Pasaules kartes prognozes: kura ir labākā?

Pasaules kartes prognozes: kura ir labākā?

Mēs pārbaudām pasaulē izplatītākās karšu projekcijas, kā tās darbojas un kuras ir labākās

Kia parasti tiek raksturots kā mūsu attiecību geiks. Viņai ir datorzinātņu grāds, viņa ir redaktora acs, un viņa ir Star Trek fane, kura sevi dēvē par septiņiem no deviņiem... kas acīmredzot ir forši? Kāds draugs viņu nesen raksturoja kā "to, kas rokenrolā ieliek apostrofu".

Tas nozīmē, ka arī manī ir dažas geika svītras. Es esmu mazliet vēstures nerds un par kameru objektīviem un filtriem varu runāt ļoti detalizēti. Bet visvairāk man patīk kārtis.

Kādu dienu, iespējams, kad uzvarēsim loterijā un varēsim atļauties māju ar vairāk nekā vienu guļamistabu, man būs kartogrāfijas telpa, kas būs veltīta manām desmitiem Ordnance Survey karšu, manai novecojušu klases karšu kolekcijai ar tādiem nosaukumiem kā Rodēzija un Bečuanlenda (tagad Zimbabve un Botsvāna), kā arī manam masveida globusa atlantu sortimentam.

Man patīk, kā kārtis rosina sarunas. Pat ar vientuļu karti uz neizturīgas sienas mūsu Londonas dzīvoklī es redzēju, kā cilvēki apstājas, vēro un uzdeva ziņkārīgus jautājumus, piemēram, "Kāpēc ekvators nav pa vidu?" vai "Kāpēc Grenlande izskatās mazāka?".

Atbilde slēpjas aizraujošajā karšu projekciju tēmā. Ļaujiet man pastāstīt par to sīkāk.

Kāpēc mums ir vajadzīgas kartes projekcijas?

Ideālā pasaulē Zeme vienmēr tiktu attēlota kā sfēra (precīzāk, izliekts sferoīds vai elipsoīds). Tomēr globuss nav praktisks. To nevar viegli pārnēsāt, transportēt vai uzglabāt somā.

Tas nav piemērots liela mēroga lietošanai, piem. B. lai atrastu norādes pilsētā vai sekotu pārgājienu maršrutam, kur ir nepieciešams detalizētāks attēls.

Uz izliektas virsmas ir grūti izmērīt reljefa raksturlielumus, un nav iespējams uzreiz redzēt lielas Zemes daļas. Globusi arī nedarbojas labi mūsu viedtālruņos, planšetdatoros un datoru ekrānos.

alt="Planšetdators ar kartēšanas lietotni">Sapņu laiksGlobusi nedarbojas labi uz plakaniem ekrāniem

Iepriekš minētās problēmas padara globusu ražošanu dārgu, jo īpaši dažādos izmēros un mērogos, un padara tos nepraktiskus ikdienas lietošanai. Tāpēc mēs veidojam kartes.

Neatkarīgi no tā, vai tā ir papīra forma, piemēram, bukleti, bukleti vai atlanti, vai vietnēs un lietojumprogrammās iegulti digitāli formāti, mēs veidojam sfēriskās zemes divdimensiju projekcijas.

Kas ir kartes projekcija?

Vienkāršākajā formā kartes projekcija ir Zemes (vai tās daļas) izliektās virsmas pārnešana uz plakanu virsmu, izmantojot matemātiskos vienādojumus: trīsdimensiju padarot divdimensiju vai izliekto pasauli plakanu.

alt="maps-changed-world-Bleau">Publisks īpašumsIzliektās pasaules saplacināšana ir kartēšanas izaicinājums

Šādas transformācijas laikā platuma un garuma līnijas tiek pārveidotas par Dekarta koordinātām (x, y), kas attēlo punktu atrašanās vietu plakanā kartē. Jābūt izkropļojumiem – viņi to nevar. Atkarībā no kartes mērķa daži no šiem traucējumiem ir pieņemami, bet citi nav.

Kartes projekcija tiek klasificēta atkarībā no matemātiskās formulas veida, ko izmanto sfēriskā globusa projicēšanai plakanajā kartē. Kartes projekcijas saglabā dažas sfēras īpašības uz citu rēķina, veidojot kartes, kas, šķiet, attēlo pasauli dažādos veidos.

Kartes projekcijas pamatveidi

Labākais veids, kā aprakstīt, kā darbojas kartes projekcija, ir iedomāties papīra gabalu (karti), kas novietots virs zemes (vai zemeslodes), lai izveidotu kartes platuma un garuma līnijas.

Ja papīra gabals pieskaras zemeslodei, kartē nav nekādu izkropļojumu; tā ir precīza zemeslodes kopija. Tomēr, ja papīrs nav plakans, rodas deformācijas. Jo tālāk papīrs atrodas no zemes virsmas, jo lielāki ir izkropļojumi.

alt="kā deformācija darbojas uz papīra">ICSM: CC 3.0Iedomājieties papīra lapu, kas noklāta plakaniski uz zemes - tā būs karte

Matemātika dažādās projekcijās mēģina pārvarēt šo problēmu, taču neviena no tām nenovērš visus traucējumus. Vispārīgi runājot, ir trīs pamatmetodes, ko izmanto, lai izveidotu projekciju un līdz ar to arī karti.

Azimuts: Šis papīra gabals ir novietots plakaniski un vienā punktā pieskaras zemeslodei - parasti stabam, bet ne vienmēr.

Konisks: papīrs tiek velmēts konusa formā un pieskaras bumbiņai uz apļveida līnijas. Parasti konusa gals ir novietots virs staba.

Cilindrisks: papīrs tiek velmēts cilindrā visā pasaulē, pieskaroties Zemei apļveida līnijā - parasti pie ekvatora.

alt="Prognožu veidi">ICSM: CC 3.0Trīs galvenie kartes projekcijas veidi: azimutālā, koniskā un cilindriskā (lr)

Ir arī pseidocilindru formas. Tas būtībā ir tāds pats kā cilindrisks, taču, attīstoties datormodelēšanai, kļuva iespējams aprēķināt garumus kā līknes, tādējādi samazinot kropļojumus polu tuvumā. Tā ir arī mana mīļākā šķirne.

alt="Kartes projekcijas-pseidocilindrisks">Statne: CC 2.0Aprēķinu sasniegumi vidējie kropļojumi polu tuvumā ir samazināti pseidocilindriskās projekcijās

Kopējās kartes projekcijas

Azimutālā stereogrāfija: vecākā kartes projekcijas forma ir meklējama 2. gadsimtā pirms mūsu ēras. BC. Vecākais zināmais ieraksts par šo projekciju ir Ptolemaja 150. gadā pēc Kristus. Stereogrāfiskā projekcija ir visizplatītākais azimutālās projekcijas veids, ko izmanto arī mūsdienās.

Projekcijas pievilcība ir tāda, ka Zeme šķiet tā, it kā skatīta no kosmosa vai sfēras. Zemes masas formas parasti ir labi saglabājušās, lai gan kartes malas virzienā ir vērojami ārkārtēji izkropļojumi.

alt="divi globusi">Tobiass Jungs CC 4.0Izskatās pēc sfēras, lai gan malas virzienā ir izteikti izkropļojumi

Merkators: 1569. gadā Geradus Mercator izveidoja slavenāko un pazīstamāko kartes projekciju, kas, neskatoties uz tās milzīgajiem izkropļojumiem, tiek plaši izmantota arī mūsdienās.

Tāpēc Grenlande Google Maps izskatās tikpat liela kā Āfrika. Ekvatora tuvumā ir maz izkropļojumu. Attālumi gar ekvatoru vienmēr ir pareizi, bet nekur citur.

alt="Kartes projekcijas-Mercator">Statne: CC 2.0Līdzīgi izskatās? Merkatora kartē Grenlande ir Āfrikas lielumā

Tā kļuva par standarta kartes projekciju kuģniecības nolūkos, jo tā spēja attēlot līnijas ar nemainīgu patieso virzienu — tas bija ļoti svarīgi laikā, kad buru kuģi un navigācija balstījās tikai uz virzienu!

Apskatiet vietni thetruesize.com, lai iegūtu priekšstatu par to, kā Mercator projekcija (un Google) izkropļo mūsu skatījumu uz pasauli.

alt="kartes vietnes patiesais izmērs">thetruesize.comŠī lietotne parāda to valstu patieso lielumu, kuras pakalpojumā Google Maps ir nepareizi attēlotas

Žultas stereogrāfija: 1855. gadā garīdznieks Džeimss Gāls prezentēja karti, kas bija paredzēta Merkatora kartei, taču ar mazāku mēroga un laukuma izkropļojumu pie poliem. Cilindriskā stereogrāfiskā projekcija, kas balstīta uz divām standarta paralēlēm 45° ziemeļu un dienvidu leņķī, palika nepamanīta, kad tika paziņota.

alt="kartes projekcijas-gall">Statne: CC 2.0Līdzīgi kā Mercator, bet ar mazākiem kropļojumiem polu tuvumā

Galls–Pīterss: 1973. gadā filmas veidotājs Arno Pīterss prezentēja cilindrisku pasaules karti, kuras pamatā bija Džeimsa Gala karte iepriekš. Atšķirībā no Merkatora projekcijas Āfrika ir parādīta tās patiesajā izmērā: 14 reizes lielāka nekā Grenlande.

Tā ir Pītersa iepriekšējā darba evolūcija. Tāpat kā Gala karte, karte nosaka 45° ziemeļu un dienvidu platuma grādus kā kartes reģionus, kuros nav izkropļojumu.

alt="kartes projekcijas-gall-peters">Statne: CC 2.0Āfrika ir pārstāvēta tās patiesajā izmērā: 14 reizes lielāka nekā Grenlande

Lamberta konformālais konisks: 1772. gadā franču-vācu matemātiķis un zinātnieks Johans Heinrihs Lamberts publicēja septiņas kartes projekcijas! Viņa Conformal Conic kartes projekcija, kas tajā laikā tika uzskatīta par revolucionāru un joprojām ir svarīga šodien, ir kļuvusi par standartu lielu platību kartēšanai mazos mērogos vidējos platuma grādos, piemēram, ASV un Eiropā.

Tas nav īpaši piemērots dienvidu platuma grādiem, kas parasti nogriežas kaut kur ap 30° dienvidu leņķi.

alt="map-projections-Lambert_conformal_conic">Statne: CC 2.0Nav noderīgs Dienvidāfrikai, Austrālijai un Argentīnai

Robinsons: Ahhh, mana mīļākā kartes projekcija. Man patīk Robinsons, jo tas ir precīzāks un pievilcīgāks nekā Mercator. Karti 60. gados izstrādāja amerikāņu ģeogrāfijas profesors Arturs H. Robinsons, jo mūsdienu karšu veidotāji nebija apmierināti ar Merkatora projekcijas izkropļojumiem un vēlējās pasaules projekciju, kas šķita reālistiskāka.

Tāpēc Robinsona projekcija ir kļuvusi populārāka nekā Merkatora projekcija.

alt="Kartes projekcijas-Robinsons">Statne: CC 2.0Mans mīļākais - Robinsons vienkārši izskatās pareizi

Tā kā tā ir pseidocilindru projekcija, standarta paralēle atrodas pie ekvatora, un tai joprojām ir līdzīgas kropļojuma problēmas kā Merkatora projekcijai. Tomēr pieļaujamo izkropļojumu diapazons ir paplašināts no 15° ziemeļiem un dienvidiem līdz 45° ziemeļiem un dienvidiem.

Arī polārajos reģionos izkropļojumi ir mazāki. Atšķirībā no Mercator, Robinsonam ir vienmērīgi izvietotas platuma un garuma līnijas kartē.

vecs=““>

Literatūras ieteikumi:

Ģeogrāfijas ieslodzītie: desmit kartes, kas izskaidro visu par pasauli Visus valstu vadītājus ierobežo ģeogrāfija. Jūsu izvēli ierobežo kalni, upes, jūras un betons. Lai izprastu notikumus pasaulē, mēs bieži koncentrējamies uz cilvēkiem, idejām un politiskajām kustībām, bet bez ģeogrāfijas mums nekad nav pilnīgas ainas.

Ģeogrāfijas atriebība: ko karte mums stāsta par gaidāmajiem konfliktiem un cīņu pret likteni. Šajā provokatīvajā, pārsteidzošajā grāmatā Roberts D. Kaplāns, grāmatas "Monsoons and Balkan Ghosts" visvairāk pārdotais autors, piedāvā jaunu ieskatu bagātu prizmu, caur kuru mēs varam aplūkot globālos satricinājumus un satricinājumus visā pasaulē, lai saprastu, kādi ir kontinenti un satricinājumi.

Galvenais attēls: javarman/Shutterstock

      .