有史以来制作的最精确的地球平面图

地球是一个球体,那么如何在2D地图上准确地描绘它呢?

一项新的研究发现,只需将地球平整成两块煎饼,一块描绘北半球,另一块描绘南半球,赤道围绕边缘运行。

研究人员说,这两块“煎饼”代表了有史以来制作的最精确的地球平面图。

据《科学美国人》报道,与其他平面地图不同,新的圆形地图不会缩小或放大某些海洋或陆地的面积。

此外,与一些非常大的三角形地图不同,“这是一张你可以拿在手里的地图。

这张地图可以正面和背面打印在一本杂志的一页上,供读者裁剪。

几个世纪以来,绘制精确的2D地图一直困扰着制图者。

为了帮助确定平面图面临的各种问题,戈特和研究合作者、费城德雷塞尔大学物理学教授大卫·戈德伯格创建了一个系统来对现有的平面图进行评级,并于2007年将他们的结果发表在《制图》杂志上。

他们的系统对六种扭曲类型的2D地图进行了评分:局部形状、面积、距离、弯曲(弯曲或曲率扭曲)、倾斜(不对称)和边界切割(连续性差距,比如分裂太平洋)。

他们说,得分较低的地图更准确。

设计良好的球体,像地球一样是球形的,会得到零分。

戈特说,在一张平坦的地球地图上,“一个人不可能把一切都做得完美”。

“一张擅长一件事的地图可能不擅长描绘其他事情。”

以大多数人都熟悉的世界地图为例–墨卡托投影,这是许多教室里常见的东西,也是谷歌地图的基础。

研究人员说,虽然墨卡托投影擅长表现局部形状,但它会扭曲北极和南极附近的表面区域,因此这些区域经常被切断。

墨卡托投影由荷兰地理学家杰拉德·墨卡托于1569年创建,帮助航海者在世界各地航行。

请注意,极地区域扭曲了,日本和夏威夷看起来比实际距离更远。

根据该团队的评级系统,评级最高的平面地图投影是温克尔三角地图,这是一种起源于1921年的地图,当时德国制图师奥斯瓦尔德·温克尔提出了这一点,现在国家地理学会正在使用它。

这张地图画的分数很低,只有4.563分,但仍然存在着“边界切割”的问题,因为它把太平洋一分为二,一部分在地图的右边,另一部分在地图的左边。

这种分裂造成了一种错觉,即亚洲和夏威夷之间的距离比实际距离更远。

温克尔·特里佩尔投影世界地图最初设计于1921年。

请注意,它是如何扭曲南极洲的,并制造出日本离加州很远的错觉。

戈特说,为了绕过这个边界分割问题,研究人员从一个新的角度来研究地图绘制,希望设计出一张“误差最小的平面地图”。

“我们提出了一种截然不同的地图,我们在六个错误中的每一个上都击败了温克尔·特里佩尔。”

最终的结果是煎饼贴图,借鉴了之前对多面体或多面3D形状的研究。

1943年,美国建筑师理查德·巴克明斯特·富勒绘制了构成世界地图的规则形状的轮廓,并就如何将他的地图折叠成多面体地球写下了说明。

但是,虽然富勒很好地描绘了大陆的细节,但他对海洋的描述却不那么准确,这带来了误差。

例如,澳大利亚和南极洲在他的创作上相距太远。

理查德·巴克明斯特·富勒拿着他组装的多面体地球仪。

请注意背景墙上的平面地图。

在发布在arxiv数据库上的一项2019年的研究中,Gott认为是“信封多面体”,它包括背靠背地将规则形状粘合在一起。这项研究还没有得到同行的审查。

他说,这导致了双面圆形地图的想法。

这张2月15日发布到arxiv数据库的新地图由两张煎饼地图组成,可以并排或背靠背查看。

无论哪种方式,地图上都没有任何边界切割。

戈特说,如果你想测量从一个半球到另一个半球的距离,只需用绳子或卷尺绕过煎饼的一边到另一个。

戈特说:“如果你是一只蚂蚁,你可以从一边爬到另一边。”

“我们在赤道上有连续性。(非洲)和南美被覆盖在边缘,就像一张床单覆盖在晾衣绳上,但它们是连续的。”

与任何其他2D平面贴图相比,煎饼贴图的距离误差也较小。

例如,戈特说,它的配置意味着距离不能超过或低于实际距离的22.2%。

相比之下,墨卡托和温克尔·特里佩尔的投影在地图两极附近和左右边缘的距离误差非常大。

更重要的是,研究人员说,煎饼图赤道边缘的区域只比中心区域大1.57倍。

戈特说,他不知道还有其他的双面煎饼地球。

戈特说:“我们的地图实际上比其他平面地图更像地球。”

“要想看到整个地球,你必须旋转它;要想看到我们所有的新地图,你只需把它翻过来就行了。”

戈特和他的同事还绘制了火星、木星、太阳和其他天体的煎饼状地图。

相关文章

发表于: 2021-02-26 12:14:17 PM
更多新闻请到脸书追踪我们:我的分享平台

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*