كيف تظهر الأرض المستديرة؟
كيفية محاذاة المجال؟ لعدة قرون، حاول رسامي الخرائط رسم الخرائط بدقة
كانت هناك محاولات كثيرة.
على الخرائط المألوفة يظهر العالم كما هوتم تصويرها من قبل الجغرافي الفلمنكي جيرارد مركاتور في القرن السادس عشر. ثم أحدث ثورة في رسم الخرائط، لكن إسقاطه شوه الأحجام الحقيقية للبلدان (خطوط الطول تقع بالتوازي مع بعضها البعض، على الرغم من أنها في الواقع تتقاطع عند القطبين - ونتيجة لذلك، فإن الأجسام الموجودة في القطبين أكبر بكثير من تلك الموجودة في القطبين). خط الاستواء).
ومع ذلك ، من المستحيل جعل كل شيء مثاليًا.قد لا تعمل الخريطة التي تعمل بشكل جيد مع الأخرى. يعد إسقاط Mercator الشهير ، الذي يتم تعليقه على جميع جدران الفصول الدراسية ويستخدم كأساس لخرائط Google ، ممتازًا في عرض الأشكال المحلية ، ولكنه يشوه مساحات السطح بالقرب من القطبين الشمالي والجنوبي لدرجة أن المناطق القطبية عادةً ما يتم قصها ببساطة.
على خريطة الحجم الحقيقي ، يمكنك تقدير هذا التشويه:تحتاج إلى اختيار أي بلد ونقله إلى قارة أخرى ومقارنة المقياس. على سبيل المثال ، على الخريطة الكلاسيكية ، تبدو روسيا أكبر بكثير من إفريقيا ، لكنها في الواقع تحتل نصف القارة فقط.
والأمر نفسه ينطبق على جرينلاند، التي تبدو مساحتها ضعف مساحة أستراليا، لكنها في الواقع لا تشغل سوى ثلث مساحتها. والصين بدورها تحتل مساحة أكبر بكثير مما تبدو عليه.
محاولات للتكيف
بالطبع، بعد إنشاء إسقاط مركاتور، العلماءحاولت أن أجعل التكيف معقولًا قدر الإمكان. كيفية تحديد المثالي؟ وفي عام 2007، تم إنشاء نظام لتقييم الخرائط الموجودة. ويحدد ستة أنواع من التشويه الذي قدمته الخرائط المستوية: الأشكال المحلية، والمناطق، والمسافات، والانحناء، وعدم التماثل، وقطع الحدود (الانقطاعات). كلما كانت النتيجة أقل، كلما كان ذلك أفضل: الكرة الأرضية، على سبيل المثال، لديها درجة 0.0. مؤلفو النظام هم ج. ريتشارد جوتوم، الأستاذ الفخري للفيزياء الفلكية في جامعة برينستون ومبتكر الخريطة اللوغاريتمية للكون، وديفيد غولدبرغ، أستاذ الفيزياء في جامعة دريكسيل.
في1921العام رسام الخرائط الألماني أوزوالد فينكل(أوزوالد وينكل) اقترح إسقاطًا سمتيًا معدّلًا لخريطة العالم - إسقاط وينكل lll (إسقاط وينكل الثلاثي). هذه هي أشهر إسقاطات الخريطة المستوية المقترحة سابقًا. الاسمثلاثي (تعني كلمة ألمانية "ثلاثي") يشير إلى هدف وينكل المتمثل في تقليل ثلاثة أنواع من التشوه: المنطقة، والاتجاه، والمسافة.
تم تحديد Winckel Tripel بواسطة Nationalتمثل الخريطة الجغرافية لخرائطها للعالم القطبين بدقة أكبر من مركاتور ، لكنها لا تزال تشوه القارة القطبية الجنوبية بشدة وتخلق الوهم بأن اليابان تقع شرق كاليفورنيا ، وليست أقرب جار لها. غرب. درجة Goldberg-Gott: 4.563 الائتمان: Map by Daniel R. Streb ، Wikimedia Commons.
درجتها في Goldberg-Gott هي 4.563.لقد اقتربنا بالفعل من الصفر، ولكن لا تزال هناك مشكلة "عبور الحدود" - تقسيم المحيط الهادئ وخلق وهم المسافة الطويلة بين آسيا وهاواي.
استمرت المحاولات.
في1943لقد حاول بكمينستر فولر أن يفعل ذلكخريطة من شأنها أن تنقل حجم القارات بشكل موثوق. قام بتقسيم الأرض المستديرة إلى أشكال منتظمة وأعطى تعليمات حول كيفية طي الكرة الأرضية وتجميعها في كرة متعددة السطوح. وعلى الرغم من أن فولر حمى أشكال القارات، إلا أنه مزق المحيطات، ونما العديد منها بين القارات بشكل أكبر، على سبيل المثال، بين أستراليا والقارة القطبية الجنوبية.
قام بكمنستر فولر بتعميم الأوجه المتعددةإسقاط "Dymaxion" على أساس عشري الوجوه غير المطوي. قال جوت إن القارة القطبية الجنوبية "دائرية كما ينبغي" ، لكن هذا الإسقاط يؤدي إلى "تقسيم" المحيطات. تقدير Goldberg-Gott: أكثر من 15. الائتمان وحقوق النشر: NASA Earth Observatory ، تم تعديله بواسطة Mapthematics LLC.
ومن الواضح أن هناك حاجة إلى نهج جديد تماما.
نهج جديد
إعادة التفكير الأساسية في كيف يمكنخرائط العمل ، إلى إنشاء أدق خريطة مسطحة تم إنشاؤها على الإطلاق. شارك ثلاثة خبراء في المشروع: ج. ريتشارد جوتوم ، وديفيد جولدبيرج ، وروبرت فاندربي ، أستاذ أبحاث العمليات والهندسة المالية ، الذي أنشأ خريطة نتائج انتخابات أمريكا الأرجواني.
نتائج الانتخابات الرئاسية لعام 2016 المصدر: vanderbei.princeton.edu/JAVA/election2016
لقد استلهم العلماء من عمل جوتمتعددات السطوح - أشكال صلبة متعددة السطوح. وفي ورقة بحثية حديثة، بدأ يفكر في نوع جديد من متعددات السطوح ذات أشكال منتظمة، مما أدى إلى الفكرة الثورية المتمثلة في خريطة ذات وجهين.
الأستاذ يتحدث عن خريطة مسطحة جديدةتذكرت قصة لاعبي الوثب العالي الأولمبية. في عام 1968 ، صدم ديك فوسبري عشاق الرياضة بتقويس ظهره والقفز من فوق العارضة للخلف. لقد سجل رقماً قياسياً جديداً وفاز بميدالية ذهبية ، ومنذ ذلك الحين غير لاعبو الوثب العالي تكتيكاتهم.
يوضح جوت: "نحن مثل السيد فوسبري".- نقوم بذلك لتحطيم الرقم القياسي ، لعمل خريطة مسطحة بأقل أخطاء ممكنة. لذلك ، مثله ، نفاجئ الناس من خلال تقديم نوع مختلف تمامًا من البطاقات. تم أخذ كل خطأ من أخطاء Winckel Tripel في الاعتبار ".
الخريطة الجديدة لا تشبه أي من الخرائط السابقة.
وجدت الحل
الخريطة المسطحة التي أنشأها العلماءعلى الوجهين والدائرية ، مثل الجراموفون أو الفينيل. إنها تتجاوز البعدين دون أن تفقد راحة الخدمات اللوجستية - التخزين والإنتاج - للبطاقة المسطحة.
الائتمان: فيديو بقلم ج.ريتشارد جوت وروبرت فاندربي وديفيد جولدبيرج.
تحتوي البطاقة الجديدة ذات الوجهين على أخطاء أقلمسافات أكبر من أي خريطة مسطحة أحادية الجانب. وكان حامل الرقم القياسي السابق هو خريطة عام 2007 التي أنشأها جوت مع تشارلز موجنولو، وهو خريج جامعة برينستون عام 2005.
في الواقع ، هذه البطاقة جديرة بالملاحظة لحقيقة ذلكله حد أعلى لأخطاء المسافة: إن انحراف مسافة أكبر من ± 22.2٪ مستحيل. بالمقارنة ، في إسقاطات Mercator و Winckel Tripel ، بالإضافة إلى توقعات أخرى ، تصبح أخطاء المسافة هائلة مع اقترابها من القطبين وهي في الأساس لانهائية من اليسار إلى اليمين (والتي تكون متباعدة على الخريطة ، ولكنها متاخمة للكرة الأرضية) ... بالإضافة إلى ذلك ، فإن المساحة الموجودة على الحافة أكبر بمقدار 1.57 مرة فقط من المنطقة الموجودة في المركز.
يمكن طباعة الخريطة من الأمام والخلف على صفحة واحدة من المجلة ليقطعها القارئ.
قام بكمنستر فولر بتعميم الأوجه المتعددةإسقاط "Dymaxion" على أساس عشري الوجوه غير المطوي. قال جوت إن القارة القطبية الجنوبية "دائرية كما ينبغي" ، لكن هذا الإسقاط يؤدي إلى "تقسيم" المحيطات. تقدير Goldberg-Gott: أكثر من 15. الائتمان وحقوق النشر: NASA Earth Observatory ، تم تعديله بواسطة Mapthematics LLC.
وعلى حد علم العلماء، لم يسبق لأحد أن صنع خرائط مزدوجة الجوانب بهذه الدقة من قبل.
قراءة المزيد
حيوانات غير معروفة تشبه الإسفنج الموجود في جليد القارة القطبية الجنوبية
ينهار رف برنت في أنتاركتيكا بسرعة 5 أمتار في اليوم
الإجهاض والعلم: ماذا سيحدث للأطفال الذين سينجبون