เส้นโครงแผนที่
 | ลิงก์ข้ามภาษาในบทความนี้ มีไว้ให้ผู้อ่านและผู้ร่วมแก้ไขบทความศึกษาเพิ่มเติมโดยสะดวก เนื่องจากวิกิพีเดียภาษาไทยยังไม่มีบทความดังกล่าว กระนั้น ควรรีบสร้างเป็นบทความโดยเร็วที่สุด |
โดยทั่วไปแล้วเส้นโครงแผนที่ (อังกฤษ: Map projection) คือระบบการเปลี่ยนตำแหน่งของละติจูดและลองจิจูดบนพื้นผิวทรงกลมซึ่งในที่นี้คือโลก ให้มาอยู่บนแผ่นกระดาษที่มีลักษณะเรียบ[1] ดังนั้นเส้นโครงแผนที่จึงเป็นสิ่งที่สำคัญสำหรับการทำแผนที่ เส้นโครงแผนที่มีอยู่ด้วยกันหลายประเภท ซึ่งในแต่ละประเภทมีข้อจำกัดที่เกิดจากการบิดเบี้ยว[2]อยู่ในตัว ซึ่งการบิดเบี้ยวนี้เกิดมาจากกระบวนการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งจากทรงกลมให้มาอยู่บนผิวเรียบ ยกตัวอย่างเช่น การทำให้เปลือกส้มทั้งลูกที่มีลักษณะกลมให้เป็นแผ่นเรียบเพียงแผ่นเดียวย่อมมีการบิดเบี้ยวเกิดขึ้น
สิ่งสำคัญที่สุดในการเลือกใช้แผนที่ประเภทต่าง ๆ คือ วัตถุประสงค์ที่จะนำไปใช้ เส้นโครงแผนที่ในแต่ละแบบมีจุดประสงค์เพื่อรักษาคุณสมบัติบางประการให้คงไว้ ในขณะเดียวกันก็จะทำให้เกิดการบิดเบี้ยวของคุณสมบัติบางประการเกิดขึ้น จึงทำให้แผนที่แต่ละประเภทมีไว้สำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป สำหรับการใช้งานโดยทั่วไป เมื่อเปรียบเทียบกับแผนที่ที่อยู่บนลูกโลกทรงกลมจำลองนั้นเป็นการยากสำหรับการใช้งาน แต่เมื่อแผนที่ถูกแสดงลงบนแผ่นกระดาษที่เรียบแล้ว ย่อมทำให้เกิดความสะดวกต่อการเผยแพร่ การใช้งาน การพกพา และการเก็บรักษา[3]
คุณลักษณะของแผนที่
[แก้]การบอกคุณลักษณะของแผนที่แสดงพื้นผิวโลกสามารถทำการจำแนกประเภทได้จากลักษณะทางภูมิศาสตร์ อันประกอบไปด้วย
ในเส้นโครงแผนที่แต่ละประเภทมีจุดประสงค์เพื่อรักษาคุณลักษณะต่างๆข้างต้นให้คงอยู่ไว้อย่างน้อยหนึ่งอย่าง ดังนั้นในกระบวนการทำแผนที่จึงต้องคำนึงถึงการรักษาคุณลักษณะแต่ละประเภทไว้เป็นพื้นฐาน ด้วยเหตุนี้จึงไม่สามารถที่จะบอกได้ว่าแผนที่ประเภทใดเป็นแผนที่คือแผนที่ที่ดีที่สุด เนื่องจากแต่ละประเภทมีข้อจำกัดที่แตกต่างกันออกไป อีกสิ่งหนึ่งที่ต้องคำนึงถึงคือข้อมูลต่างๆทางภูมิศาสตร์ที่จะใส่ลงบนแผนที่ ในแผนที่ที่มีการใช้อัตราส่วนที่ไม่ใหญ่มากการลงข้อมูลให้ถูกต้องถือว่ามีความสำคัญอย่างมากเช่นเดียวกัน
กระบวนการสร้างแผนที่
[แก้]ในกระบวนการสร้างแผนที่สามารถจำแนกได้เป็น 2 ขั้นตอน ได้แก่
- การเลือกตัวแบบของลูกโลก โดยปกติแล้วจะทำการเลือกระหว่างทรงกลมและทรงรี เนื่องจากลูกโลกที่แท้จริงไม่ได้มีลักษณะเป็นทรงกลมที่สมบูรณ์
- หลักจากที่ได้แบบแล้ว ก็จะเป็นการเปลี่ยนตำแหน่งละติจูดและลองติจูดทางภูมิศาสตร์ ให้มาอยู่บนระนาบแกน x y ในทางคณิตศาสตร์
กระบวนการที่เรียบง่ายที่สุดของเส้นโครงแผนที่คือการฉายภาพ ซึ่งในที่นี้คือการใช้แสงเพื่อฉายภาพพื้นผิวโลกลงบนพื้นผิวเรียบประเภทต่างๆ
การเลือกพื้นผิวเรียบสำหรับเส้นโครงแผนที่
[แก้]ในที่นี้คือการเลือกพื้นผิวที่สามารถห่อหุ้มลูกโลกที่เป็นต้นแบบได้ โดยที่ไม่ทำให้พื้นผิวโลกมีการสูญเสียพื้นที่ สามารถจำแนกประเภทพื้นผิวเรียบที่ใช้ออกได้เป็นสามประเภทใหญ่ๆ คือ ทรงกระบอก ทรงกรวย และ แผ่นเรียบ เมื่อภาพของต้นแบบบนพื้นผิวลูกโลกขึ้นไปอยู่บนพื้นผิวเรียบที่ใช้แล้ว จึงทำการคลี่พื้นผิวเรียบทรงกระบอกหรือทรงกรวยออก ให้กลายเป็นเป็นเรียบเพื่อนำไปใช้งานต่อไป
พื้นผิวสำหรับเส้นโครงแผนที่แบบทรงกระบอก
[แก้]พื้นผิวทรงกระบอก คือ เส้นโครงแผนที่บนลูกโลกให้ไปอยู่บนพื้นผิวทรงกระบอก โดยให้แกนของทรงกระบอกอยู่ในแนวเดียวกันกับแกนของลูกโลกต้นแบบ หลังจากที่ได้ภาพบนพื้นผิวทรงกระบอกแล้วจึงนำไปคลี่ออกเพื่อใช้งานเป็นแผนที่ต่อไป อย่างไรก็ตามหากพิจารณาดูที่รูปประกอบแล้วจะเห็นได้ว่าเมื่อตำแหน่งละติจูดมีค่าสูงขึ้น จะมีการขยายออกในแนวเหนือ-ใต้ และ แนวตะวันออก-ตะวันตก ซึ่งยิ่งเมื่อค่าละติจูดสูงขึ้นมากเท่าไหร่ก็จะมีการขยายตัวออกมากขึ้นเรื่อย ๆ โดยที่การขยายขยายออกในแนวเหนือ-ใต้จะมีค่าเพิ่มขึ้นมากกว่าการขยายตัวออกในแนวตะวันออก-ตะวันตกที่ตำแหน่งละติจูดเดียวกัน ตัวอย่างของแผนที่ที่เกิดจากการใช้พื้นผิวทรงกระบอก เช่น แผนที่แบบเมอร์เคเตอร์และเมอร์เคเตอร์ผันกลับ เป็นต้น
พื้นผิวสำหรับเส้นโครงแผนที่แบบทรงกรงกรวย
[แก้]พื้นผิวทรงกรวย คือ เส้นโครงแผนที่บนลูกโลกให้ไปอยู่บนพื้นผิวทรงกรวย โดยให้แกนของทรงกรวยอยู่ในแนวเดียวกันกับแกนของลูกโลกต้นแบบ เส้นละติจูดในแนวนอนจะมีลักษณะเป็นวงกลมบนพื้นผิวกรวยล้อมรอบจุดยอด[6] เส้นเมริเดียนหรือเส้นลองติจูดในแนวตั้งจะมีระยะห่างระหว่างเส้นที่เท่ากัน เมื่อนำพื้นผิวกรวยไปคลี่ออกเป็นแผ่นเรียบ ซึ่งในการใช้พื้นผิวแบบกรวยนั้นสามารถจำแนกออกได้เป็นสองประเภท
- การที่ให้พื้นผิวกรวยสัมผัสพื้นผิวลูกโลกต้นแบบโดยจุดที่สัมผัสเป็นจุดที่ตั้งฉากระหว่างพื้นผิวทั้งสอง
- การที่ผู้ทำแผนที่เลือกเส้นขนานบนเปลือกลูกโลกสองเส้นแล้วให้พื้นผิวกรวยตัดผ่านสองเส้นขนานนั้น ในประเภทที่สองนี้ผลคือช่วยการลดการบิดเบี้ยวในเรื่องอัตราส่วน รูปทรง และพื้นที่ ที่อยู่ใกล้กับเส้นขนานทั้งสองเส้นบริเวณที่พื้นผิวกรวยตัดผ่าน
ตัวอย่างของแผนที่ที่เกิดจากการใช้พื้นผิวทรงกรวย คือ แบบระยะเท่ากัน (Equidistant conic) แบบอัลเบอร์ส (Albers conic) และแบบมาตราส่วนแลมเบิร์ต (Lambert conformal conic) เป็นต้น
พื้นผิวสำหรับเส้นโครงแผนที่แบบเรียบ
[แก้]พื้นผิวเรียบ คือเส้นโครงแผนที่บนลูกโลกให้ไปอยู่บนพื้นผิวเรียบ โดยเลือกใช้จุดกึ่งกลางของแผ่นเรียบให้เป็นจุดสัมผัสและตั้งฉากพื้นผิวโลก วิธีการนี้จะเป็นการรักษาทิศทางจากจุดศูนย์การไปยังตำแหน่งต่างๆบนแผนที่ และทำให้เส้นรอบวงกลมโลกที่ใหญ่ที่สุดถูกแสดงเป็นเส้นตรงเมื่ออยู่บนพื้นผิวเรียบ แต่การทำเช่นนี้จะทำให้เกิดการบิดเบี้ยวของรูปร่างและพื้นที่เกิดขึ้น
- ตัวอย่างของแผนที่ที่เกิดจากการใช้พื้นผิวเรียบ คือ การฉายภาพแบบโนโมนิก (Gnomonic projection) เป็นต้น
การจำแนกประเภทของเส้นโครงแผนที่
[แก้]พื้นฐานหลักของการจำแนกเส้นโครงแผนที่ อยู่ที่ประเภทของพื้นผิวที่ใช้สำหรับเส้นโครงแผนที่ ซึ่งในที่นี้คือการนำพื้นผิวขนาดใหญ่มาสัมผัสกับพื้นผิวโลก ตามด้วยการกำหนดอัตราส่วนที่ต้องการใช้งาน พื้นผิวเหล่านี้ คือ
- ทรงกระบอก (ยกตัวอย่างเช่น แผนที่แบบเมอร์เคเตอร์)
- ทรงกรวย (ยกตัวอย่างเช่น แผนที่แบบอัลเบอร์ส)
- แผ่นเรียบ (ยกตัวอย่างเช่น แผนที่ที่เกิดจากทำแบบจำลองเชิงเส้นรอบทิศ[7])
นอกจากนี้ยังมีพื้นผิวสำหรับเส้นโครงแผนที่ที่ไม่ได้จำแนกอยู่ในพื้นผิวสามประเภทนี้ เช่น ทรงกระบอกปลอม (Pseudocylindrical) หรือ ทรงกรวยปลอม (Pseudoconic) เป็นต้น
การจำแนกประเภทอีกแบบหนึ่ง คือ การจำแนกตามคุณลักษณะทางภูมิศาสตร์ที่ต้องการการรักษาไว้ของแผนแต่ละประเภท ดังนี้
- ทิศทาง คือ การรักษาคุณสมบัติทางด้านทิศทางระหว่างจุดสองจุดใดๆบนแผนที่ให้คงไว้
- รูปทรงเฉพาะแห่ง คือ การรักษารูปทรงเฉพาะแห่งที่ต้องการให้คงไว้
- พื้นที่ คือ การรักษาขนาดอัตราส่วนของพื้นที่บริเวณที่ต้องการให้คงไว้
- ระยะทาง คือ การรักษาระยะทางระหว่างจุดสองจุดใดๆบนแผนที่ให้คงไว้
อ้างอิง
[แก้]- ↑ Snyder, J.P. (1989). Album of Map Projections, United States Geological Survey Professional Paper. United States Government Printing Office. 1453.
- ↑ Snyder. Working Manual, page 24.
- ↑ Choosing a World Map. Falls Church, Virginia: American Congress on Surveying and Mapping. 1988. p. 1. ISBN 0-9613459-2-6.
- ↑ การวิเคราะห์ความเพี้ยนของเส้นโครงแผนที่บริเวณประเทศไทยที่เกิดจากระบบพิกัด UTM โซนที่ 47 และ 48. ร้อยเอกเสมา กระต่ายจันทร์, กองบินถ่ายภาพอากาศ กรมแผนที่ทหาร กองบัญชการกองทัพไทย กระทรวงกลาโหม. สืบค้น 15 สิงหาคม 2558.
- ↑ Snyder. Flattening the Earth, pp 147—149
- ↑ Carlos A. Furuti."Conic Projections"
- ↑ การวิเคราะห์ลักษณะโครงสร้างเชิงพรรณนา. ธรณีวิทยาโครงสร้าง. ปัญญา จารุศิริ และคณะ, ภาควิชาธรณีวิทยา คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สืบค้น 15 สิงหาคม 2558.