Kartenprojektionen der Welt: Welche ist die beste?

Wir untersuchen die gängigsten Kartenprojektionen der Welt, wie sie funktionieren und welche die beste ist

Kia wird normalerweise als der Geek in unserer Beziehung beschrieben. Sie ist diejenige mit einem Abschluss in Informatik, sie ist diejenige mit dem Auge des Redakteurs und sie ist der Star Trek-Fan, der sich selbst als Seven of Nine bezeichnet … was anscheinend cool ist? Eine Freundin beschrieb sie neulich als „diejenige, die im Rock ’n‘ Roll das Apostroph setzt“.

Das heißt, ich habe auch ein paar Strähnen von Geek in mir. Ich bin ein bisschen ein Geschichts-Nerd und kann sehr ausführlich über Fotoobjektive und Filter sprechen. Aber vor allem liebe ich Karten.

Eines Tages, vielleicht wenn wir im Lotto gewinnen und uns ein Haus mit mehr als einem Schlafzimmer leisten können, werde ich einen Kartografieraum haben, der meinen Dutzenden von Ordnance Survey-Karten gewidmet ist, meiner Sammlung veralteter Klassenzimmerkarten mit Namen wie Rhodesien und Betschuanaland (jetzt Simbabwe und Botswana) und mein Sortiment an gewaltigen Atlanten und knarrenden Globen.

Ich liebe es, wie Karten Gespräche anregen. Sogar mit einer einsamen Karte an einer dürftigen Wand in unserer Londoner Wohnung sah ich, wie die Leute innehielten, beobachteten und neugierige Fragen stellten wie „Warum ist der Äquator nicht in der Mitte?“. oder „Warum sieht Grönland kleiner aus?“.

Die Antwort liegt im spannenden Thema Kartenprojektionen. Lassen Sie mich näher darauf eingehen.

Warum brauchen wir Kartenprojektionen?

In einer perfekten Welt würde die Erde immer als Kugel dargestellt werden (genauer gesagt als abgeflachtes Sphäroid oder Ellipsoid). Ein Globus ist jedoch nicht praktisch. Es kann nicht einfach getragen, transportiert oder in der Tasche aufbewahrt werden.

Es ist nicht für den großflächigen Einsatz geeignet, z. B. um Wegbeschreibungen in einer Stadt zu finden oder einer Wanderroute zu folgen, wo ein detaillierteres Bild unerlässlich ist.

Auf einer gekrümmten Oberfläche ist das Messen von Geländeeigenschaften schwierig, und es ist nicht möglich, große Teile der Erde auf einmal zu sehen. Globen funktionieren auch nicht gut auf unseren Smartphones, Tablets und Computerbildschirmen.

Traumzeit Globen funktionieren nicht gut auf Flachbildschirmen

Die obigen Probleme machen die Herstellung von Globen teuer, insbesondere in unterschiedlichen Größen und Maßstäben, und unpraktisch für den täglichen Gebrauch. Daher erstellen wir Karten.

Ob Papierform wie Faltblatt, Heft oder Atlas oder digitale Formate eingebettet in Websites und Anwendungen, wir erstellen zweidimensionale Projektionen der kugelförmigen Erde.

Was ist eine Kartenprojektion?

In ihrer einfachsten Form ist eine Kartenprojektion die Übertragung der gekrümmten Erdoberfläche (oder eines Teils davon) auf eine flache Oberfläche, indem mathematische Gleichungen verwendet werden: das Dreidimensionale zweidimensional machen – oder die gekrümmte Welt flach machen.

Gemeinfrei Die gekrümmte Welt flach zu machen, ist die Herausforderung beim Mapping

Während einer solchen Transformation werden Breiten- und Längengradlinien in kartesische Koordinaten (x, y) umgewandelt, die die Position von Punkten auf einer flachen Karte darstellen. Dabei müssen Verzerrungen stattfinden – das können sie nicht. Je nach Zweck der Karte sind einige dieser Verzerrungen akzeptabel, andere nicht.

Eine Kartenprojektion wird in Abhängigkeit von der Art der mathematischen Formel klassifiziert, die verwendet wird, um den kugelförmigen Globus auf die flache Karte zu projizieren. Kartenprojektionen bewahren einige der Eigenschaften der Kugel auf Kosten anderer und erzeugen Karten, die die Welt auf unterschiedliche Weise darzustellen scheinen.

Grundtypen der Kartenprojektion

Der beste Weg, um zu beschreiben, wie eine Kartenprojektion funktioniert, besteht darin, sich ein Stück Papier (die Karte) vorzustellen, das über die Erde (oder einen Globus) gelegt wird, um die Breiten- und Längengradlinien für die Karte zu erhalten.

Wo das Stück Papier den Globus berührt, gibt es keine Verzerrung auf der Karte; es ist ein exaktes Abbild des Globus. Wo das Papier jedoch nicht flach ist, findet eine Verzerrung statt. Je weiter das Papier von der Erdoberfläche entfernt ist, desto größer sind die Verzerrungen.

ICSM: CC 3.0 Stellen Sie sich ein Blatt Papier vor, das flach über die Erde gelegt wird – dies wird die Karte sein

Die Mathematik in verschiedenen Projektionen versucht, dieses Problem zu überwinden – aber keine beseitigt alle Verzerrungen. Im Großen und Ganzen gibt es drei grundlegende Techniken, die verwendet werden, um eine Projektion und damit eine Karte zu erstellen.

Azimutal: Dieses Stück Papier wird flach gelegt und berührt einen Globus an einem Punkt – normalerweise ein Pol, aber nicht immer.

Konisch: Das Papier wird zu einer Kegelform gerollt und berührt eine Kugel auf einer kreisförmigen Linie. Typischerweise ist die Spitze des Kegels über einer Stange positioniert.

Zylindrisch: Das Papier wird zu einem Zylinder um den Globus gerollt und berührt die Erde auf einer kreisförmigen Linie – normalerweise am Äquator.

ICSM: CC 3.0 Die drei Hauptarten der Kartenprojektion: azimutal, konisch und zylindrisch (lr)

Es gibt auch pseudozylindrische. Dies ist im Wesentlichen dasselbe wie zylindrisch, aber mit den Fortschritten in der Computermodellierung wurde es möglich, die Längengrade als Kurven zu berechnen und dadurch Verzerrungen in der Nähe der Pole zu reduzieren. Es ist auch meine Lieblingssorte.

Strebe: CC 2.0 Fortschritte bei der Berechnung mittlerer Verzerrungen in der Nähe der Pole werden in pseudozylindrischen Projektionen reduziert

Gemeinsame Kartenprojektionen

Azimutale Stereographie: Die älteste Form der Kartenprojektion kann bis ins 2. Jahrhundert v. Chr. zurückreichen. Die älteste bekannte Aufzeichnung dieser Projektion stammt von Ptolemäus aus dem Jahr 150 n. Chr. Die stereografische Projektion ist die häufigste Form der azimutalen Projektion, die heute noch verwendet wird.

Der Reiz der Projektion liegt darin, dass die Erde wie aus dem All – oder einer Kugel – betrachtet erscheint. Die Formen der Landmasse sind im Allgemeinen gut erhalten, obwohl extreme Verzerrungen zum Rand der Karte hin auftreten.

Tobias Jung CC 4.0 Sieht aus wie eine Kugel, obwohl zum Rand hin extreme Verzerrungen auftreten

Mercator: 1569 schuf Geradus Mercator die berühmteste und bekannteste Kartenprojektion, die trotz ihrer enormen Verzerrungen noch heute weit verbreitet ist.

Das ist der Grund, warum Grönland auf Google Maps so groß wie Afrika aussieht. In Äquatornähe gibt es wenig Verzerrung. Entfernungen entlang des Äquators sind immer korrekt, aber nirgendwo sonst.

Strebe: CC 2.0 Ähnlich aussehend? Grönland ist auf der Karte von Mercator so groß wie Afrika

Es wurde zur Standard-Kartenprojektion für nautische Zwecke, da es Linien mit konstanter wahrer Richtung darstellen kann – von entscheidender Bedeutung in einer Zeit, in der Segelschiffe und Navigation nur auf der Richtung basierten!

Werfen Sie einen Blick auf thetruesize.com, um einen Eindruck davon zu bekommen, wie die Mercator-Projektion (und Google) unser Weltbild verzerrt.

thetruesize.com Diese App zeigt die wahre Größe von Ländern, die auf Google Maps falsch dargestellt werden

Gall stereografisch: Im Jahr 1855 präsentierte der Geistliche James Gall eine Karte, die dem Mercator ähneln sollte, jedoch mit weniger Verzerrung des Maßstabs und der Fläche in der Nähe der Pole. Die zylindrische stereografische Projektion, basierend auf zwei Standardparallelen bei 45° Nord und Süd, blieb bei ihrer Ankündigung unbemerkt.

Strebe: CC 2.0 Ähnlich wie Mercator, aber mit weniger Verzerrung in der Nähe der Pole

Gall–Peters: 1973 präsentierte der Filmemacher Arno Peters eine zylindrische Weltkarte, die auf der obigen Karte von James Gall basierte. Im Gegensatz zur Mercator-Projektion wird Afrika in seiner wahren Größe dargestellt: 14-mal größer als Grönland.

Es ist eine Weiterentwicklung von Peters‘ früherer Arbeit. Wie die Karte von Gall legt die Karte die Breiten 45° nördlich und südlich als die Regionen auf der Karte fest, die keine Verzerrung aufweisen.

Strebe: CC 2.0 Afrika ist in seiner wahren Größe vertreten: 14-mal größer als Grönland

Lambert Conformal Conic: 1772 veröffentlichte ein französisch-deutscher Mathematiker und Wissenschaftler namens Johann Heinrich Lambert sieben Kartenprojektionen! Seine damals als revolutionär angesehene und auch heute noch wichtige Conformal Conic-Kartenprojektion ist zu einem Standard für die Kartierung großer Gebiete in kleinem Maßstab in mittleren Breiten wie den USA und Europa geworden.

Es ist nicht sehr gut für die südlichen Breiten, die normalerweise irgendwo um 30° Süd abgeschnitten werden.

Strebe: CC 2.0 Nicht sinnvoll für Südafrika, Australien und Argentinien

Robinson: Ahhh, meine Lieblingskartenprojektion. Ich mag den Robinson, weil er genauer und attraktiver ist als der Mercator. Die Karte wurde in den 1960er Jahren von Arthur H. Robinson, einem amerikanischen Geographieprofessor, entwickelt, weil moderne Kartenhersteller mit den Verzerrungen der Mercator-Projektion unzufrieden waren und eine Weltprojektion wollten, die sich realistischer anfühlte.

Daher ist die Robinson-Projektion populärer geworden als die Mercator-Projektion.

Strebe: CC 2.0 Mein Favorit – der Robinson sieht einfach richtig aus

Da es sich um eine pseudozylindrische Projektion handelt, befindet sich die Standardparallele am Äquator und hat immer noch ähnliche Verzerrungsprobleme wie die Mercator-Projektion. Der Bereich der akzeptablen Verzerrung wird jedoch von 15° Nord und Süd auf 45° Nord und Süd erweitert.

Es gibt auch weniger Verzerrungen in den Polarregionen. Im Gegensatz zum Mercator hat der Robinson die Breiten- und Längengradlinien in gleichmäßigen Abständen auf der Karte.

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Hauptbild: javarman/Shutterstock

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