Projekcje map świata: które są najlepsze?

Projekcje map świata: które są najlepsze?

Sprawdzamy, jakie są najpopularniejsze na świecie projekcje map, jak działają i które są najlepsze

W naszym związku Kia jest zwykle opisywana jako maniaczka. To ta z dyplomem z informatyki, to ona ma oko redaktora i ona jest fanką Star Treka, która nazywa siebie Siedem z Dziewięciu… Co najwyraźniej jest fajne? Znajomy niedawno opisał ją jako „tę, która umieszcza apostrof w rock’n’rollu”.

To powiedziawszy, mam też w sobie kilka pasm maniaka. Jestem maniakiem historii i potrafię bardzo szczegółowo opowiedzieć o obiektywach i filtrach aparatów. Ale przede wszystkim kocham karty.

Któregoś dnia, być może, gdy wygramy na loterii i będzie nas stać na dom z więcej niż jedną sypialnią, będę miał pokój kartograficzny poświęcony dziesiątkom map Ordnance Survey, mojej kolekcji przestarzałych map klas o nazwach takich jak Rodezja i Beczuana (obecnie Zimbabwe i Botswana) oraz moim asortymentem masywnych atlasów i skrzypiących globusów.

Uwielbiam sposób, w jaki karty pobudzają do rozmów. Nawet mając samotną mapę na marnej ścianie w naszym londyńskim mieszkaniu, widziałem, jak ludzie zatrzymywali się, obserwowali i zadawali ciekawe pytania, takie jak „Dlaczego równik nie jest pośrodku?” lub „Dlaczego Grenlandia wygląda na mniejszą?”.

Odpowiedź kryje się w ekscytującym temacie projekcji map. Pozwólcie, że rozwinę tę kwestię.

Dlaczego potrzebujemy projekcji map?

W idealnym świecie Ziemia zawsze byłaby przedstawiana jako kula (dokładniej spłaszczona sferoida lub elipsoida). Jednak globus nie jest praktyczny. Nie można go łatwo przenosić, transportować ani przechowywać w torbie.

Nie nadaje się do stosowania na dużą skalę, np. w zakładach produkcyjnych. B. znaleźć wskazówki w mieście lub podążać szlakiem pieszym, gdzie niezbędny jest bardziej szczegółowy obraz.

Na zakrzywionej powierzchni pomiar charakterystyki terenu jest trudny i nie da się jednocześnie zobaczyć dużych części Ziemi. Globusy nie sprawdzają się także na naszych smartfonach, tabletach i ekranach komputerów.

alt="Tablet z aplikacją do mapowania">Czas snówGlobusy nie działają dobrze na płaskich ekranach

Powyższe problemy powodują, że globusy są drogie w produkcji, szczególnie w różnych rozmiarach i skalach, a także niepraktyczne w codziennym użytkowaniu. Dlatego tworzymy mapy.

Niezależnie od tego, czy chodzi o formę papierową, taką jak ulotki, książeczki czy atlasy, czy też formaty cyfrowe osadzone na stronach internetowych i aplikacjach, tworzymy dwuwymiarowe projekcje kulistej ziemi.

Co to jest odwzorowanie mapy?

W najprostszej formie odwzorowanie mapy polega na przeniesieniu zakrzywionej powierzchni Ziemi (lub jej części) na płaską powierzchnię za pomocą równań matematycznych: uczynienie trójwymiarowego dwuwymiarowym - lub uczynienie zakrzywionego świata płaskim.

alt="mapy-zmieniony-świat-Bleau">Domena publicznaSpłaszczenie zakrzywionego świata jest wyzwaniem mapowania

Podczas takiej transformacji linie szerokości i długości geograficznej są przekształcane na współrzędne kartezjańskie (x, y), które reprezentują położenie punktów na płaskiej mapie. Muszą być zniekształcenia – tego nie mogą zrobić. W zależności od przeznaczenia karty, niektóre z tych zniekształceń są akceptowalne, a inne nie.

Odwzorowanie mapy jest klasyfikowane w zależności od rodzaju wzoru matematycznego użytego do rzutowania kuli ziemskiej na płaską mapę. Projekcje map zachowują niektóre właściwości kuli kosztem innych, tworząc mapy, które wydają się przedstawiać świat na różne sposoby.

Podstawowe typy odwzorowań map

Najlepszym sposobem na opisanie działania projekcji mapy jest wyobrażenie sobie kartki papieru (mapy) umieszczonej nad ziemią (lub kulą ziemską) w celu utworzenia linii szerokości i długości geograficznej mapy.

Tam, gdzie kartka papieru dotyka globu, na mapie nie ma zniekształceń; jest to dokładna replika globu. Jeżeli jednak papier nie jest płaski, pojawiają się zniekształcenia. Im dalej papier znajduje się od powierzchni ziemi, tym większe są zniekształcenia.

alt="jak zniekształcenie działa na papierze">ICSM: CC 3.0Wyobraź sobie kartkę papieru rozłożoną płasko na ziemi – to będzie mapa

Matematyka w różnych projekcjach próbuje przezwyciężyć ten problem - żadna jednak nie eliminuje wszystkich zniekształceń. Ogólnie rzecz biorąc, istnieją trzy podstawowe techniki tworzenia projekcji, a tym samym mapy.

Azymut: Ta kartka papieru jest ułożona płasko i w jednym punkcie dotyka kuli ziemskiej – zwykle słupa, ale nie zawsze.

Stożkowy: Papier jest zwinięty w kształt stożka i styka się z kulką po okrągłej linii. Zazwyczaj czubek stożka jest umieszczony nad słupem.

Cylindryczny: Papier jest zwinięty w wałek dookoła globu, dotykając Ziemi po okręgu – zwykle na równiku.

alt="Typy projekcji">ICSM: CC 3.0Trzy główne typy odwzorowania mapy: azymutalny, stożkowy i cylindryczny (lr)

Istnieją również pseudocylindryczne. Jest to zasadniczo to samo, co cylindryczne, ale wraz z postępem w modelowaniu komputerowym możliwe stało się obliczanie długości geograficznych w postaci krzywych, zmniejszając w ten sposób zniekształcenia w pobliżu biegunów. To także moja ulubiona odmiana.

alt="Odwzorowania mapy-pseudocylindryczne">Rozpórka: CC 2.0Postępy w informatyce oznaczają, że zniekształcenia w pobliżu biegunów są zmniejszone w rzutach pseudocylindrycznych

Wspólne projekcje map

Stereografia azymutalna: Najstarsza forma odwzorowania mapy sięga II wieku p.n.e. PRZED CHRYSTUSEM. Najstarsza znana wzmianka o tej projekcji pochodzi z roku 150 n.e., autorstwa Ptolemeusza. Projekcja stereograficzna jest najpowszechniejszą formą projekcji azymutalnej, nadal używaną.

Atrakcyjność projekcji polega na tym, że Ziemia wygląda tak, jakby była oglądana z kosmosu – lub jako kula. Kształty lądu są na ogół dobrze zachowane, chociaż w kierunku krawędzi mapy występują skrajne zniekształcenia.

alt="dwa globusy">Tobias Jung CC 4.0Wygląda jak kula, chociaż w kierunku krawędzi występują duże zniekształcenia

Mercator: W 1569 roku Geradus Mercator stworzył najsłynniejszą i najbardziej znaną projekcję mapy, która pomimo ogromnych zniekształceń jest nadal powszechnie stosowana.

Właśnie dlatego Grenlandia w Mapach Google wygląda na tak dużą jak Afryka. W pobliżu równika zniekształcenia są niewielkie. Odległości wzdłuż równika są zawsze prawidłowe, ale nigdzie indziej.

alt="Projekcje map-Mercator">Rozpórka: CC 2.0Podobny wygląd? Grenlandia jest wielkości Afryki na mapie Mercatora

Stała się standardową projekcją map do celów żeglarskich ze względu na jej zdolność do przedstawiania linii o stałym, prawdziwym kierunku – co było kluczowe w czasach, gdy żaglowce i nawigacja opierały się wyłącznie na kierunku!

Zajrzyj na thetruesize.com, aby przekonać się, jak projekcja Mercatora (i Google) zniekształca nasz pogląd na świat.

alt="prawdziwy rozmiar witryny mapy">thetruesize.comTa aplikacja pokazuje prawdziwą wielkość krajów błędnie przedstawionych w Mapach Google

Stereografia Galla: W 1855 roku duchowny James Gall przedstawił mapę, która miała przypominać mapę Mercatora, ale z mniejszymi zniekształceniami skali i obszaru w pobliżu biegunów. Cylindryczna projekcja stereograficzna, oparta na dwóch standardowych równoleżnikach pod kątem 45° na północ i południe, pozostała niezauważona po ogłoszeniu.

alt="mapa projekcji-gall">Rozpórka: CC 2.0Podobny do Mercatora, ale z mniejszymi zniekształceniami w pobliżu biegunów

Gall – Peters: W 1973 roku reżyser Arno Peters przedstawił cylindryczną mapę świata opartą na powyższej mapie Jamesa Galla. W przeciwieństwie do projekcji Mercatora, Afryka pokazana jest w jej prawdziwych rozmiarach: 14 razy większa niż Grenlandia.

Jest to ewolucja wcześniejszej pracy Petersa. Podobnie jak mapa Galla, mapa wyznacza 45° szerokości geograficznej północnej i południowej jako regiony na mapie, które nie wykazują zniekształceń.

alt="mapa projekcje-gall-peters">Rozpórka: CC 2.0Afryka jest przedstawiona w jej prawdziwych rozmiarach: 14 razy większa niż Grenlandia

Lambert Conformal Conic: W 1772 roku francusko-niemiecki matematyk i naukowiec Johann Heinrich Lambert opublikował siedem projekcji map! Jego projekcja mapy Conformal Conic, uważana wówczas za rewolucyjną i nadal ważną dzisiaj, stała się standardem przy mapowaniu dużych obszarów w małych skalach na średnich szerokościach geograficznych, takich jak Stany Zjednoczone i Europa.

Nie jest to zbyt dobre dla południowych szerokości geograficznych, które zwykle odcinają się gdzieś około 30° południa.

alt="map-projections-Lambert_conformal_conic">Rozpórka: CC 2.0Nieprzydatne w Republice Południowej Afryki, Australii i Argentynie

Robinson: Ahhh, moja ulubiona projekcja mapy. Lubię Robinsona, ponieważ jest dokładniejszy i atrakcyjniejszy niż Mercator. Mapa została opracowana w latach 60. XX wieku przez Arthura H. Robinsona, amerykańskiego profesora geografii, ponieważ współcześni twórcy map byli niezadowoleni ze zniekształceń projekcji Mercatora i chcieli, aby projekcja świata była bardziej realistyczna.

Dlatego projekcja Robinsona stała się bardziej popularna niż projekcja Mercatora.

alt="Projekcje map-Robinson">Rozpórka: CC 2.0Mój ulubiony – Robinson po prostu wygląda dobrze

Ponieważ jest to rzut pseudocylindryczny, równoleżnik standardowy znajduje się na równiku i nadal ma podobne problemy z zniekształceniami jak rzut Mercatora. Jednakże zakres dopuszczalnych zniekształceń rozszerza się z 15° na północ i południe do 45° na północ i południe.

W obszarach polarnych występuje również mniejsze zniekształcenie. W przeciwieństwie do Mercatora, Robinson ma równomiernie rozmieszczone na mapie linie szerokości i długości geograficznej.

stary=„„>

Zalecenia literackie:

Więźniowie geografii: dziesięć map, które wyjaśniają wszystko o świecie Wszystkie głowy państw są ograniczone geografią. Twoje wybory są ograniczone przez góry, rzeki, morza i beton. Aby zrozumieć wydarzenia na świecie, często skupiamy się na ludziach, ideach i ruchach politycznych, ale bez geografii nigdy nie mamy pełnego obrazu.

Zemsta geografii: co mapa mówi nam o nadchodzących konfliktach i walce z przeznaczeniem W tej prowokacyjnej i zaskakującej książce Robert D. Kaplan, autor bestsellerów Monsoons i Balkan Ghosts, oferuje nowy, wnikliwy pryzmat, przez który możemy spojrzeć na globalne wstrząsy i wstrząsy, aby zrozumieć, co czeka kontynenty i kraje na całym świecie.

Główne zdjęcie: javarman/Shutterstock

      .