Без тех или иных искажений, невозможно отразить на бумаге большую часть земной поверхности. Наука создала всевозможные способы приближенного изображения земной поверхности на плоскости, т. е. построения карт. Каждый такой способ называется картографическая проекция. Каждая проекция имеет различные искажения. Некоторые проекции существенно искажают площади. На такой карте небольшой клочок поверхности Земли может изображаться большей площадью, чем другой, на самом деле больший, чем первый.

В основе любой проекции карт лежит какой-нибудь способ изображения градусной сетки. На глобусе градусная сетка показана меридианами и параллелями. Каждый меридиан перекрещивается со всеми остальными в двух точках — называемых полюсами. Длины всех меридианов на глобусе между собой равны. Экватор — центральная окружность на поверхности глобуса, все точки которой равно удалены от обоих полюсов. Параллели — также являются окружностями на поверхности глобуса; все точки одной какой-либо параллели находятся на расстоянии от экватора на одном и том же расстоянии. Длины параллелей различны между собой: они увеличиваются при приближении к экватору и уменьшаются вблизи полюсов. Все точки одного и того же меридиана одинаковой долготы, но имеют разную широту. Все точки одной параллели, наоборот, одинаковой широты, но различной долготы.

Изображение градусной сетки на карте, называется картографической сеткой.

В зависимости от выбранной картографом проекции меридианы и параллели на картах показаны в виде то прямых, то кривых линий.

Начиная составление карты той или иной части Земли, картографу необходимо сначала выбрать картографическую проекцию, в которой он будет составлять карту. Этот выбор зависит от назначения карты. Например, если делается политическая карта Европы, то необходимо выбрать такую проекцию, которая, главным образом, позволяла оценить размеры территории того или иного государства, т. е. такую проекцию, которая поможет сравнивать территории стран по площади.

Поэтому карту стоит чертить в проекции, при которой все площади уменьшаются в одно и то же число раз без искажений. Такие проекции называются равновеликими.

Для целей навигации (вождения кораблей и самолетов) удобнее всего равноугольные проекции, в которых углы между различными направлениями на земной поверхности изображают ся в натуральную величину, хотя при этом не сохранятся отношения между площадями.

Чтобы более наглядно представить себе приемы, с помощью которых картограф строит эти проекции, можно мысленно проделать следующий опыт. Возьмите тонкий стеклянный шар, пустой внутри, нарисуйте на одной половине его географическую сетку и начертите контуры материков, границы отдельных стран, моря, реки и горные хребты. Затем с этой же стороны шара разместите экран из прозрачной бумаги, касающийся шара в одной из точек экватора, а с другой стороны осветим шар лампой, которую вы держите на уровне экватора. На экран будет падать тень от линий, начерченных на шаре.

Изображенные на поверхности глобуса континенты, моря и т. д., спроектируются на плоскую поверхность экрана.

Обведя на экране полученное изображение карандашом или тушью, у вас получится карта в азимутальной экваториальной проекции. В этой проекции, как правило, строятся карты полушарий.

Если приложить к точке Северного или Южного полюса глобуса экран, а лампу поместить против другого полюса, то карта будет спроецирована в азимутальной полярной проекции. Она дает точное представление о приполярных областях.

Искажения на этих картах будут возрастать по мере удаления от полюса.

Рассмотрим другую проекцию. Обернем глобус цилиндром из прозрачной бумаги так, чтобы бумага касалась глобуса по линии экватора, и осветим глобус изнутри. Тогда на боковой поверхности цилиндра мы увидим изображение поверхности шара. Такая проекция называется цилиндрической.

Если развернуть боковую поверхность цилиндра, то можно увидеть, что меридианы и параллели стали пересекаться между собой под прямыми углами. Искажения очертаний поверхности Земли при цилиндрической проекции возрастают по мере удаления от экватора к полюсам. Поэтому для изображения полярных стран такую проекцию применять нельзя, но она удобна для изображения стран, которые находятся близко от экватора. В разное время были предложены еще одни виды цилиндрических проекций. Часто применяется цилиндрическая проекция Меркатора, которую невозможно получить таким легким способом, как это было только что объяснено; для получения ее картографической сетки необходимо проделать специальные вычисления. Проекция Меркатора очень сильно искажает размеры полярных стран, но зато она помогает легко определять нужное направление, что очень важно в мореплавании и в авиации, Однако капитан, прокладывая путь судна по карте, всегда обязан помнить, что карта Меркатора очень искажает расстояние; к примеру, расстояние от Мурманска до Уэлена на Чукотке выглядит так же, как расстояние от Панамы до о. Цейлона, а на самом деле первое примерно в два с половиной раза меньше. На меркаторской карте мира Гренландия отображена больше Южной Америки в реальности же Южная Америка в восемь раз больше Гренландии. Для изображения стран, которые находятся в средних широтах, часто применяется коническая проекция. Чтобы представить себе способ ее построения, наденьте на ваш стеклянный глобус конус из бумаги, который будет касаться поверхности глобуса в какой-нибудь из параллелей. Если вы начертите на поверхности конуса изображения, отраженные светом лампы, помещенной с противоположной стороны глобуса, а затем повернете конус, то получите карту в форме сектора. В конической проекции меридианы отражены прямыми линиями, которые расходятся лучами из одной точки, а параллели отражаются дугами кругов с общим центром в той точке, которая находится вершиной конуса. В этой проекции точный масштаб распространяется на параллели, по которой конус касался глобуса. Чем дальше от этой параллели, тем больше будут искажаться очертания поверхности Земли. Для уменьшения искажений очертаний поверхности Земли проектирование часто делается не на касательный, а на секущий конус, тогда точный масштаб сохраняется по двум параллелям сечения шара конусом. Названные выше проекции более простые. В современной картографии употребляется несколько десятков самых разнообразных сложнейших проекций, специально вычисленных и построенных применительно к назначению и содержанию карт.