大脑的错觉。制图投影


墨卡托投影中的区域失真

实际上,非洲的面积大于美国,中国,印度和几乎所有欧洲地区的总和但是从公认的地理投影中,可以得出这样的错觉:事实并非如此。用于许多地图的所谓墨卡托投影最会使靠近两极的区域失真。小格陵兰岛(比刚果小的区域)似乎是一块巨大的领土。南极洲。相对于南部国家,俄罗斯的面积被大大夸大了。或以乌克兰为例,其面积实际上等于马达加斯加的面积。

数百年来,所有世界地图都对我们说谎。此外,在不同的国家/地区-俄罗斯,欧洲,美国,中国,澳大利亚,智利,南非-世界地图是非常不同的

制图地图上的失真非常自然,因为制图人员需要在平面上扫描地球的椭球。原则上,这必须做到没有失真。唯一的问题是什么才可以失真,什么不能失真。

失真有四种类型:

  • 长度变形
  • 角度畸变
  • 面积失真
  • 形式的扭曲。

法兰德斯地理学家和制图师Gerard Mercator于1569 年发明了公认的墨卡托投影,由于它实际上将角度的变形降低到了零,因此仍被用作海上航行中的标准地图投影。使您可以确定正确的方位角和运动方向。正确的航向对航海至关重要。墨卡托投影在地图上以一条直线描绘了同一伦巴底到子午线的航迹。


与不同国家相比,非洲的真实面积。地图作者:Kai Krause

为什么大多数人为什么没有意识到巨大的非洲的真实规模或俄罗斯,加拿大或格陵兰的较小规模的真实规模?由于某种原因,墨卡托投影不仅用于海上航行,而且还用于许多其他地理地图。这些卡在学校教书;此类卡在电视上显示。因此,许多普通人的特征性认知扭曲。

最主要的是我们在日常生活中不必使用墨卡托投影。我们不是海上航行者,我们也不计划对您需要​​直线飞行的邻国进行空袭。我们是简单的和平人民。为什么我们需要在地理位置之间的直线上有一个完美的精确方向?如果您幻想着,那么在平常的生活中,只有计划好几千公里的自驾游,它才会很方便。在其他情况下,很少有人乘坐自己的车辆旅行。通常,人们使用飞机和火车,因此即使旅行者也不需要自己获得路线指示。

那么,为什么在学校地图,电视等上使用墨卡托投影?这还不是很清楚。也许对于现代的外行人来说,更重要的是了解世界各国的相对规模,而不是确定沿路线的直接方向。

正如我们已经注意到的,在墨卡托投影中,真实区域仅显示在赤道附近,而地球上所有其他区域都非常失真。这些失真是我们在导航时了解确切方向所付出的代价。

我们如何制作面积最小,失真最小的更准确,公平的世界地图?在2009年,AuthaGraph的设计师尝试解决此问题。他们的工作是将几何建模思想应用于实际问题。这些任务之一是设计一个更直观的世界地图。然后他们组成了AuthaGraph世界地图,该地图最正确地反映了地理国家和地区。

在此,使用了所谓的等距投影的一种变体,其中,所有三个轴的变形系数(投影到平行于坐标轴的平面上的片段的长度与片段的实际长度之比)相同。

该投影分为几个阶段。首先,地球仪的椭圆形表面分为96个相等的三角形。它们被投影到修饰的四面体的96个区域中。然后将四面体“展平”为正确的形状并切除,以便可以将其扩展为矩形,即扩展为熟悉形状的标准矩形平面图。


投影AuthaGraph世界地图的编译阶段

当然,您可以立即以通常的光学方式将球体投影到四面体上,但是同时会出现明显的畸变。初步划分为96个区域的想法是最大程度地减少此类失真,并保持领土之间的比例。

但是,完美无极限。日本设计师Hajime Narukawa 原始AuthaGraph地图的基础上,创建了一个新版本,外观漂亮,同时还保留了国家和大洲之间的相对比例以及地球与海洋的比例。基于AuthaGraph世界地图的


Hajime Narukawa地图

可以在学校教科书和媒体中使用这种更公平,比例更高的地图,因为它可以更准确地显示地球在飞机上的投影,并且可以更好地了解地球的外观。它的优势还在于它在不破坏地图的情况下显示了所有大洲,包括南极洲在内(当然,和许多日本地图一样,日本位于中心地带:这是很正常的,在俄罗斯地图上,世界的垂直轴也穿过莫斯科)。并将这些卡片中的更多卡片缝合到一个空间中,以便您可以直观地看到各大洲的相互安排。例如,在这里很明显,欧洲俄罗斯的哪一点最接近阿拉斯加。



现有的所有地图都是变形的。只有地球显示了最准确的世界图片。但是,如果我们被迫使用平坦的表面,那么至少要尽量减少变形量。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN399257/


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