Zemljevidne projekcije sveta: katera je najboljša?

Zemljevidne projekcije sveta: katera je najboljša?

Preučujemo najpogostejše projekcije zemljevidov na svetu, kako delujejo in katera je najboljša

Kia je običajno opisana kot geek v našem odnosu. Ona je tista z diplomo iz računalništva, ona je tista z urednikovim očesom in ona je oboževalka Zvezdnih stez, ki se imenuje Sedem od devetih ... kar je očitno kul? Prijatelj jo je nedavno opisal kot "tisto, ki postavlja apostrof v rock 'n' roll."

Kljub temu imam v sebi tudi nekaj črt geekov. Sem malce zgodovinski piflar in lahko zelo podrobno govorim o objektivih in filtrih fotoaparatov. Najbolj od vsega pa obožujem karte.

Nekega dne, morda ko bomo zadeli na loteriji in si bomo lahko privoščili hišo z več kot eno spalnico, bom imel sobo za kartografijo, namenjeno mojim desetinam zemljevidov Ordnance Survey, moji zbirki zastarelih zemljevidov učilnic z imeni, kot sta Rodezija in Bechuanaland (zdaj Zimbabve in Bocvana), in svojemu izboru ogromnih atlasov in škripajočih globusov.

Všeč mi je, kako karte sprožijo pogovore. Tudi z osamljenim zemljevidom na šibki steni v našem londonskem stanovanju sem videl, kako se ljudje ustavljajo, opazujejo in postavljajo radovedna vprašanja, kot je "Zakaj ni ekvator na sredini?" ali "Zakaj je Grenlandija videti manjša?".

Odgovor se skriva v vznemirljivi temi kartografskih projekcij. Naj podrobneje opišem to.

Zakaj potrebujemo zemljevidne projekcije?

V popolnem svetu bi bila Zemlja vedno predstavljena kot krogla (natančneje, sploščen sferoid ali elipsoid). Vendar pa globus ni praktičen. Ni ga mogoče preprosto prenašati, prevažati ali shraniti v torbi.

Ni primeren za uporabo v velikem obsegu, npr. B. za iskanje navodil v mestu ali sledenje pohodniški poti, kjer je podrobnejša slika nujna.

Na ukrivljenem površju je merjenje značilnosti terena težko in ni mogoče videti velikih delov Zemlje naenkrat. Globusi tudi ne delujejo dobro na naših pametnih telefonih, tablicah in računalniških zaslonih.

alt="Tablični računalnik z aplikacijo za kartiranje">DreamtimeGlobusi ne delujejo dobro na ravnih zaslonih

Zaradi zgornjih težav je proizvodnja globusov draga, zlasti v različnih velikostih in merilih, in nepraktična za vsakodnevno uporabo. Zato ustvarjamo zemljevide.

Ne glede na to, ali gre za papirnate oblike, kot so letaki, knjižice ali atlasi, ali digitalne oblike, vdelane v spletne strani in aplikacije, ustvarjamo dvodimenzionalne projekcije sferične zemlje.

Kaj je zemljevidna projekcija?

V svoji najpreprostejši obliki je zemljevidna projekcija prenos ukrivljene površine Zemlje (ali njenega dela) na ravno površino z uporabo matematičnih enačb: s tem da tridimenzionalni postane dvodimenzionalen - ali da ukrivljeni svet postane ploščat.

alt="maps-changed-world-Bleau">Javna domenaSploščitev ukrivljenega sveta je izziv kartiranja

Med takšno transformacijo se črte zemljepisne širine in dolžine pretvorijo v kartezične koordinate (x, y), ki predstavljajo lokacijo točk na ravnem zemljevidu. Izkrivljanja morajo biti – tega ne morejo storiti. Odvisno od namena kartice so nekatera od teh popačenj sprejemljiva, druga pa ne.

Zemljevidna projekcija je razvrščena glede na vrsto matematične formule, ki se uporablja za projiciranje sferičnega globusa na ravni zemljevid. Projekcije zemljevidov ohranjajo nekatere lastnosti krogle na račun drugih, kar ustvarja zemljevide, za katere se zdi, da predstavljajo svet na različne načine.

Grundtypen der Kartenprojektion

Najboljši način, da opišete, kako deluje zemljevidna projekcija, je, da si predstavljate kos papirja (zemljevid), ki ga postavite nad zemljo (ali globus), da ustvarite črte zemljepisne širine in dolžine za zemljevid.

Kjer se kos papirja dotakne globusa, na zemljevidu ni popačenja; je natančna kopija globusa. Kjer pa papir ni raven, pride do popačenja. Dlje kot je papir od zemeljske površine, večja so popačenja.

alt=“wie Verzerrung auf Papier funktioniert“>ICSM: CC 3.0Predstavljajte si kos papirja, položen na tla – to bo zemljevid

Matematika v različnih projekcijah poskuša premagati to težavo - vendar nobena ne odpravi vseh izkrivljanj. Na splošno obstajajo tri osnovne tehnike, ki se uporabljajo za ustvarjanje projekcije in torej zemljevida.

Azimutal: Dieses Stück Papier wird flach gelegt und berührt einen Globus an einem Punkt – normalerweise ein Pol, aber nicht immer.

Konisch: Das Papier wird zu einer Kegelform gerollt und berührt eine Kugel auf einer kreisförmigen Linie. Typischerweise ist die Spitze des Kegels über einer Stange positioniert.

Cilindričen: Papir je zvit v valj okoli zemeljske oble in se dotika Zemlje v krožni črti - običajno na ekvatorju.

alt="Vrste projekcij">ICSM: CC 3.0Tri glavne vrste zemljevidnih projekcij: azimutna, stožčasta in cilindrična (lr)

Obstajajo tudi psevdocilindrični. To je v bistvu enako kot cilindrično, vendar je z napredkom v računalniškem modeliranju postalo mogoče izračunati dolžine kot krivulje, s čimer se zmanjša popačenje v bližini polov. Je tudi moja najljubša sorta.

alt="Map projections-psevdocylindrical">Opornik: CC 2.0Napredek v računalništvu pomeni, da so povprečna popačenja v bližini polov zmanjšana v psevdocilidričnih projekcijah

Skupne zemljevidne projekcije

Azimutna stereografija: najstarejšo obliko projekcije zemljevidov sega v 2. stoletje pred našim štetjem. pr. n. št. Najstarejši znani zapis o tej projekciji je Ptolemajev iz leta 150 našega štetja. Stereografska projekcija je najpogostejša oblika azimutne projekcije, ki se uporablja še danes.

Privlačnost projekcije je v tem, da je Zemlja videti, kot da bi jo gledali iz vesolja – ali kot krogla. Oblike kopenske mase so na splošno dobro ohranjene, čeprav se proti robu zemljevida pojavi ekstremno popačenje.

alt="dva globusa">Tobias Jung CC 4.0Videti je kot krogla, čeprav je proti robu izjemno popačeno

Mercator: Leta 1569 je Geradus Mercator ustvaril najbolj znano in znano kartografsko projekcijo, ki se kljub ogromnim popačenjem še danes pogosto uporablja.

Zato je Grenlandija na Google Zemljevidih ​​videti tako velika kot Afrika. V bližini ekvatorja je malo popačenja. Razdalje ob ekvatorju so vedno pravilne, drugje pa nikjer.

alt="Map Projections-Mercator">Opornik: CC 2.0Podoben videz? Grenlandija je na Mercatorjevem zemljevidu velika kot Afrika

Postala je standardna zemljevidna projekcija za navtične namene zaradi svoje zmožnosti predstavljanja črt s konstantno pravo smerjo - kar je bilo ključnega pomena v času, ko so jadrnice in navigacija temeljile samo na smeri!

Oglejte si thetruesize.com, da dobite občutek, kako Mercatorjeva projekcija (in Google) izkrivlja naš pogled na svet.

alt="resnična velikost spletnega mesta zemljevida">thetruesize.comTa aplikacija prikazuje pravo velikost držav, ki so napačno predstavljene v Google Zemljevidih

Gallov stereograf: leta 1855 je duhovnik James Gall predstavil zemljevid, ki naj bi bil podoben Mercatorjevemu, vendar z manj popačenja merila in območja blizu polov. Cilindrična stereografska projekcija, ki temelji na dveh standardnih vzporednikih na 45° severno in južno, je ob napovedi ostala neopažena.

alt="map projections-gall">Opornik: CC 2.0Podobno kot Mercator, vendar z manj popačenja v bližini polov

Gall–Peters: Leta 1973 je režiser Arno Peters predstavil cilindrični zemljevid sveta, ki temelji na zgornjem zemljevidu Jamesa Galla. V nasprotju z Mercatorjevo projekcijo je Afrika prikazana v svoji resnični velikosti: 14-krat večja od Grenlandije.

Gre za razvoj Petersovega prejšnjega dela. Tako kot Gallov zemljevid zemljevid določa zemljepisne širine 45° severno in južno kot regije na zemljevidu, ki ne kažejo popačenj.

alt="map projections-gall–peters">Opornik: CC 2.0Afrika je predstavljena v svoji pravi velikosti: 14-krat večja od Grenlandije

Lambertov konformni konik: Leta 1772 je francosko-nemški matematik in znanstvenik po imenu Johann Heinrich Lambert objavil sedem kartografskih projekcij! Njegova konformna stožčasta zemljevidna projekcija, ki je takrat veljala za revolucionarno in še danes pomembna, je postala standard za kartiranje velikih območij v majhnem merilu na srednjih zemljepisnih širinah, kot sta Združene države in Evropa.

Ni ravno dobro za južne zemljepisne širine, ki običajno odrežejo nekje okoli 30° južne širine.

alt="map-projections-Lambert_conformal_conic">Opornik: CC 2.0Ni uporabno za Južno Afriko, Avstralijo in Argentino

Robinson: Ahhh, moja najljubša zemljevidna projekcija. Robinson mi je všeč, ker je natančnejši in privlačnejši od Mercatorja. Zemljevid je v šestdesetih letih 20. stoletja razvil Arthur H. Robinson, ameriški profesor geografije, ker sodobni izdelovalci zemljevidov niso bili zadovoljni z izkrivljanjem Mercatorjeve projekcije in so želeli projekcijo sveta, ki se zdi bolj realistična.

Zato je Robinsonova projekcija postala bolj priljubljena od Mercatorjeve.

alt="Map Projections-Robinson">Opornik: CC 2.0Moj najljubši – Robinson izgleda prav

Ker gre za psevdocilindrično projekcijo, je standardni vzporednik na ekvatorju in ima še vedno podobne težave z izkrivljanjem kot Mercatorjeva projekcija. Vendar je obseg sprejemljivega popačenja razširjen s 15° severno in južno na 45° severno in južno.

V polarnih območjih je tudi manjše popačenje. Za razliko od Mercatorja ima Robinson črte zemljepisne širine in dolžine na zemljevidu enakomerno razporejene.

star=““>

Literaturna priporočila:

Ujetniki geografije: deset zemljevidov, ki pojasnjujejo vse o svetu. Vse voditelje držav omejuje geografija. Vaše izbire omejujejo gore, reke, morja in beton. Za razumevanje svetovnih dogodkov se pogosto osredotočamo na ljudi, ideje in politična gibanja, a brez geografije nikoli nimamo popolne slike.

Maščevanje geografije: kaj nam zemljevid pove o prihajajočih spopadih in boju z usodo V tej provokativni, presenetljivi knjigi Robert D. Kaplan, avtor uspešnice Monsuni in balkanski duhovi, ponuja pronicljivo novo prizmo, skozi katero lahko gledamo na globalne preobrate in preobrate, da bi razumeli, kaj je pred celinami in državami po vsem svetu.

Glavna slika: javarman/Shutterstock

      .