На плоской карте невозможно одновременно без искажений показать всю поверхность Земли, потому что она изогнута, а лист или экран — плоские. Любая картографическая проекция чем-то жертвует: площадями, формами, расстояниями или направлениями. Поэтому «идеальной» карты мира не существует — есть карты, лучше подходящие для разных задач.
Почему Землю нельзя просто развернуть на плоскости
Представить проблему проще всего на примере кожуры апельсина. Если снять ее целиком и попытаться расправить на столе, она порвется, растянется или соберется складками. С поверхностью Земли происходит то же самое: сферическую поверхность нельзя перенести на плоскость без деформации.
Картографы используют проекции — математические способы переводить координаты с поверхности Земли на плоскую карту. USGS отмечает: плоская карта может хорошо сохранять отдельные свойства, но не все сразу.
Что именно искажает карта
Главных свойств несколько: площадь, форма, расстояние и направление. Проекция может сохранить одно из них или найти компромисс между несколькими, но сделать все абсолютно точным на карте всей Земли невозможно.
Равновеликие проекции правильно передают соотношение площадей, но деформируют очертания. Равноугольные лучше сохраняют локальные формы и углы, зато могут сильно увеличивать площади вдали от экватора. Равнопромежуточные сохраняют расстояния только от определенных точек или вдоль отдельных линий, а не между любыми двумя местами.
Карта Меркатора
Самый известный пример — проекция Меркатора, созданная Герардом Меркатором в 1569 г. Она была удобна для мореплавания: линия постоянного курса изображается на ней прямой, что позволяло прокладывать маршрут по компасу.
Цена за это удобство — быстро растущее искажение площади по мере удаления от экватора. Гренландия на такой карте выглядит почти сопоставимой с Африкой, хотя площадь Африки примерно в 14 раз больше. Поэтому Россия, Канада и другие территории высоких широт тоже кажутся особенно крупными.
Можно ли сделать карту, где площади будут правильными?
Да. Для этого существуют равновеликие, или equal-area, проекции. Они сохраняют правильные соотношения площадей: территория в два раза больше другой и на карте займет в два раза большую площадь.
К ним относятся, например, проекция Мольвейде и современная Equal Earth. Но за правильные площади приходится платить другим: очертания материков растягиваются, сжимаются или меняют форму. ESRI указывает, что equal-area проекция сохраняет площадь ценой искажения формы, углов, масштаба или их сочетания.
А можно сохранить правильные расстояния?
Только частично. Не существует плоской карты всей Земли, на которой расстояние было бы правильным между любой парой точек.
Равнопромежуточные проекции позволяют точно показывать расстояния от одной выбранной точки или вдоль определенных линий. Например, азимутальная равнопромежуточная проекция подходит, если нужно сравнивать расстояния от одного центра до других мест, но между двумя произвольными точками в стороне от центра измерение уже может быть искажено.
Отсюда и странный вид авиамаршрутов. На поверхности Земли кратчайший путь между удаленными точками проходит по дуге большого круга, а после переноса на плоскую карту такой маршрут часто превращается в заметную кривую.
Интернет-карты тоже искажают Землю
Многие цифровые карты используют Web Mercator — вариант проекции Меркатора. Он удобен для онлайн-карт: хорошо работает при масштабировании и сохраняет привычный вид небольших участков местности. Но площадь и расстояния на нем искажаются, особенно в высоких широтах.
На уровне одного города это обычно не мешает: пользователь смотрит небольшой фрагмент, а не сравнивает площадь Гренландии и Африки. Проблема становится очевидной, когда та же проекция используется для изображения всего мира.
Почему глобус точнее карты?
Глобус лучше сохраняет общую геометрию Земли, потому что его поверхность тоже объемная. На нем не нужно разрывать планету по меридиану и растягивать высокие широты, чтобы получить прямоугольник.
Но глобус менее удобен: на нем нельзя одновременно увидеть всю Землю, его трудно использовать в книге и невозможно развернуть на обычном экране без нового преобразования. Поэтому плоские карты остаются необходимыми, а искажение в них — не ошибка, а неизбежный компромисс.
Самая точная карта мира
Универсально самой точной плоской карты нет. Для навигации важны направления и углы, для статистики — площади, для маршрутов — определенные расстояния, для общего атласа — разумный баланс между размерами и формой материков.
Существуют и компромиссные проекции, которые не сохраняют идеально ни одно свойство, зато распределяют искажения так, чтобы карта всего мира выглядела естественнее. Поэтому два атласа могут изображать континенты по-разному и при этом оба быть картографически корректными.
Частые вопросы о том, почему на карте нельзя правильно показать всю Землю
— Почему нельзя нарисовать Землю на плоскости без искажений?
— Потому что поверхность Земли изогнута. При переносе ее на плоскость приходится искажать площади, формы, расстояния или направления.
— Какая карта мира самая правильная?
— Единственной самой правильной плоской карты нет. Проекцию выбирают в зависимости от того, какое свойство важнее сохранить.
— Почему проекцию Меркатора до сих пор используют?
— Она удобна для навигации, а ее вариант Web Mercator широко используется в цифровых картах. На небольших территориях искажения менее заметны.
— Глобус показывает Землю точнее карты?
— Да, для общего представления формы и взаимного расположения территорий глобус точнее плоской карты, потому что сам является объемной моделью.
Краткий вывод
Показать всю Землю на плоском листе или экране без искажений невозможно по геометрическим причинам. Любая проекция превращает изогнутую поверхность в плоскость и неизбежно искажает хотя бы часть ее свойств.
Поэтому карта Меркатора, равновеликая карта и карта расстояний выглядят по-разному не потому, что одна из них обязательно ошибочна. Каждая решает свою задачу, а для общего представления геометрии планеты самой наглядной моделью остается глобус.
Полезные инстр-р-рументы для планирования отпуска!
- Перелет: Поиск самых выгодных авиабилетов по всем направлениям.
- Экскурсии: Бронирование авторских маршрутов и прогулок с гидами.
- Жилье: Подбор проверенных отелей и апартаментов.
- Транспорт: Удобная аренда авто для полной свободы.
- Безопасность: Надежная страховка для путешественников.
- Ж/д: Поиск и покупка билетов на поезд онлайн.
