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怎樣畫地圖全圖

生活更新时间:2024-08-07 13:12:14

文章出自：博物 2019年第03期

地圖是怎麼“畫”出來的？其實更應該說，地圖主要是“算”出來的！兩千多年來，每個地圖專家都是半個數學家。伴随着人類科技的進步，“算地圖”的方法，也發生了翻天覆地的改變。

怎樣畫地圖全圖（地圖是怎麼畫出來的）1

采用不同的計算方法繪制出的世界地圖

怎樣畫地圖全圖（地圖是怎麼畫出來的）2

我國常用地圖多采用“高斯-克呂格投影”，這是它的計算公式。

把地球“降維投影”

雖然許多人都知道地圖是“特殊的畫”，但要問你地圖和普通的畫作到底區别在哪兒，恐怕三言兩語還說不清楚。其實，兩者的核心區别，在于數學——所有真正意義上的地圖，都是基于特殊數學法則繪制的。

地圖繪制的基本原理，可以理解為“降維投影”——把高低起伏的三維地形地貌，投影在二維的地圖平面上，并用各種圖形、符号表現。就如同我們照相，是把三維的人拍成二維的照片。

怎樣畫地圖全圖（地圖是怎麼畫出來的）3

垂直投影：把高低起伏的地面，垂直投影在平面上，這是繪制地圖的最基本的方法，繪制較小區域的地圖，比如城市、社區等，主要用這種方法。

怎樣畫地圖全圖（地圖是怎麼畫出來的）4

透視投影：如果繪制較大區域的地圖，要考慮地球表面的曲率，通常使用透視投影法。假設有一處投影中心（光源），把地表的樣子投影到一個平面或者能“展開”成平面的曲面上。

怎樣畫地圖全圖（地圖是怎麼畫出來的）5

如果要畫小範圍的地圖，可以把地面理解為水平面或近似水平面，直接投影到地圖平面上、再按比例尺縮小就行了。但随着地圖覆蓋範圍增加，地球曲率的影響會越來越大，地圖上的投影也越來越走形。

比如要畫一幅北冰洋地圖，我們可以想象一下：地球變成一個透明的球，地心位置有個超大射燈。射燈把光照向北極點，形成一個圓錐形光柱，再在北冰洋上空鋪一塊超大屏幕。這個“透明地球”表面的北冰洋及周邊海岸線，就被這個圓錐形光柱投射到了屏幕上，也就是北冰洋“投影”在地圖上的樣子。由于真實的北冰洋區域是一個曲面，因此它在地圖平面上的投影，會有一定程度的變形。

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