| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Het doel is het leggen van een bredere basis aan cartografische begrippen. Die begrippen zijn nodig wanneer een GIS frequent en veelzijdig gebruikt wordt om kaarten te maken. Na het lezen van deze module kent de lezer verschillende coördinatensystemen en projecties, kan hij projecties beoordelen op hun kenmerken en kan hij een juiste keuze uit deze projecties maken bij verschillende kaartsoorten of -doelstellingen. Daarnaast kent hij het RD-stelsel en het belang ervan voor Nederlandse kaarten. Tot slot kent hij de beperkingen van projecties wanneer er afstandsanalyses worden uitgevoerd. Facultatieve hoofdstukken zijn aangegeven met de toevoeging '(facultatief)'.
Coördinatensystemen en kaartprojectiesLocaties van de objecten in geo-informatie worden opgeslagen in coördinaten. Dit zagen we in hiervoor in de Inleiding GIS. Het is echter pas duidelijk waar die objecten zich bevinden, wanneer duidelijk is in welk coördinatenstelsel die coördinaten zijn gedefinieerd. Coördinaten krijgen namelijk pas met het bekend zijn van het coördinatensysteem een betekenis. Pas dan zijn ze correct te combineren met coördinaten uit geo-informatie met andere coördinatensystemen. Daarnaast zijn de locaties op aarde niet op een plat vlak gelegen, maar op een bol. Bij het in kaart brengen van die coördinaten op een plat vlak – want dat is een kaart! – wordt gebruik gemaakt van zogenaamde projecties. We moeten als GIS-specialist dus het een en ander weten over coördinatensystemen en -projecties, of we het nu interessant vinden of niet. Er kunnen drie coördinatensystemen genoemd worden:
De laatste twee coördinatensystemen, geografische en geprojecteerde, worden hieronder verder uitgewerkt. NB: Sinds de introductie van Google Earth is het bij iedereen ook bekend dat kaarten – zowel 2D als 3D ook op zogenaamde globes kunnen worden gerepresenteerd. Een globe (of virtual globe) is een bol waarop 2D- en 3D-kaarten – maar ook hemellichamen – kunnen worden geprojecteerd. De globe draaien en het standpunt van de kaartlezer wijzigen (van een recht van boven naar een 'scheervluchtpositie') zijn hierbij nieuwe functionaliteiten, vaak gecombineerd met traploos inzoomen dankzij moderne (AJAX-)technieken. Het aanzetten van verschillende kaartlagen is hierbij niet anders dan gewone (GIS-)viewers. De meerwaarde in deze globes boven traditionele platte kaarten is dat er vrijwel geen verstoring van het aardoppervlak is. Bij platte kaarten is er vaak maar één juiste projectiewijze op één specifiek continent of in één specifiek land, waardoor de combinatie van verschillende gegevens uit verschillende landen lastig wordt. Via een globe kan uit elk gebied alle geo-informatie worden toegevoegd, zonder dat met projecties rekening hoeft te worden gehouden. De globe is daarmee een nieuw 'communicatiemedium' (beter: 'projectievlak') geworden. Geografisch coördinatensysteem (facultatief)Een geografisch coördinatensysteem gebruikt het driedimensionale oppervlak van de aarde om locaties aan te duiden. De coördinaten worden aangegeven door het aantal breedtegraden ten opzichte van de evenaar en het aantal lengtegraden ten opzichte van de Meridiaan van Greenwich (zie figuur). Breedtegraden worden ook wel parallellen genoemd, lengtegraden worden meridianen genoemd (zie ook figuur). Twee voorbeelden van geografische coördinaten:
Vanaf de Meridiaan van Greenwich is de oostelijke helft van de aardbol in 180 graden ('oosterlengte') verdeeld. De westelijke helft van de aardbol is ook in 180 graden ('westerlengte') verdeeld. Vanaf de evenaar is de aarde naar zowel de noordpool als de zuidpool in 90 graden verdeeld. Naar het noorden heten die graden noorderbreedtes, naar het zuiden zuiderbreedtes. Geografische coördinaten kunnen op twee wijzen worden weergegeven:
Voor verwerking in een GIS is de eerste wijze het handigst. De tweede wijze is ouderwets te noemen. Destijds was dat handig omdat geen komma's gebruikt hoefden te worden, terwijl er toch heel nauwkeurig een locatie kon worden aangeduid. De tweede wijze vereist bij digitale opslag zes kolommen, daar waar de eerste wijze genoeg heeft aan twee kolommen. Kaartprojecties (facultatief)Voordat geprojecteerde coördinatensystemen besproken worden, moet eerst iets over kaartprojecties uitgelegd worden. Om het gebogen aardoppervlak af te beelden in een platte weergave, moeten we namelijk een zogeheten kaartprojectie gebruiken. De aarde is bolvormig. Dat is lastig bij het karteren. We willen een kaart niet op een globe, maar op een plat scherm of een plat stuk papier weergeven. Als we de aarde opvatten als een ei (zie figuur) wordt onmiddellijk duidelijk dat er bij dit 'platslaan' van de werkelijkheid, vervormingen moeten ontstaan. Een kaartprojectie converteert geografische coördinaten van een bol naar coördinaten in een plat vlak met x- en y-coördinaten, ook wel een cartesisch coördinatenstelsel genoemd. Per definitie wordt er zoals gezegd bij deze projectie geweld gedaan aan afstanden, richtingen, oppervlakten, vormen en/of hoeken. Afhankelijk van het doel van de kaart, de grootte en de oriëntatie (noord-zuid of juist oost-west) zal voor de ene kaartprojectie of juist voor de andere moeten worden gekozen. Een kaartprojectie is dus een methode om de driedimensionale vorm van het aardoppervlak te converteren naar een tweedimensionale voorstelling. Cartografen zien overigens de aarde niet als een perfecte bolvorm. Ook niet als een ei. Ze zien de aarde als een ellipsoïde (Engels: spheroïd). Dat is een driedimensionale ellips, ronddraaiend om zijn kortste as. Het middelpunt ligt ergens in de buurt van het middelpunt van de aarde. De aarde is namelijk door de draaiing rondom zijn as en de centrifugale kracht afgeplat aan de polen. De aarde is echter eigenlijk ook weer geen ellipsoïde; kijk je namelijk nóg beter naar het zeewaterniveau – je vergeet daarbij de hobbels van de bergen en de diepzeetroggen – dan blijkt de aarde eerder een aardappel of onregelmatige pinda. Overal zitten verlagingen en verhogingen ten opzichte van de meest ideale ellipsoïde. Cartografen noemen deze specifieke 'aardappel- of pindavorm' daarom de geoïde. Letterlijk betekent dat de 'vorm van de aarde', dus de aarde met al haar in- en uitstulpingen zoals zij die van nature heeft, zonder dat er wiskundige beperkingen aan zijn opgelegd. Zie het plaatje met de regenboogkleuren. Om de geografische coördinaten van de VS op een plat vlak te kunnen krijgen wil je zo min mogelijk vervorming. De ellipsoïde die daar gekozen wordt zal daar in de VS maximaal de oppervlakte goed beschrijven. Maar die ellipsoïde is door de 'aardappelvorm' van de aarde niet geschikt voor Nederland. Voor elk werelddeel, zelfs elke Amerikaanse staat en elk land gebruiken cartografen daarom steeds weer een andere ellipsoïde die (alleen) op die plek van de geoïde het beste het aardoppervlak beschrijft, met de minste vervormingen. Uitgaande van deze wiskundige ellipsoïde (beschrijving) van het aardoppervlak kan vervolgens aan een projectie op een plat vlak gedacht gaan worden. Maar wat zijn nu kaartprojecties? Stel je een lamp voor in het midden van de (doorzichtige) aarde. En stel je daarbij voor dat er net buiten die aarde een cilinder om de aarde is gebogen; het projectievlak. De lichtstralen vanuit die lamp projecteren als het ware alle coördinaten op het aardoppervlak op die cilinder. Het (uitgerolde) projectievlak wordt nu de kaart. De bolle vormen zijn nu tot een plat vlak omgevormd. Dit is het principe van elke kaartprojectie. Afhankelijk van
ontstaan verschillende projecties, die allemaal verschillende 'platte' of 'cartesische' x- en y-coördinaten tot gevolg hebben. Het projectievlak kan bestaan uit:
Het projectievlak kan vervolgens de aarde raken of snijden. Wanneer een grid (graadnet van breedte- en lengtegraden) zichtbaar is op een kaart, is redelijk te herkennen welk soort projectie is toegepast.
Wiskundig mogen de projecties dan misschien lastig zijn, met bovenstaande voorstelling is het begrip kaartprojectie toch goed inzichtelijk te maken. Meer informatie? Zie Kaartprojecties op Wikipedia. Hier is onder andere te zien wat bepaalde projecties betekenen voor bepaalde (werelddelen). In de literatuurlijst zijn meer sites en een boek te vinden over projecties en coördinatensystemen. Eigenschappen van kaartprojecties (facultatief)De keuze voor een bepaalde kaartprojectie hangt – zoals eerder gezegd – af van het doel van de kaart en van de grootte van het gebied. Kaartprojecties kunnen onder andere beoordeeld worden op eigenschappen als:
De figuur rechts toont deze eigenschappen. De eigenschap die een projectie het beste behoudt of soms zelfs voor 100% waar maakt, wordt gelukkig meestal in de naam van die projectie verwerkt. Daarnaast wordt ook vaak de naam van de bedenker van die projectie gebruikt in die naam. Het bijzondere (en vervelende) is nu dat er geen enkele projectie is die alle eigenschappen op een goede manier verenigt. Afhankelijk van het doel zal dus gekozen moeten worden tussen meerdere 'kwaden'. Voor elk nieuw gebied en ander doel van de kaart moet dus weer opnieuw nagedacht worden over de projectiekeuze. Een kaart(projectie) die de vormen van alle landen van de wereld op een plat vlak goed ('vormgetrouw') weergeeft, kent per definitie grote afwijkingen in de oppervlakten van de verschillende landen in grote delen op de kaart. Andersom, een kaart(projectie) die de oppervlakten van alle landen op de aardbol goed ('getrouw') weergeeft, kent per definitie grote afwijkingen in de vormen van landen in grote delen op de kaart. Vooral op kleinschalige kaarten (waar grote landen, werelddelen, oceanen of zelfs de hele wereld op staan), is de keuze van de juiste projectie daarom zéér belangrijk. Onderstaande tabel doet een poging de projectie-eigenschappen uit te leggen en geeft daarbij voorbeelden en nadelen van projecties die de genoemde eigenschap kennen. Alle genoemde projecties en projectiesoorten zijn ook te vinden op Kaartprojecties op Wikipedia.. Daarnaast is ook Cartographic Map Projections een prachtige site om te bezoeken. Veel (Engelstalige) uitleg, mooie illustraties en zeer veel projecties, ook excentrieke, zijn er te zien.
In de figuur hieronder wordt duidelijk waarom er ook projecties zijn geen één van de genoemde eigenschappen 100% correct in zich hebben, maar die een compromis vormen tussen twee eigenschappen. Door de eeuwen heen zijn projectiesoorten gekomen en gegaan. Gelukkig zijn er wat richtlijnen welke projectie(soorten) te gebruiken voor welk doel. In de paragraaf hierna wordt een aantal veel gebruikte projectiesoorten besproken, gesorteerd op gebied waarvoor de projectie bedoeld is. Veel gebruikte projectiesoortenHieronder een (deels betwistbaar, en niet volledig) overzicht van gebruikte projecties / projectiesoorten voor bepaalde doeleinden.
Geprojecteerde coördinatensystemen en het RD-stelselEen kaartprojectie, zo zagen we in het hoofdstuk hiervoor, is dus een manier om het gebogen oppervlak van de aarde over te brengen op een plat vlak; de kaart. Het coördinatenstelsel waarmee die platte kaart is vastgelegd, heet een geprojecteerd coördinaten stelsel. In een geprojecteerd coördinatensysteem zijn de locaties (van objecten) zijn gedefinieerd door x- en y-coördinaten ten opzichte van een nulpunt. In Nederland gebruikt men als geprojecteerd coördinatensysteem vrijwel zonder uitzondering het RD-stelsel.
Voorbeelden kaartprojecties (facultatief)Onderstaande voorbeelden tonen figuren van de wereld, Europa en de VS. Niet zozeer om een compleet en juist beeld te geven van projecties, maar om de gedachtegang te bespreken van het komen tot een juiste projectie. Op die manier kun je zelf aan de slag met het zoeken naar de juiste projectie voor jouw toepassing. Tevens komt het belang van het kiezen van een goede projectie op een praktische wijze naar voren. De VS is gekozen om extra uit te lichten, omdat dit land door zijn uitgestrektheid goed laat zien welke problemen er kunnen rijzen. WereldDirect hieronder zie je de wereld 'ongeprojecteerd'. Zo zal een kaart met geografische coördinaten in beeld komen wanneer je deze laadt in je GIS. Het lijkt ongeprojecteerd, echter dat is onjuist. De wereldbol is immers wel degelijk plat op je scherm terecht gekomen. Zonder dat je er expliciet om gevraagd hebt, heeft je GIS de data in een (equidistante) cilinderprojectie gezet. Dat komt omdat de lengte- en breedtegraden van de bol lineair zijn uitgezet op respectievelijk een horizontale en verticale as. Landen op hoge breedtegraden zijn in deze projectie sterk in de breedte uitgerekt. Zij hebben zo dus blijkbaar een andere (kleinere) schaal gekregen dan de evenaar. De oppervlakten zijn daardoor op diezelfde breedtegraden overdreven. Afrika lijkt bijvoorbeeld 3 maal zo groot als Groenland; Afrika is in werkelijkheid echter ruim tien maal zo groot als Groenland. Hieronder een beter geprojecteerde wereld. Deze robinsonprojectie is niet 100% vorm- en afstandsgetrouw, maar is een mooie tussenoplossing. Kaarten kunnen niet én vorm- én oppervlaktegetrouw zijn. Ook de projectie van Winkel is een mooie tussenoplossing. Groenland is in verhouding met Afrika nu veel beter afgebeeld. Vermijdt de voorheen populaire mercatorprojectie. Deze geeft de landen weer met de juiste vorm, maar de oppervlakte zijn zo zwaar vervormd dat bijvoorbeeld Groenland net zo groot is als Afrika. Betere alternatieven voor de robinsonprojectie zijn Winkel II en Eckert III. Verenigde StatenHierboven hadden we dus een mooie projectie voor de hele wereld. Laten we die mooie projectie eens los op de VS, dan krijgen we dit: In feite is gewoon ingezoomd op de VS uit het hiervoor getoonde plaatje van de hele wereld. Die mooie robinsonprojectie, geschikt voor de hele wereld, blijkt dus niet voor delen van de wereld geschikt! De VS is namelijk voor je gevoel scheef getrokken. Dat komt omdat je betere projecties gewend bent. Merk op – zie de inzet linksonder – dat de centrale meridiaan (=lengtegraad) op 0° staat. Dat was de standaardinstelling van het GIS programma toen we de projectie instelden voor de hele wereld, in het voorbeeldkaartje uit de vorige paragraaf. Met centrale meridiaan bedoelen we de meridiaan die als enige echt verticaal staat, en die in het midden van de projectie moet komen. Alle meridianen zijn natuurlijk noord-zuidgericht op de aardbol; op de meeste projectiesoorten is er maar één ook echt 'noord-zuid' afgebeeld. Laten we daarom diezelfde projectie eens kiezen, maar nu met als centrale meridiaan 95°WL (dat is -95°): Dit ziet er al veel beter uit. Toch is deze projectie niet optimaal toegespitst op de VS. Afstanden binnen de staten, de vormen en de oppervlakten van de staten zijn nog niet optimaal. Dit is onder andere te zien aan de groene stippellijn; de kortste afstand tussen twee punten. We kunnen daarom beter kiezen voor een equidistante, azimuthale projectie, zoals die hier links onder staat. Deze projectie geeft afstanden goed weer, maar de oppervlakten van de gebieden worden niet goed weergegeven. Merk op dat de projectie voor de VS is geoptimaliseerd, door als centrale breedtegraad 40°NB (dus een positieve waarde) en als centrale lengtegraad 100°WL (dus een negatief getal) te nemen. Kijk nu eens heel goed naar de kleine verschillen tussen beide VS-kaarten / VS-projecties, en let daarbij op zowel de staten zelf als het graadnet dat er over heen ligt. Op het eerste gezicht lijken in ieder geval de staten en de VS niet vreemd of vervormd. De rechter projectie toont hetzelfde gebied, is ook goed op dat gebied afgestemd, echter het is een equal area projectie. Merk op dat in beide projecties de breedtegraden gebogen zijn, maar dat alleen in de rechter de lengtegraden rechte lijnen zijn. Om dit duidelijk te kunnen zien zijn twee groene lijnen toegevoegd. De groene lijnen in beide figuren zijn rechte lijnen. In de linker figuur is er ruimte tussen de lengtegraad en de groene lijn. In de rechter figuur echter lopen de lengtegraad en de groene lijn over elkaar heen. De vormen van de staten in de rechter figuur zijn misschien wat vervormd, maar er is daardoor wel voor een juiste verhouding van de onderlinge oppervlakten (of staten) gezorgd. De linker 'equidistante' projectie is meer voor afstanden geschikt, terwijl de rechter 'equal area' projectie voor thematische verschijnselen geschikt is, zoals voor fysische en demografische onderwerpen. Intermezzo: Hoe moet een route worden weergegeven?
PoolgebiedOp de eerste afbeeldingen van dit hoofdstuk, heb je wereldkaarten gezien waarbij de poolgebieden nu niet bepaald fraai in beeld kwamen. Hier waren de grootste vervormingen. Dat komt omdat bij de meeste projecties het projectievlak de aarde raakt of snijdt op gematigde breedte of op de evenaar. Dat is voor de gematigde breedte waar de meeste mensen wonen gunstig, maar niet als je de polen in beeld wil brengen. De cilindrische en kegel projecties kunnen best scheef op de lengtegraden gezet worden, maar dat levert een vreemd beeld op. Om de polen goed in beeld te krijgen, moeten we dus op zoek naar een andere projectie. Hieronder zie je de wereld wanneer je deze vanuit een grote / oneindige afstand zou waarnemen, ook wel een orthografische projectie genoemd. Dit is een voorbeeld van een vlakprojectie. Je ziet trouwens gelijk waarom er andere projecties nodig zijn; slechts de helft van de aardbol is zo in kaart gebracht; de zuidelijke helft is niet zichtbaar. Maar er is nog iets ergers aan de hand; aan de randen zijn de vervormingen extreem en oppervlaktes zijn daar veel te klein. Hier is geen goede kaart mee te maken. Wat details bij de vorige figuur. Dit heet ook wel een orthografische projectie. Dit is één van de drie vlakprojecties, naast de gnomonische en stereografische. Overigens: Nederland is in dit voorbeeld als raakpunt van het raakvlak met het aardoppervlak genomen. Hierdoor staat Nederland exact in het midden van de figuur en is de 5°OL meridiaan die door Nederland gaat, verticaal en ongebogen in het midden van de kaart. De Meridiaan van Greenwich staat er net iets links van. Ook deze projectie is fout: Dit is dezelfde orthografische projectiesoort als bij de figuur hiervoor. Echter, de noordpool is nu gekozen als raakpunt van het raakvlak met het aardoppervlak. Hierdoor staat de noordpool exact in het midden van de figuur. Wel is een andere lengtegraad als centrale meridiaan gekozen, namelijk eentje die door het midden van Canada loopt. Deze versie lijkt daarom aardig geschikt gemaakt als illustratie voor een artikel over de pogingen (zomer 2007) van Canada om haar aanspraak op het noordpoolgebied – en dan vooral de noordelijke doorvaart – kracht bij te zetten. Waarom? Omdat de Noordpool als centrum is genomen, en de gemiddelde lengtegraad van Canada is gebruikt als y-as. Voor een Canadees een plezierig beeld, maar minder voor de Chinees; China staat 'op zijn kop'. Toch is deze projectie zeer slecht, om een andere, eerder genoemde redenen. Er zijn namelijk te veel vervormingen, afstanden zijn niet correct. Dus ook niet wanneer de cartograaf besluit alleen het roze omrande gebied te nemen. Daar lijken die vervormingen zich niet of minder voor te doen. In werkelijkheid zijn die vervormingen hier natuurlijk ook aanwezig. Meten en vergelijkingen maken op de kaart zijn daardoor niet mogelijk. Het ziet er misschien leuk uit, maar kies zo'n simpele projectie niet. Hieronder een betere vlakprojectie: Dit is een stereografische projectie. Dat is een conforme (vormgetrouwe) projectie. Deze heeft als effect dat naar de randen toe de landen minder verkleind worden dan bij de orthografische projectie. Het is nu mogelijk een kaart van een groter gebied te maken, omdat de vervormingen minder groot zijn en daardoor minder snel wezensvreemd overkomen. Dat is het geval in het roze omrande gebied. Kies echter toch altijd voor een kleiner gebied, wanneer de omgeving er omheen er toch niet toe doet. Want Afrika is – hoe je het ook wendt of keert – toch weer te groot weer gegeven. Het valt pas op wanneer verteld wordt dat heel Afrika in werkelijkheid 13 maal zo groot is als Groenland. In deze figuur lijkt dat met half Afrika al gehaald te zijn. Maar maak je op basis van deze projectie een kaart van alléén het poolgebied – daar is deze projectie immers voor bedoeld! – dan heb je een basis voor een mooie kaart. EuropaWanneer we in onze GIS Europese geo-informatie 'ongeprojecteerd' laten, en in feite dus geen keuze hebben gemaakt uit de lijst met de in jouw GIS beschikbare projectiesoorten, dan ziet het beeld er waarschijnlijk ongeveer zo uit: Zelfs de eerste de beste GIS-specialist zal onmiddellijk zeggen dat dit echt niet kan. Omdat hij ooit eens iets over het RD-stelsel heeft gelezen kiest hij maar eens voor het RD-stelsel, in de hoop dat dat beter is. Inderdaad, het lijkt een stuk beter: Met een gradennet ziet dezelfde projectie er als volgt uit: Hij had namelijk gelezen dat mét een gradennet mogelijke vertekeningen minder erg lijken, en dat de lezer van de kaart beter ziet hoe breedtegraden – wellicht met hetzelfde klimaat – lopen. Dat klopt ook. Maar zo'n gradennet zit in de weg als er straks één of ander thema (steden, bevolking, weer of klimaat) over de landen gevisualiseerd moet worden. Dus probeert de GIS-specialist het zo: Ook dit is weer een verbetering. Nu legt hij er het weer 'over heen'. Deze kaartlaag heeft hij zelf getekend, op het scherm, gewoon over de andere datalagen (in RD-projectie heen). Hij stopt wanneer hij de temperaturen groter dan 25°C en groter dan 30°C heeft getekend, want hij begint te twijfelen. Dit is op dat moment het kaartje dat heeft gemaakt: Hij begint terecht te twijfelen. Want ligt Moskou echt zo hoog, zo 'noordelijk'? Tja, de breedtegraden geven dat toch prima aan. Dus zou het goed moeten zijn. En de Krim, en de Zwarte Zee? Dat stond bij Russen toch bekend als een fantastisch en warm Middellands Zeeklimaat. Maar liggen die warme gebieden écht zo 'hoog'? Gelijk met Nederland? Er is blijkbaar toch iets mis... Het RD-stelsel mag alleen gebruikt worden voor Nederland. Nederland zelf staat er misschien mooi op, en daar is het noorden ook netjes het noorden. Maar het midden van de kaart is niet Nederland, maar ligt veel oostelijker. De vervormingen concentreren zich daarom vooral in het oosten. Die eventuele vervormingen hadden sowieso meer uitgesmeerd moeten worden over het hele kaartbeeld. Nu zijn de oostelijke gebieden véél te Noordelijk weergegeven. De ontdekking dat het daar zo warm is, komt niet alleen door het landklimaat. In de zomer zorgt de zon, ver van de afkoelende zee, inderdaad voor hogere temperaturen, bij gelijkblijvende breedtegraden dan in het westen van Europa. Echter, nu komt het óók door de projectie, die deze gebieden nog hoger ('noordelijker' volgens het oog van de kaartlezer) lijkt weer te geven. Dit beeld is – ook al zou de kijker zich hier van bewust zijn, niet mentaal te corrigeren. De GIS-specialist dient hier rekening mee te houden. Kies dus een projectie waarbij het midden van de kaart noord-zuid wordt weergegeven, en waarbij de vervormingen – van vorm of grootteverhoudingen – in de projectie naar de randen toe gelijk verdeeld zijn.
De GIS-specialist ziet dit gelukkig tijdig in, en wijzigt de projectie: Dit is inderdaad beter. De Krim ligt nu visueel minder 'noordelijk' (beter: minder hoog) dan in de eerste projectie. Dit komt doordat nu een betere (kegel)projectie is gekozen. De belangrijkste verbetering van deze projectie is dat daarbij de 15e lengtegraad is als centraal meridiaan is gekozen. Hierdoor is het midden van de kaart noordgericht. Het is dus een aardig kaartje, echter... het is een conforme kaart. Bij een weerkaart is het vaak belangrijker om te weten hoe ver de landen (en dus de weersystemen) uit elkaar liggen. De afstanden zijn in dat geval dus belangrijker. Hij had dus beter voor een equidistante projectie kunnen kiezen. Hij kiest dan ook uiteindelijk toch voor een andere projectie: Zoals te zien is aan de twee breedtegraden: deze laatste projectie levert opnieuw een beeld op waarmee de landen in de Middellandse zee voor het oog 'even noordelijk liggen'. In ieder geval ligt de Zwarte Zee niet meer zo hoog als Nederland, maar op gelijke hoogte met Noord-Spanje.
Maar er is ondertussen iets vreemds gebeurd: De GIS-specialist heeft tijdens zijn zoektocht naar de juiste projectie 'even snel' de door de weerdienst opgegeven temperaturen over de landen van de Middellandse Zee heen getekend. Er ging daardoor iets mis. Toen hij van de ene projectie overschakelde naar de andere projectie, kwamen die temperaturen niet meer in beeld. Bovendien kwamen de steden op de verkeerde plek. Wat er gebeurd is? Hij was de tip vergeten om voor elke nieuwe dataset, een projectiestelsel in te stellen... Gelukkig zijn in het bovenstaande kaartje de lengtegraden toch maar weggehaald. Immers de doelgroep moet zich concentreren op de temperaturen en niet op het graadnet. Intermezzo: Georefereren Wat is er in het laatste figuur misgegaan? De ondergrond – oftewel de geo-informatie of de datalaag "landen van Europa" – is opgeslagen in een geografisch coördinatenstelsel. De landen zijn geprojecteerd, waardoor in het scherm géén geografische, maar cartesische (x- en y-) coördinaten in beeld zijn. Teken je als GIS-specialist 'op dit scherm' dan weet het GIS-pakket niet om welke geografische coördinaten het gaat; je tekent immers op het scherm, niet op het (geografische) coördinatenstelsel. Tenzij je opgeeft dat de x- en y-coördinaten die je handmatig toevoegt, volgens een bepaald projectiestelsel moet worden opgevat. Alleen in dat geval waren deze problemen voorkomen.
Door deze details te kennen, zijn deze aparte bestanden / world-files zelf toe te voegen aan de rasterbestanden. (Voor details wordt verwezen naar het desbetreffende GIS-pakket dat gebruikt wordt.) Op deze wijze is het rasterbestand toch op de juiste plek in het geprojecteerde stelsel weer te geven. Hier onder nog een kaart van Europa, op basis van een Lambert azimuthale equal area projectie. Er is voor deze projectie met gelijke oppervlakten gekozen, omdat het een politieke kaart is. De verschillende landen moeten immers vooral niet groter lijken dan andere landen van vergelijkbare grootte. Merk op dat het oosten van Europa er niet volledig op staat. Ook het noorden van Afrika en een deel van de Middellandse Zee staat er niet op. Dat is terecht. De cartograaf heeft hier bewust gekozen voor wat belangrijk is: Europa zelf. Bij weerkaartjes van Europa is het belangrijk wat vanuit zee komt, en ook wat de temperaturen in Turkije zijn; Europeanen gaan daar immers vaak op vakantie. Vandaar dat je in verschillende kaarten niet alleen verschillende projecties, maar ook verschillende gebiedsgroottes aantreft. Blijft gelden: zoom altijd zo maximaal mogelijk in. Bij een weerkaart van een continent betekent dat minder ver inzoomen dan bij een politieke kaart van datzelfde continent. Coördinaten creëren met een GIS indien er geen coördinaten zijnDankzij GIS beschikt de cartograaf over geautomatiseerde manieren om geo-informatie goedkoop en zonder dure inwinning 'in het veld' te verkrijgen. Wanneer geen coördinaten bekend zijn, kunnen namelijk op twee andere wijzen toch coördinaten toegevoegd worden aan lijsten met informatie. Door die toevoeging is die informatie plotseling geo-informatie te noemen. Het gaat om:
Voor beide methoden, geocoderen en lineair refereren, geldt dat deze geautomatiseerd (snel en 'met één druk op de knop') voor grote gegevensbestanden gerealiseerd kunnen worden. Zie verder: Geo-visualisatie/Vervolg GIS Over GIS-afstandsberekeningen en projectiesDeze paragraaf zal wellicht sommige ervaren GIS-specialisten misschien verbazen. Een GIS berekent namelijk afstanden niet altijd even betrouwbaar, en de uitkomst is zéér afhankelijk van de projectiesoort. Uit de theorie van de projecties is af te leiden dat er geen één projectie de afstanden in alle richtingen overal goed weer geeft. Afstanden zijn vaak op enkele breedte en lengtegraden correct. Logisch wanneer we ons de foto van het gebroken ei weer herinneren. Er zitten nu eenmaal steeds wijder wordende scheuren in die opgevuld moeten worden, willen we van de eierschaal een aaneensluitend plat vlak maken. Dat betekent dus ook dat afstandsberekeningen bij een GIS de fout in kunnen gaan. In nauwkeurige projecties en bij kleine gebieden (zoals in Nederland) hoeven met grote afwijkingen van enkele meters geen rekening te worden gehouden. Op wereldschaal wel; hier gaat het op tientallen kilometers fout. We moeten dus de meest geschikte projectie uit zoeken om dit te voorkomen of om de fout te minimaliseren. In het dit voorbeeld is met een GIS op basis van 4 projecties en 4 keer dezelfde data, gezocht naar het antwoord op de vraag. Hoeveel wereldsteden liggen binnen 4000 kilometer afstand van Qatar (de rode punt). Het antwoord is vier keer anders. Maar welk antwoord is nu juist? In de eerste drie voorbeelden is gebruik gemaakt van projecties die slechts op bepaalde meridianen de afstand schaalgetrouw weergeven. Dat levert per definitie in allerlei richtingen vreemde antwoorden op. Er is in dit voorbeeld uiteindelijk gekozen voor de meest betrouwbare projectie die bij deze GIS-bewerking past. Een stereografische projectie, niet met de noordpool als centrum, maar Qatar. Het voordeel is dat vanaf Qatar, in welke richting je ook gaat, de afstanden in gelijke mate toe of afnemen. De afstand van Qatar tot de buitenste cirkel is ook op de wereldbol 4000 km. Afstanden gemeten vanuit andere punten dan Qatar, en in andere richtingen, zijn onbetrouwbaar. Voor deze GIS-berekening maakt dat niet uit; als de afstanden, vanuit Qatar in alle richtingen gezien, maar gelijk toenemen. We hoeven dan slechts van één stad / coördinaat de afstand tot Qatar te verifiëren. Als die maar 4000 kilometer is. Het juiste antwoord is daarom: 133 steden. Overigens, afstandsbepalingen in een GIS op grootschalige, goed geprojecteerde bestanden kennen géén problemen. Dit is meestal in Nederland, zeker indien het RD-stelsel gebruikt wordt, geen enkel probleem. Er is ook geen probleem wanneer bij kleinschalige toepassingen (dus bij berekeningen op het niveau van de wereld en de continenten) waarbij gebruik wordt gemaakt van netwerken, waarbij van de juiste afstanden (namelijk, de afstand over de wegen zelf) wordt uitgegaan. Referenties
LiteratuurZie voor literatuur: het laatste deel van dit handboek.
Ga verder met de module 'Communicatie'. |