แนวคิดการสร้าง ความสำคัญและคุณสมบัติของเส้นโครงแผนที่
เมื่อโลกมีลักษณะเป็นทรงกลมคล้ายผลส้ม การทำแผนที่ซึ่งต้องเป็นแผ่นราบเพื่อพกพา การย่อส่วนและใช้สัญลักษณ์แสดงสิ่งที่ปรากฏบนพื้นโลกซึ่งต้องการความถูกต้องใกล้เคียงกับปรากฏการณ์บนพื้นโลกที่สุดนั้น นักภูมิศาสตร์ผู้ผลิตแผนที่จึงพยายามจัดทำแผนที่ให้รูปร่างของปรากฏการณ์บนแผนที่มีความใกล้เคียงกับโลกที่สุดโดยพยายามให้มีทิศทางถูกต้อง ระยะทางถูกต้อง รูปร่างถูกต้องและพื้นที่ถูกต้องที่สุด
Because the Earth is spherical, much like an orange, maps must be represented on flat surfaces for portability and practical use. Through scale reduction and the use of symbols to depict features on the Earth’s surface, cartographers attempt to produce maps that represent real-world phenomena as accurately as possible. Consequently, they strive to preserve direction, distance, shape, and area in order to make map representations as close to reality as possible.
หากต้องการอ่านค่าบนโลกจำเป็นต้องมีค่าพิกัดซึ่งนักภูมิศาสตร์ได้ศึกษา คำนวณและกำหนดตำแหน่งของจุดต่างๆ โดยใช้เส้นละติจูดและลองจิจูด โดยมีค่าพิกัดเป็นองศา คือ 1 องศา จะประกอบด้วย 60 ลิปดา (60’) และ 60 ฟิลิบดา (60’’) โดยเส้นละติจูด(latitude) คือ เส้นต่างๆที่ลากขนานไปทางเหนือและใต้กับเส้นศูนย์สูตรที่เป็นเส้นแกนกลางของโลกหรือที่เราเรียกกันว่า”เส้นรุ้ง” เส้นลองจิจูด (longitude) คือ เส้นที่ลากจากขั้วโลกเหนือถึงขั้วโลกใต้ และตัดกับเส้นศูนย์สูตรเป็นมุมฉาก โดยจะลากเป็นเส้นขนานจากทางทิศตะวันออกถึงทิศตะวันตก หรือที่เราเรียกว่า “เส้นแวง”
โลกที่เป็นทรงกลม ทิศทางถูกต้อง ระยะทางถูกต้อง รูปร่างถูกต้องและพื้นที่ถูกต้องที่สุด การนำทรงกลมมาแผ่เป็นแผ่นราบหากผ่าทรงกลมแล้วฉีกออกให้เป็นแผ่นราบก็จะมีรูปร่างประหลาดยากต่อการพกพาและการรักษาทิศทาง ระยะทาง รูปร่างและพื้นที่ให้ถูกต้องคงเป็นได้ยากเช่นกัน
ทำไมต้องสร้างเส้นโครงแผนที่
นักภูมิศาสตร์ผู้ผลิตแผนที่พยายามหาวิธีถ่ายทอดข้อมูลปรากฏการณ์บนผิวโลกที่เป็นทรงกลม (หรือรูปทรงเกือบเป็นทรงกลม ที่เรียกว่า geoid หรือ ellipsoid ซึ่งนำมาใช้คำนวณทางคณิตศาสตร์ ) ให้มาสู่แผ่นราบโดยใช้การคำนวณทางคณิตศาสตร์จากการจิตนาการว่า......
เมื่อดวงไฟอยู่ใจกลางโลก แสงของดวงไฟที่ส่องออกมาทุกทิศทุกทางมากระทบปรากฏการณ์บนโลกทั้งแผ่นดิน แผ่นน้ำ เส้นละติจูด เส้นลองจิจูด และปรากฏการณ์อื่นๆ
แสงเงาที่ส่องผ่านปรากฏการณ์ดังกล่าว หากเอาฉากแผ่นราบหรือฉากที่รูปทรงเรขาคณิตมารับและคลี่ออกเป็นแผ่นราบได้ก็จะเกิดเป็นแผนที่
การถ่ายทอดตำแหน่งก็สามารถทำได้ตามหลักการทางคณิตศาสตร์เนื่องจากเป็นการถ่ายทอดรูปทรงกลม มาสู่รูปทรงเรขาคณิตและแผ่เป็นแผ่นราบ
การเลือกรูปทรงเรขาคณิต รวมทั้งกำหนดรูปแบบการวางตำแหน่งของรูปทรงให้สัมผัสกับทรงกลมของโลกเหมาะสมกับพื้นที่เป้าหมายเป็นสิ่งที่ผู้ผลิตแผนที่พยายามกำหนดเพื่อให้เส้นโครงแผนที่ที่ได้สามารถรักษาทิศทาง ระยะทาง รูปร่าง พื้นที่ได้ใกล้เคียงความจริงที่สุด
พบว่ามีเส้นโครงแผนที่แบบต่างๆ ที่ปรากฏให้เห็นอยู่ในแต่ละพื้นที่แต่ละภูมิภาคนั้น ผู้ผลิตแผนที่จะเลือกใช้เส้นโครงแผนที่ให้เหมาะสมกับการนำไปใช้งาน โดยจะพิจารณาคุณสมบัติของเส้นโครงแผนที่ด้านการรักษาทิศทาง ระยะทาง รูปร่าง และพื้นที่ เส้นโครงแผนที่แต่ละชนิดเมื่อนำมาผลิตแผนที่จะทำให้แผนที่มีส่วนที่ถูกต้องและคลาดเคลื่อนเสมอ และพบว่าไม่มีเส้นโครงแผนที่ชนิดใดเมื่อที่มีคุณสมบัติรักษาทิศทาง ระยะทาง รูปร่าง พื้นที่ได้ถูกต้องที่สุดในเวลาเดียวกัน
เส้นโครงแผนที่มีผลต่อการใช้งานในระบบ GIS อย่างไร
How Do Map Projections Affect GIS Applications?
เมื่อเส้นโครงแผนที่แตกต่าง การแสดงแผนที่ในระบบ GIS ก็จะให้ผลแตกต่างกันด้วย
When Map Projections Differ, Map Visualization and Analysis in GIS Also Produce Different Results.
ดูตัวอย่างข้อมูลและโปรแกรมที่ได้จาก ArcView 3.2 สามารถนำมาอธิบายได้ชัดเจนดังนี้
ภาพของโลกที่เห็นเมื่อมองลงมาจากท้องฟ้า
หากกำหนดใช้ Map Projection ที่แตกต่างกันและวัดระยะบนแผนที่ของประเทศไทยจากด้านตะวันตกไปตะวันออก (จุด A ไปจุด B) เหมือนกัน สิ่งที่ได้จะปรากฏดังนี้
1. เมื่อกำหนด Projection : Robinson ระยะ A-B วัดได้ประมาณ 687 กิโลเมตร
2. เมื่อกำหนด Projection : Mercator ระยะ A-B วัดได้ประมาณ 815 กิโลเมตร
3. เมื่อกำหนด Projection : Equal Area Cylindrical ระยะ A-B วัดได้ประมาณ 815 กิโลเมตร
4. เมื่อกำหนด Projection : Mollweide ระยะ A-B วัดได้ประมาณ 719 กิโลเมตร
จากที่กล่าวข้างต้นว่าเส้นโครงแผนที่แต่ละแบบจะมีคุณสมบัติรักษาทิศทาง ระยะทาง รูปร่าง และพื้นที่แตกต่างกัน ผู้ใช้แผนที่ควรรู้ที่มาของแผนที่ว่าผ่านขบวนการ Projection หรือไม่ หรือผ่านเพียงขบวนการ Transformationเท่านั้น เพราะผลการวัดค่าจะมีความคลาดเคลื่อนแตกต่างกันไปดังตัวอย่างข้างต้นที่วัดระยะทางจากจุด A ไปจุดB บนแผนที่เหมือนกันแต่ได้ค่าระยะทางแตกต่างกัน
