俄罗斯没有那么大!我们看到的地图一直都错得离谱!

2015-11-13 13:51:34    来源:3sNews

摘要:BBC《地图》纪录片中,曾提到“Maps have always done more than just accurately represent the world”,翻译成中文即“地图从来都不只是精确地再现客观世界”。前段时间,网上也流传着这样一篇文章: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”。

  BBC《地图》纪录片中,曾提到“Maps have always done more than just accurately represent the world”,翻译成中文即“地图从来都不只是精确地再现客观世界”。前段时间,网上也流传着这样一篇文章: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”。

  可能让很多人顿时惊觉:原来我们被地图欺骗了这么久……

  其实,撇开地图发展史,我们直接从现代有数学基础的地图的形成过程来看地图上的那些“错得离谱”,也就是它与真实世界之间的偏差,我们会发现,有些偏差是不可避免的。

  我想从地图绘制过程的两个方面来阐述地图不可能是完全精确而又客观的地球之画像。第一个方面涉及从真实地球变到平面地图这个过程。


地球到底长什么样?

  首先我们想象一下地球的真实形状,是不是和地球仪一样圆呢,当然不是咯。在《地图学》教科书中这样写道“通过天文大地测量、地球重力测量、卫星大地测量等精密测量,发现:地球不是一个正球体,而是一个极半径略短、赤道半径略长,北极略突出、南极略扁平,近于梨形的椭球体 ”。现代对地观测技术迅猛发展,人们对地球形状的认识也只能说是逐步向其真实形状逼近,可以确定的一点是:它不是规则的几何体。

  脑补图片有点费劲,这里借用NASA中文微博上分享的一张2005年绘制的地球重力图(参考下形状就好,颜色不解释)。


1.jpg


  由于地球表面的不规则性,用接近地球形状的规则球体或椭球体来替代进行科学研究是通行的研究方法。于是我们看到圆圆的地球仪:


2.jpg


  从不规则到规则,模拟的地球和真实的地球之间已经偏差出现了,hoho。

  我们再来想一想把近似成规则球面的地球展到平面上,想象一下把一张完整桔子皮展成平面铺在桌子上,那一定是会不可避免地存在撕裂和局部的延展或压缩的吧。为了解决将不可展球面上的图形变化到一个连续的地图平面上,就诞生了“地图投影”这一学科。

  球体表面的长度、面积、角度这三个变量经过投影到平面,一般其量、值都会发生某种变化。目前各种投影方法通常都是取其中的一个变量,让其实际值与投影后平面上值的比例保持不变来制作平面地图,因而也有了等距投影、等积投影和等角投影等方法之分。

  比如墨卡托投影就是等角投影,也就是图上的角度与实际角度相对大小不变,是广泛应用于航海、航空方面的重要投影之一。既然是等角投影,那么图上的长度,面积与真实世界有偏差就不可避免了。而且是赤道上长度变形小,两极长度变形大。由于面积比是长度比的平方,面积的变形就是格外大的。这就是为什么我们看到俄罗斯国土面积似乎特别大的原因。所以要想参考面积的大小,选用等角投影地图就不合适了,对吧。


从地表真实要素到地图上要素取舍的过程

  到目前为止,人类还没有做出与地球1:1比例的地图吧,也就是说我们的地图都是比真实地球小,那么将地球上所有的要素大小不变,数量不变的塞进地图是不可能的。绘制地图的工艺就包括选取和综合,也就是说地球上那么多要素,选谁留在地图上;有的要素特别复杂,必须对其形状进行综合。举个例子,长江那么多支流,河流又那么多弯弯绕,地图上体现哪些支流和哪些主要的弯弯绕,这里面都有人为的成分。因此,将长江画在相同比例尺的地图上,不同人经过选取和综合画出来的图形也绝对是不同的。从选取、综合这个角度来说,每一幅地图,都是绘制者想法的体现,或者可以说是有“偏见”存在的。

  就像我们看到下面这幅长江流域图,它与真实的长江水系之间也一定是有偏差存在的哦,住在长江边上一定深有体会。


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  谈以上两个方面,是想从一个侧面佐证地图不可能完全精确地再现客观世界,也顺带介绍一下地图中最基础的知识。

  最后,大家若是有兴趣,可以去看一看BBC《地图》纪录片,共三集,内容轻松也有趣。在第一集的43分钟处,介绍了1973年德国历史学家Arno Peters谴责世界上最著名的墨卡托投影地图,试图保持各国的形状,使各国的大小失真,宣称由于政治和文化的偏见被篡改的墨卡托投影地图是错误的,据说该举震惊了整个世界。


原标题:从“我们看到的地图一直都错得离谱”说起


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