地图投影
地图投影的基本原理是球坐标到平面坐标的数学变换,按照变形又分为等面积投影、等角度投影和任意投影,传统地图考虑到人类生存的大陆投影变形最小,而放大了南北极的变形,且一般遵从上北下南的常识(即下图的东西撕开)。
竖地图
竖地图也是一种地图投影。国内较著名的竖版地图由长期从事大地测量学
、地球物理学
、地震学
、地图学
、地理学
、马克思主义哲学
研究的诗人
郝晓光研究员编制,他的地图将南北极以较小的变形投影到一张图上,这版地图相当受欢迎,获得了各个社会群体的喜爱。国产竖版地图影响甚大,除了改变人类的“世界观”,它还改变了北斗卫星在北极的布局,改变了中国对美战略等。近期的一则消息拿美国Princeton University科学家所公开的Gott-Wagner投影和国产竖版地图做比较,专家结论是美国地图不好,并给出了几点依据。不明觉厉吧,国产的地图真无敌,轻松打败美国地图。
经资料查询,其竖版地图的制图法则在于:
“经向世界地图”采用“等差分纬线多圆锥投影方法”,而我们所做的只是将“经向世界地图”的纵坐标线(经线)与横坐标线(纬线),变换成“纬向世界地图”的横坐标(经线)与纵坐标线(纬线)。也就是说,“纬向世界地图”与“经向世界地图”在投影方法上的区别仅仅是“坐标换轴”。(《经纬跨越四百年)
简单理解,就是把经纬替换,投影的数学法则不变。
下面我们试着用GMT
软件和另一种投影方式制作竖版地图,主要目的是好玩
。
GMT通用绘图工具绘制不同投影的全球地图
GMT是科学绘图领域使用最普遍的开源工具,它调用了另一个开源软件Proj
的全部投影(有149种),基本满足各种制图场景。
使用GMT绘制全球地图非常方便,例如仅下面一行命令,就绘制出常见的Robinson projection(罗宾逊投影)地图:
1 | $ gmt pscoast -Rd -JN5i -Bg30 -Df -A10000 -Glightgray -N1/0.005c -W1/0.01c -png mapnormal |
1963年,阿瑟·h·罗宾逊(Arthur H. Robinson)响应兰德·麦克纳利公司(Rand McNally company)的呼吁,发明了罗宾逊投影。从那时起,该公司就在通用世界地图中使用了这种投影技术。罗宾逊在1974年公布了该计划的建造细节,1988年,国家地理学会(NGS)开始使用罗宾逊投影法绘制通用世界地图,取代了范德格林滕投影法,NGS在1998年放弃了罗宾逊投影,转而使用Winkel tripel投影,因为后者“减少了靠近极地的陆地的变形”。来源
GMT绘制竖版地图
使用GMT的通用墨卡托全球投影(Transverse Mercator projection)投影,可以仅一行代码实现竖版地图:
1 | gmt begin TMcontours ps,png |
仔细看这幅地图,容易发现澳大利亚和南极洲的海岸线匹配较好,可能亿万年前澳大利亚是南极洲的一部分吧。
1 | gmt begin TMcontours ps,png |
如果换一个视角,可以更加清晰展示全球五大洲陆地的版块运动,上图易见:南美洲和非洲,南极的威德尔海和南非,马达加斯加和非洲大陆都可以拼在一起
。这或许可以解释为什么南非、南美洲、澳大利亚有企鹅。