地图投影及其重要性

地球是一个球体(实际上…它不是……它是一个不规则的球体,两极略扁,赤道略鼓,但是在地图制图中我们将其近似为一个球体),而打印的地图或电脑屏幕是平的。那么我们如何从那个球体变成平面地图呢?这就是地图投影的作用!

从球体到平面将会涉及一定量的变形(失真)。地图投影的失真越少,它就越适合。许多地图投影针对特定区域进行匹配适应,并将最大限度地减少这些区域的变形(以牺牲扩大其他区域失真为代价)。

在描述这些失真时,制图师会使用三个属性:投影在角度(形状)、面积和距离方面是否保真,分别为等角、等面积和等距离。例如,如果国家A的大小是国家B的两倍,那么它将准确地反映在等面积地图投影上。在等距离地图投影中,如果A和B的距离是A和C的两倍,您将能够在地图上看到。

这些属性是互斥的,地图投影只能在三个属性中的一个保持为真,实际上大多数地图投影三个属性都有变形,但是找到了一个很好的折衷方案。

哪种投影最好?这取决于……这取决于您要制图的区域、可用的纸面形状和大小以及地图的用途。


下面以世界地图所采用的几种常用投影方法进行说明。

Mercator(墨卡托)

world-map-mercator-projection.png

这可能是最常见的地图投影之一。数十年来,它一直被用作世界挂图的标准投影,目前谷歌和其他网络地图服务使用略有修改的墨卡托投影(web mercator)。它在航海界中也很受欢迎,因为地图上的直线对应于恒定的罗盘路线(尽管不一定是两点之间的最短距离)

墨卡托投影是圆柱形投影,保形,因此形状不会扭曲。但缺点也很明显,即在较高纬度地区确实存在相当大的失真。它于1569年首次被荷兰制图师Gerardus Mercator使用。

Miller(米勒投影)

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米勒投影是由Osborn Miller于1942年设计的改良墨卡托。它的面积失真小于墨卡托投影,但这是以引入一点形状失真为代价的。这使它成为一种有用的折衷投影方案。

Winkel-Tripel

world-map-winkel-tripel-projection.png

Winkel-Tripel投影源自方位投影,也试图最小化所有三种失真。自“国家地理”将其用于世界地图以来,它变得非常流行。它由德国制图师Oswald Winkel于1921年设计。

Robinson(罗宾逊投影)

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另一个变形折衷的投影,由Arthur Robinson于1963年设计(“看起来正确”)。它是国家地理的Winkel-Tripel投影的前身,也被Rand McNally广泛用于他们的世界地图。

结论…

为地图选择投影时,请考虑地图的目的和焦点,还要考虑可用空间。例如,如果你在垂直空间有限,但想要展示整个世界,罗宾逊投影是比Winkel-Tripel更适合。

参考文献 Hans van der MaarelMap projections and why they matter

编译:陈春华


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