Kartprojektioner av världen: Vilken är bäst?

Kartprojektioner av världen: Vilken är bäst?

Vi undersöker de vanligaste kartprojektionerna i världen, hur de fungerar och vilka som är bäst

Kia brukar beskrivas som nörden i vårt förhållande. Det är hon med en datavetenskaplig examen, hon är den med redaktörens öga, och hon är Star Trek-fanet som kallar sig Seven of Nine...vilket tydligen är coolt? En vän beskrev henne nyligen som "den som sätter apostrof i rock 'n' roll."

Som sagt, jag har några streck av nörd i mig också. Jag är lite av en historienörd och kan prata om kameralinser och filter i detalj. Men mest av allt älskar jag kort.

En dag, kanske när vi vinner på lotteriet och har råd med ett hus med mer än ett sovrum, kommer jag att ha ett kartografirum som är tillägnat mina dussintals kartor över Ordnance Survey, min samling av föråldrade klassrumskartor med namn som Rhodesia och Bechuanaland (nu Zimbabwe och Botswana) och mitt sortiment av massiva jordklot och knarrande klot.

Jag älskar hur kort väcker konversationer. Även med en ensam karta på en tunn vägg i vår lägenhet i London såg jag folk stanna, observera och ställa nyfikna frågor som "Varför är inte ekvatorn i mitten?" eller "Varför ser Grönland mindre ut?".

Svaret ligger i det spännande ämnet kartprojektioner. Låt mig utveckla detta.

Varför behöver vi kartprojektioner?

I en perfekt värld skulle jorden alltid representeras som en sfär (mer specifikt en oblate sfäroid eller ellipsoid). En jordglob är dock inte praktisk. Den kan inte enkelt bäras, transporteras eller förvaras i din väska.

Den är inte lämplig för storskalig användning, t.ex. B. att hitta vägbeskrivningar i en stad eller följa en vandringsled, där en mer detaljerad bild är väsentlig.

På en krökt yta är det svårt att mäta terrängegenskaper och det går inte att se stora delar av jorden på en gång. Glober fungerar inte heller bra på våra smartphones, surfplattor och datorskärmar.

alt="Surfplatta med kartapp">DrömtidGlober fungerar inte bra på platta skärmar

Ovanstående problem gör klot dyra att tillverka, speciellt i olika storlekar och skalor, och opraktiska för dagligt bruk. Det är därför vi skapar kartor.

Oavsett om det gäller pappersform som broschyrer, häften eller atlaser eller digitala format inbäddade i webbplatser och applikationer, skapar vi tvådimensionella projektioner av den sfäriska jorden.

Vad är en kartprojektion?

I sin enklaste form är en kartprojektion överföringen av jordens krökta yta (eller en del av den) till en plan yta med hjälp av matematiska ekvationer: att göra den tredimensionella tvådimensionella - eller göra den krökta världen platt.

alt="maps-changed-world-Bleau">Allmän egendomAtt platta till den krökta världen är utmaningen med att kartlägga

Under en sådan transformation omvandlas latitud- och longitudlinjer till kartesiska koordinater (x, y), som representerar platsen för punkter på en platt karta. Det måste finnas snedvridningar – det kan de inte göra. Beroende på syftet med kortet är vissa av dessa förvrängningar acceptabla och andra inte.

En kartprojektion klassificeras beroende på vilken typ av matematisk formel som används för att projicera den sfäriska globen på den platta kartan. Kartprojektioner bevarar vissa av sfärens egenskaper på bekostnad av andra, och producerar kartor som verkar representera världen på olika sätt.

Grundläggande typer av kartprojektion

Det bästa sättet att beskriva hur en kartprojektion fungerar är att föreställa sig en bit papper (kartan) placerad över jorden (eller en jordglob) för att skapa latitud- och longitudlinjerna för kartan.

Där papperslappen nuddar jordklotet finns det ingen förvrängning på kartan; det är en exakt kopia av världen. Men där papperet inte är platt uppstår distorsion. Ju längre papperet är från jordens yta, desto större förvrängningar.

alt="hur distorsion fungerar på papper">ICSM: CC 3.0Föreställ dig ett papper som ligger platt på marken - det här blir kartan

Matematik i olika projektioner försöker övervinna detta problem - men ingen eliminerar alla förvrängningar. I stort sett finns det tre grundläggande tekniker som används för att skapa en projektion och därför en karta.

Azimuth: Detta papper läggs platt och vidrör en jordglob vid en punkt - vanligtvis en stolpe, men inte alltid.

Konisk: Papperet rullas till en konform och vidrör en boll på en cirkulär linje. Vanligtvis är spetsen på konen placerad över en stolpe.

Cylindrisk: Papperet rullas till en cylinder runt jordklotet och rör vid jorden i en cirkulär linje - vanligtvis vid ekvatorn.

alt="Typer av projektioner">ICSM: CC 3.0De tre huvudtyperna av kartprojektion: azimutal, konisk och cylindrisk (lr)

Det finns också pseudocylindriska. Detta är i huvudsak detsamma som cylindrisk, men med framsteg inom datormodellering blev det möjligt att beräkna longituderna som kurvor, och därigenom minska distorsion nära polerna. Det är också min favoritvariant.

alt="Kartprojektioner-pseudocylindriska">Fjäderben: CC 2.0Framsteg i beräkningsmedelvärdeförvrängningar nära polerna reduceras i pseudocylindriska projektioner

Vanliga kartprojektioner

Azimutal stereografi: Den äldsta formen av kartprojektion kan spåras tillbaka till 200-talet f.Kr. B.C. Den äldsta kända registreringen av denna projektion är av Ptolemaios år 150 e.Kr. Stereografisk projektion är den vanligaste formen av azimutal projektion som fortfarande används idag.

Attraktionen med projektionen är att jorden ser ut som om den betraktas från rymden - eller en sfär. Formerna på landmassan är i allmänhet väl bevarade, även om extrem förvrängning uppstår mot kartans kant.

alt="två jordklot">Tobias Jung CC 4.0Ser ut som en sfär, även om det är extrem förvrängning mot kanten

Mercator: 1569 skapade Geradus Mercator den mest kända och välkända kartprojektionen, som trots sina enorma förvrängningar fortfarande används flitigt idag.

Det är därför Grönland ser lika stort ut som Afrika på Google Maps. Det finns liten förvrängning nära ekvatorn. Avstånd längs ekvatorn är alltid korrekta, men ingen annanstans.

alt="Map Projections-Mercator">Fjäderben: CC 2.0Liknande utseende? Grönland är lika stort som Afrika på Mercators karta

Det blev standardkartprojektionen för nautiska ändamål på grund av dess förmåga att representera linjer med konstant sann riktning - avgörande i en tid då segelfartyg och navigering baserades på enbart riktning!

Ta en titt på thetruesize.com för att få en känsla av hur Mercator-projektionen (och Google) förvränger vår syn på världen.

alt="verkliga storleken på kartwebbplatsen">thetruesize.comDen här appen visar den verkliga storleken på länder som är felaktiga på Google Maps

Gall stereografisk: 1855 presenterade prästen James Gall en karta som var avsedd att likna Mercators, men med mindre förvrängning av skala och område nära polerna. Den cylindriska stereografiska projektionen, baserad på två standardparalleller vid 45° nord och syd, gick obemärkt förbi när den tillkännagavs.

alt="map projections-gall">Fjäderben: CC 2.0Liknar Mercator men med mindre distorsion nära polerna

Gall–Peters: 1973 presenterade filmaren Arno Peters en cylindrisk världskarta baserad på James Galls karta ovan. I motsats till Mercator-projektionen visas Afrika i sin verkliga storlek: 14 gånger större än Grönland.

Det är en vidareutveckling av Peters tidigare arbete. Liksom Galls karta fastställer kartan breddgraderna 45° nord och syd som de regioner på kartan som inte uppvisar distorsion.

alt="map projections-gall–peters">Fjäderben: CC 2.0Afrika är representerat i sin verkliga storlek: 14 gånger större än Grönland

Lambert Conformal Conic: År 1772 publicerade en fransk-tysk matematiker och vetenskapsman vid namn Johann Heinrich Lambert sju kartprojektioner! Hans Conformal Conic kartprojektion, som ansågs revolutionerande på den tiden och fortfarande viktig idag, har blivit en standard för att kartlägga stora områden i små skalor på mellanbreddgrader som USA och Europa.

Det är inte särskilt bra för sydliga breddgrader, som vanligtvis skär av någonstans runt 30° syd.

alt="map-projektioner-Lambert_conformal_conic">Fjäderben: CC 2.0Inte användbart för Sydafrika, Australien och Argentina

Robinson: Ahhh, min favorit kartprojektion. Jag gillar Robinson eftersom den är mer exakt och mer attraktiv än Mercator. Kartan utvecklades på 1960-talet av Arthur H. Robinson, en amerikansk geografiprofessor, eftersom moderna kartmakare var missnöjda med förvrängningarna av Mercator-projektionen och ville ha en världsprojektion som kändes mer realistisk.

Därför har Robinson-projektion blivit mer populärt än Mercator-projektion.

alt="Kartprojektioner-Robinson">Fjäderben: CC 2.0Min favorit – Robinson ser helt rätt ut

Eftersom det är en pseudocylindrisk projektion är standardparallellen vid ekvatorn och har fortfarande liknande distorsionsproblem som Mercatorprojektionen. Omfånget för acceptabel distorsion utökas dock från 15° norr och söder till 45° norr och söder.

Det är också mindre distorsion i polarområdena. Till skillnad från Mercator har Robinson latitud- och longitudlinjerna jämnt fördelade på kartan.

old=““>

Litteraturrekommendationer:

Prisoners of Geography: Tio kartor som förklarar allt om världenAlla statsöverhuvuden är begränsade av geografi. Dina val är begränsade av berg, floder, hav och betong. För att förstå världshändelser fokuserar vi ofta på människor, idéer och politiska rörelser, men utan geografi har vi aldrig hela bilden.

The Revenge of Geography: What the Map Tells Us About Coming Conflicts and the Battle Against DestinyI denna provokativa, överraskande bok erbjuder Robert D. Kaplan, bästsäljande författare till Monsoons and Balkan Ghosts, ett insiktsfullt nytt prisma genom vilket vi kan se globala omvälvningar och omvälvningar för att förstå vilka länder i världen som ligger framför oss och förstå vad som händer i världen.

Huvudbild: javarman/Shutterstock

      .