科普天地|能把地图贴在篮球上能做成地球仪吗？

慧天地 2020-09-16

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如果要前往一个陌生的地方，我们会掏出手机，用电子地图导航。但就在几年前，人们出行还得依靠地图。

从古到今，人们曾经绘制过各种各样的地图，广泛用于军事、贸易和航海等方面。不过，这些地图全都是平面的。

但是，地球是一个球体呀。

用平面的地图来描绘立体的地球就好比你剥开了一个桔子然后把桔子皮在桌子上摁平……臣妾做不到啊！即便你真的将桔子皮摁平了，它也不是一个完整的形状，中间总有地方是撕裂的。

所以，想得到一张完美的地图几乎是不可能的。既然球面是无法完全展开成平面的，那如何用地图准确表现地球的样貌呢？答：用“投影”

在16世纪，荷兰地理学家墨卡托发明了“墨卡托投影法”，来将地球进行投影。

它的原理直观展现出来是这样的：

第一步，准备一个和地球仪赤道一样宽的圆柱体纸筒，将地球仪放进去，让赤道和这个纸筒内壁相切；

第二步，在地球仪的球心处放上一盏灯，这盏灯能够将地球模型上，经纬线的“影子”照射在纸筒内壁上；

第三步，将这个纸筒展开成平面，它原先的内壁被“投影”的样子，就是墨卡托投影地图了。

但是细心的小伙伴发现了一个问题，在墨卡托地图上，格陵兰岛和非洲差不多大，而实际上，非洲的面积是格陵兰岛的14倍。

这是因为在地球上，经线相交于两极。但是在墨卡托投影的地图上，经线们不再相交，而是相互平行，相当于将地球上靠近两极的地区进行了拉伸。

那是不是说，我们辛苦投影出的地图是没用的呢？

当然不是！墨卡托地图虽然对区域大小的展示有偏差，但“角度”是正确的。也就是说使用者能够根据直角坐标系方便地算出正确的方位数据。如果你沿着地图上的经纬线前进，“方向”是不会错的。所以它在航海中的应用比较多。

当然，除了墨卡托地图这种“等角投影地图”以外，还有各式各样的投影地图。比如保证面积准确的“高尔-彼得斯等积投影地图”，这种地图常用于绘制社会经济地图和自然资源地图。在某个特定方向上没有长度变形的“等距投影”，这种投影常用于绘制两极的地图。

由于在设计投影时，只能根据需求保证长度、角度和面积，这三者中的一项不发生变化，所以，这些地图都有不准确的地方。

来源：果壳网（本文作者不详，请原作者及时和《慧天地》联系，我们高度尊重原创，版权归原作者及刊载媒体所有。）

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编辑 / 李梦夏审核 / 杨长龙白杨

指导：万剑华教授(微信号wjh18266613129)