製圖投影是製圖學領域的基本工具,製圖學是一門負責在地圖上以圖形方式表示地球表面的科學。 由於地球是一個三維球體,而地圖是二維平面,因此需要將球體中的信息轉換為平面。 有各種 地圖投影的類型 不同的。
在本文中,我們將向您介紹現有的地圖投影類型、它們的特徵和重要性。
什麼是地圖投影
在地理學中,地圖投影是一種通過將地球的自然曲率與地圖的平坦表面等同起來來直觀地表示地殼一部分的方法。 它基本上由“轉變”組成 將3D渲染變成2D渲染,盡可能少地扭曲原始比例。
這是製圖師創建地圖的典型過程,並且必須以地球經線和緯度形成的坐標係為指導,以建立忠實於地球曲率比例的空間表示。
然而,這不可能在沒有一定誤差範圍的情況下完成,因此對投影進行了研究,以最大限度地減少失真,並且首先保留地圖的三個基本方面:距離、表面和形狀。
可能存在不同的製圖投影,即以不同的方法和程序在二維中表示地球(或其部分錶面)的大小,因為這自古以來一直是地理學家關注的問題。 從這個意義上說,雙方並不比對方“更忠實”,但是 它們提出了不同的幾何問題並強調表示的不同方面。
地圖投影的類型
為了對地圖投影進行分類,通常使用激發它的幾何形狀的標準,即投影是否是圓柱形、圓錐形、方位角或組合了這三個類別的各個方面。 以下是現有的地圖投影類型:
- 圓柱投影。 顧名思義,它們是使用假想的圓柱體作為地圖表面的投影。 圓柱體與行星的球面相切或相切,具有良好的一致性(尊重形狀),但當我們遠離赤道時,距離和表面積方面會出現更大、更明顯的扭曲。 即便如此,通過保持經線和平行線之間的垂直性,它是一種簡單且有用的投影類型,廣泛用於導航。
- 圓錐投影。 與圓柱投影類似,這些投影是通過將地球球體放置在假想的切線或割錐的內部曲率內而獲得的,緯線和經線投影到該投影上。 這種投影的優點在於,它將經線變成從極點開始的直線,將緯線變成圓錐內的同心圓。 生成的地圖非常適合表示中緯度地區,因為當人們向兩極移動時,它會變得更加扭曲。
- 方位角投影。 也稱為天頂投影,它們是通過將地球球體放置在與球體本身相切的假想平面上而獲得的,經線和緯線投影到該平面上。 獲得的視點對應於從地球中心或從遙遠的行星看到的世界的視野。 這些投影非常善於保留兩極和半球之間的關係,因此在高緯度地區是準確的; 但平面與球體切點之間的距離越大,它們的扭曲程度就越大,因此不適合。
- 修改後的投影。 也稱為複合或混合投影,這些投影結合了上面列出的投影的不同方面,並試圖通過打破地圖的連續性和包含相同地球表面的正方形的數學構造來忠實地表示地球表面。 這是一個違反直覺的過程,但它允許嘗試子午線和地球平行線的自願變形,以獲得其他投影類型的新的和不可能的結果。
怎麼做
從技術上講,在不扭曲某些幾何特性的情況下,不可能在平坦的表面上表示地球。 在平坦的表面上表示類似地球的形狀的複雜性可以在某種程度上通過稱為地圖投影的工具來解決,該工具允許將球形形狀轉換為平面, 包括經緯線的線,使所有物體之間有對應關係。 為此,嚴格的數學方法是絕對必要的。
簡而言之,地圖投影是製作地圖的寶貴資源,可以使地圖的尺寸、屬性和地球曲線內的位置與現實相似。
所有地圖投影都呈現與變換類型或用於實現變換的幾何過程相關的特徵。 因此,地理投影可以具有以下三個屬性中的一個或兩個,但在任何情況下都不能同時滿足所有三個屬性:
- 等距:投影忠實於原始距離,即不放大或縮小距離,而是保持相應比例的比例。
- 等價: 投影忠實於原始表面積,即,它不會扭曲表面的大小和尺寸。
- 符合: 投影忠實於原件的形狀和角度,也就是說,它不會扭曲其所代表的表面的輪廓或外觀。
在每個投影中,我們都盡可能地尊重這三個基本屬性,儘管根據投影地圖的具體用途,通常會比其他屬性犧牲更多。 例如,如果它是世界地圖或平坦的學校球體,則一般來說,大陸的形狀比大陸與每個大陸表面之間的距離更受尊重。
其他類型的地圖投影
這些是其他鮮為人知的預測類型:
- 偽圓錐: 平行線由同心弧表示,子午線由並發曲線表示。 中央經線是一條直線。
- 假圓柱體:平行線和中央經線顯示為直線。 經線是平行曲線。
- 多圓錐: 緯度線由中心位於中央經線上的非同心弧表示。
沒有完美的地圖投影,但它們可以最大限度地減少面積、方向、位置、距離和形狀的扭曲。 給定地圖和給定地圖投影的使用取決於個人需求,因為每種都有優點和缺點。 例如,關注低緯度地區最好使用圓柱投影地圖,中緯度地區最好使用圓錐投影,極地地區最好使用方位投影。
我希望通過這些信息,您可以更多地了解現有的地圖投影類型及其特徵。