世界地图投影：哪个是最好的？

世界地图投影：哪个是最好的？

我们研究世界上最常见的地图投影、它们的工作原理以及哪种投影最好

起亚通常被描述为我们关系中的极客。 她是一位拥有计算机科学学位的人，她是一位拥有编辑眼光的人，她是一位自称“九之七”的《星际迷航》粉丝……这显然很酷？ 一位朋友最近形容她是“在摇滚乐中加上撇号的人”。

也就是说，我身上也有一些极客的特质。 我是一个历史迷，可以详细讨论相机镜头和滤镜。 但最重要的是，我喜欢卡片。

有一天，也许当我们中了彩票，买得起一间以上的房子时，我将拥有一间制图室，专门用来存放我的几十张地形测量地图、我收藏的过时的教室地图，其中包括罗得西亚和贝专纳兰（现在的津巴布韦和博茨瓦纳）等名称，以及我各种各样的巨大地图集和吱吱作响的地球仪。

我喜欢卡片如何引发对话。 即使我们伦敦公寓的一面脆弱的墙上挂着一张孤独的地图，我还是看到人们停下来观察，并提出好奇的问题，比如“为什么赤道不在中间？” 或“为什么格陵兰岛看起来更小？”。

答案在于地图投影这个令人兴奋的话题。 让我详细说明一下。

为什么我们需要地图投影？

在完美的世界中，地球总是被表示为一个球体（更具体地说，是一个扁球体或椭球体）。 然而，地球仪并不实用。 它不能轻易携带、运输或存放在包中。

它不适合大规模使用，例如B. 在城市中寻找方向或沿着远足路线行走时，需要更详细的图片。

在弯曲的表面上，测量地形特征很困难，而且不可能一次看到地球的大部分区域。 地球仪在我们的智能手机、平板电脑和电脑屏幕上也不能很好地工作。

alt="带有地图应用程序的平板电脑">梦幻时光地球仪在平面屏幕上效果不佳

上述问题使得地球仪的制造成本昂贵，尤其是不同尺寸和比例的地球仪，并且对于日常使用来说不切实际。 这就是我们创建地图的原因。

无论是传单、小册子或地图集等纸质形式，还是嵌入网站和应用程序中的数字格式，我们都会创建球形地球的二维投影。

什么是地图投影？

最简单的形式是，地图投影是使用数学方程将地球（或其一部分）的曲面转移到平坦的表面上：使三维变成二维，或者使弯曲的世界平坦。

alt="maps-changed-world-Beau">公共领域展平弯曲的世界是绘图的挑战

在这种转换过程中，纬度和经度线被转换为笛卡尔坐标 (x, y)，它表示平面地图上点的位置。 一定会有扭曲——他们不能那样做。 根据卡片的用途，其中一些扭曲是可以接受的，而另一些则是不可以接受的。

地图投影根据用于将球形地球仪投影到平面地图上的数学公式的类型进行分类。 地图投影以牺牲其他属性为代价保留球体的某些属性，生成的地图似乎以不同的方式代表世界。

地图投影的基本类型

描述地图投影工作原理的最佳方法是想象将一张纸（地图）放置在地球（或地球仪）上以创建地图的纬度和经度线。

当这张纸接触到地球时，地图上不会发生扭曲； 它是地球仪的精确复制品。 然而，如果纸张不平整，就会发生扭曲。 纸张距离地球表面越远，扭曲程度就越大。

alt="扭曲如何在纸上发挥作用">ICSM：CC 3.0想象一张纸平放在地上——这就是地图

各种预测中的数学试图克服这个问题——但没有一个能够消除所有的扭曲。 从广义上讲，可以使用三种基本技术来创建投影和地图。

方位角：这张纸平放并在一点上接触地球仪 - 通常是一根柱子，但并非总是如此。

圆锥形：将纸卷成圆锥形，并在圆周线上接触球。 通常，圆锥体的尖端位于杆子上方。

圆柱形：纸张绕地球卷成圆柱体，以圆形线接触地球 - 通常在赤道处。

alt="投影类型">ICSM：CC 3.0地图投影的三种主要类型：方位角投影、圆锥投影和圆柱投影 (lr)

也有假圆柱的。 这本质上与圆柱相同，但随着计算机建模的进步，可以将经度计算为曲线，从而减少极点附近的变形。 也是我最喜欢的品种。

alt="地图投影-伪圆柱">支柱：CC 2.0伪圆柱投影中计算极点附近平均畸变的进展有所减少

常见的地图投影

方位立体摄影：最古老的地图投影形式可以追溯到公元前 2 世纪。公元前。 已知最古老的关于这一预测的记录是托勒密在公元 150 年所作的。立体投影是当今仍在使用的最常见的方位投影形式。

该投影的吸引力在于，地球看起来就像是从太空或球体上观看的一样。 尽管地图边缘出现极端扭曲，但陆地的形状总体上保存完好。

alt="两个地球仪">托比亚斯·荣格 CC 4.0看起来像一个球体，尽管边缘有极度扭曲

墨卡托：1569 年，杰拉杜斯·墨卡托 (Geradus Mercator) 创建了最著名的地图投影，尽管存在巨大的扭曲，但至今仍被广泛使用。

这就是为什么格陵兰岛在谷歌地图上看起来和非洲一样大。 赤道附近畸变很小。 沿赤道的距离始终是正确的，但在其他地方则不然。

alt="地图投影-墨卡托">支柱：CC 2.0长得相似？ 墨卡托地图上格陵兰岛的面积相当于非洲的大小

它成为航海用途的标准地图投影，因为它能够表示恒定的真实方向线——这在帆船和导航仅基于方向的时代至关重要！

请访问 thetruesize.com，了解墨卡托投影（和 Google）如何扭曲我们的世界观。

alt="地图网站的真实尺寸">thetruesize.com此应用程序显示了 Google 地图上误传的国家/地区的真实面积

高尔立体图：1855 年，牧师詹姆斯·高尔 (James Gall) 展示了一张地图，旨在与墨卡托地图类似，但两极附近的比例和面积失真较小。 基于北纬 45 度和南纬 45 度两条标准纬线的柱面立体投影在宣布时并未引起人们的注意。

alt="地图投影-gal">支柱：CC 2.0与墨卡托类似，但两极附近的畸变较小

加尔-彼得斯：1973 年，电影制片人阿诺·彼得斯根据上面詹姆斯·加尔的地图制作了一幅圆柱形世界地图。 与墨卡托投影相反，非洲按其真实大小显示：比格陵兰岛大 14 倍。

这是彼得斯之前作品的演变。 与 Gall 的地图一样，该地图将北纬 45° 和南纬 45° 确定为地图上不出现扭曲的区域。

alt="地图投影-gall–peters">支柱：CC 2.0非洲按其真实面积展示：比格陵兰岛大 14 倍

兰伯特等角圆锥曲线：1772 年，一位名叫约翰·海因里希·兰伯特 (Johann Heinrich Lambert) 的法德数学家和科学家发表了七张地图投影！ 他的等角圆锥地图投影在当时被认为是革命性的，至今仍然很重要，已成为绘制美国和欧洲等中纬度地区小比例大面积地图的标准。

这对于南纬地区来说不太好，因为南纬通常在南纬 30° 左右。

alt="地图投影-Lambert_conformal_conic">支柱：CC 2.0对南非、澳大利亚和阿根廷没有用

罗宾逊：啊哈，我最喜欢的地图投影。 我喜欢罗宾逊坐标，因为它比墨卡托坐标更准确、更有吸引力。 该地图由美国地理学教授阿瑟·H·罗宾逊 (Arthur H. Robinson) 在 20 世纪 60 年代开发，因为现代地图制作者对墨卡托投影的扭曲感到不满，并想要一种感觉更真实的世界投影。

因此，罗宾逊投影比墨卡托投影更受欢迎。

alt="地图投影-罗宾逊">支柱：CC 2.0我最喜欢的——罗宾逊看起来不错

由于它是伪圆柱投影，标准纬线位于赤道处，并且仍然存在与墨卡托投影类似的失真问题。 不过，可接受的畸变范围从南北15°扩大到南北45°。

极地地区的畸变也较小。 与墨卡托坐标不同，罗宾逊坐标在地图上均匀分布着纬度和经度线。

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主图片：javarman/Shutterstock

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