Bevor wir zur praktischen Anwendung kommen, sollen hier ein paar der wichtigsten Verfahren zur Kartenprojektion. vorgestellt werden.
Zur Erinnerung: Es geht um die Abbildung von Punkten aus dreidimensionalen Koordinatensystemen (siehe Kapitel 3) in eine Ebene (2D-Koordinatensystem).
Kehren wir zunächst erst einmal zu unserem Fußball aus Kapitel 1 zurück:
Stellt man sich den Ball aus Gummi vor, wird deutlich, dass doch eine Möglichkeit besteht, ihn irgendwie glatt auf den Tisch zu bekommen, wenn man nur fest genug zieht und drückt.
Eine Folge wird aber in jedem Fall sein, dass die aufgezeichneten Kontinente sehr verzerrt (engl.: distorted) erscheinen.
Grundsätzlich sollten die durch Projektionsverfahren erhaltenen Abbildungen drei wichtige Anforderungen erfüllen:
- 1. Längentreue (engl.: Equidistance, Equal Distance): Sind die auf der Karte zu messenden Entfernungen tatsächlich (maßstäblich) genau?
- 2. Flächentreue (engl.: Equal Area): Stimmen die Flächeninhalte der auf der Karte dargestellten Objekte?
- 3. Winkeltreue, Konformität (engl.: Conformity, Conformality): Sind die auf der Karte gemessenen Winkel originalgetreu?
Würden alle drei Kriterien erfüllt, hieße das, unser Gummiball stellt auf dem Tisch eine wunderschöne und exakte Weltkarte dar. Warum tut er das aber nicht?
Ganz einfach: Weil es nicht geht, allen drei Ansprüchen gerecht zu werden!
Unter anderem aus diesem Grund wurden so viele unterschiedliche Projektionsverfahren entworfen. Es kam immer darauf an, welchem Zweck die erzeugten Landkarten dienen sollten, also welche(r) der drei obigen Punkte von besonderer Bedeutung war(en).
Zylinderprojektionen
Allgemein gilt für alle Zylinderprojektionen, dass die Projektionsebene (natürlich auf mathematischem Wege) zylinderförmig um den Erdkörper gelegt wird (siehe Abb. links).
Am einfachsten wird das Verfahren vorstellbar, wenn man sich in der Abbildung eine Lampe ins Erdinnere denkt, die dann die Objekte der Erdoberfläche auf die Zylinderwand projiziert.
Bei der im Bild gezeigten Ausrichtung des Zylinders (Rotationsachse des Zylinders = Rotationsachse des Erdkörpers) spricht man von einer Normalen oder Regulären Zylinderprojektion. Kippt man den Zylinder, so dass seine Rotationsachse rechtwinklig zu der der Erde steht, handelt es sich um eine Transversale Projektion. Wird der Zylinder frei, also unabhängig von der Äquatorebene oder Rotationsachse, positioniert, spricht man von einer Obliquen Zylinderprojektion.
Die Abbildung rechts oben zeigt die wohl berühmteste normale Zylinderprojektion, die Mercator-Projektion, die oft in Atlanten für Weltkarten, aber auch auf Seekarten benutzt wird.
Benannt ist sie nach Gerhard Kremer (1512-1594) ("Gerhard Kremer"=lat. "Gerardus Mercator"). Auch die Transversale Mercator-Projektion erfreut sich (hauptsächlich in Form des Gauss-Krüger Verfahrens) weltweit großer Beliebtheit.
Kegelprojektionen (Konische Abbildungen)
Bei Kegelprojektionen (Konischen Projektionen) wird, wie der Name schon andeutet, die Projektionsebene in Form eines Kegels um die Erde gelegt (siehe Abb. links). Dieser "Mantel" berührt den Erdkörper in einem oder schneidet ihn in zwei Kreisen. Auch hier kann man sich zum besseren Verständnis wieder eine Lichtquelle vorstellen.
Im Bild links ist die Normale (Reguläre) Kegelprojektion dargestellt. 
In diesem Fall liegt die Kegelspitze genau in der Verlängerung der Polachse. Die Kreise, in der der Kegel die Erde berührt, sind Parallele. Man spricht deshalb von "Standardparallelen".
Auch bei Kegelprojektionen gibt es querachsige (Transversale), bei denen die Kegelspitze über dem Äquator liegt, und oblique Verfahren (z.B. die Tschechische Krovak-Projektion).
Die Abbildung rechts zeigt eine Lambert Konform Konische Projektion. Sie ist benannt nach dem Mathematiker Johann Heinrich Lambert (1728-1777) und wird teilweise auch noch in Deutschland verwendet. Ein wichtiges Anwendungsgebiet der Lambert-Kegelprojektion sind Luftfahrtkarten der ICAO (International Civil Aviation Organization).
Azimutale Projektionen
Bei azimutalen Projektionen wird die Abbildungsfläche nicht "verformt" sondern als Ebene tangential an den Erdkörper angelegt (siehe linke Abb.).
Dieser Projektionstyp wird oft polar verwendet, d.h. die Projektionsebene berührt die Erde genau in einem Pol (der "normale" oder "reguläre" Fall). Die transversale (querachsige) Form ist im linken Bild dargestellt und wird auch als Äquatoriale Azimutale Projektion bezeichnet.
Die rechte Abbildung zeigt eine Orthografisch Azimutale Projektion mit dem Projektionszentrum (Berührungspunkt) 12° Östliche Länge und 52° Nördliche Breite (d.h. die Projektionsfläche berührt den Erdkörper weder am Äquator noch an einem der Pole, sie liegt hier also im obliquen Fall vor).
Diese spezielle Projektionsform wird (u.a. in ESRI® ArcView®) auch als "Earth From Space", also "Erde aus dem Weltall gesehen" bezeichnet.
