Ako ukázať guľatú Zem?
Ako zarovnať guľu? Po stáročia sa kartografi snažili presne mapovať
Pokusov bolo veľa.
Na známych mapách je svet zobrazený taký, aký jevyobrazený flámskym geografom Gerardom Mercatorom ešte v 16. storočí. Potom urobil revolúciu v kartografii, ale jeho projekcia skreslila skutočné veľkosti krajín (čiary zemepisnej dĺžky sú umiestnené paralelne, hoci v skutočnosti sa pretínajú na póloch - v dôsledku toho sú objekty na póloch oveľa väčšie ako tie na póloch). rovník).
Nie je však možné urobiť všetko dokonalým.Mapa, ktorá robí dobre jednému, nemusí dobre fungovať druhému. Populárna projekcia Mercator, ktorá visí na všetkých stenách triedy a používa sa ako základ pre mapy Google, je vynikajúca pri zobrazovaní miestnych tvarov, ale deformuje povrchové oblasti v blízkosti severného a južného pólu natoľko, že polárne oblasti sú zvyčajne jednoducho orezané .
Toto skreslenie je možné odhadnúť na mape skutočnej veľkosti:musíte si vybrať ktorúkoľvek krajinu, presunúť ju na iný kontinent a porovnať stupnicu. Napríklad na klasickej mape Rusko vyzerá mnohonásobne väčšie ako Afrika, ale v skutočnosti zaberá iba polovicu kontinentu.
Rovnako je to s Grónskom, ktoré sa zdá byť dvakrát väčšie ako Austrália, no v skutočnosti zaberá len tretinu jeho rozlohy. Čína zas zaberá oveľa väčšiu plochu, ako sa zdá.
Pokusy prispôsobiť sa
Samozrejme, po vytvorení Mercatorovej projekcie vedcipokúsili o čo najdôveryhodnejšiu úpravu. Ako určiť tú ideálnu? V roku 2007 bol vytvorený systém hodnotenia existujúcich máp. Kvantifikuje šesť typov skreslenia spôsobeného rovinnými mapami: miestne tvary, oblasti, vzdialenosti, ohyb, asymetria a hraničné rezy (diskontinuity). Čím nižšie skóre, tým lepšie: napríklad glóbus má skóre 0,0. Autormi systému sú J. Richard Gottom, emeritný profesor astrofyziky na Princetone a tvorca logaritmickej mapy vesmíru, a David Goldberg, profesor fyziky na Drexel University.
IN1921ročník nemecký kartograf Oswald Winckel(Oswald Winkel) navrhol upravenú azimutálnu projekciu mapy sveta – Winkelovu projekciu lll (Winkelova trojitá projekcia). Toto je najznámejšia z predtým navrhovaných projekcií rovinnej mapy. Názovtripel (v nemčine „trojitý“) odkazuje na Winkelov cieľ minimalizovať tri typy skreslenia: oblasť, smer a vzdialenosť.
Winckel Tripel vybraný národným úradomGeografický pre svoje mapy sveta predstavuje póly presnejšie ako Mercator, ale napriek tomu silne deformuje Antarktídu a vytvára ilúziu, že Japonsko sa nachádza oveľa východnejšie od Kalifornie, a nie ako jej najbližší sused. Západ. Skóre Goldberg-Gott: 4,563 Kredit: Mapa od Daniel R. Streb, Wikimedia Commons.
Jej Goldberg-Gott skóre je 4,563.Už blízko k nule, ale stále tu bol problém „prekračovať hranice“ - rozdeliť Tichý oceán a vytvoriť ilúziu veľkej vzdialenosti medzi Áziou a Havajom.
Pokusy pokračovali.
IN1943Buckminster Fuller sa o to pokúsilmapu, ktorá by spoľahlivo sprostredkovala veľkosť kontinentov. Rozbil okrúhlu Zem do pravidelných tvarov a dal pokyny, ako zložiť a zostaviť zemeguľu do mnohostennej zemegule. Hoci Fuller takto chránil tvary kontinentov, rozdrvil oceány a mnohé medzi kontinentmi sa zväčšili, napríklad medzi Austráliou a Antarktídou.
Buckminster Fuller popularizoval mnohostrannéprojekcia „Dymaxion“ založená na rozloženom icosahedrone. Antarktída je „guľatá, ako má byť“, povedal Gott, ale táto projekcia „rozdeľuje“ oceány. Odhad Goldberg-Gotta: viac ako 15. Kredit a autorské právo: NASA Earth Observatory, v znení zmeny a doplnenia spoločnosti Mapthematics LLC.
Je jasné, že je potrebný úplne nový prístup.
Nový prístup
Základné prehodnotenie toho, ako je to možnépráca s mapami, viedla k vytvoreniu najpresnejšej plochej mapy, aká bola kedy vytvorená. Na projekte sa podieľali traja odborníci: J. Richard Gottom, David Goldberg a Robert Vanderbey, profesor operačného výskumu a finančného inžinierstva, ktorí vytvorili volebnú mapu Purple America.
Výsledky prezidentských volieb 2016 Zdroj: vanderbei.princeton.edu/JAVA/election2016
Vedci sa inšpirovali Gottovou prácou napolyhedra — mnohostenné pevné postavy. V nedávnom článku začal uvažovať o novom druhu mnohostenu s pravidelnými tvarmi, čo viedlo k revolučnej myšlienke obojstrannej mapy.
Profesor hovorí o novej plochej mapesi spomenul na príbeh olympijských skokanov do výšky. V roku 1968 šokoval Dick Fosbury športových fanúšikov oblúkom chrbta a skokom cez bar dozadu. Vytvoril nový rekord a získal zlatú medailu a odvtedy výškari zmenili taktiku.
"Sme ako pán Fosbury," vysvetľuje Gott.- Robíme to, aby sme prekonali rekord, aby sme urobili plochú mapu s čo najmenšími chybami. Rovnako ako on teda ľudí prekvapujeme tým, že ponúkame radikálne odlišný druh karty. Zohľadnili sa všetky chyby Winckela Tripela. “
Nová mapa sa nepodobá na žiadnu z predchádzajúcich.
Riešenie nájdené
Plochá mapa, ktorú vytvorili vedciobojstranné a okrúhle, ako gramofónové alebo vinylové platne. Presahuje dva rozmery bez straty logistiky - skladovania a výroby - plochej karty.
Kredit: Video J. Richard Gott, Robert Vanderbei a David Goldberg.
Nová obojstranná karta má menej chýbvzdialenosti ako ktorákoľvek jednostranná plochá mapa. Predošlým rekordérom bola mapa z roku 2007, ktorú Gott vytvoril s Charlesom Mugnolom, absolventom Princetonu z roku 2005.
V skutočnosti je táto karta pozoruhodná tým, žemá hornú hranicu chýb vo vzdialenosti: odchýlka vzdialenosti väčšia ako ± 22,2% nie je možná. Na porovnanie: v projekciách Mercator a Winckel Tripel, ako aj v ďalších, sú chyby vzdialenosti pri priblížení k pólom obrovské a sú v podstate nekonečné zľava doprava (ktoré sú na mape ďaleko od seba, ale priamo susedia so zemeguľou) ... Plocha na okraji je navyše iba 1,57 -krát väčšia ako v strede.
Mapu je možné vytlačiť prednou a zadnou stranou na jednu stranu časopisu, aby ju čitateľ vystrihol.
Buckminster Fuller popularizoval mnohostrannéprojekcia „Dymaxion“ založená na rozloženom icosahedrone. Antarktída je „guľatá, ako má byť“, povedal Gott, ale táto projekcia „rozdeľuje“ oceány. Odhad Goldberg-Gotta: viac ako 15. Kredit a autorské právo: NASA Earth Observatory, v znení zmeny a doplnenia spoločnosti Mapthematics LLC.
Pokiaľ je vedcom známe, obojstranné mapy s takou presnosťou ešte nikto nevyrobil.
Čítaj viac
Neznáme zvieratá pripomínajúce špongie nájdené v ľade Antarktídy
Polica Brunt v Antarktíde sa rúca rýchlosťou 5 metrov za deň
Potraty a veda: čo sa stane s deťmi, ktoré budú rodiť