Maailma kaardiprognoosid: milline on parim?

Maailma kaardiprognoosid: milline on parim?

Uurime maailmas levinumaid kaardiprojektsioone, kuidas need töötavad ja milline on parim

Kiat kirjeldatakse tavaliselt kui meie suhte nohiku. Tal on arvutiteaduse kraad, tal on toimetaja pilk ja ta on Star Treki fänn, kes nimetab end üheksast üheksaks... mis on ilmselt lahe? Üks sõber kirjeldas teda hiljuti kui "selleks, kes paneb rock 'n' rolli apostroofile".

See tähendab, et minus on ka paar nohiku triipu. Olen natuke ajalooline nohik ja oskan kaamera objektiividest ja filtritest väga detailselt rääkida. Aga üle kõige armastan ma kaarte.

Võib-olla ühel päeval, kui võidame loterii ja saame endale lubada maja, kus on rohkem kui üks magamistuba, on mul kartograafiatuba, mis on pühendatud minu kümnetele Ordnance Survey kaartidele, minu vananenud klassiruumikaartide kollektsioonile, mille nimed on Rhodesia ja Bechuanaland (praegu Zimbabwe ja Botswana), ning mu tohututele globeesky atlastele ja kogu maailmale.

Mulle meeldib, kuidas kaardid vestlusi tekitavad. Isegi kui meie Londoni korteri õhukesel seinal oli üksildane kaart, nägin inimesi peatumas, jälgimas ja uudishimulikke küsimusi esitamas, näiteks "Miks pole ekvaator keskel?" või "Miks Gröönimaa näeb väiksem välja?".

Vastus peitub põnevas kaardiprojektsioonide teemas. Lubage mul seda täpsustada.

Miks me vajame kaardiprojektsioone?

Täiuslikus maailmas kujutatakse Maad alati sfäärina (täpsemalt sfäärilise või ellipsoidina). Maakera pole aga praktiline. Seda ei saa kergesti kaasas kanda, transportida ega kotis hoida.

See ei sobi suuremahuliseks kasutamiseks, nt. B. linnas juhiste leidmiseks või matkamarsruudi järgimiseks, kus täpsem pilt on hädavajalik.

Kõveral pinnal on maastikuomaduste mõõtmine keeruline ja korraga pole võimalik näha suuri osi Maast. Gloobused ei tööta hästi ka meie nutitelefonides, tahvelarvutites ja arvutiekraanidel.

alt="Tahvelarvuti kaardistamisrakendusega">Unistuste aegGloobused ei tööta lameekraanidel hästi

Ülaltoodud probleemid muudavad gloobuste valmistamise kulukaks, eriti erinevas suuruses ja mõõtkavas, ning igapäevaseks kasutamiseks ebapraktiliseks. Sellepärast loome kaarte.

Olenemata sellest, kas tegemist on pabervorminguga, nagu voldikud, brošüürid või atlased, või veebisaitidele ja rakendustesse manustatud digitaalvormingud, loome sfäärilise maa kahemõõtmelisi projektsioone.

Mis on kaardiprojektsioon?

Kõige lihtsamal kujul on kaardiprojektsioon Maa (või selle osa) kõvera pinna ülekandmine tasasele pinnale, kasutades matemaatilisi võrrandeid: kolmemõõtmelise kahemõõtmeliseks muutmine – või kõvera maailma tasaseks muutmine.

alt="maps-changed-world-Bleau">Avalik omandKumera maailma lamendamine on kaardistamise väljakutse

Sellise teisenduse käigus teisendatakse laius- ja pikkusjooned Descartes'i koordinaatideks (x, y), mis tähistavad punktide asukohta tasasel kaardil. Moonutused peavad olema – nad ei saa seda teha. Sõltuvalt kaardi eesmärgist on mõned neist moonutustest vastuvõetavad ja teised mitte.

Kaardiprojektsioon klassifitseeritakse olenevalt matemaatilise valemi tüübist, mida kasutatakse sfäärilise gloobuse tasasele kaardile projitseerimiseks. Kaardiprojektsioonid säilitavad osa sfääri omadustest teiste arvelt, luues kaardid, mis näivad kujutavat maailma erineval viisil.

Kaardi projektsiooni põhitüübid

Parim viis kaardi projektsiooni toimimise kirjeldamiseks on kujutada ette paberitükki (kaarti), mis asetatakse Maa (või maakera) kohale, et luua kaardile laius- ja pikkuskraad.

Seal, kus paberitükk maakera puudutab, pole kaardil moonutusi; see on maakera täpne koopia. Kui aga paber ei ole tasane, esineb moonutusi. Mida kaugemal on paber maapinnast, seda suuremad on moonutused.

alt="kuidas moonutus paberil töötab">ICSM: CC 3.0Kujutage ette paberitükki, mis on maapinnale laotatud – see on kaart

Matemaatika erinevates projektsioonides püüab seda probleemi ületada, kuid ükski ei kõrvalda kõiki moonutusi. Laias laastus kasutatakse projektsiooni ja seega ka kaardi loomiseks kolme põhitehnikat.

Asimuut: see paberitükk asetatakse lamedale ja puudutab ühes punktis maakera – tavaliselt posti, kuid mitte alati.

Kooniline: paber rullitakse koonusekujuliseks ja puudutab ringikujulist palli. Tavaliselt asetatakse koonuse ots varda kohale.

Silindriline: paber rullitakse silindriks ümber maakera, puudutades Maad ringikujuliselt – tavaliselt ekvaatoril.

alt="Prognooside tüübid">ICSM: CC 3.0Kolm peamist kaardiprojektsiooni tüüpi: asimutaalne, kooniline ja silindriline (lr)

On ka pseudotsilindrilisi. See on sisuliselt sama, mis silindriline, kuid arvutimodelleerimise edusammudega sai võimalikuks arvutada pikkuskraade kõveratena, vähendades seeläbi pooluste lähedal tekkivaid moonutusi. See on ka minu lemmiksort.

alt="Kaardi projektsioonid-pseudotsilindrilised">Tugi: CC 2.0Arvutamise edusammud pooluste läheduses vähenevad pseudotsilindrilistes projektsioonides

Ühised kaardiprojektsioonid

Azimutaalne stereograafia: vanim kaardiprojektsiooni vorm pärineb 2. sajandist eKr. eKr. Vanim teadaolev kirje selle projektsiooni kohta pärineb Ptolemaiosest aastast 150 pKr. Stereograafiline projektsioon on tänapäeval kõige levinum asimuutprojektsiooni vorm.

Projektsiooni võlu seisneb selles, et Maa näib justkui kosmosest vaadatuna – või kera. Maapinna kujud on üldiselt hästi säilinud, kuigi kaardi serva suunas esineb äärmuslikke moonutusi.

alt="kaks gloobust">Tobias Jung CC 4.0Näeb välja nagu kera, kuigi serva suunas on äärmuslikke moonutusi

Mercator: 1569. aastal lõi Geradus Mercator kõige kuulsama ja tuntuima kaardiprojektsiooni, mis vaatamata tohututele moonutustele on laialdaselt kasutusel ka tänapäeval.

Seetõttu näeb Gröönimaa Google Mapsis välja sama suur kui Aafrika. Ekvaatori lähedal on moonutusi vähe. Kaugused piki ekvaatorit on alati õiged, aga mitte kusagil mujal.

alt="Kaardiprojektsioonid-Mercator">Tugi: CC 2.0Sarnase välimusega? Gröönimaa on Mercatori kaardil Aafrika suurune

Sellest sai meresõidueesmärkide standardne kaardiprojektsioon, kuna see suudab kujutada pideva tõelise suuna jooni – see oli ülioluline ajal, mil purjelaevad ja navigatsioon põhinesid ainult suunal!

Heitke pilk saidile thetruesize.com, et saada aimu, kuidas Mercatori projektsioon (ja Google) moonutab meie maailmavaadet.

alt="kaardi veebisaidi tegelik suurus">thetruesize.comSee rakendus näitab Google Mapsis valesti esitatud riikide tegelikku suurust

Galli stereograafiline: 1855. aastal esitles vaimulik James Gall kaarti, mis pidi sarnanema Mercatori omaga, kuid mille mõõtkava ja pooluste läheduses oli vähem moonutusi. Silindriline stereograafiline projektsioon, mis põhineb kahel standardsel paralleelil 45° põhja- ja lõunanurgas, jäi väljakuulutamisel märkamatuks.

alt="kaardiprojektsioonid-gall">Tugi: CC 2.0Sarnane Mercatoriga, kuid pooluste läheduses on vähem moonutusi

Gall–Peters: 1973. aastal esitles filmitegija Arno Peters ülaltoodud James Galli kaardi põhjal silindrilist maailmakaarti. Erinevalt Mercatori projektsioonist on Aafrika näidatud selle tegelikus suuruses: 14 korda suurem kui Gröönimaas.

See on Petersi varasema töö edasiarendus. Nagu Galli kaart, määrab kaart 45° põhja- ja lõunalaiuskraadi kaardil piirkondadena, millel ei esine moonutusi.

alt="kaardiprojektsioonid-gall-peters">Tugi: CC 2.0Aafrika on esindatud oma tegelikus suuruses: 14 korda suurem kui Gröönimaa

Lambert Conformal Conic: 1772. aastal avaldas Prantsuse-Saksa matemaatik ja teadlane Johann Heinrich Lambert seitse kaardiprojektsiooni! Tema Conformal Conic kaardiprojektsioon, mida peeti tol ajal revolutsiooniliseks ja tänapäevalgi oluliseks, on saanud standardiks suurte alade kaardistamisel väikestel mõõtkavadel keskmistel laiuskraadidel, nagu Ameerika Ühendriigid ja Euroopa.

See pole eriti hea lõunapoolsetele laiuskraadidele, mis tavaliselt lõikavad ära kuskil 30° lõunalaiust.

alt="map-projections-Lambert_conformal_conic">Tugi: CC 2.0Pole kasulik Lõuna-Aafrika, Austraalia ja Argentina jaoks

Robinson: Ahhh, minu lemmik kaardiprojektsioon. Mulle meeldib Robinson, sest see on täpsem ja atraktiivsem kui Mercator. Kaardi töötas välja 1960. aastatel Ameerika geograafiaprofessor Arthur H. Robinson, kuna tänapäevased kaarditegijad ei olnud rahul Mercatori projektsiooni moonutustega ja soovisid realistlikumat maailmaprojektsiooni.

Seetõttu on Robinsoni projektsioon muutunud populaarsemaks kui Mercatori projektsioon.

alt="Kaardiprojektsioonid-Robinson">Tugi: CC 2.0Minu lemmik – Robinson näeb just õige välja

Kuna tegemist on pseudotsilindrilise projektsiooniga, on standardparalleel ekvaatoril ja sellel on endiselt sarnased moonutusprobleemid nagu Mercatori projektsioonil. Vastuvõetavate moonutuste ulatust aga laiendatakse 15° põhja- ja lõunasuunalt 45° põhja- ja lõunalaiuseni.

Samuti on polaaraladel moonutusi vähem. Erinevalt Mercatorist on Robinsoni laius- ja pikkuskraadid kaardil ühtlaselt paigutatud.

vana=““>

Kirjanduse soovitused:

Geograafia vangid: kümme kaarti, mis selgitavad kõike maailma kohta Kõiki riigipäid piirab geograafia. Teie valikuid piiravad mäed, jõed, mered ja betoon. Maailma sündmuste mõistmiseks keskendume sageli inimestele, ideedele ja poliitilistele liikumistele, kuid ilma geograafiata pole meil kunagi täielikku pilti.

Geograafia kättemaks: mida kaart meile tulevaste konfliktide ja saatusevastase võitluse kohta räägib Selles provokatiivses ja üllatavas raamatus pakub raamatu "Mussoonid ja Balkani kummitused" enimmüüdud autor Robert D. Kaplan põhjaliku uue prisma, mille kaudu saame vaadelda globaalseid murranguid ja murranguid, et mõista maailma kontinentse ja murranguid maailma ümber.

Põhipilt: javarman/Shutterstock

      .