Odwzorowania Kartograficzne18 systemów

Odwzorowania kartograficzne — każda płaska mapa kłamie inaczej

Poznaj 18 najważniejszych odwzorowań i zobacz, co każde z nich chroni — oraz co musi poświęcić.

Nie istnieje idealna mapa świata. Istnieje tylko właściwy kompromis dla konkretnego zadania.

18odwzorowań
5cech porównanych
0idealnych płaskich map
01
Projection LabPrzesuwaj państwa między szerokościami
02
Laboratorium trasOrtodroma kontra loksodroma
03
Rozpoznaj rzutSprawdź kartograficzne oko
04
Jakie odwzorowanie wybrać?Trzy pytania o cel mapy
05
Porównywarka odwzorowańDwa odwzorowania obok siebie
01 · Atlas

Wybierz kompromis, któremu ufasz.

Każda karta prowadzi do pełnego przewodnika oraz interaktywnego laboratorium danego odwzorowania.

01Wiernokątne
Gerhard Merkator

Zaprojektowane w 1569 roku przez flamandzkiego geografa i kartografa Gerharda Merkatora. Stało się standardowym odwzorowaniem w nawigacji morskiej, ponieważ linie stałego kursu (loksodromy) są na nim liniami prostymi.

02Kompromisowe
Arthur H. Robinson

Stworzone w 1963 roku przez Arthura Robinsona na zlecenie wydawnictwa Rand McNally. Robinson opracował je metodą prób i błędów, dobierając współczynniki tabelaryczne tak, by mapa świata wyglądała jak najbardziej estetycznie dla oka ludzkiego.

03Wiernopolowe
James Gall / Arno Peters

Rzut ten po raz pierwszy opisał ks. James Gall w 1855 roku, a niezależnie od niego spopularyzował w 1973 roku niemiecki historyk Arno Peters. Peters promował go jako sprawiedliwą politycznie alternatywę dla Merkatora, poprawnie pokazującą rzeczywisty rozmiar krajów Globalnego Południa.

04Wiernopolowe
Karl Brandan Mollweide

Opracowane w 1805 roku przez niemieckiego matematyka i astronoma Karla Mollweidego. Zostało stworzone jako odpowiedź na potrzebę wiernopolowego odwzorowania całego globu w formie zamkniętej, estetycznej elipsy.

05Kompromisowe
Oswald Winkel

Zaprojektowane w 1921 roku przez niemieckiego kartografa Oswalda Winkela. Nazwa 'Tripel' (potrójny) odnosi się do faktu, że Winkel dążył do zminimalizowania trzech głównych zniekształceń jednocześnie: pól powierzchni, kierunków oraz odległości.

06Wiernopolowe
B. Šavrič, T. Patterson, B. Jenny

Stworzone w 2018 roku przez Bojana Šavriča, Toma Pattersona i Bernharda Jenny'ego w odpowiedzi na decyzję szkół publicznych w Bostonie, które w 2017 roku przyjęły rzut Gall-Petersa. Celem było wiernopolowe odwzorowanie, które nie wydłuża tak mocno krajów równikowych i wygląda podobnie do rzutu Robinsona.

07Wiernokątne
Charles Sanders Peirce

Opracowane w 1879 roku przez amerykańskiego filozofa i matematyka Charlesa Sandersa Peirce'a. Oparte na funkcjach eliptycznych, przedstawia kulę ziemską w postaci kwadratu, z biegunem północnym w centrum i czterema ćwiartkami bieguna południowego w rogach.

08Równoodległościowe
Hermann Berghaus

Zaprojektowane w 1879 roku przez niemieckiego kartografa Hermanna Berghausa. Środkową półkulę pokazuje w rzucie azymutalnym równoodległościowym, a drugą dzieli na pięć trójkątnych ramion tworzących gwiazdę. W XIX wieku używano go do map świata w atlasach, a od 1911 roku jego wersja jest częścią logo Amerykańskiego Stowarzyszenia Geografów (AAG).

09Wiernokątne
F. August i G. Bellermann

Opisane w 1874 roku przez niemieckiego matematyka F. Augusta (wraz z G. Bellermannem). Jest to rzut wiernokątny (zachowujący kąty), który mieści cały glob wewnątrz nefroidy, czyli epicykloidy o dwóch łukach, i żadna jego część nie ucieka do nieskończoności.

10Równoodległościowe
Marinos z Tyru

Jeden z najstarszych znanych rzutów, przypisywany Marinosowi z Tyru około 100 roku n.e. Nazwa francuska 'Plate Carrée' oznacza płaską kwadratową siatkę, ponieważ stopnie szerokości i długości geograficznej tworzą siatkę kwadratową.

11Ani wiernopolowe, ani wiernokątne

Rzut ortograficzny

II w. p.n.e.
Starożytni Grecy (stosował je m.in. Hipparch)

Znany od starożytności: prawdopodobnie znali go już Egipcjanie i Grecy, a w II wieku p.n.e. Hipparch używał go do wyznaczania miejsc wschodu i zachodu gwiazd. Przedstawia widok kuli ziemskiej rzutowanej na płaszczyznę promieniami równoległymi z nieskończenie odległego punktu (np. z kosmosu).

12Kompromisowe
Steve Waterman

Opracowane w 1996 roku przez Steve'a Watermana na podstawie geometrii tzw. wielościanów Watermana (gęstego upakowania kul); globus rzutowany jest na ośmiościan ścięty. Nawiązuje do wcześniejszej „mapy-motyla” Bernarda J. S. Cahilla z 1909 roku, która rozkładała glob na osiem trójkątnych płatów ośmiościanu. Waterman dobrał układ tak, aby rozcięcia przebiegały przez oceany i oszczędzały kontynenty.

13Kompromisowe
Richard Buckminster Fuller (oraz Shoji Sadao)

Pierwszą wersję, opartą na sześcio-ośmiościanie, amerykański architekt i konstruktor Buckminster Fuller opublikował w 1943 roku w magazynie Life. Ostateczną wersję na dwudziestościanie, nazwaną Airocean World Map, opracował w 1954 roku wraz z kartografem Shoji Sadao. Fuller chciał pokazać Ziemię jako 'jeden wielki wyspowy ląd w jednym oceanie' (One Island, One Ocean), bez dzielenia kontynentów (takich jak Azja i Ameryka Północna) i z jak najmniejszym zniekształceniem ich wielkości, co było częstym zarzutem wobec rzutu Merkatora. W odróżnieniu od większości odwzorowań, nie posiada ono jednego bieguna na górze ani preferowanego kierunku północnego.

14Wiernopolowe
Johannes Werner (na bazie pomysłu Johannesa Stabiusa)

Opracowane i spopularyzowane w 1514 roku przez niemieckiego księdza i matematyka Johannesa Wernera z Norymbergi. Werner udoskonalił wcześniejszy rzut wymyślony około 1500 roku przez wiedeńskiego humanistę Johannesa Stabiusa (Staba). W XVI i XVII wieku rzut ten cieszył się dużą popularnością przy tworzeniu map świata oraz map Azji, zanim został wyparty przez nowocześniejsze i mniej zniekształcające rzuty.

15Wiernokątne
Athelstan Spilhaus (na bazie rzutu Adams World in a Square II z 1925 roku)

Południowoafrykańsko-amerykański geofizyk i oceanograf Athelstan Spilhaus już w 1942 roku szukał sposobu, by pokazać wszechocean jako jedno, nieprzerwane ciało wodne i łatwiej wizualizować prądy morskie. Mapę w kwadracie, znaną dziś jako rzut Spilhausa, opublikował w 1979 roku z pomocą Roberta Hansona i Ervina Schmida z amerykańskiej służby geodezyjnej. To ukośna wersja wiernokątnego rzutu Adams World in a Square II z 1925 roku, obrócona tak, aby cięcia przebiegały przez lądy, a Antarktyda leżała blisko środka.

16Ani wiernopolowe, ani wiernokątne
Nieznany; tradycyjnie, choć bez pewności, przypisywane Talesowi z Miletu

Jedno z najstarszych odwzorowań perspektywicznych. Powstaje przez rzutowanie punktów kuli ze środka Ziemi na płaszczyznę styczną. Jego wyjątkową własnością jest zamiana każdego łuku koła wielkiego w linię prostą.

17Równoodległościowe
Anonimowe; znane co najmniej od XI wieku

Rodzina map, których znaczenie zależy od wybranego środka. Mogli go znać już starożytni Egipcjanie (mapy nieba), a najstarszy zachowany opis pochodzi z XI wieku, od al-Biruniego. Wariant północnobiegunowy stał się podstawą emblematu Organizacji Narodów Zjednoczonych. Ta sama matematyka może jednak umieścić w środku dowolne miasto lub punkt.

18Wiernopolowe
John Paul Goode

John Paul Goode połączył odwzorowanie sinusoidalne na niższych szerokościach z Mollweidego na wyższych, a następnie rozciął mapę na płaty. Uzyskał w ten sposób wiernopolową mapę świata, która poświęca ciągłość oceanów, aby zmniejszyć deformacje lądów.

02 · Kartograficzny dylemat

Czym jest odwzorowanie kartograficzne?

Odwzorowanie kartograficzne (rzut) to matematyczny sposób przedstawienia trójwymiarowej powierzchni kuli ziemskiej na płaskiej mapie. Ponieważ kuli nie da się rozwinąć na płaszczyznę bez rozdarcia lub rozciągnięcia, każda płaska mapa świata musi zawierać zniekształcenia.

Dylemat kartografa (Twierdzenie o niemożliwości)W 1827 roku wybitny matematyk Carl Friedrich Gauss udowodnił (w swoim Theorema Egregium), że nie da się odwzorować sfery na płaszczyznę bez deformacji. Kartografowie muszą decydować, które z głównych właściwości zachować kosztem pozostałych:
AOdwzorowania wiernokątne

Zachowują lokalne kształty i kąty. Są kluczowe dla nawigacji (Merkator zachowuje kierunki kompasu), ale silnie zniekształcają powierzchnię, zwykle najmocniej z dala od środka mapy.

Przykłady w katalogu: Mercator, Peirce Quincuncial, Epicykloida Augusta, Rzut Spilhausa

BOdwzorowania wiernopolowe

Zachowują proporcje pól powierzchni. Na takich mapach kraje mają właściwy stosunek wielkości do siebie, ale ich kształty stają się mocno wydłużone lub spłaszczone.

Przykłady w katalogu: Gall-Peters, Mollweide, Equal Earth, Rzut Wernera, Przerwana homolozyna Goode'a

COdwzorowania kompromisowe

Nie zachowują idealnie powierzchni ani kątów, lecz balansują oba te zniekształcenia, dając oku najbardziej naturalny i zrównoważony obraz świata.

Przykłady w katalogu: Robinson, Winkel Tripel, Motyl Watermana, Airocean (Dymaxion)

03 · Macierz cech

Zestawienie właściwości odwzorowań kartograficznych

Zbiorcze podsumowanie i porównanie wszystkich rzutów pod kątem ich głównych cech geometrycznych.

Nazwa rzutuPowierzchniaKształtOdległościKąty i kierunkiCiągłość
Odwzorowanie MerkatoraWiernokątneZniekształconaZachowanyZniekształconeZachowaneZachowana
Odwzorowanie RobinsonaKompromisoweKompromisKompromisKompromisKompromisZachowana
Odwzorowanie Gall-PetersaWiernopoloweZachowanaZniekształconyZniekształconeZniekształconeZachowana
Odwzorowanie MollweidegoWiernopoloweZachowanaZniekształconyZniekształconeZniekształconeZachowana
Odwzorowanie Winkela TripelKompromisoweKompromisKompromisKompromisKompromisZachowana
Odwzorowanie Equal EarthWiernopoloweZachowanaZniekształconyZniekształconeZniekształconeZachowana
Odwzorowanie Peirce'aWiernokątneZniekształconaZachowanyZniekształconeZachowaneZachowana
Gwiazda BerghausaRównoodległościoweZniekształconaZniekształconyCzęściowoCzęściowoPrzerwana
Epicykloida AugustaWiernokątneZniekształconaZachowanyZniekształconeZachowaneZachowana
Odwzorowanie Plate CarréeRównoodległościoweZniekształconaZniekształconyCzęściowoZniekształconeZachowana
Rzut ortograficznyAni wiernopolowe, ani wiernokątneZniekształconaZniekształconyZniekształconeZniekształconeCzęściowo
Rzut motylkowy WatermanaKompromisoweKompromisKompromisKompromisKompromisPrzerwana
Odwzorowanie Dymaxion (Airocean)KompromisoweKompromisKompromisKompromisKompromisPrzerwana
Odwzorowanie sercowe WerneraWiernopoloweZachowanaZniekształconyCzęściowoZniekształconeZachowana
Odwzorowanie SpilhausaWiernokątneZniekształconaZachowanyZniekształconeZachowanePrzerwana
Odwzorowanie gnomoniczneAni wiernopolowe, ani wiernokątneZniekształconaZniekształconyZniekształconeZniekształconeCzęściowo
Odwzorowanie azymutalne równoodległościoweRównoodległościoweZniekształconaZniekształconyCzęściowoCzęściowoZachowana
Przerwana homolozyna Goode'aWiernopoloweZachowanaZniekształconyCzęściowoZniekształconePrzerwana

Odwzorowanie Merkatora

Wiernokątne, walcowe

PowierzchniaZniekształcona
KształtZachowany
OdległościZniekształcone
Kąty i kierunkiZachowane
CiągłośćZachowana

Odwzorowanie Robinsona

Kompromisowe, pseudowalcowe

PowierzchniaKompromis
KształtKompromis
OdległościKompromis
Kąty i kierunkiKompromis
CiągłośćZachowana

Odwzorowanie Gall-Petersa

Wiernopolowe, walcowe

PowierzchniaZachowana
KształtZniekształcony
OdległościZniekształcone
Kąty i kierunkiZniekształcone
CiągłośćZachowana

Odwzorowanie Mollweidego

Wiernopolowe, pseudowalcowe

PowierzchniaZachowana
KształtZniekształcony
OdległościZniekształcone
Kąty i kierunkiZniekształcone
CiągłośćZachowana

Odwzorowanie Winkela Tripel

Kompromisowe, zmodyfikowane azymutalne

PowierzchniaKompromis
KształtKompromis
OdległościKompromis
Kąty i kierunkiKompromis
CiągłośćZachowana

Odwzorowanie Equal Earth

Wiernopolowe, pseudowalcowe

PowierzchniaZachowana
KształtZniekształcony
OdległościZniekształcone
Kąty i kierunkiZniekształcone
CiągłośćZachowana

Odwzorowanie Peirce'a

Wiernokątne, kwadratowe

PowierzchniaZniekształcona
KształtZachowany
OdległościZniekształcone
Kąty i kierunkiZachowane
CiągłośćZachowana

Gwiazda Berghausa

Równoodległościowe, azymutalne przerwane (gwiaździste)

PowierzchniaZniekształcona
KształtZniekształcony
OdległościCzęściowo
Kąty i kierunkiCzęściowo
CiągłośćPrzerwana

Epicykloida Augusta

Wiernokątne, epicykloidalne

PowierzchniaZniekształcona
KształtZachowany
OdległościZniekształcone
Kąty i kierunkiZachowane
CiągłośćZachowana

Odwzorowanie Plate Carrée

Równoodległościowe, walcowe

PowierzchniaZniekształcona
KształtZniekształcony
OdległościCzęściowo
Kąty i kierunkiZniekształcone
CiągłośćZachowana

Rzut ortograficzny

Ani wiernopolowe, ani wiernokątne, azymutalne perspektywiczne

PowierzchniaZniekształcona
KształtZniekształcony
OdległościZniekształcone
Kąty i kierunkiZniekształcone
CiągłośćCzęściowo

Rzut motylkowy Watermana

Kompromisowe, wielościenne przerwane

PowierzchniaKompromis
KształtKompromis
OdległościKompromis
Kąty i kierunkiKompromis
CiągłośćPrzerwana

Odwzorowanie Dymaxion (Airocean)

Kompromisowe, wielościenne przerwane

PowierzchniaKompromis
KształtKompromis
OdległościKompromis
Kąty i kierunkiKompromis
CiągłośćPrzerwana

Odwzorowanie sercowe Wernera

Wiernopolowe, pseudostożkowe

PowierzchniaZachowana
KształtZniekształcony
OdległościCzęściowo
Kąty i kierunkiZniekształcone
CiągłośćZachowana

Odwzorowanie Spilhausa

Wiernokątne, kwadratowe

PowierzchniaZniekształcona
KształtZachowany
OdległościZniekształcone
Kąty i kierunkiZachowane
CiągłośćPrzerwana

Odwzorowanie gnomoniczne

Ani wiernopolowe, ani wiernokątne, azymutalne perspektywiczne

PowierzchniaZniekształcona
KształtZniekształcony
OdległościZniekształcone
Kąty i kierunkiZniekształcone
CiągłośćCzęściowo

Przerwana homolozyna Goode'a

Wiernopolowe, pseudowalcowe przerwane

PowierzchniaZachowana
KształtZniekształcony
OdległościCzęściowo
Kąty i kierunkiZniekształcone
CiągłośćPrzerwana

✓ zachowane · ◐ częściowo: tylko od środka mapy albo wzdłuż całej rodziny linii, np. wszystkich południków, a przy ciągłości mapa obejmuje najwyżej półkulę · ≈ kompromis: celowo umiarkowane zniekształcenia · × zniekształcone lub przerwane. Klasyfikację oparliśmy głównie na opisach odwzorowań w dokumentacji Esri ArcGIS Pro.