Рауль Ибаньес - Том 26. Мечта об идеальной карте. Картография и математика

Ортофотография города Саламанка

(источник: SIGPAC).

Равновеликая цилиндрическая проекция Ламберта, также называемая проекцией Архимеда (возможно, она была уже известна этому греческому математику), — одна из семи проекций, предложенных математиком Иоганном Генрихом Ламбертом в книге «Примечания и комментарии о составлении земных и небесных карт» (1772). Возможно, эта книга стала первым математическим трудом, в котором были подробно исследованы картографические проекции с применением нового метода — математического анализа. В ней были представлены следующие проекции (перечислим их под современными названиями в том же порядке, что и в книге Ламберта).

1. Равноугольная коническая проекция Ламберта.

2. Проекция Лагранжа.

3. Поперечная проекция Меркатора.

4. Равновеликая цилиндрическая проекция Ламберта.

5. Равновеликая цилиндрическая поперечная проекция.

6. Равновеликая азимутальная проекция Ламберта.

7. Равновеликая коническая проекция Ламберта.

Проекции номер 1, 3 и 6 используются в последнем столетии наиболее часто. Хотя равновеликая цилиндрическая проекция Ламберта не представляет особого интереса в картографии, на ее основе созданы другие, более популярные проекции.

Важность проекции Ламберта обусловлена скорее ее простотой и множеством геометрических свойств, поэтому именно она чаще всего используется в книгах по картографии в качестве примера равновеликой проекции.

Равновеликая цилиндрическая проекция Ламберта при проецировании сферы на касающийся ее цилиндр определяется так: проекция любой точки сферы А — это точка цилиндра А' такая, что она является точкой пересечения поверхности цилиндра с прямой, проходящей через точку А и перпендикулярной оси цилиндра, как показано на рисунке. Эта проекция, очевидно, является геометрической, а Землю мы представляем как полупрозрачный пластиковый шар. Проекция земной поверхности на поверхность цилиндра образуется, если мы поместим источник света вдоль всей оси цилиндра, окружив ее линзой, которая пропускает только лучи света в горизонтальной плоскости, то есть перпендикулярно оси цилиндра.

В равновеликой цилиндрической проекции Ламберта точки земной сферы горизонтально проецируются на поверхность цилиндра, касающегося сферы. Затем цилиндр разрезается по меридиану и разворачивается на плоскости.

* * *

ИОГАНН ГЕНРИХ ЛАМБЕРТ (1728–1777)

Иоганн Генрих Ламберт родился в немецком городе Мюльхаузен в провинции Эльзас (в настоящее время — Мюлуз, Франция), куда члены его семьи переехали по религиозным причинам: они были кальвинистами. В 12 лет Ламберту пришлось оставить школу и помогать отцу-портному, но в свободное время Ламберт продолжал учиться самостоятельно. Позднее он работал клерком в сталелитейной мастерской, а в 1746 году занял должность частного секретаря швейцарского философа Исаака Изелина(1728–1782) в Базеле. Двумя годами позже он стал преподавателем в доме графа Питера фон Салиса в Куре. В этой должности у него оставалось достаточно свободного времени, чтобы заниматься математикой, астрономией и философией, а также пользоваться книгами из превосходной графской библиотеки.

Ламберт был исключительным математиком: он доказал иррациональность числа πи предположил, что числа еи πтрансцендентны, то есть их нельзя представить как корни многочлена с целыми коэффициентами. Он одним из первых изучил проблему, связанную с пятым постулатом Евклида. Ламберт предположил, что пятый постулат ложен, и получил результаты, относящиеся к неевклидовой геометрии. Он занимался гиперболическими функциями, проводил важные исследования в сферической геометрии, картографии и науке о перспективе, а также совершил важные открытия в теории вероятностей. Интересы Ламберта не ограничивались исключительно математикой: он также был автором важных работ по физике, астрономии и философии.