RAPPRESENTAZIONI CARTOGRAFICHE

Le prime rappresentazioni attendibili della superficie terrestre furono prodotte soltanto a partire dal XVII secolo grazie al progresso dei mezzi di comunicazione, al perfezionamento degli strumenti di misura e alla nascita di organizzazioni internazionali per gli studi e la misura della reale forma della Terra. Le prime carte erano destinate ai navigatori che le usavano per stabilire le rotte marittime.

Non esiste un unico modo universalmente valido per realizzare una carta geografica. La via da seguire dipende dagli strumenti a disposizione del cartografo, dallo scopo per il quale la carta viene creata e dalle informazioni che si possiedono.

La Terra è approssimativamente sferica, mentre una carta geografica è disegnata su una superficie piana. La rappresentazione di tutta o di una parte della superficie terrestre su una superficie piana è però un problema che comporta notevoli difficoltà: è infatti impossibile trasferire su un piano una superficie curva, senza che tale superficie subisca delle distorsioni.

In una carta geografica ideale occorrerebbe rispettare:

- la proporzionalità tra le distanze sulla Terra e quelle corrispondenti sulla carta;

- la forma delle superfici rappresentate che sulla carta dipendono dagli angoli del reticolato geografico disegnato, angoli che dovrebbero essere uguali a quelli creati sulla Terra da meridiani e paralleli;

- la proporzionalità tra le aree misurate sulla terra e quelle realizzate sulla carta.

Nessuna carta può possedere contemporaneamente le tre caratteristiche quindi quando si deve realizzare una carta, si sceglie il tipo di rappresentazione più idoneo all’uso che se ne farà.

Le proiezioni

Le proiezioni nella realizzazione di carte geografiche hanno la funzione di rappresentare la superficie della Terra o di una sua porzione sopra una superficie piana. Da questo processo inevitabilmente risultano distorsioni nella distanza, negli angoli, nella scala, nell’area delle superfici rappresentate. I cartografi pertanto utilizzano proiezioni in grado di minimizzare le distorsioni in alcune di queste proprietà con il risultato di massimizzare l’errore in altre. La scelta del tipo di proiezione dipende dall’uso a cui la carta è destinata.

Una carta si dice equidistante quando riproduce fedelmente le distanze dal centro della proiezione a qualsiasi altro punto.

Una carta si dice isogona (o conforme) quando conserva le ampiezze degli angoli. Una linea tracciata sul reticolato di una carta isogona interseca meridiani e paralleli con gli stessi angoli esistenti nella realtà.

Quando una carta rappresenta le superfici in modo che tutte le aree misurate sulla carta abbiano lo stesso rapporto proporzionale con l’area sulla Terra che esse rappresentano, la carta si dice equivalente.

Le proiezioni geografiche si dividono in tre classi generali: proiezioni vere, proiezioni modificate e proiezioni convenzionali.

Le proiezioni vere vengono realizzate proiettando il reticolato geografico su una superficie ausiliaria che può essere un piano oppure la superficie curva di un solido geometrico (cilindro o cono). 

Le proiezioni vere a loro volta si dividono in proiezioni di sviluppo e proiezioni prospettiche.

Le proiezioni di sviluppo sono chiamate così in quanto si basano su un procedimento che prevede lo sviluppo su un piano della superficie curva sulla quale è stata effettuata la proiezione. A seconda della natura della superficie ausiliaria si distinguono proiezioni cilindriche e proiezioni coniche.

Le proiezioni cilindriche si ottengono proiettando la superficie sferica della Terra sopra un cilindro. Il cilindro può essere tangente alla sfera lungo un circolo massimo (con il centro nel centro della Terra) oppure secante alla sfera lungo due circoli minori. 

Quando il cilindro sul quale la sfera viene proiettata forma un angolo retto ai poli, il cilindro e la proiezione risultante sono trasversi. Quando il cilindro forma un angolo non retto rispetto ai poli, il cilindro e la risultante proiezione sono obliqui.

Le proiezioni cilindriche  producono carte che hanno meridiani e paralleli dritti, i meridiani sono distanziati in modo uguale mentre i paralleli diventano più ravvicinati all'aumentare della latitudine. Queste proiezioni riproducono fedelmente le zone prossime al punto di tangenza (sono equivalenti ed equidistanti); a latitudini elevate introducono deformazioni estreme.

Per rappresentare aree geografiche anche vaste, ma limitate a parte di un emisfero, rispettando le superfici e le distanze, si può ricorrere a proiezioni coniche.Si ottengono proiettando una superficie sferica sopra un cono. Se il cono è tangente alla sfera il contatto avviene lungo un circolo massimo. Se il cono è secante la sfera, esso la tocca lungo due linee, una di queste è un circolo massimo, l’altra è un circolo minore.

Nelle proiezioni coniche i paralleli sono rappresentati con archi di circonferenza mentre i meridiani sono rappresentati con linee rette. Le carte ottenute con proiezioni coniche sono equidistanti solo per le aree prossime al punto di tangenza.

Le proiezioni prospettiche si realizzano proiettando, a partire da un punto, il reticolato geografico su un piano che deve essere tangente alla sfera terrestre. Il punto di tangenza può essere uno dei poli e allora la proiezione si dice polare; si dice equatoriale quando il punto di tangenza è posto sull’equatore e infine si dice obliqua in tutti gli altri casi.

Se il punto di origine della proiezione (il punto di vista) è posto al centro della Terra la proiezione si dice centrografica o gnomonica. Se il punto di origine è situato sulla superficie della sfera e diametralmente opposto a quello di tangenza, la proiezione si dice stereografica. Se il punto di origine è posto fuori dalla sfera terrestre la proiezione si dice scenografica, se è posto all’infinito la proiezione si dice ortografica.

Le proiezioni modificate si ottengono a partire dalle proiezioni vere nelle quali si operano delle modifiche allo scopo di correggere le naturali distorsioni.

Le proiezioni convenzionali sono carte realizzate esclusivamente sulla base di relazioni matematiche.

Le rappresentazioni più usate

La proiezione cilindrica di Mercatore fu ideata nel XVI secolo dal matematico e geografo fiammingo Gerardo Mercatore ed è tuttora in uso. Con questa proiezione il reticolato geografico conserva inalterati gli angoli di intersezione. Meridiani e paralleli sono semirette che si intersecano ad angolo retto perciò è una proiezione isogonica. Tuttavia, mentre sul globo i meridiani convergono verso i poli, nelle carte ottenute con la proiezione di Mercatore restano paralleli. Siccome meridiani e paralleli si incrociano verticalmente, come sul globo, le direzioni segnate sulla carta sono le stesse di quelle reali sulla superficie terrestre. Se congiungiamo sulla carta due punti della superficie terrestre con una linea, questa incrocerà meridiani e paralleli esattamente come farebbe una linea che congiungesse gli stessi punti sulla superficie terrestre.

 Questa proiezione è usata per la navigazione marittima perché tutte le linee rette tracciate sulla carta intersecano meridiani e paralleli con lo stesso angolo esistente nella realtà. Le navi non seguono di solito il cammino più breve (linea ortodromica), che sarebbe un arco di cerchio, ma mantengono sempre la stessa direzione indicata dalla bussola, cioè seguono una linea che taglia tutti i meridiani con lo stesso angolo perché così conservano la stessa direzione rispetto ai punti cardinali: questa linea è detta lossodromica .

Per i percorsi lunghi si preferisce seguire la distanza minore, spezzando però la linea ortodromica in tratte minori, ciascuna delle quali è una lossodromica.

 Nella proiezione di Mercatore, la lossodromica è rappresentata dalla linea retta che unisce i punti di partenza e di arrivo; perciò ai marinai è sufficiente tracciare sulla carta la retta che unisce i due punti per avere la rotta da seguire.

Perciò la proiezione di Mercatore viene utilizzata per tracciare le rotte, sia nella navigazione marittima, sia nella aerea. Il difetto principale della proiezione di Mercatore è la deformazione delle aree geografiche: via via che ci spostiamo dall'equatore ai poli, le aree geografiche risultano proporzionalmente più grandi. I rapporti di grandezza tra le aree geografiche sono di conseguenza falsati: l'America del Nord, l'Europa e l'Asia sovrastano l'Africa, l'America del Sud e l'Australia, mentre l'Antartide sembra un continente gigantesco.

La proiezione di Robinson è una delle più usate. Rispetto alla proiezione di Mercatore sono state introdotte correzioni, grazie alle quali i rapporti tra le aree sono maggiormente rispettati. Non è isogonica, visto che i meridiani e i paralleli non si incrociano ad angolo retto.

La proiezione equivalente di Albers è una proiezione conica che distorce scala e distanze eccetto che lungo determinati paralleli. Le aree sono proporzionali e le direzioni sono corrette in aree limitate. Usate negli USA e in altri grandi paesi con una estensione est-ovest maggiore dell’estensione nord-sud.

Le proiezioni stereografiche sono usate per la navigazione nelle zone polari. Le direzioni sono corrette a partire dal punto centrale. La scala aumenta man mano che ci si allontana dal punto centrale, così come la distorsione delle aree e delle forme. Nella proiezione di Eckert l’equatore è rappresentato da una linea, il meridiano centrale è rappresentato da una linea lunga la metà rispetto a quella che rappresenta l’equatore; due linee, lunghe sempre la metà rispetto a quella che rappresenta l’equatore sono poste alle due estremità e costituiscono i poli. I meridiani sono archi di ellissi e i paralleli sono distanziati dall’equatore in modo tale da mantenere l’equivalenza delle aree. Questa proiezione viene usata per realizzare carte del mondo.

Nel 1973 lo storico berlinese Arno Peters ha realizzato la prima carta del mondo in grado di rispettare sia gli angoli sia la proporzionalità delle superfici. La carta di Peters si basa su una proiezione cilindrica equivalente che utilizza come meridiano zero la linea di cambiamento di data che passa in mezzo allo stretto di Bering. Questa carta restituisce a ciascun paese la sua precisa dimensione territoriale. L’esatta proporzione delle superfici va a scapito dell’esattezza delle distanze facendo assumere ai continenti una forma allungata. 

Tutte le linee Est-Ovest sono parallele ed orizzontali. Si mantiene corretto il rapporto della distanza di qualsiasi punto dall’equatore. 

Tutte le linee Nord-Sud sono verticali. Viene mantenuta corretta la posizione di ciascun punto sul meridiano e sul fuso orario. La superficie della Terra viene divisa in 100 rettangoli longitudinali di uguale larghezza e 100 rettangoli latitudinali di uguale altezza. Il sistema sessagesimale è sostituito da un sistema decimale. Il fatto che su questa carta il terzo mondo non venga sottovalutato ne ha determinato l’immediato successo.

I planisferi e i globi

Un problema che si pone quando studiamo fenomeni su scala mondiale è riuscire a rappresentare l'intera superficie terrestre in un'unica carta. Le rappresentazioni dell'intera superficie terrestre si chiamano planisferi o mappamondi. Con le proiezioni cilindriche del tipo di quella di Mercatore è possibile riportare l'intera superficie terrestre su una carta, ma col risultato della deformazione delle aree. I planisferi che rispettano le dimensioni delle aree e le distanze devono essere necessariamente interrotti. Se si è interessati alle aree continentali si fa in modo che le interruzioni capitino dove ci sono gli oceani, diversamente se si è interessati a studiare i mari, le interruzioni taglieranno i continenti.

Il globo è una rappresentazione cartografica di forma sferica in grado di rappresentare nel suo insieme l’intera superficie terrestre. Possiede diversi vantaggi rispetto alle altre rappresentazioni: distanze, direzioni, e aree sono mostrate senza distorsioni. Benché la Terra non sia una sfera perfetta (avendo un diametro maggiore all’equatore che ai poli), le variazioni sono trascurabili alla scala di molti globi.