科普丨聯大為何鼓勵棄用墨卡托投影繪制世界地圖
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地球是球體,曲面無法毫無偏差地鋪展成平面,因此繪制世界地圖始終難以避免變形。為服務航海而生的墨卡托投影由制圖學家墨卡托於1569年提出,它保障了方位准確,卻放大了高緯度地區的視覺面積比例,使非洲等地的視覺面積比例大幅縮小。
墨卡托投影即“等角正切圓柱投影”,其原理就像在地球內部放了一盞燈,然后在地球外面包上一層圓柱,燈亮后,地球表面的每個點都會被投影到圓柱表面,之后再把圓柱打開形成一個巨大的矩形。在這個矩形圖上,赤道成為一條水平線,從這條線開始,彎曲的地球表面就像被擀開的面團一樣,分別向南北兩個方向展開,據此便可繪制出世界地圖。
這種扁平化處理的好處顯而易見。在大航海時代,結合經線和緯線、利用墨卡托投影繪制出的世界地圖,就像一張密密麻麻的網格,為航海者們提供了極大便利。然而,用這一方法繪制的世界地圖卻發生了嚴重變形。
眾所周知,地球的緯線在赤道部分最長,往兩極逐漸縮短,到了極點縮小為0。墨卡托投影這一方法會隨著投影部分逐漸遠離光源核心位置而將緯線拉長,緯度愈高,放大倍數愈夸張,南北兩極也不再表現為兩個點,而是兩條線。
這樣繪制出來的地圖存在天然缺陷:越靠近南北兩極的區域,在地圖上面積被放大得越明顯,例如歐洲、美國、俄羅斯和格陵蘭島等北半球緯度較高的國家和地區看起來比實際比例更大﹔越接近赤道,面積越被壓縮,例如南美洲、東南亞和非洲,由此形成強烈的視覺錯覺。
事實上,制圖學界對這個問題早有爭議,制圖學家們長期以來一直在努力減少從三維圖形轉換到二維圖形時產生的失真,但目前仍然無法找到一個讓各方滿意的方案。
近年來,非洲聯盟積極推動“糾正地圖”倡議,就是因為長期被廣泛採用的墨卡托投影地圖,嚴重放大高緯度地區面積比例,而使位於赤道附近的非洲面積顯得幾乎與格陵蘭島相當。事實上,非洲大陸面積約為格陵蘭島的14倍。
聯合國大會4日以壓倒性多數投票通過一項決議,鼓勵世界各國和地區的政府、學校、科技公司停止使用現行的墨卡托投影地圖。該決議指出,“平等地球”地圖投影所繪制的地圖能更准確地展現各大洲的相對面積。
這項決議由多哥牽頭、非洲聯盟支持,不具備法律約束力,並未禁止墨卡托投影地圖,也未強制推行替代方案。它鼓勵有關部門告知民眾:平面地圖在表現球狀地球方面存在局限性。
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