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为什么南极洲看起来面积比亚洲欧洲非洲都大?

news.xixik.com   2021-10-22 19:00:40 资讯来源:嘻嘻网   字号控制:[ ]
核心提示:我们常见的世界地图上,南极洲一般位于最下方。当我们将它放到地图中间时?它的面积看起来让人感到震惊,看起来想个庞然大物,比最大的亚洲还要大。那么,南极洲为什么看起来像个大胖子呢?

南极洲有多大?

中国历史朝代表

教科书和一般的工具书上不难找到答案:包括南极大陆及附近岛屿在内,面积约1400万平方公里,约相当于两个大洋洲、1.5个欧洲、1/2个非洲、1/3个亚洲。

亚洲大陆约为4400万平方公里,南极洲的陆地面积约为1239万平方公里,二者比值接近为4,但它们在地图上看却几乎一般大。不过这还不是最夸张的,现实中非洲约为3022万平方公里,而格陵兰岛仅有216万平方公里,前者面积几乎是后者的14倍,不过地图上看起来却也颇为接近。

你如果经常使用并留意常见的世界地图,或许早就发现:地图上南极洲看起来,陆地广袤,身躯修长,看起来并不比亚洲小。

这,只是冰山一角。

让我们把目光的中心从赤道将转向向地球南端,

移动、移动,再移动,神奇的景观产生了——

用岳云鹏的口头禅说:我的天哪!

这里南极洲的身躯比你想象中的还要庞大,白花花的冰盖,看上去如白花花的肥肉,整个屏幕竟然放不下他的腰。这让我们想起了岳老师调侃搭档胖胖的孙老师的段子:

服务员,我不是结巴。请给我拿一件XXXXXXXXL号衣服。

跟亚洲、欧洲、美洲相比,这里看到的南极洲绝对是个超级胖子,地图上的面积,恐怕几位大哥加起来,也不是对手。

不过,南极洲的戏份还没有结束。

等等,怎么还能看到房子?那是位于南极点附近的阿蒙森-斯科特考察站。接下来的场景,更超乎你的想象——遥感地图上,地面上的雪花竟然也能看到

到底发生了什么?南极洲为什么胖成了这样?同一张地图上,我们并没有对地图做手脚,南极洲这是被谁打肿了?

接下来,我们就寻找答案。

谁是“罪魁祸首”

我们常见的地球仪是这个样子的。

而大多数教室的世界挂图是这样子的。

互联网在线地图是这个样子的

从地球仪,到挂图,再到电子地图,南极洲越来越胖。这中间到底发生了什么?

这是,俯瞰地球南半球的南极洲地图

这是湖南地图出版社出版的竖版世界地图

这里的南极洲身材,并不突兀。

变胖,罪魁祸首往往是食物。那么,到了常用的地图上,谁把南极洲变胖了?

要回答这个问题,我们就要追本溯源,来探究下如何将三维地球上的要素呈现在二维地图上。要将三维球面上的要素在二维的平面上进行展示,就需要降维,在GIS中这一过程叫做地图投影。通常有三种投影方式,分别是方位投影、圆锥投影和圆柱投影:

在具体应用中,又根据使用场景的不同,将上面的三种投影方法每种又可以分为三种类型,正轴、横轴和斜轴。

在将一个三维曲面即地球球面转换到一个二维平面上的过程中,势必会发生形变,不可避免地造成面积、角度、方位等方面的投影变形,即长度变形、面积变形和角度变。

没有哪一种投影能够像地球仪一样,保持面积、角度、形状、距离、方向都不发生变形,所有的地图都只能在保持某种特性的同时放弃其他特性。

墨卡托投影保持了等角的特性,但却带来了严重的面积变形,除了南极洲,北极地区其实也一样发生了严重变形,只是北极圈以内陆地少,所以不如南极这样惹眼。

那么它的原理到底是什么呢?其实一点也不神秘,简单的说,假设有一个圆柱面和地球相切,这时我们在地球的中心放一盏灯,灯发出的光线透过地球映射到圆柱面上,将映射出的所有点描绘出来,再把圆柱面展开,一个墨卡托投影地图就做好了。

这种地图固然有很多优势,但也不能否认它存在一个缺点。通过简单的几何学就可以知道,在圆柱面上距离球心越远的地方显示出来的面积就会越大,也就是说在地图上越靠近南北极的区域,面积看起来就越大,越不真实,越接近赤道的区域才越真实。这也就解释了为什么在地图上我们会觉得南极洲如此之大。

北极圈附近的格陵兰岛,也能说明问题——它看起来差不多有非洲那么大。

成也“墨卡托”,败也“墨卡托”

墨卡托投影是一种正轴等角切圆柱投影。这种投影由荷兰地图学家墨卡托(G. Mercator)于1569年创拟,他假设地球被围在一中空的圆柱里,其基准纬线与圆柱相切(赤道)接触,然后再假想地球中心有一盏灯,把球面上的图形投影到圆柱体上,再把圆柱体展开,其投影过程如下图所示:

在我国,各种大中比例尺地形图使用最多的一个投影要数高斯-克吕格投影(Gauss - Kruger projection),它是一种等角横轴切椭圆柱投影,在这种投影中中央子午线是直线,其长度不变形,离中央子午线越远,变形越大。

为了减少边缘区域变形过大,一般采用分带投影的方式。我国各种大、中比例尺地形图采用了不同的高斯-克吕格投影带。其中大于1:1万的地形图采用3°带;1:2.5万至1:50万的地形图采用6°带。

当然不同的坐标系之间的投影转换公式算法有的非常复杂,你只需记住不同的投影方式只能保证面积、方位或角度某个指标不变即可。

通过下面这张图片你或许更能理解不同地图投影所造成的失真。

尽管墨卡托投影带来了赤道两侧,尤其是高纬度地区的视觉失真,但它仍有自己的合理性。实际上,没有一种投影是完美的。到底哪个更方便,完全取决于我们的需要。

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我们可以充分利用这一各种投影的特性,来制作出别具一格的地图。

既然有那么多地图投影,有没有适合南极洲自身的投影方式呢?

答案是肯定的,可以选用WGS84 Antarctic Polar Stereographic projection,如果是在QGIS中的话,ESPG编码直接输入3031即可,对应的Proj4坐标串为+proj=stere +lat_0=-90 +lat_ts=-71 +lon_0=0 +k=1 +x_0=0 +y_0=0 +datum=WGS84 +units=m +no_defs。

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