Как показать круглую Землю?Как выровнять сферу? На протяжении веков картографы пытались точно отобразить круглую планету на плоскости. Необходимо было создать карту, которую можно положить в карман и отправляться покорять новые территории, прорисовывать маршруты и вообще увидеть всю территорию Земли одновременно.
Попыток было много.
На привычных картах мир показан так, как его изобразил фламандский географ Герард Меркатор еще в XVI веке. Тогда он совершил революцию в картографии, но его проекция искажала реальные размеры стран (линии долготы расположены параллельно друг другу, хотя в реальности они пересекаются на полюсах, — в результате объекты у полюсов оказываются намного больше по размеру, чем те, что у экватора).
Однако невозможно сделать все идеально. Карта, на которой хорошо получается одно, может не подходить для изображения другого. Популярная проекция Меркатора, которая висит на всех стенах классных комнат и используемая в качестве основы для карт Google, превосходно отображает локальные формы, но она так сильно искажает участки поверхности вблизи Северного и Южного полюсов, что полярные регионы обычно просто обрезаются.
На карте True Size можно оценить это искажение: нужно выбрать любую страну, передвинуть ее на другой континент и сравнить масштабы. Например, на классической карте Россия выглядит в разы больше Африки, но в реальности она занимает только половину континента.
То же самое с Гренландией, которая, кажется, в два раза больше Австралии, — на деле же она занимает только треть ее площади. Китай, в свою очередь, занимает гораздо больше площади, чем кажется.
Попытки адаптацииКонечно, после создания проекции Меркатора ученые пытались сделать как можно более правдоподобную адаптацию. Как определить идеальную? В 2007 году была создана система для оценки существующих карт. Она количественно оценивает шесть типов искажений, которые вносят плоские карты: локальные формы, площади, расстояния, изгиб, асимметрия и граничные разрезы (разрывы непрерывности). Чем ниже оценка, тем лучше: у глобуса, например, оценка равна 0,0. Авторы системы — Дж. Ричард Готтом, заслуженный профессор астрофизики в Принстоне и создатель логарифмической карты Вселенной и Дэвид Голдберг, профессор физики в университете Дрекселя.
В 1921 году немецким картографом Освальдом Винкелем (Oswald Winkel) предложена модифицированная азимутальная проекция карты мира — проекция Винкеля lll (Winkel tripel projection). Это самая известная из ранее предложенных плоских картографических проекций. Название tripel (по-немецки «тройной») относится к цели Винкеля минимизировать три вида искажений: площадь, направление и расстояние.
Проекция Винкеля Трипеля, выбранная National Geographic для своих карт мира, представляет полюса более точно, чем Меркатор, но все же сильно искажает Антарктиду и создает иллюзию того, что Япония находится намного восточнее Калифорнии, а не ее ближайший сосед. Запад. Оценка Голдберга-Готта: 4,563 Предоставлено: карта Дэниела Р. Стреба,Wikimedia CommonsЕе оценка по системе Голдберга-Готта равна 4,563. Уже близко к нулю, однако еще оставалась проблема «пересечения границ» — разделение Тихого океана и создание иллюзии большого расстояния между Азией и Гавайями.
Попытки продолжались.
В 1943 году Бакминстер Фуллер попытался сделать карту, которая достоверно бы передавала размеры континентов. Он разбил круглую Землю на правильные формы и дал инструкции, как сложить и собрать земной шар в виде многогранного глобуса. Хотя таким образом Фуллер защитил формы континентов, он измельчил океаны, а многие между материками увеличились, например, между Австралией и Антарктидой.
Бакминстер Фуллер популяризировал многогранную проекцию «Dymaxion», основанную на развернутом икосаэдре. Антарктида «круглая, как и должно быть», сказал Готт, но эта проекция «разбивает» океаны. Оценка Голдберга-Готта: более 15. Авторы и права: Обсерватория Земли НАСА, с изменениями, внесенными Mapthematics LLC.Ясно, что нужен совершенно новый подход.
Новый подходФундаментальное переосмысление того, как могут работать карты, привело к созданию самой точной плоской карты из когда-либо созданных. В проекте принимали участие три эксперта: Дж. Ричард Готтом, Дэвид Голдберг и Роберт Вандербей, профессор операционных исследований и финансового инжиниринга, создавший карту результатов выборов «Пурпурная Америка».
Результаты президентских выборов 2016 г. Источник: vanderbei.princeton.edu/JAVA/election2016Ученые вдохновились работой Готта о многогранниках — многогранных твердых фигурах. В недавней статье он начал рассматривать новый вид многогранников с правильными формами, что привело к революционной идее двусторонней карты.
Рассказывая о новой плоской карте профессор вспомнил историю с олимпийскими прыгунами в высоту. В 1968 году Дик Фосбери шокировал спортивных фанатов, выгнув спину и перепрыгнув через перекладину назад. Он установил новый рекорд и выиграл золотую медаль, и с тех пор прыгуны в высоту поменяли тактику.
«Мы как мистер Фосбери, — объясняет Готт. — Мы делаем это, чтобы побить рекорд, сделать плоскую карту с наименьшими возможными ошибками. Так что, как и он, мы удивляем людей, предлагаем кардинально другой вид карты. Каждая из ошибок Винкеля Трипеля была учтена».
Новая карта не похожа ни на одну из предыдущих.
Решение найденоПлоская карта, которую создали ученые, двусторонняя и круглая, как граммофонная или виниловая пластинка. Она выходит за рамки двух измерений, не теряя при этом удобства логистики — хранения и изготовления — плоской карты.
У новой двусторонней карты меньше ошибок в расстояниях, чем у любой односторонней плоской карты. Предыдущим рекордсменом была карта 2007 года, созданная Готтом с Чарльзом Муньоло, выпускником Принстона в 2005 году.
Фактически эта карта примечательна тем, что имеет верхнюю границу ошибок расстояния: отклонение расстояний более чем на ± 22,2% невозможно. Для сравнения, в проекциях Меркатора и Винкеля Трипеля, а также в других, ошибки расстояния становятся огромными по мере приближения к полюсам и по существу бесконечными от левого к правому краю (которые находятся далеко друг от друга на карте, но непосредственно примыкают к земному шару). Кроме того, площади на краю всего в 1,57 раза больше, чем в центре.
Карту можно распечатать спереди и сзади на одной странице журнала, чтобы читатель мог вырезать ее.
Бакминстер Фуллер популяризировал многогранную проекцию «Dymaxion», основанную на развернутом икосаэдре. Антарктида «круглая, как и должно быть», сказал Готт, но эта проекция «разбивает» океаны. Оценка Голдберга-Готта: более 15. Авторы и права: Обсерватория Земли НАСА, с изменениями, внесенными Mapthematics LLC.Насколько известно ученым, никто никогда раньше не делал двусторонние карты такой точности.
Анастасия Никифорова
Источник:
https://yandex.ru/turbo/hightech.fm/s/2021/02/16/imagine-world?publisher_logo_url=https%3A%2F%2Favatars.mds.yandex.net%2Fget-turbo%2F2811159%2F2a00000170cdd1d245d358202a91472ae1c8%2Forig&promo=navbar&utm_referrer=https%3A%2F%2Fzen.yandex.com
Теги: карта мира новая карта мира точная карта мира