Projeksiyon Sistemleri

İnsan hayatının en vazgeçilemez araçlarından biri olan haritaların yapımı, önemli bir bilgi birikimi isteyen ve özel teknikler gerektiren bir etkinliktir. Gerçekten de Dünya'nın şeklinin küresel olması, bu şeklin birebir kopyalanmasını ve düzlem (harita) üzerine aktarılmasını güçleştirmiştir. Yoğun bir çaba sonucu projeksiyon sistemleri keşfedilmiş ve bu sorun aşılmıştır. Ancak Dünya'nın kavisli yüzeylere sahip olması nedeniyle bütün projeksiyon yöntemlerinde, merkez olarak alınan kısımdan uzaklaşıldıkça, alan ve uzunluklarda belli ölçülerde bozulma meydana gelmekte ve bunu önlemek mümkün olamamaktadır. Bu sorun projeksiyon sitemleri kullanılarak en az düzeye indirilmiş durumdadır. Belli bir odak noktasından gönderilen ışınların, izdüşümü yapılacak cisim üzerine düşürülmesi esasına göre tasarlanmış, üç tip temel projeksiyon sistemi vardır. Bunlar düzlemsel, konik ve silindiriktir. Diğer bütün projeksiyon sistemleri bu üç esasa göre şekillendirilirler. Günümüzde Dünya'nın gösterimi, yani haritalanması için gerekli bütün ihtiyaçlar, projeksiyon teknikleri sayesinde çözümlenebilmiştir. Bununla birlikte Dünya'yı teorik olarak sardığı düşünülen hayali çizgiler, yani paralel ve meridyenler de projeksiyon sitemleriyle birlikte kullanılmak zorundadır. Bir projeksiyon siteminin tasarlanması için öncelikle belli oranlarda küçültülmüş bir model kürenin yapılması gerekir. Çünkü kavisli bir yüzeyi, düz bir yüzeye aktarabilmek için model kürenin yırtılarak düzleştirilmesi gerekir. Belirtilen işlemi bozulma olmaksızın yapabilmek imkânsızdır. Dolayısıyla projeksiyon sistemlerinde açılara ait bozulma, saha değişmesi ve doğrultu bozulması olmak üzere üç tip deformasyon ortaya çıkmaktadır. Bilim adamları, kullanılan projeksiyonların bozulma sorunlarını asgari düzeye indirilmek için, çeşitli matematiksel ve geometrik çözümlemeler üzerinde çalışmaktadır. Projeksiyonlar birçok esasa göre sınıflandırılabilirler. Örneğin; projeksiyon yüzeyine göre konik, silindirik ve düzlemsel projeksiyon tipleri vardır. Konik projeksiyonlar model küre üzerine bir koninin yerleştirilmesi ve koordinat sistemi izdüşümünün koniye yansıtılması anlamını taşır. Konik projeksiyonların en uygulanabilir olduğu alan kutuplar ve çevresidir. Küresel yeryüzünün bir silindir üzerine aktarılması ile elde edilen silindirik projeksiyonlarda şekillerin korunmasına mesafelerin korunmasından daha fazla önem verilir. Bu nedenle en pratik kullanım alanları ekvator ve çevresidir. Yatık olarak da kullanıldığından, UTM koordinat sistemi, silindirik projeksiyon sistemine göre tasarlanmıştır. Temel uygulamalardan üçüncüsü olan düzlemsel projeksiyon sistemleri ise Dünya üzerinde herhangi bir noktanın teğet noktası alınmasıyla oluşturulur. Hem şekli hem de düzlemi koruyan özellikte olmasına rağmen, mesafe ve alan ölçülerinde bozulmalar meydana gelmektedir. Bu projeksiyonun en kullanışlı olduğu bölge, küresel olma biçiminin en fazla etkilediği orta enlemlerdir. Her üç projeksiyon sistemine göre tasarlanmış çokça tanınan ve kullanılanları vardır. Bunlar arasında Merkator silindirik , silindirik transversal Gauss - Krüger, Lambert konik ve düzlemsel stereografik projeksiyonlar diğer ara tip projeksiyonlara temel teşkil ederler. Özellikle yatık olarak tasarlanmış silindirik transversal projeksiyonun elipsoid versiyonu, şekil koruyan yani konformal bir projeksiyon sistemi olduğundan büyük ölçekli haritaların yapımında ve UTM adıyla tanınan uluslararası saat dilimlerinin hesaplanmasında kullanılan temel sistemlerdir. Projeksiyonlar, insan hayatını kolaylaştıran sistemlerdir. Denizlerde ve karalarda yolculuk yapabilmek, saat dilimlerinin oluşturulması, küresel koordinat sisteminin askeri amaçlarla kullanılması gibi temel problemlerin çözümlenmesi, projeksiyon temelli bilgi birikimi sayesindedir.