Pasaulio žemėlapio projekcijos: kuris yra geriausias?

Pasaulio žemėlapio projekcijos: kuris yra geriausias?

Nagrinėjame dažniausiai pasaulyje paplitusias žemėlapių projekcijas, kaip jos veikia ir kuri yra geriausia

Kia paprastai apibūdinama kaip mūsų santykių geek. Ji turi informatikos laipsnį, ji turi redaktorės akis ir yra „Star Trek“ gerbėja, kuri save vadina Septyni iš devynių... o tai, matyt, puiku? Neseniai draugas ją apibūdino kaip „tą, kuri apostrofuoja rokenrolą“.

Be to, aš taip pat turiu keletą geidų. Esu šiek tiek istorijos mėgėjas ir galiu labai išsamiai kalbėti apie fotoaparatų objektyvus ir filtrus. Bet labiausiai man patinka kortos.

Vieną dieną, galbūt, kai laimėsime loterijoje ir galėsime sau leisti namą su daugiau nei vienu miegamuoju, turėsiu kartografijos kambarį, skirtą mano dešimčiai Ordnance Survey žemėlapių, pasenusių klasių žemėlapių kolekcijai su tokiais pavadinimais kaip Rodezija ir Bečuanalandas (dabar Zimbabvė ir Botsvana) ir savo didžiulių pasaulio atlasų asortimentui.

Man patinka, kaip kortos skatina pokalbius. Netgi turėdamas vienišą žemėlapį ant silpnos sienos mūsų Londono bute, mačiau, kaip žmonės sustoja, stebi ir užduoda smalsius klausimus, pavyzdžiui, „Kodėl pusiaujas nėra viduryje? arba "Kodėl Grenlandija atrodo mažesnė?".

Atsakymas slypi įdomioje žemėlapių projekcijų temoje. Leiskite man tai išsamiau paaiškinti.

Kodėl mums reikalingos žemėlapio projekcijos?

Tobulame pasaulyje Žemė visada būtų vaizduojama kaip sfera (konkrečiau, pailgas sferoidas arba elipsoidas). Tačiau gaublys nėra praktiškas. Jo negalima lengvai nešiotis, transportuoti ar laikyti krepšyje.

Jis netinka naudoti dideliais kiekiais, pvz. B. rasti nuorodas mieste arba sekti pėsčiųjų maršrutą, kur būtinas išsamesnis vaizdas.

Ant lenkto paviršiaus sunku išmatuoti reljefo charakteristikas ir neįmanoma iš karto pamatyti didelių Žemės dalių. Gaubliai taip pat netinkamai veikia mūsų išmaniuosiuose telefonuose, planšetiniuose kompiuteriuose ir kompiuterių ekranuose.

alt="Planšetinis kompiuteris su žemėlapių programa">Svajonių laikasGaubliai neveikia plokščiuose ekranuose

Dėl pirmiau nurodytų problemų gaublių gamyba yra brangi, ypač skirtingų dydžių ir mastelių, ir yra nepraktiška kasdieniam naudojimui. Štai kodėl mes kuriame žemėlapius.

Nesvarbu, ar tai popierinė forma, pavyzdžiui, lankstinukai, bukletai ar atlasai, ar skaitmeniniai formatai, įterpti į svetaines ir programas, mes kuriame dvimates sferinės žemės projekcijas.

Kas yra žemėlapio projekcija?

Paprasčiausia žemėlapio projekcija yra lenkto Žemės paviršiaus (ar jo dalies) perkėlimas į plokščią paviršių naudojant matematines lygtis: trimatis dvimatis arba išlenktas pasaulis plokščias.

alt="maps-changed-world-Bleau">Viešasis domenasIšlyginti išlenktą pasaulį yra žemėlapių sudarymo iššūkis

Tokios transformacijos metu platumos ir ilgumos linijos konvertuojamos į Dekarto koordinates (x, y), kurios atspindi taškų vietą plokščiame žemėlapyje. Turi būti iškraipymų – jie to negali padaryti. Priklausomai nuo kortelės paskirties, kai kurie iš šių iškraipymų yra priimtini, o kiti – ne.

Žemėlapio projekcija klasifikuojama atsižvelgiant į matematinės formulės tipą, naudojamą sferiniam gaubliui projektuoti ant plokščio žemėlapio. Žemėlapio projekcijos išsaugo kai kurias sferos savybes kitų sąskaita, todėl sukuriami žemėlapiai, kurie, atrodo, skirtingai vaizduoja pasaulį.

Pagrindiniai žemėlapio projekcijos tipai

Geriausias būdas apibūdinti, kaip veikia žemėlapio projekcija, yra įsivaizduoti popieriaus lapą (žemėlapį), padėtą ​​virš žemės (arba gaublio), kad būtų sukurtos žemėlapio platumos ir ilgumos linijos.

Ten, kur popieriaus lapas paliečia Žemės rutulį, žemėlapyje nėra iškraipymų; tai tiksli Žemės rutulio kopija. Tačiau jei popierius nėra plokščias, atsiranda iškraipymas. Kuo toliau popierius nuo žemės paviršiaus, tuo didesni iškraipymai.

alt="kaip iškraipymas veikia popieriuje">ICSM: CC 3.0Įsivaizduokite popieriaus lapą, padėtą ​​ant žemės – tai bus žemėlapis

Matematika įvairiose projekcijose bando įveikti šią problemą, tačiau nė viena nepanaikina visų iškraipymų. Apskritai, yra trys pagrindiniai metodai, naudojami sukurti projekciją, taigi ir žemėlapį.

Azimutas: Šis popieriaus gabalas yra padėtas plokščiai ir vienoje vietoje paliečia gaublį – dažniausiai stulpą, bet ne visada.

Kūginis: popierius susukamas į kūgio formą ir paliečiamas apskritimo linija. Paprastai kūgio galas yra virš stulpo.

Cilindrinis: popierius susukamas į cilindrą aplink Žemės rutulį, paliečiant Žemę apskritimo linija – dažniausiai ties pusiauju.

alt="Projekcijų tipai">ICSM: CC 3.0Trys pagrindiniai žemėlapio projekcijos tipai: azimutinė, kūginė ir cilindrinė (lr)

Taip pat yra pseudocilindrinių. Tai iš esmės tas pats, kas cilindrinis, tačiau tobulėjant kompiuteriniam modeliavimui tapo įmanoma apskaičiuoti ilgumas kaip kreives, taip sumažinant iškraipymus šalia polių. Tai taip pat mano mėgstamiausia veislė.

alt="Žemėlapio projekcijos-pseudocilindrinis">Statras: CC 2.0Skaičiavimo pažanga reiškia, kad pseudocilindrinėse projekcijose sumažėja iškraipymai šalia polių

Bendrosios žemėlapio projekcijos

Azimutalinė stereografija: seniausia žemėlapio projekcijos forma gali būti atsekta II amžiuje prieš Kristų. pr. Kr. Seniausias žinomas šios projekcijos įrašas yra Ptolemėjaus 150 m. Stereografinė projekcija yra labiausiai paplitusi azimutinės projekcijos forma, vis dar naudojama šiandien.

Projekcijos patrauklumas yra tas, kad Žemė atrodo tarsi žiūrima iš kosmoso – arba sfera. Sausumos masyvo formos paprastai yra gerai išsilaikiusios, nors žemėlapio kraštai yra labai iškraipyti.

alt="du gaubliai">Tobias Jung CC 4.0Atrodo kaip rutulys, nors krašto link yra didžiulis iškraipymas

Merkatorius: 1569 m. Geradus Mercator sukūrė garsiausią ir žinomiausią žemėlapio projekciją, kuri, nepaisant didžiulių iškraipymų, plačiai naudojama ir šiandien.

Štai kodėl Grenlandija Google žemėlapiuose atrodo tokia pat didelė kaip Afrika. Prie pusiaujo iškraipymai yra nedideli. Atstumai išilgai pusiaujo visada teisingi, bet niekur kitur.

alt="Žemėlapio projekcijos-Mercator">Statras: CC 2.0Panašiai atrodantis? Merkatoriaus žemėlapyje Grenlandija yra Afrikos dydžio

Jis tapo standartine žemėlapio projekcija jūriniams tikslams, nes gali pavaizduoti pastovios tikrosios krypties linijas – tai buvo labai svarbu tuo metu, kai burlaiviai ir navigacija buvo pagrįsti vien kryptimi!

Pažiūrėkite į thetruesize.com, kad suprastumėte, kaip Mercator projekcija (ir Google) iškreipia mūsų požiūrį į pasaulį.

alt="tikrasis žemėlapio svetainės dydis">thetruesize.comŠi programa rodo tikrąjį šalių, kurios klaidingai pateikiamos „Google“ žemėlapiuose, dydį

Tulžies stereografija: 1855 m. dvasininkas Jamesas Gallas pristatė žemėlapį, kuris turėjo būti panašus į Merkatoriaus žemėlapį, bet su mažesniu mastelio ir ploto šalia ašigalių iškraipymu. Cilindrinė stereografinė projekcija, pagrįsta dviem standartinėmis lygiagretėmis 45° šiaurės ir pietų kampuose, buvo nepastebėta, kai buvo paskelbta.

alt="žemėlapio projekcijos-gall">Statras: CC 2.0Panašus į Mercator, bet su mažesniu iškraipymu netoli ašigalių

Gall–Peters: 1973 m. kino kūrėjas Arno Petersas pristatė cilindrinį pasaulio žemėlapį, paremtą aukščiau pateiktu Jameso Gallo žemėlapiu. Priešingai nei Merkatoriaus projekcija, Afrika rodoma tikrojo dydžio: 14 kartų didesnė už Grenlandiją.

Tai ankstesnio Peterso darbo evoliucija. Kaip ir Gallo žemėlapyje, žemėlapis nustato 45° šiaurės ir pietų platumos kaip žemėlapio sritis, kuriose nėra iškraipymų.

alt="žemėlapio projekcijos-gall-peters">Statras: CC 2.0Afrika pavaizduota tikruoju dydžiu: 14 kartų didesnė už Grenlandiją

Lamberto konforminis kūgis: 1772 m. prancūzų-vokiečių matematikas ir mokslininkas Johanas Heinrichas Lambertas paskelbė septynias žemėlapio projekcijas! Jo Conformal Conic žemėlapio projekcija, kuri tuo metu buvo laikoma revoliucine ir tebėra svarbi ir šiandien, tapo didelių plotų žemėlapių mažu masteliu vidutinėse platumose, pavyzdžiui, JAV ir Europoje, standartu.

Tai nelabai tinka pietinėse platumose, kurios paprastai nukerta apie 30° pietų.

alt="map-projections-Lambert_conformal_conic">Statras: CC 2.0Nenaudinga Pietų Afrikai, Australijai ir Argentinai

Robinsonas: Ahhh, mano mėgstamiausia žemėlapio projekcija. Man patinka Robinsonas, nes jis yra tikslesnis ir patrauklesnis nei Mercator. Žemėlapį septintajame dešimtmetyje sukūrė amerikiečių geografijos profesorius Arthuras H. Robinsonas, nes šiuolaikiniai žemėlapių kūrėjai buvo nepatenkinti Merkatoriaus projekcijos iškraipymais ir norėjo realesnio pasaulio projekcijos.

Todėl Robinsono projekcija tapo populiaresnė nei Mercator projekcija.

alt="Žemėlapio projekcijos-Robinsonas">Statras: CC 2.0Mano mėgstamiausias – Robinzonas tiesiog atrodo gerai

Kadangi tai yra pseudocilindrinė projekcija, standartinė lygiagretė yra ties pusiauju ir vis tiek turi panašių iškraipymo problemų kaip Merkatoriaus projekcija. Tačiau priimtino iškraipymo diapazonas išplečiamas nuo 15° šiaurės ir pietų iki 45° šiaurės ir pietų.

Poliariniuose regionuose taip pat yra mažiau iškraipymų. Skirtingai nuo Mercator, Robinson platumos ir ilgumos linijos yra tolygiai išdėstytos žemėlapyje.

senas=““>

Literatūros rekomendacijos:

Geografijos kaliniai: dešimt žemėlapių, kurie paaiškina viską apie pasaulį Visi valstybių vadovai yra suvaržyti geografijos. Jūsų pasirinkimą riboja kalnai, upės, jūros ir betonas. Norėdami suprasti pasaulio įvykius, dažnai sutelkiame dėmesį į žmones, idėjas ir politinius judėjimus, tačiau be geografijos niekada negauname viso vaizdo.

Geografijos kerštas: ką žemėlapis mums byloja apie artėjančius konfliktus ir kovą su likimu. Šioje provokuojančioje, stebinančioje knygoje Robertas D. Kaplanas, bestselerių „Monsonai ir Balkanų vaiduokliai“ autorius, siūlo įžvalgią naują prizmę, per kurią galime pažvelgti į pasaulinius sukrėtimus ir perversmus, kad suprastume, kas slypi visame pasaulyje.

Pagrindinis vaizdas: javarman/Shutterstock

      .