Mapové projekce světa: Která je nejlepší?

Mapové projekce světa: Která je nejlepší?

Zkoumáme nejběžnější mapové projekce na světě, jak fungují a která je nejlepší

Kia je obvykle popisována jako geek v našem vztahu. Je to ta s diplomem z informatiky, je to ta s okem redaktora a je to fanynka Star Treku, která si říká Sedmá z devíti... což je zjevně cool? Jeden přítel ji nedávno popsal jako „tu, která vkládá apostrof do rock'n'rollu.

To znamená, že mám v sobě také několik pruhů geeka. Jsem tak trochu nerd historie a umím mluvit o objektivech a filtrech fotoaparátů velmi podrobně. Ale nejvíc ze všeho miluji karty.

Jednoho dne, možná až vyhrajeme v loterii a budeme si moci dovolit dům s více než jednou ložnicí, budu mít kartografickou místnost věnovanou mým desítkám map Ordnance Survey, mé sbírce zastaralých třídních map se jmény jako Rhodesia a Bechuanaland (nyní Zimbabwe a Botswana) a mému sortimentu masivních atlasů a vrzajících glóbů.

Líbí se mi, jak karty podněcují konverzaci. Dokonce i s osamělou mapou na chatrné stěně v našem londýnském bytě jsem viděl, jak se lidé zastavují, pozorují a ptají se zvědavých otázek jako "Proč není rovník uprostřed?" nebo "Proč Grónsko vypadá menší?".

Odpověď spočívá ve vzrušujícím tématu mapových projekcí. Dovolte mi to upřesnit.

Proč potřebujeme mapové projekce?

V dokonalém světě by byla Země vždy reprezentována jako koule (konkrétněji zploštělý sféroid nebo elipsoid). Glóbus však není praktický. Nelze jej snadno přenášet, přepravovat nebo skladovat v tašce.

Není vhodný pro rozsáhlé použití, např. B. vyhledání trasy ve městě nebo sledování turistické trasy, kde je nezbytný podrobnější obrázek.

Na zakřiveném povrchu je měření terénních charakteristik obtížné a není možné vidět velké části Země najednou. Globusy také nefungují dobře na našich chytrých telefonech, tabletech a obrazovkách počítačů.

alt="Tablet s mapovací aplikací">Čas snůGlóby nefungují dobře na plochých obrazovkách

Výše uvedené problémy způsobují, že výroba koulí je nákladná, zejména v různých velikostech a měřítcích, a jsou nepraktické pro každodenní použití. Proto vytváříme mapy.

Ať už jde o papírovou formu, jako jsou letáky, brožury nebo atlasy, nebo digitální formáty vložené do webových stránek a aplikací, vytváříme dvourozměrné projekce kulovité země.

Co je to mapová projekce?

Ve své nejjednodušší podobě je mapová projekce přenesením zakřiveného povrchu Země (nebo jeho části) na plochý povrch pomocí matematických rovnic: vytvoření trojrozměrného dvourozměrného - nebo vytvoření plochého zakřiveného světa.

alt="maps-changed-world-Bleau">Veřejná doménaZploštění zakřiveného světa je výzvou mapování

Při takové transformaci jsou čáry zeměpisné šířky a délky převedeny na kartézské souřadnice (x, y), které představují umístění bodů na ploché mapě. Musí existovat zkreslení - to nemohou udělat. V závislosti na účelu karty jsou některá z těchto zkreslení přijatelná a jiná ne.

Projekce mapy je klasifikována v závislosti na typu matematického vzorce použitého k projekci kulového glóbu na plochou mapu. Mapové projekce zachovávají některé vlastnosti koule na úkor jiných a vytvářejí mapy, které vypadají, že představují svět různými způsoby.

Základní typy mapové projekce

Nejlepší způsob, jak popsat, jak funguje projekce mapy, je představit si kus papíru (mapu) umístěný nad zemí (nebo zeměkoulí), aby se vytvořily čáry zeměpisné šířky a délky pro mapu.

Tam, kde se kus papíru dotýká zeměkoule, není na mapě žádné zkreslení; je to přesná replika zeměkoule. Pokud však papír není rovný, dochází ke zkreslení. Čím dále je papír od zemského povrchu, tím větší jsou deformace.

alt="jak funguje zkreslení na papíře">ICSM: CC 3.0Představte si kus papíru položený rovně na zem – toto bude mapa

Matematika se v různých projekcích pokouší tento problém překonat – žádná však neodstraní všechna zkreslení. Obecně řečeno, existují tři základní techniky používané k vytvoření projekce a tedy mapy.

Azimut: Tento kus papíru je položen naplocho a v jednom bodě se dotýká zeměkoule – obvykle tyče, ale ne vždy.

Kónický: Papír je srolován do tvaru kužele a dotýká se kuličky na kruhové čáře. Typicky je špička kužele umístěna nad tyčí.

Válcový: Papír je srolován do válce kolem zeměkoule, dotýkající se Země v kruhové linii - obvykle na rovníku.

alt="Typy projekcí">ICSM: CC 3.0Tři hlavní typy mapové projekce: azimutální, kuželová a cylindrická (lr)

Existují i ​​pseudocylindrické. To je v podstatě stejné jako válcové, ale s pokroky v počítačovém modelování bylo možné vypočítat zeměpisné délky jako křivky, čímž se snížilo zkreslení v blízkosti pólů. Je to také moje oblíbená odrůda.

alt="Projekce mapy-pseudocylindrické">Vzpěra: CC 2.0Pokroky ve výpočtu středních zkreslení v blízkosti pólů jsou sníženy v pseudocylindrických projekcích

Běžné mapové projekce

Azimutální stereoografie: Nejstarší forma projekce mapy lze vysledovat až do 2. století před naším letopočtem. př.n.l. Nejstarší známý záznam o této projekci pochází od Ptolemaia z roku 150 našeho letopočtu. Stereografická projekce je nejběžnější formou azimutální projekce, která se dodnes používá.

Přitažlivost projekce spočívá v tom, že se Země jeví jako při pohledu z vesmíru - nebo jako koule. Tvary pevniny jsou obecně dobře zachovány, i když k okraji mapy dochází k extrémnímu zkreslení.

alt="dva glóby">Tobias Jung CC 4.0Vypadá jako koule, i když je zde extrémní zkreslení směrem k okraji

Mercator: V roce 1569 vytvořil Geradus Mercator nejslavnější a nejznámější mapovou projekci, která je i přes své obrovské zkreslení hojně využívána dodnes.

To je důvod, proč Grónsko vypadá na Mapách Google tak velké jako Afrika. V blízkosti rovníku je malé zkreslení. Vzdálenosti podél rovníku jsou vždy správné, ale nikde jinde.

alt="Map Projections-Mercator">Vzpěra: CC 2.0Podobný vzhled? Grónsko má na Mercatorově mapě velikost Afriky

Stala se standardní mapovou projekcí pro námořní účely, protože byla schopna znázorňovat čáry konstantního skutečného směru – zásadní v době, kdy plachetnice a navigace byly založeny pouze na směru!

Podívejte se na thetruesize.com, abyste získali představu o tom, jak Mercatorova projekce (a Google) zkresluje náš pohled na svět.

alt="skutečná velikost mapového webu">thetruesize.comTato aplikace ukazuje skutečnou velikost zemí, které jsou v Mapách Google zkresleny

Gall stereographic: V roce 1855 duchovní James Gall představil mapu, která měla připomínat Mercatorovu mapu, ale s menším zkreslením měřítka a oblasti poblíž pólů. Válcová stereografická projekce, založená na dvou standardních rovnoběžkách na 45° severně a jižně, zůstala po oznámení nepovšimnuta.

alt="mapové projekce-gall">Vzpěra: CC 2.0Podobné jako Mercator, ale s menším zkreslením v blízkosti pólů

Gall–Peters: V roce 1973 představil filmař Arno Peters válcovou mapu světa založenou na výše uvedené mapě Jamese Galla. Na rozdíl od Mercatorovy projekce je Afrika zobrazena ve své skutečné velikosti: 14krát větší než Grónsko.

Je to evoluce Petersovy předchozí práce. Stejně jako Gallova mapa i mapa určuje zeměpisné šířky 45° severní a jižní šířky jako oblasti na mapě, které nevykazují zkreslení.

alt="mapové projekce-gall–peters">Vzpěra: CC 2.0Afrika je zastoupena ve své skutečné velikosti: 14krát větší než Grónsko

Lambert Conformal Conic: V roce 1772 publikoval francouzsko-německý matematik a vědec jménem Johann Heinrich Lambert sedm mapových projekcí! Jeho projekce mapy Conformal Conic, považovaná ve své době za revoluční a dodnes důležitá, se stala standardem pro mapování velkých oblastí v malých měřítcích ve středních zeměpisných šířkách, jako jsou Spojené státy a Evropa.

Není to příliš dobré pro jižní zeměpisné šířky, které se obvykle odříznou někde kolem 30° jižně.

alt="map-projections-Lambert_conformal_conic">Vzpěra: CC 2.0Není užitečné pro Jižní Afriku, Austrálii a Argentinu

Robinson: Ahhh, moje oblíbená mapová projekce. Mám rád Robinsona, protože je přesnější a atraktivnější než Mercator. Mapu vyvinul v 60. letech 20. století Arthur H. Robinson, americký profesor geografie, protože moderní tvůrci map nebyli spokojeni s deformacemi Mercatorovy projekce a chtěli světovou projekci, která by působila realističtěji.

Proto se Robinsonova projekce stala populárnější než projekce Mercator.

alt="Projekce mapy-Robinson">Vzpěra: CC 2.0Můj oblíbený – Robinson vypadá dobře

Protože se jedná o pseudocylindrickou projekci, standardní rovnoběžka je na rovníku a stále má podobné problémy se zkreslením jako Mercatorova projekce. Rozsah přijatelného zkreslení je však rozšířen z 15° severu a jihu na 45° severu a jihu.

V polárních oblastech je také menší zkreslení. Na rozdíl od Mercatora má Robinson na mapě rovnoměrně rozmístěné čáry zeměpisné šířky a délky.

old=““>

Doporučení z literatury:

Geografičtí vězni: Deset map, které vysvětlují vše o světěVšechny hlavy států jsou omezeny geografií. Vaše možnosti jsou omezeny horami, řekami, moři a betonem. Abychom porozuměli světovému dění, často se zaměřujeme na lidi, myšlenky a politická hnutí, ale bez geografie nikdy nemáme úplný obraz.

The Revenge of Geography: Co nám mapa říká o nadcházejících konfliktech a bitvě proti osuduV této provokativní a překvapivé knize nabízí Robert D. Kaplan, nejprodávanější autor Monzunů a balkánských duchů, nový bystrý pohled, skrze který můžeme nahlížet na globální otřesy a otřesy, abychom pochopili, co nás čeká na světových kontinentech a zemích.

Hlavní obrázek: javarman/Shutterstock

      .