在不同版本的“世界地圖”上，為什么“格陵蘭島”時(shí)大時(shí)小？

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楔子

最近一段時(shí)間，因?yàn)?strong>美國企圖“控制”或“購買”格陵蘭島事件，讓這個(gè)全球第一大島嶼登上了熱搜。

因?yàn)楦窳晏m島位于天寒地凍的北極，所以平時(shí)受到的關(guān)注也不多，去過那里的朋友應(yīng)該也不太多。所以今天這篇文章，我本來想介紹一下這個(gè)島。

但是在查資料的過程中，我發(fā)現(xiàn)了一個(gè)更加有趣的點(diǎn)。我發(fā)現(xiàn)世界地圖有很多個(gè)版本，而且在不同的版本上格陵蘭島時(shí)時(shí)大時(shí)小，有時(shí)甚至比非洲還大。（如上圖）

今天這篇文章，就來聊聊：為什么在不同版本的“世界地圖”上，“格陵蘭島”會(huì)時(shí)大時(shí)小？

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格陵蘭島

在分析原因之前，我們先來了解一下格陵蘭島的基本情況。

格陵蘭島（Greenland）

位于北美洲東北方，北冰洋和大西洋之間，西面為加拿大北極群島，格陵蘭島及其周邊小島，包括面積大于24平方米的小島、獨(dú)立巖石等共計(jì)27388個(gè)。

在行政區(qū)劃上屬于丹麥王國，主島格陵蘭島面積為2112448.97平方公里，海岸線長49200.82公里，是地球上最大的島嶼。

格陵蘭島是一塊存在了約40億年的穩(wěn)定陸地，最早定居者是因紐特人。公元982年挪威人發(fā)現(xiàn)該島。2009年批準(zhǔn)了《自治法》，內(nèi)政獨(dú)立，但外交等由丹麥代管。

格陵蘭島富集稀土、石墨、銅、鎳等能源轉(zhuǎn)型、芯片制造所需資源。該島戰(zhàn)略位置獨(dú)特，美國目前已經(jīng)在格陵蘭島設(shè)有一處軍事基地。

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常規(guī)版本

下面我們一起來看看生活中比較常見的那些世界地圖版本，在這些地圖上，格陵蘭島呈現(xiàn)的是怎么樣一種形態(tài)？

第一種墨卡托投影

這一投影法由杰拉杜斯·墨卡托于1569年制定。可以精確顯示羅盤方位，目的是為海上航行提供保障。（如上圖）

但是這種投影法嚴(yán)重扭曲了大陸板塊的面積大小，越靠近極地，這種情況越嚴(yán)重。所以在這個(gè)版本的世界地圖上，格陵蘭島大了550%，看上去比非洲都大了！（如上圖）

第二種：羅賓遜投影

這一投影法是亞瑟·羅賓遜于1964年制定的。它比墨卡托投影更接近其實(shí)際面積，所以格陵蘭島看上去小多了。（如上圖）

但是這種投影方式既沒有正確顯示國家的形狀，也沒有顯示出土地面積，所以被認(rèn)為是一種“妥協(xié)”。

1988年該投影法 取代了較早的范德格林滕投影，被國家地理學(xué)會(huì)采納并應(yīng)用于一些世界地圖上。所以在生活中， 我們 經(jīng)常能看到這種形狀的世界地圖。 （如上圖）

第三種：高爾彼得斯投影

這種投影法由 James Gall 于1855年制定，這是一種面積相等的圓柱地圖投影。（如上圖）

它使用南北緯 30°（或50 °）處的兩條標(biāo)準(zhǔn)緯線切割，根據(jù)球面透視法，將經(jīng)緯度網(wǎng)絡(luò)投影到等距圓柱體上。再沿一母線展成平面。

和墨卡托投影相比，雖然高爾投影的面積看起來正常了，但是形狀太"奇怪"了。（如上圖）

第四種：溫克爾三重投影

溫克爾三重投影由 Oswald Winkel 于 1921 年提出，這是一種經(jīng)過改良的用于繪制世界地圖的折衷方位投影。它是埃托夫投影和等距圓柱投影等投影坐標(biāo)的算術(shù)平均值。（如上圖）

在原始設(shè)計(jì)方案中，Winkel 使用了 50°28? 處的標(biāo)準(zhǔn)緯線。這種投影方式既不等角也不等積，但保留了美學(xué)上的平衡。

所以是目前世界參考地圖的黃金標(biāo)準(zhǔn)，至今仍被《國家地理》雜志使用，它提供了極佳的整體平衡性，兩極的變形比羅賓森投影更小。

第五種：等距方位投影

是一種圖上面積和相應(yīng)的實(shí)際地面面積相等的方位投影，分為正軸，橫軸、斜軸投影。等距方位投影可以保留距中心點(diǎn)的距離和方向，將地球上的所有點(diǎn)投影到一個(gè)平面上。（如上圖）

聯(lián)合國徽章圖案就是一幅以北極點(diǎn)為中心、方位角等距離的平面投影世界地圖。地圖的投影范圍延伸至南緯60度，由五個(gè)同心圓組成。（如上圖）

第六種：柏格斯星狀投影

柏格斯星狀投影是Hermann Berghaus 于1879年制定的。通常以北極為中心，這種投影方式可以最小化陸地“板塊”的間斷。（如上圖）

1911年，“美國地理學(xué)家協(xié)會(huì)”將其中一種樣式的柏哥斯星狀投影用到了徽標(biāo)中。（如上圖）

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非常規(guī)版本

除了以上這些我們?nèi)粘Ｉ钪斜容^常見的世界地圖之外，其實(shí)還有很多形狀非常奇特的投影方式。下面我們一起來看看。

第1種：等距圓錐投影

這一投影法由 Claudius Ptolemy于公元100年提出，此后進(jìn)行了各種改進(jìn)，其中最大改進(jìn)是由 Nicolas de l'Isle 于1745年做出。

等距（或簡單）圓錐投影保留了所有經(jīng)線和兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)緯線之間的距離，適合表達(dá)在中緯度東西向分布的大陸板塊。該投影通常用作蘭勃特等角圓錐和阿爾伯斯等積圓錐投影的一種折衷投影。

第2種：克拉斯特拋物線投影

克拉斯特拋物線投影是世界地圖的等積偽圓柱投影。此投影類似于正弦投影，但是經(jīng)線沿拋物曲線的一部分。由于橫向經(jīng)線過度向外凸出，因此在地圖輪廓附近產(chǎn)生了顯著變形。

第3種：卡西尼投影

該橫軸圓柱投影在沿中央子午線和所有平行于它的線的方向上，其比例保持不變，它既不是等積投影也不是等角投影。主要適用于為北-南范圍區(qū)域的大比例尺制圖。

第4種彭納投影

該投影是由Claudius Ptolemy于公元 100 年發(fā)明的，但由于 Rigobert Bonne 在1752年廣泛使用了這種投影，因此以他的名字命名。

彭納投影是一種等積偽圓錐地圖投影。其經(jīng)緯網(wǎng)采用心形，且經(jīng)常用于繪制大陸地圖。

第5種古蒂等面積投影

該投影由約翰·保羅·古蒂于1925年開發(fā)，這是一種不連續(xù)的偽圓柱等積投影，可以 最小化整個(gè)地球的變形 。

這種投影方法有兩個(gè)版本，分成大陸版和海洋版。（上圖為海洋版本）

這種投影方式的缺點(diǎn)也是顯而易見，以海洋版為例，地圖會(huì)中斷大陸板塊以顯示海洋。反之亦然。（上圖為大陸版本）

第6種：洪特尼投影

投影公式由 Martin Hotine 于 1946 年提出，該投影法也稱作斜圓柱正形或改良斜正形，是一種斜軸墨卡托投影派生版本。

此投影用于為斜向延伸的區(qū)域繪制等角地圖，這些區(qū)域既不朝南北方向也不朝東西方向。

第7種：立方體地圖投影

立方體投影是一種分面投影，由六個(gè)正方形面組成，每個(gè)極點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)面，沿赤道方向分布四個(gè)面（分別位于西經(jīng) 135° 和 45°，東經(jīng) 45° 和 135°）。

它可以折疊成一個(gè)立方體。使用簡易圓柱投影來對(duì)北緯 45° 和南緯 45° 之間的區(qū)域進(jìn)行投影。

第8種：富勒投影

富勒地圖投影又稱戴美克森氏地圖，由 Buckminster Fuller于1954年制定。該投影法是將地球投影到二十面體的表面，二十面體的各個(gè)面以特定方式展開以保持地塊的完整性。

據(jù)說該投影法將地球的大陸視為“一個(gè)島嶼”。富勒的愿望是呈現(xiàn)一個(gè)沒有“正確向上方向”的投影，從而失去其他世界地圖的南北上下呈現(xiàn)。

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原理分析

眾所周知，地球是一個(gè)是一個(gè)兩極稍扁、赤道略鼓的不規(guī)則球體。要想把這樣一個(gè)三維的東西變成兩維的地圖，那就需要轉(zhuǎn)換。

而地圖投影就是利用一定數(shù)學(xué)法則把地球表面的經(jīng)、緯線轉(zhuǎn)換到平面上的理論和方法。但是不管采用何種投影方式，都不可避免的會(huì)產(chǎn)生變形和誤差。

目前應(yīng)用比較多的球面投影方式，大致可以分為三類，分別是：圓柱投影、圓錐投影和平面投影。

第一種：圓柱投影

是用一個(gè)圓柱體包圍球體，從球心發(fā)出的射線穿過球面與圓柱面相交，以此建立一一映射關(guān)系。然后將圓柱面切開，展成一個(gè)平面，即得到一幅二維地圖。

前面提到的墨卡托投影就是這種投影方式。

這種投影方式的優(yōu)點(diǎn)是地圖航向與羅盤航向一致，使用墨卡托地圖時(shí)，船只可以沿羅盤方向航行很長時(shí)間而不需要頻繁修正。

但缺點(diǎn)也很明顯：越靠近兩極的位置，形變就越明顯。所以才會(huì)有格陵蘭島比非洲還大的現(xiàn)象。

第二種：圓錐投影

圓錐投影是以圓錐面為承影面的一類投影。用假想的圓錐包裹著地球且與地球面相切(割)，將經(jīng)緯網(wǎng)投影到圓錐面上，再將圓錐面展開為平面而成。

圓錐投影展開后，緯線轉(zhuǎn)換為同心圓的圓弧，經(jīng)線轉(zhuǎn)換為圓的半徑，兩經(jīng)線夾角與實(shí)地相應(yīng)、經(jīng)差成正比。

第三種：平面投影

是以平面作為投影面的一類地圖投影方法，可將地球表面從無限遠(yuǎn)的距離投影到平面。根據(jù)投影面與地球的相對(duì)位置可分為正軸、橫軸、斜軸三種類型，其中正軸投影緯線呈同心圓、經(jīng)線為放射狀直線。

(a) polar (b) oblique (c) equatorial

正軸投影適用于兩極地區(qū)，橫軸投影適用于赤道附近，斜軸投影適用于其他區(qū)域，特別適合區(qū)域輪廓大致為圓形的地圖。

該投影在航空制圖領(lǐng)域有特殊應(yīng)用，如二戰(zhàn)期間美國使用等距方位投影測算戰(zhàn)略距離，正射投影則被用于模擬全球戰(zhàn)略關(guān)系。

如果你一定要問：哪種投影方式最好？

其實(shí)很難回答，因?yàn)槊恳环N都有自己的優(yōu)劣勢，只要找到合適的應(yīng)用場景，哪一種投影方式都會(huì)被持續(xù)使用下去。

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結(jié)束語

作為全世界最大的島嶼，大家對(duì)于格陵蘭島的了解其實(shí)并不多。不光是格陵蘭島，其實(shí)我們對(duì)于地球的了解也不多。

地圖上“格陵蘭島”忽大忽小的原因，主要是取決于你手里拿了哪個(gè)版本的地圖。而實(shí)際上，格陵蘭島確實(shí)沒有非洲大，?只有非洲面積的7.20%。?

雖然很多人喜歡旅游，但是連地圖上（或現(xiàn)實(shí)中）的“北”都找不到，更不要說了解地圖的成像原理了，希望這篇文章可以起到“拋磚引玉”的作用。