地图为何错得离谱:每一张世界地图都存在失真

有成语说,“耳听为虚眼见为实”,此语出自汉代刘向:“夫耳闻之,不如目见之;目见之,不如足践之。”没有“足践”,“眼见”未必为实。

近日,一篇在网络广泛流传的文章正说明了这一点。

《俄罗斯没有那么大,欧洲真的超小,我们看到的地图一直都错得离谱》,作者在文章开篇展示了一幅横轴墨卡托投影(即横麦氏投影)的世界地图。

然后,利用国外一个叫thetruesize.com的网站把地图进行了修正,结果发现:在这幅世界地图上看上去并没有那么大的非洲,其面积比西欧、美国、阿根廷、印度、中国的面积总和还要大,是世界第二大洲;而看上去和非洲差不多大的格陵兰岛其实比印度还要小一点;而俄罗斯这个世界面积第一大国,如果将其拉到非洲的纬度,它可就没那么大了。

文章中展示的横轴墨卡托投影世界地图

事实是否真的如此呢?没错,文章作者举例的这幅世界地图中,确实存在失真现象,格陵兰岛、俄罗斯确实真的没有图示那么大。但问题是,每一张世界地图都有变形,都不够真实!

从三维空间到二维平面:每一张世界地图都存在失真

为什么会这样,要从地图投影说起。

地球是三维的椭球体,而地图只是平面的一张纸,如何将地球表面的地理信息一一对应到地图表面,首先面临的问题就是球面和平面之间在质和量方面的不一致性和不协调性:球体表面是无法展成平面的曲面,又如何将这个曲面上的形象展现在平面上?这就好比,你剥橘子,橘子皮无论如何无法展开成一个完整的平面。

那么,地图投影可以解决这个矛盾。

经纬线是人们在认识地球过程中的人为设定。简单地说,地图投影可以把球面经纬网格上的信息转绘到平面的经纬网格上,并实现不破裂、无缺口,且图形完整。

这么操作的背后有一套数学手段,而为了保证绘制完整的平面图,数学手段会把经纬线进行拉伸或压缩,于是产生了投影变形。地图的变形突出体现在形状和面积上,绘制面积越大,离地图中心位置越远,地图变形越明显。

投影变形,是绘制地图过程中一直存在的矛盾。所以说,无论用哪一种投影方式绘制的世界地图,它都存在一定程度的变形。

地图投影的几种不同方式,每一种投影都有变形,或者长度变形,或者角度变形,或者面积变形。墨卡托投影采用的是圆$L̪ԌE$L̪Ԍߧ无角度变形的投影,但是其面积变形很大,所以会出现格陵兰岛面积跟非洲差不多的视觉效果。

展开地球表面:你想从哪个角度看世界

地图投影为人们提供了一个唯一连续的地球表面的视野,这构成了人们对于全球世界的认知意象。但这种认知意象并不唯一,因为地图投影的方式有很多种,地图投影选定的中心定位不同,所呈现出的世界也不相同。

如何选择地图投影的中心定位,表现为地图上中央经线的确定。而把特定的国家或大洲作为地图的中心,往往也是一种文化认知的体现。

墨卡托投影诞生于16世纪中叶,在该投影世界地图中欧洲长期处于中心地位,并由此产生了“近东”、“中东”、“远东”这样描述地理方位的词汇,无形中强调了欧洲在世界文明中的中心地位。

所以,墨卡托投影也被认为是典型的欧洲人的投影。

二战期间,随着美国国际地位的提升,以斯皮克曼为代表的美国政治地理学家为人们呈现了另一种视野下的世界地图——以美洲为中心的米勒投影世界地图。

米勒投影是墨卡托投影的改进型,相较以欧洲为中心的墨卡托投影,这幅世界地图的中央经线由英国格林尼治0度经线移至西经90度,于是美洲大陆得以完整地呈现于世界地图的中间位置。

斯皮克曼式以美洲为中心的米勒投影世界地图,在这幅地图中,亚欧大陆被一分为二。

还有,为了扭转澳大利亚所在的大洋洲在世界地图上偏于一隅的角色,1979年斯图亚特-麦克阿瑟出版了以澳大利亚所在的大洋洲为中心的“普遍纠正型世界地图”,这幅地图以澳大利亚首都堪培拉的地方经线为中央经线,突出了传统上被忽视的澳大利亚、非洲和南美洲,欧美则分别位于地图的两端。

普遍纠正型世界地图

而我国现行主要的世界地图,则着意于凸显亚太区域,太平洋于是一改在传统欧洲中心地图中被分裂的命运。

我国现行主要的世界地图

另外,以北极为中心的等距方位投影世界地图、并列分瓣结构的古德投影地图又从其他角度呈现了世界的模样。地图投影是绘制地图的一种手段,为了满足不同的需求,地图可以采用不同的投影方式。

观察上述几例地图就可以发现,地图的中心位置不同,其投影变形区域、变形程度也就不同。所以,“俄罗斯没有那么大,欧洲真的超小,我们看到的地图一直都错得离谱”这样的感慨也是出于无奈。

联合国标志的中心即是突出北极中心地位的等距方位投影世界地图,它打破传统认知中“上北下南,左西右东”的方位格局,呈现各大洲围绕北极的集中状态。

古德投影地图,选择性表达了完整的大洋或完整的大陆。

如何展开地球表面,大概取决于我们想从怎样的角度来观察世界,这也决定了我们会看到怎样的世界。

参考文献:

何光强、宋秀琚:《地图投影与全球地缘政治分析:一种空间认知的视角》,《人文地理》2014年第2期。

SOURCE: http://tech.163.com/15/1027/19/B6V50OTI000915BF.html

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