισμένη χρήση. Καμία όμως δεν μπορεί να συγκεντρώσει όλα τις παραπάνω ιδιότητες και να παρέχει ταυτόχρονα μηδενικές παραμορφώσεις αποστάσεων, γωνιών και επιφανειών, ώστε να μπορεί να χαρακτηριστεί καθολικά αποδεκτή και κατάλληλη για κάθε χρήση. 

Τα κύρια κριτήρια επιλογής της χαρτογραφικής προβολής περιλαμβάνουν την η έκταση και το είδος της γεωγραφικής περιοχής που καλείται να απεικονίσει ο χάρτης, το είδος του χάρτη κ.λπ. Έτσι υπάρχουν χαρτογραφικές προβολές κατάλληλες για την απεικόνιση όλης της γης, μιας ηπείρου, μιας  χώρας, προβολές για το θαλάσσιο χώρο και τη ναυτιλία, προβολές για τοπογραφικούς ή θεματικούς χάρτες κ.ο.κ.

Απαιτήσεις - προϋποθέσεις

Οι συνήθεις απαιτήσεις που λαμβάνονται υπόψη και που χαρακτηρίζονται συνθήκες που θα πρέπει να πληρούνται για τη κατασκευή μιας προβολής, μεταξύ άλλων, είναι:
 Απεικόνιση πραγματικού σχήματος των φυσικών χαρακτηριστικών
 Ομοιότητα σχημάτων των φυσικών χαρακτηριστικών.
 Ομοιότητα παρεχομένων συμβόλων
 Ομοιότητα παρεχομένων ενδείξεων και προσανατολισμού.
 Αναλογική αναπαράσταση των φυσικών χαρακτηριστικών, δηλαδή υπό κλίμακα.
 Σταθερή κλίμακα μέτρησης αποστάσεων,
 Απεικόνιση της ορθοδρομίας ως ευθεία γραμμή
 Απεικόνιση της λοξοδρομίας ως ευθεία γραμμή
 Υπόδειγμα μέτρησης αποστάσεων σε πολλαπλά μέτρα μέτρησης
 Αναφορά του εκδότη, του έτους κατασκευής, της απόκλισης, καθώς και άλλων σχετικών στοιχείων.

Οι διάφορες προβολές μπορεί να καλύπτουν κάποιες από τις παραπάνω απαιτήσεις όχι όμως όλες, για παράδειγμα μια χαρτογραφική προβολή δεν μπορεί να προβάλει μαζί την ορθοδρομία και λοξοδρομία ως ευθείες γραμμές.

Ταξινόμηση Χαρτογραφικών Προβολών

Οι χαρτογραφικές προβολές ταξινομούνται ανάλογα της γεωμετρικής επιφάνειας στην οποία απεικονίζεται (προβάλλεται) η επιφάνεια αναφοράς (επιφάνεια της Γης), οι οποίες και είναι οι:
Κωνική προβολή, όταν χρησιμοποιείται ένας κώνος, στην οποία περιλαμβάνονται η απλή κωνική, η τύπου "Λάμπερτ", και η πολυκωνική προβολή.
Αζιμουθιακή προβολή, (γνωστή και ως επίπεδη) όταν χρησιμοποιείται ένα επίπεδο. Περιλαμβάνεται η γνωμονική, η στερεογραφική, η ορθογραφική προβολή και η ισαπέχουσα προβολή (ή ισοαζιμουθιακή)
Κυλινδρική προβολή, όταν χρησιμοποιείται ένας κύλινδρος, η οποία περιλαμβάνει και την Μερκατορική προβολή. Η Μερκατορική προβολή είναι σύμμορφη, ονομάζεται και ισοκυλινδρική προβολή'' και είναι αυτή που χρησιμοποιείται στην κατασκευή και σύνθεση του ναυτικού χάρτη. Μια απλοποιημένη έκδοση της Μερκατορικής προβολής χρησιμοποιείται στους ψηφιακούς χάρτες της Google.

Υπάρχουν αρκετές χαρτογραφικές προβολές οι οποίες δεν χρησιμοποιούν απλές γεωμετρικές μεθόδους αντιστοίχισης σημείων αλλά σύνθετους μαθηματικούς τύπους οπότε και δεν είναι εύκολο να καταταχθούν σε μία από τις τρεις παραπάνω κύριες κατηγορίες. Παραδείγματα τέτοιων προβολών είναι:
 Η Ψευδοκωνική (pseudoconic)
 Η Ψευδοκυλινδρική (pseudocylindrical)
 Η Ψευδοαζιμουθιακή (pseudoazimuthal)
 Η Πολυκωνική (polyconic)

Ανάλογα με τον προσανατολισμό της γεωμετρικής επιφάνειας σε σχέση με τον άξονα περιστροφής της Γης, η απεικόνιση διακρίνεται σε:
Ορθή όταν ο άξονας συμμετρίας της αναπτυκτής επιφάνειας προβολής ταυτίζεται με τον άξονα περιστροφής της γης.
Πλάγια όταν ο άξονας συμμετρίας της αναπτυκτής επιφάνειας προβολής σχηματίζει μια τυχαία γωνία  με τον άξονα περιστροφής της γης.
Εγκάρσια όταν ο άξονας συμμετρίας της αναπτυκτής επιφάνειας προβολή  είναι κάθετος με τον άξονα περιστροφής της γης.

Ανάλογα με το είδος του γεωμετρικού μεγέθους που διατηρεί αναλλοίωτο μια χαρτογραφική προβολή από την επιφάνεια αναφοράς (της Γης) στο τελικό επίπεδο του χάρτη, μπορεί να χαρακτηρισθεί ως:
 Ισαπέχουσα, όταν διατηρούνται αναλλοίωτες οι αποστάσεις (μήκη) από ένα ή περισσότερα σημεία
 Σύμμορφη, όταν διατηρούνται αναλλοίωτες οι γωνίες ή οι διευθύνσεις (π.χ. το αζιμούθιο). Οι σύμμορφες προβολές διατηρούν τα σχήματα (τη μορφή τους).
 Ισοδύναμη, όταν διατηρούνται τα εμβαδά των επιφανειών.

Χαρτογραφικές Προβολές στον Ελληνικό Χώρο

Οι κυριότερες χαρτογραφικές προβολές που έχουν χρησιμοποιηθεί έως σήμερα είναι οι παρακάτω τέσσερις:
 Η Πλάγια Ισαπέχουσα Αζιμουθιακή προβολή του ΗΑΤΤ που χρησιμοποιείται στο προβολικό σύστημα HATT από τη Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού.
 Η Εγκάρσια Μερκατορική Προβολή 3 μοιρών (Tranvserse Mercator) που χρησιμοποιήθηκε από το ΥΠΕΧΩΔΕ στο προβολικό σύστημα 3 μοιρών (ΕΜΠ3° ή ΤΜ3°).
 Η Παγκόσμια Εγκάρσια Μερκατορική Προβολή (Universal Transverse Mercator) που χρησιμοποιείται παγκοσμίως και έχει υιοθετηθεί κυρίως από τις στρατιωτικές υπηρεσίες διαφόρων χωρών.
 Η Εγκάρσια Μερκατορική Προβολή (Tranvserse Mercator) που χρησιμοποιείται στο Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς 1987 (ΕΓΣΑ '87), το οποίο είναι προϊόν συνεργασίας του Εργαστηρίου Ανώτερης Γεωδαισίας του Τμήματος Αγρονόμων-Τοπογράφων Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου, της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού και του Οργανισμού Κτηματολογίου και Χαρτογραφήσεων Ελλάδος (ΟΚΧΕ).

Πρόσθετες πηγές
 Map Projections GR
  Παρουσιάσθηκε και στο Γ' Πανελλήνιο Συνέδριο της HellasGI (2004).

Δείτε επίσης
 Διάταξη χάρτη με τον νότο στην κορυφή

Χαρτογραφία
Γεωδαισία
Τοπογραφία
Πληροφοριακά γραφήματα