世界地图“改版”,山东的投影“变大”还是“变小”?
大众新闻  4小时前

9月4日,第80届联合国大会以164票赞成、1票反对、6票弃权高票通过了一项名为“更正地图”(Correct the Map)的非约束性决议。决议正式呼吁各成员国、教育机构及科技平台采用2018年设计的等地球投影(Equal Earth projection)展示世界全景地图,以逐步取代沿用了近五个世纪的墨卡托(Mercator)投影。

我们中学学过的世界全景图,大多基于荷兰制图学家格拉杜斯·墨卡托于1569年设计的墨卡托投影。这幅地图最初是专为航海和航空导航设计的,其使用的“等角投影”有一个严重的副作用——面积失真:越靠近两极的区域,面积被放得越大;越接近赤道,面积越被压缩。格陵兰岛看起来与整个非洲大陆差不多大,但实际上非洲的真实陆地面积(约3030万平方公里)是格陵兰岛(约216万平方公里)的14倍之多。

加拿大、俄罗斯、北欧、格陵兰以及南极洲在旧地图中被严重放大;而巴西、刚果民主共和国等赤道和热带国家,则看起来过于“娇小”。

为了解决这一问题,制图学家于2018年共同设计了等地球投影。作为一种伪圆柱等面积投影,它的优势在于,100%按真实比例展现各大洲与国家的相对陆地面积。一旦切换到等地球投影,被极度膨胀的高纬度地区(如俄罗斯、欧洲、加拿大等)在视觉上会大幅“缩水”回归原貌,而非洲则获得了“广阔、有力、居中”的视觉形象。

那么,山东读者会好奇:新投影地图上的山东会变大还是变小呢。答案出乎意料:既变小,又变大。

墨卡托投影(正轴等角圆柱投影)在球面假设下,任意纬度 ϕ 处的局部线性放大系数(比例尺系数) 为:k=secϕ=cosϕ1;面积放大系数为:A=k2=sec2ϕ。

为了保持方向准确,它把纵向(南北向)和横向(东西向)同步拉伸。在北纬35度到40度(即山东所在纬度区间)之间的距离被强制拔高了22% ~ 30.5%。因此,在墨卡托地图上,华北平原在南北方向上是被“纵向抽拉”过的。

Equal Earth 是“等面积投影”,从墨卡托切到 Equal Earth 时,山东南北之间视觉上的距离会变短,地形轮廓呈现出更紧凑、微微扁平的真实形态。

在墨卡托地图上,北纬35度的实际视觉面积比真实比例大了约50%,北纬40度的实际视觉面积比真实比例大了约70%。切换到 Equal Earth 后,系统会完全剥离这额外“虚胖”出来的面积。

但一个反直觉的现象是:中纬度区域“缩水”了,但“占比却变大了”。

虽然这一区域相比以前的墨卡托版本“变扁、缩水”了,但它在整幅世界地图中的“视觉存在感”反而提升了。

原因在于参照物的缩水幅度远大于它。切换到 Equal Earth 后,北纬35度到40度之间的山东确实被压扁了一些、面积也稍微缩了水,但相比之下,北方辽阔的西伯利亚等地区缩水得更加夸张,所以山东所在的中纬度文明核心区的真实地缘体量感在全景图里反而被进一步衬托和凸显出来了。

编辑:刘梅梅