Thorade, H.: Zur Umwandlung von Kartenprojektionen.
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gibt — nur eine einzige Lösung, nämlich die dort angegebene, besitzt. Denn
jeder Punkt auf der Kugel ist durch den Schnitt zweier Großkreise der beiden
Büschel eindeutig bestimmt, und da die Winkel beibehalten werden, so liegt. da-
mit jeder Punkt der Karte als Schnittpunkt der entsprechenden Strahlen fest,
so daß man, lediglich nach diesem Prinzip, die Karte vollständig zeichnen kann.
Anderseits betrachten wir die Gesamtheit aller derjenigen Entwurfsarten,
die sämtliche Großkreise, und -nur diese, als Gerade abbilden; einer Geraden
irgend eines solchen Entwurfs entspricht dann jedesmal ein Großkreis; dieser
aber geht in der. gnomonischen Karte wieder in eine Gerade über. Folglich
entspricht jeder Geraden des allgemeinen Entwurfs eine Gerade des gnomonischen
und umgekehrt. Beide Karten stehen daher in kollinearer Verwandtschaft, und
es muß möglich sein, sie durch eine lineare Transformation aus einander abzu-
leiten. .Bezeichnen daher x,y,z die homogenen Koordinaten eines Punktes in
der gnomonischen, 5, n, 5 diejenigen des entsprechenden Punktes in der anderen
Projektion, so läßt sich sagen: .
Jede Projektion, welche alle Großkreise als Gerade (und um-
gekehrt) abbildet, läßt sich aus der gnomonischen ableiten durch die
Umformung:
5 = du + Y-+ 2132
7 = day X-{- 893 Y- 8132
5 ==" 83, X + 2839 Y-- 9932,
wo die a1, 2j2... gs Konstanten sind. Die Immlersche Abbildung im besonderen
ist eine affine Umformung der gnomonischen!), Da sie die einzige Lösung der
gestellten Aufgabe ist, so ergibt sich die Tatsache: Verlangt man von einer
Projektion, daß sie in zwei Punkten azimutal ist, so bildet sie alle Großkreise
als Gerade ab.
2. Umwandlungen der Merkatorprojektion. Jede Gerade in der Merkator-
projektion bildet eine Loxodrome ab. Fragen wir umgekehrt nach allen Projektionen,
welche die Loxodrome als Gerade darstellen, so muß jede solche Projektion
wieder in kollinearer Beziehung zur Merkatorkarte stehen, d. h.:
Alle Projektionen, welche die Loxodrome als Gerade abbilden,
sind lineare Transformationen der Merkatorprojektion.
Aber diese Projektionen werden im allgemeinen nicht mehr winkeltreu
sein. Das sind sie nur, wenn sie gleichzeitig winkeltreue Bilder des Merkator-
entwurfs sind, Nun zeigt jedoch die projektive Geometrie, daß lineare Trans-
formationen, wenn sie zugleich winkeltreu sind, sich beschränken müssen auf
Verschiebung, Drehung und Maßstabsänderung; diese erzeugen keine neue
Projektionsart, und somit ergibt sich, daß die Merkatorprojektion die
einzige winkeltreue Projektion ist, welche die Loxodrome als Gerade
abbildet. -
Diesen Satz finden wir, wenn auch ohne Beweis, von Wedemeyer (diese
Zeitschrift 1917, S. 508) ausgesprochen. Die Bedeutung der kollinearen Umformung
deutet Maurer (Pet, Mitt. 1914, S. 116) an. X.
3. Umwandlungen der stereographischen Projektion, Jede winkeltreue Projektion
die mit der stereographischen auch noch die Eigenschaft gemeinsam haben soll
daß jeder Kugelkreis als Kreis abgebildet werden soll (und umgekehrt), steht
damit zu der stereographischen in der Verwandtschaft, daß jedem Kreise der
ersteren ein Kreis in der stereographischen entspricht. Wir bezeichnen die
rechtwinkligen Koordinaten eines Punktes der stereographischen Karte mit x,y,
diejenigen des entsprechenden im anderen Entwurf mit 5, und setzen
70 2 = x-Hiy, ;
= $-—+in,
so wird der Bedingung der. Winkeltreue genügt, wenn X eine beliebige analytische
Funktion von .z ist: . .
E& = f(z) ,
1) Bereits Littlehales (The Derelopment of great circle sailing, 1899, S. 16) erwähnt eine
ähnliche von Herrle herrührende Transformation, die dieser jedoch nur vornahm, um Platz zu sparen
ohne daß er ihre Eigenschaften. kannte.