你有看懂手边的地图吗?

「加拿大领土居然是美国本土的两倍大!」

「格陵兰比非洲还要大耶!」

当你观看世界地图(图1)的时候,可能会察觉到上述现象,不过根据维基百科所提供的资料,加拿大的面积约为998万平方公里,显然与美国本土的面积808万平方公里相比还不到两倍,而非洲大陆则是世界第二大洲,面积约3022万平方公里,远远超过格陵兰的面积217万平方公里。到底是什麽原因造成这两者的差异?会不会是地图画错了?其实我们也可以反向思考看看,是不是我们对于地图的使用产生了误解。

图1 利用麦卡托投影法所绘製的世界地图(注)

地图绘製是重要的专业,凡举航空、航海等交通规画,以及气象的预测分析,都必须搭配地图的辅助。不过由于地球是个球体,要将球面的资讯绘製到平面上其实是困难的挑战,往往要针对不同的需求进行取捨。以导航为例,我们希望依据地图的资讯进行转向时,实际的转向角度应该与地图上对应的角度一致,如此一来才能确保我们的方位是正确的;试想如果我们在多条街道交滙的路口应该右转90度切入另一条道路,但是地图上该路口所指示的路径却只有45度的夹角,就有可能让我们感到困惑,甚至偏离航线错失目标。透过以上的讨论,我们发现有必要绘製转向角度与实际情况一致的地图,于是地理学家麦卡托(Mercator)提出对应的地图绘製技术,图1即为透过这个方法所製作的世界地图。

虽然麦卡托提出的地图绘製技术可以满足转向角度不变的需求,不过它也有致命的缺点,由于球面与平面的几何特性不同,这个方法会将高纬度的区域放大造成失真,无法直观比较不同纬度的区域面积大小,网站「The True Size Of …」(https://thetruesize.com/)就设计了线上互动教材,让我们可以拖曳目标区域和其他区域进行比较;藉由实际的操作,我们发现加拿大其实比美国本土大一些,但是还不到两倍的差距(图2),而格陵兰则比印度小一点,更远远小于非洲大陆(图3)。

图2 加拿大与美国本土的面积大小比较

图3 格陵兰与印度的面积大小比较

既然我们有比较面积大小的需求,对应的技术也就因应而生,彭纳(Bonne)和古特(Goode)分别发表新的投影方法来绘製地图,使其可以保持面积的大小比例,不过地图的呈现就不是我们一般所熟知的长方形,是以心形(图4)或切割(图5)的方式来展示,使用上比较没有那麽直观。

图4 利用彭纳投影法所绘製的世界地图(注)

图5 利用古特分瓣同正弦投影法所绘製的世界地图(注)

虽然以上的地图绘製技术能分别满足转向角度或面积不变的需求,不过有时我们仍希望能同时观察这两个资讯,于是罗宾森(Robinson)发展了新的技术作为折衷方案,将世界地图展现于平躺的椭圆区域(图6),适度保持方位又让面积不致失真太多,成为1960年代以后广泛使用的地图之一。

图6 利用罗宾森投影法所绘製的世界地图(注)

感谢逢甲大学提供授权刊载本文,原文网址为 https://blogcastle.lib.fcu.edu.tw/archives/6170

:公有領域,取自維基共享資源,作者為 Mdf。