万物简史:影响世界的100大中国古代发明与发现(二十)
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万物简史:影响世界的100大中国古代发明与发现(二十) 发布于:2013/05/16
    麦卡托投影

  
既然麦卡托投影法绘制的地图扭曲了真实面积,为什么现在大家仍然那么喜欢使用它呢?其中一个重要的理由是:它虽然扭曲陆地的比例,但是却没有改变它的形状。
看一般的平面世界地图,不用太细心就会发现,原本并不算大的格陵兰岛显得特别辽阔,而北极和南极地区看来比欧洲和美洲还大。这种在中小学教室墙壁上或许多办公室最常见的世界地图,想必你也见过,不过你有没有在心里问:地图为什么要绘成这样呢?它依据什么原理?
这种绘制地图的方法其实是一种圆柱形投影法,即麦卡托投影法。用这种方法绘制的地图能使经纬线于任何位置皆垂直相交,从而使世界地图可以绘制在一个长方形的平面上。
麦卡托投影是一种数学投影,它有三大特点:(1)任何纬线与赤道等长,所有经纬线为平行与垂直正交。(2)同是正方形,但不同纬度面积不等,纬度越高,其投影面积越大,到了两极,面积变得无穷大,故此投影只涵盖至南北纬80度。(3)这种投影地图只适用于航海图及赤道附近的国家,纬度越高,越失真。
既然麦卡托投影法绘制的地图扭曲了真实面积,为什么现在大家仍然那么喜欢使用它呢?其中一个重要的理由是:它虽然扭曲陆地的比例,但是却没有改变它的形状。这对航海的意义重大,在画航线的时候,航线能够保持直线,因此航海所用的海图、航路图都是用此法绘制的。
在中国,早在公元940年便使用过圆柱投影。据敦煌石窟中发现的公元940年的一幅星海图所示,就是利用圆柱投影技术将圆球型的天空投影在一个平面上,其结构与现代世界地图相似。这表明,中国在此之前就已经掌握了用这种方法绘图。现在这张星海图保存在不列颠图书馆里。
北宋杰出的天文学家和博物学家苏颂(1020年-1101年),在其1094年发表的《新仪象法要》一书中,公布了更多的麦卡托投影星图。其中一幅图中还有一条直线作为天球赤道,其上方的另一条线作黄道,赤道线附近的星排列很密切,而两极的星很稀少,其原理与麦卡托投影法完全相同。这也是世界上正式刊印的最古老的星图。
在欧洲,出现麦卡托投影的时间不会超过16世纪。据记载1552年,荷兰地理学家杰拉杜斯·麦卡托发明了这种圆柱形投影法,1569年,他用这种方法绘制了一张长202厘米、宽124厘米的世界地图。这是世界上首次用此法绘制的世界地图。所以这种绘制地图的方法也叫麦卡托投影法。

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