世界地圖並不是世界的真實樣貌!甚至誤差非常大

2021-01-08 科羅萬象

現在所用的世界地圖並不是世界的真實樣貌,甚至誤差大的離譜。

地球屬於三維球體,想完整地表現到二維平面上是不可能的,必須犧牲一些真實屬性。因為三維降到二維肯定存在扭曲失真,這是維度差異所決定的,不可避免。

我們現在所用的世界地圖選擇犧牲面積大小,保留角度和形狀,這種獨特的方式繪製世界地圖也被稱為「墨卡託投影法」。

或許學過地理的讀者會比較熟悉,墨卡託投影法就是假想在地球內部中心位置放上一個點光源,這個光源所釋放的光線會將地表每一個位置都投影到一個圓柱面上(如上圖),我們將這個圓柱面展開就是一張長方形的世界地圖了。

如果這種描述方法太抽象,我們可以這樣理解:把地球比作一個大西瓜,拿一把大刀,將這個西瓜切成12等分,每一份就是上圖中這樣,然後將他們邊緣的切口連接起來。這時出現了一個問題,圖中只有赤道位置的這一個點相互連接,越遠離赤道的位置,相互之間分開的距離就越大。這時強行將遠離赤道的地方左右拉伸,然後連接在一起,這樣三維的一個球體就變成了二維的平面了,也就是我們現在的世界地圖了。

由此得知,赤道位置是沒有被拉伸的,是最真實的;而靠近兩極的位置是被拉伸最嚴重的。這就造成了越遠離赤道的國家,國土面積在地圖上就顯得越大。有些國家的誤差甚至達到了10多倍!

在墨卡託投影法下,最經典的誤差案例就是非洲和格陵蘭島。上圖中紅色箭頭指向的就是格陵蘭島和非洲,我們可以從世界地圖中看到這兩塊區域的面積是差不多的。但查閱數據資料發現:格陵蘭島面積216萬平方公裡,非洲面積3022萬平方公裡,兩者竟相差了14倍!

我們都知道格陵蘭島是世界最大的島嶼,如果真的像我們在地圖上看到的那樣,它的面積跟非洲差不多的話,那它早就晉升為大陸了,就不能稱之為島嶼了。所以,這就是墨卡託投影的弊端,我們從地圖上看到的國家面積是不能直接比較大小的。不僅如此,世界地圖上的比例尺也是不精準的,因為面積發生改變,長度肯定也會有所改變。高緯度形變大,低緯度形變小,所以用同一個比例來統一衡量,肯定是不準確的。

高爾-皮德斯投影

世界地圖的繪製方法千奇百怪,墨卡託投影法屬於捨棄面積,保留其它屬性。那麼另一種非主流的地圖繪製法高爾-皮德斯投影就屬於捨棄形狀,保留面積。上圖中,我們可以看到這種繪製方法下的世界地圖,非洲的面積在圖上差不多是14個格陵蘭島,這也和實際情況符合。但陸地形狀卻已經嚴重扭曲了。

無論用哪種繪製方法都會產生屬性的缺失,選擇最適合我們的世界地圖才是關鍵的。400多年前為了滿足航海需要,墨卡託發明了墨卡託投影法,以扭曲地圖為代價,使經緯線在平面的地圖上相互垂直,航海家們只需要將起點和終點在平面上連成一條直線,就可以知道航線與經緯線的角度,這才方便確定方位,我們稱之為等角航線。

說到這裡,聰明的讀者已經發現,平面地圖上的直線,反映到地球三維的球形上,其實是一條曲線,所以說等角航線在行駛過程中,實際是一條曲線,並不是最短路徑。幾百年前的航海家,在墨卡託投影下的地圖中走了遠路,但定位精準,最終都能到達目的地。

我們平常在地圖上看到飛機的航線是曲線也是這個道理,這才是真實情況下的最短路徑。飛機實際飛行過程在地球三維的球面上,這個三維空間的最短的路徑,在二維面上就變成了一條曲線,也叫大圓航線。

在墨卡託地圖發明以前,存在過上千種奇形怪狀的地圖,這些都是人類文明進步的曲折路。

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