Cum să arăți un Pământ rotund?
Cum să aliniezi o sferă? Timp de secole, cartografii au încercat să cartografieze cu precizie
Au fost multe încercări.
Pe hărțile familiare lumea este prezentată așa cum esteînfățișat de geograful flamand Gerard Mercator încă din secolul al XVI-lea. Apoi a revoluționat cartografia, dar proiecția sa a distorsionat dimensiunile reale ale țărilor (liniile de longitudine sunt situate paralele între ele, deși în realitate se intersectează la poli - ca urmare, obiectele de la poli au dimensiuni mult mai mari decât cele de la poli). ecuatorul).
Cu toate acestea, este imposibil să faci totul perfect.Este posibil ca o hartă care funcționează bine să nu funcționeze bine pentru cealaltă. Proiecția populară Mercator, care atârnă pe toți pereții clasei și este utilizată ca bază pentru hărțile Google, este excelentă la afișarea formelor locale, dar distorsionează atât de mult suprafețele din apropierea polilor nordici și sudici încât regiunile polare sunt de obicei pur și simplu tăiate .
Această distorsiune poate fi estimată pe harta True Size:trebuie să alegeți orice țară, să o mutați pe un alt continent și să comparați scala. De exemplu, pe harta clasică, Rusia arată de multe ori mai mare decât Africa, dar în realitate ocupă doar jumătate din continent.
La fel este și Groenlanda, care pare a fi de două ori mai mare decât Australia, dar de fapt ocupă doar o treime din suprafața sa. China, la rândul său, ocupă mult mai multă suprafață decât pare.
Încercări de adaptare
Desigur, după crearea proiecției Mercator, oamenii de științăa încercat să facă o adaptare cât mai credibilă. Cum să-l determin pe cel ideal? În 2007, a fost creat un sistem de evaluare a hărților existente. Cuantifică șase tipuri de distorsiuni introduse de hărțile plane: forme locale, zone, distanțe, îndoire, asimetrie și tăieturi de limită (discontinuități). Cu cât scorul este mai mic, cu atât mai bine: un glob, de exemplu, are un scor de 0,0. Autorii sistemului sunt J. Richard Gottom, profesor emerit de astrofizică la Princeton și creatorul hărții logaritmice a Universului, și David Goldberg, profesor de fizică la Universitatea Drexel.
ÎN1921anul cartograful german Oswald Winckel(Oswald Winkel) a propus o proiecție azimutală modificată a hărții lumii - Winkel projection lll (Winkel tripel projection). Aceasta este cea mai faimoasă dintre proiecțiile hărților plane propuse anterior. Numetripel (în germană „triplu”) se referă la obiectivul lui Winkel de a minimiza trei tipuri de distorsiuni: zonă, direcție și distanță.
Winckel Tripel selectat de NationalGeografic pentru hărțile sale ale lumii, reprezintă polii mai exact decât Mercator, dar încă distorsionează puternic Antarctica și creează iluzia că Japonia este situată la est de California și nu cel mai apropiat vecin. Vest. Scorul Goldberg-Gott: 4.563 Credit: Hartă de Daniel R. Streb, Wikimedia Commons.
Scorul ei Goldberg-Gott este 4,563.Deja aproape de zero, dar a existat încă problema „trecerii granițelor” - împărțirea Oceanului Pacific și crearea iluziei unei distanțe lungi între Asia și Hawaii.
Încercările au continuat.
ÎN1943Buckminster Fuller a încercat să facăo hartă care să transmită în mod fiabil dimensiunea continentelor. El a spart Pământul rotund în forme regulate și a dat instrucțiuni despre cum să pliezi și să asamblați globul într-un glob poliedric. Deși Fuller a protejat astfel formele continentelor, el a sfărâmat oceanele, iar multe dintre continente s-au mărit, de exemplu, între Australia și Antarctica.
Buckminster Fuller a popularizat multifaceticulproiecția „Dymaxion” bazată pe icosaedrul desfășurat. Antarctica este „rotundă cum ar trebui”, a spus Gott, dar această proiecție „împarte” oceanele. Estimare Goldberg-Gott: peste 15. Credit și drepturi de autor: NASA Earth Observatory, astfel cum a fost modificat de Mapthematics LLC.
Este clar că este nevoie de o abordare complet nouă.
O nouă abordare
Regândirea fundamentală a modului în care se poatehărți de lucru, a condus la crearea celei mai exacte hărți plate create vreodată. Trei experți au participat la proiect: J. Richard Gottom, David Goldberg și Robert Vanderbey, profesor de cercetare operațională și inginerie financiară, care au creat harta electorală Purple America.
Rezultatele alegerilor prezidențiale din 2016 Sursa: vanderbei.princeton.edu/JAVA/election2016
Oamenii de știință au fost inspirați de munca lui Gottpoliedre — figuri solide poliedrice. Într-o lucrare recentă, el a început să ia în considerare un nou tip de poliedru cu forme regulate, ceea ce a condus la ideea revoluționară a unei hărți cu două fețe.
Profesor vorbind despre noua hartă platămi-am amintit de povestea săritorilor olimpici. În 1968, Dick Fosbury a șocat fanii sportului arcuindu-și spatele și sărind peste bară înapoi. El a stabilit un nou record și a câștigat o medalie de aur, iar de atunci săritorii înalți au schimbat tactica.
„Suntem ca domnul Fosbury”, explică Gott.- Facem acest lucru pentru a bate recordul, pentru a face o hartă plană cu cele mai puține erori posibile. Deci, la fel ca el, îi surprindem pe oameni oferind un fel de carte radical diferit. Fiecare dintre greșelile lui Winckel Tripel a fost luată în considerare. "
Noua hartă este diferită de oricare dintre cele anterioare.
Soluție găsită
Harta plană pe care oamenii de știință au creat-ofață-verso și rotundă, ca un disc de gramofon sau vinil. Trece dincolo de două dimensiuni fără a pierde comoditatea logisticii - stocarea și producția - unui card plat.
Credit: Video de J. Richard Gott, Robert Vanderbei și David Goldberg.
Noul card cu două fețe are mai puține eroridistanțe decât orice hartă plată cu o singură față. Deținătorul recordului anterior a fost o hartă din 2007 creată de Gott cu Charles Mugnolo, un absolvent de Princeton din 2005.
De fapt, această carte se remarcă prin faptul căare o limită superioară la erorile de distanță: o abatere a distanței mai mare de ± 22,2% este imposibilă. Prin comparație, în proiecțiile Mercator și Winckel Tripel, precum și în altele, erorile la distanță devin imense pe măsură ce vă apropiați de poli și sunt în esență infinite de la stânga la dreapta (care sunt departe una de alta pe hartă, dar direct adiacente globului) ... În plus, zona de la margine este doar de 1,57 ori mai mare decât în centru.
Harta poate fi tipărită în față și în spate pe o pagină a revistei pentru ca cititorul să o decupeze.
Buckminster Fuller a popularizat multifaceticulproiecția „Dymaxion” bazată pe icosaedrul desfășurat. Antarctica este „rotundă cum ar trebui”, a spus Gott, dar această proiecție „împarte” oceanele. Estimare Goldberg-Gott: peste 15. Credit și drepturi de autor: NASA Earth Observatory, astfel cum a fost modificat de Mapthematics LLC.
Din câte știu oamenii de știință, nimeni nu a făcut până acum hărți față-verso cu o asemenea precizie.
Citeste mai mult
Animale necunoscute asemănătoare unor bureți găsite în gheața din Antarctica
Raftul Brunt din Antarctica se prăbușește cu o viteză de 5 metri pe zi
Avortul și știința: ce se va întâmpla cu copiii care vor naște