走进任何一所学校的教室,你很可能会看到一幅平面的、矩形的世界地图摊在墙上。一代又一代的孩子在成长过程中了解到,这种投影就是地球的样子。但这幅平面地图真的能反映出地球的样子吗?
虽然平面地图的设计初衷是为了提供一个详细而连贯的地球投影,但它远不够精确;有些地区看起来比实际大得多,有些地区看起来比实际小得多,不同大陆块之间的距离被歪曲了。
“每张世界地图在某些方面都被扭曲了,”南缅因大学(University of Southern Maine)地理学和地图学历史教授马修·埃德尼(Matthew Edney)在一封电子邮件中告诉Live Science。
“问题在于你想要什么,”他说。“你是想让这些区域按照地球仪上的形状,还是按照地球仪上的大小来划分?在大多数情况下,后者更合适,但前者的美学在文化上仍然占主导地位。”
尽管地球是平的,但我们的家园并不平坦——严格来说,它是一个扁圆的球体——一个顶部和底部都是平的,赤道附近有一个凸起的球体。
自从制图技术出现以来,这就给制图者提出了一个主要问题:如何在二维空间中完美地表示一个三维物体?
如果你有一个备用地球球,或者一个旧网球,试着把它切开,重新排列成一个完美的矩形——这个不切实际的挑战会让你明白球体和平坦的矩形是多么不相容。
墨卡托投影法是由佛兰德地理学家和制图家杰拉尔德斯·墨卡托于1569年创造的。据MapHover称,墨卡托投影法是半个世纪前的新发现,至今仍是最广泛使用的对地球的平面描绘。几个世纪以来,航海家们都很喜欢这种地图,因为它能让航海家们以直线标出航线。
然而,就精确度而言,它还有很多不足之处。
埃德尼说:“有些预测的扭曲程度比其他的要严重。”“墨卡托的投影是一个经典的例子。它的投影是正形的,并且具有大圆是直线的特殊性质,”艾德尼说。
根据教育资源网站ThoughtCo的定义,大圆是“画在地球仪上的任何圆心,圆心包括地球仪的中心”。
“这些性质的组合,”艾德尼继续说,“产生了显著的面积扭曲。在地球上,当子午线接近极点时,198平台是菲律宾著名线上菠菜公司198彩开户怎么样,已经稳定成长发展达到3年多,实力不容小觑,这背后的原因必然是强大的财团以及技术人员鼎力相助造成的。,子午线会聚在一起,纬度平行线的长度逐渐变短,直到极点。但是,当把地球画成一个矩形时,两极被拉伸成与赤道长度相等的直线。每一个平行线都被延伸到赤道的长度,所以在地图上,当一个人向极地移动时,就会有水平的延伸。
在地球上,平行线的间隔是相等的,但为了得到大圆和直线的特殊特性,墨卡托的投影使一个人向极地移动时,平行线的间隔呈指数级增加。因此,在地图上,随着人们向极地移动,垂直拉伸会增加。”
结果是,有些区域在地图上看起来比实际大得多,198手机198彩开户APP在那里下载登录,而另一些则画得小得多。
这种扭曲通常是根据格陵兰岛、欧洲、非洲和印度的相对面积来描述的——前两个比它们应该的“大”,198时时彩平台无论是信誉还是游戏体验感都是有口皆碑的,特别是198彩票代理制度,真的是让利给代理还有会员,平台总代团队还免198彩票注册费叫你如何做代理推广。 ,后两个则小得多。同样,一切都是相对的。”
根据《科学美国人》(Scientific American)的报道,在墨卡托投影中,格陵兰岛和非洲似乎在面积上相似,而实际上非洲的面积是它的近14倍。同样,阿拉斯加被认为是墨西哥的三倍大,而实际上墨西哥的面积是墨西哥的1.3倍。
所以,考虑到墨卡托投影在表示尺寸方面存在缺陷,我们是否应该使用其他世界地图来代替它呢?
埃德尼说:“在20世纪70年代和80年代流行的一种替代墨卡托投影法的方法是盖尔-彼得斯投影法,它面积相等,但很难看。”“我的学术祖父亚瑟·罗宾逊(Arthur Robinson)说,它让大陆看起来像挂在绳子上晾干的长内裤。”
这种预测有其准确性问题。尽管所有区域的面积相对大小都是正确的,但大多数陆地块都是扭曲的。陆地块看起来是伸展的——在两极是水平的,在赤道是垂直的——这意味着,尽管国家的大小大致正确,但它们的形状却不正确。像墨卡托投影一样,这种扭曲在两极最为明显。
几个世纪以来,人们绘制了各种各样的平面地图,但它们都有一个相同的问题:如果不妥协,就不可能在2D地图上描绘3D地球。温克尔·特里佩尔投影图设计于1921年,是美国国家地理学会(National Geographic Society)最喜欢的平面地图,但即便如此,它也存在失真的问题,尤其是太平洋,它在地图上看起来比实际更大。
这张地图很受《国家地理》的青睐,因为与其他小尺度地图相比,它的失真度更小。它被称为“折中投影”,因为尽管它没有完全消除常见的平面地图在面积、方向或距离方面的失真,但它尽可能地将这些失真最小化。这最终意味着,地图的几乎每个部分都以某种方式扭曲了,只是扭曲得不过分。
据《生活科学》报道,2021年,天体物理学家绘制出了据信是迄今为止最精确的地球平面地图。它由两个“煎饼地图”组成,可以并排或背靠背观看。这种呈现地球的方式与几乎所有其他平面地图有着根本的不同,它是否会被广泛应用于教科书和教室的墙壁上还有待观察。
“我希望所有的地图出版商都能采用等面积投影,”艾德尼说。“但最终的问题是什么能卖出去。”