新世界地圖來了!新舊地圖為何出現繪製偏差?

2020-12-03 中國搜索

人們總是沒有停止探尋地球的腳步,自從有了把地球「畫」下來的想法,世界地圖也經歷了多重演變,各種地圖的畫法經過沉澱後留下了主要的流派。然而,大家雖然已經習慣了屋子裡掛著的、書本裡印的世界地圖。但這幅地圖能真實反映我們的世界嗎?近日,據英國《每日郵報》(Daily Mail)報導,有三位研究人員公布了他們繪製的最新世界地圖,他們表示,這才是我們生活世界的真實大小。

新舊地圖對比

非洲VS格陵蘭

在用墨卡託投影畫出的世界地圖中,非洲和格陵蘭島的大小几乎相同,然而實際上,非洲大陸的面積是格陵蘭島的14倍。

巴西VS阿拉斯加

同樣被「低估」的還有巴西。在這種版本的世界地圖上,巴西的面積比阿拉斯加要小,然而巴西的實際面積是阿拉斯加的5倍多。

斯堪地那維亞VS印度

在墨卡託投影的世界地圖中,斯堪地那維亞半島的面積比印度要大,但實際上,印度的面積是斯堪地那維亞半島上所有國家面積總和的3倍。

北美VS歐洲

雖然在這張地圖上歐洲看起來比北美還要大,但是實際情況正好相反,另外,俄羅斯的實際面積也沒有地圖上描繪的那麼大。

老地圖 總是畫小非洲大陸

幾個世紀以來,各個時代的製圖員們為了將地球的陸地投射到一個平面上想盡了方法。當然,這項任務本身就充滿了挑戰。

至今被廣泛使用的就是用標準地圖投影繪製的,標準地圖投影又稱為墨卡託投影(Mercator projection),是由地理學家和製圖師墨卡託於1569年創造的圓柱形地圖投影。假設地球被圍在一個中空的圓柱裡,其基準緯線與圓柱相切接觸,然後再假想地球中心有一盞燈,把球面上的圖形投影到圓柱體上,再把圓柱體展開,這就是一幅選定基準緯線上的「墨卡託投影」繪製出的地圖。這種地圖被廣泛應用於航海圖、航空圖。它的缺點在於,在非洲大陸及其「北方鄰居」的大小關係描繪得不準確,也就是說這種地圖把非洲畫小了,而格陵蘭島被「抻大」了。

等面積投影(equal-area projection)是地圖投影的另一種方法。等面積地圖是種保留面積的測量法,即地圖上的任何圖形面積經過主比例尺放大後與實地上相應的圖形面積保持大小一致。然而,地球的橢圓面是個曲面,想要把曲面直接展開成平面是不可能的,必定要經過「扭曲」的過程。於是,這種方法繪製的非洲大陸的形狀也是被「扭曲」過的。

新地圖 更加貼近真實尺寸

為了解決這些問題,這次,研究人員們公布了這張名為「平等地球」的新地圖。它在不犧牲視覺效果和平衡展示的前提下,還原了不同大陸的真實尺寸。

新地圖是由來自美國環境系統研究所的博揚,來自北美製圖信息學會執行主任湯姆·帕特森以及來自墨爾本莫納什大學的伯恩哈德·珍妮共同開發的。他們在論文中寫道,「平等地球」 是一種偽圓柱投影,它以羅賓遜投影為基礎,但是與羅賓遜投影相比更加準確地還原了大陸的大小。

該研究的三位作者表示,他們搜索了各種世界地圖的等面積投影,卻找不到符合他們全部審美標準的地圖,而這也讓他們萌生了自創一種新投影的想法。按照他們的設想,這種投影與現有的等面積投影相比更具視覺吸引力,並給它起了一個朗朗上口的名字——「平等地球」(Equal Earth)。

研究人員解釋稱,關於等面積地圖也有很多其他的嘗試。就在去年,波士頓公立學校宣布他們將用高爾-彼得斯投影(Gall-Peters projection)來描繪整個世界。高爾-彼得斯投影是一種矩形的地圖投影,可以映射所有區域。

為了這一新地圖,研究人員們確定了幾個基本「標準」,包括地圖赤道的位置、地圖的上端代表北極等。他們還使用了偽圓柱的南北極線和子午線,避免了一些地圖上難看的、過分的凸起。由此生成的新世界地圖看上去簡潔而又讓人感到熟悉。當然,眼尖的人可能會注意到這張地圖與標準地圖投影之間的不同之處。以非洲為例,新地圖上的非洲比大家記憶中的非洲要大得多。研究人員解釋稱,與羅賓遜投影版本中的非洲相比,這一處於熱帶和中緯度地區的大陸顯得更加細長了。

研究人員表示,「平等地球」用的投影可能成為較為實用的方法之一。

新舊地圖 為何出現繪製偏差

之所以會造成「實物與圖片不符」的情況,是因為墨卡託投影的弊端就是「扭曲事實」。這也是西方國家課本和教室中出鏡率最高的世界地圖版本,它誕生於1569年,最初的目的是幫助水手們在世界範圍內航行。

其實,我們也不能簡單地「嫌棄」墨卡託投影的不足,因為畫地圖本身就是個大挑戰——在平面上描繪近似於球形的世界基本上是不可能的。這也是幾個世紀以來一直困擾著製圖員們的大問題,在此期間,誕生過各種各樣版本的地圖,它們就連形狀都是各異的。而由於墨卡託新發明的方法,這一版本的地圖最終取代了各個版本的地圖,成為世界上最常使用的地圖之一。

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為何有不同投影?

地圖投影讓我們可以將世界從3D轉換到2D,從不同的角度觀察它,而這取決於人們想要觀察的特徵,例如距離、面積、形狀等。如果我們想要更加準確的北極點,那麼我們可能會選用平面投影而不是圓柱投影。

不同投影的特點?

墨卡託投影(Mercator projection):經度和緯度是直線,且都是平行的,使用最廣泛。

圓錐投影(Conic Projection):由扁平的圓錐形成的圓形地圖,以極點或其他點作為中心。

高爾-彼得斯投影(Gall-Peters projection):重新定位標準的平行線,縮小縱向間距。

羅賓遜投影(Robsinson projection):近似於地球的真實球面,除了兩極以外。

溫克爾三重投影(Winkel Tripel Projection):十分近似於實際世界觀的投影,與羅賓遜投影相似。

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