Том 26. Мечта об идеальной карте. Картография и математика - Рауль Ибаньес

Карта, показывающая области густых лесов Африканского континента, выполненная в равновеликой цилиндрической проекции Ламберта.

Свойство сохранения площадей, очевидно, имеет первостепенную важность при составлении карт, на которые наносится информация, связанная с площадями различных регионов. Так, эту проекцию необходимо использовать, если мы хотим подсчитать процент территории амазонских джунглей, пострадавших от вырубки леса, если мы дробим сельскохозяйственные угодья на земельные участки или если хотим составить карту плотности населения на квадратный километр. На картах такого типа площади областей изображаются в масштабе, и если нам известен масштаб поверхности, то мы легко можем вычислить площадь произвольного участка, умножив его площадь на карте на коэффициент масштаба. Напомним, что масштаб поверхности не следует путать с обычным масштабом, который показывает отношение линейных размеров. Так, в равновеликой цилиндрической проекции Ламберта в разных частях карты этот масштаб отличается: длина всех параллелей на этой карте одинакова, в то время как в реальности параллели имеют разную длину.

Тем не менее, за исключением особых случаев, площади с помощью карт не вычисляются. Карты, выполненные в этой проекции, интересны тем, что позволяют сравнивать площади разных территорий, сопоставлять площади регионов, стран и континентов.

Так как карты — это инструмент, позволяющий представлять информацию быстрее, нагляднее и понятнее, чем таблицы с цифрами, важно, чтобы при составлении карт распространения — будь то распространение различных видов растений, животных, школ, аэропортов, уровень производства того или иного продукта, уровень загрязнения, уровень распространения религии или любой другой показатель, который используется в научных или научно-популярных публикациях, средствах массовой информации или учебниках, — применялись эквивалентные проекции. Чтобы статистическая информация, с которой мы работаем, оказалась для нас более полезной, важно, чтобы рассматриваемые территории были отображены на карте в соответствии с их реальными площадями — в противном случае информация может быть интерпретирована неверно. Также желательно, чтобы искажения форм в таких картах были как можно меньше. Однако, как вы уже видели на примере равновеликой цилиндрической проекции Ламберта, искажение форм очень заметно, особенно вблизи полюсов (это справедливо и для многих других равновеликих проекций).

В образовательных целях важно, чтобы на картах не искажались площади и формы (как вы увидите далее, это невозможно), так как школьные карты формируют у детей образ нашей планеты, континентов и стран, и при неправильно выбранной проекции этот образ может оказаться искаженным, что было отмечено еще В 1907 году в статье Королевского географического общества. Следовательно, в школах необходимо использовать либо равновеликие карты, искажение форм в которых минимально, либо другие карты, в которых искажения площадей и форм невелики, как, например, в проекции Робинсона и тройной проекции Винкеля.

* * *

КАРТОГРАММЫ

Картограммы — это карты, на которых размеры стран или регионов изменены в соответствии с численностью их населения или другим аналогичным показателем (уровнем рождаемости или смертности, заболеваемости, уровнем производства, загрязнения, тем или иным экономическим показателем, долей населения за чертой бедности и другими данными). Существуют различные приемы и методы составления картограмм, однако, как правило, различные регионы должны адекватно «склеиваться» (хотя существуют и картограммы, где страны и регионы изображаются не соединенными друг с другом), а искажение форм должно быть минимальным.

На этой картограмме представлено распределение населения Земли по странам. Площадь поверхности стран зависит от численности их населения

(Источник: SASI Group, Университет Шеффилда).

Картограммы позволяют быстро и наглядно сравнить анализируемые показатели для разных территорий. Результаты подобного сравнения, безусловно, привлекают внимание читателя, однако не лишены недостатков: на картограммах теряется реалистичность, их сложнее «читать», создается впечатление, что они неполны (возможно, ввиду заметных искажений), поэтому картограммы удобно дополнять картами, выполненными в равновеликой проекции.

* * *

Другие равновеликие проекции — это равновеликая коническая проекция Альберса (1805), проекция Моллвейде (1805), ортографическая проекция Галла — Петерса (1855 и 1967), проекция Eckert IV (1906), равновеликая азимутальная проекция Ламберта (1772), синусоидальная проекция, или проекция Сансона — Флемстида (1650 и 1729), и многие другие.

В 1906 году немецкий картограф Макс Эккерт описал шесть псевдоцилиндрических проекций. Четные номера имеют равновеликие проекции, например проекция Eckert IV, представленная на иллюстрации.

К сожалению, в учебниках, научно-популярной литературе и СМИ не уделяется особого внимания выбору проекции карт (похоже, сейчас ситуация постепенно меняется). С другой стороны, для манипуляции общественным мнением авторы карт могут сознательно применять проекции, не сохраняющие площади. Например, такие карты могут использоваться в пропаганде, чтобы сделать страну или регион «важнее» и тем самым продемонстрировать ее политическое, экономическое или военное влияние, оказать психологическое воздействие на жителей других территорий. Многие страны при изготовлении пропагандистских карт в разное время пользовались проекцией Меркатора. Например, Британская империя на английских картах была окрашена в красный цвет, символизирующий силу и могущество. Гринвичский меридиан и, следовательно, Англия на этих картах располагались в центре, а английские колонии — в тех частях карты, где в силу проективных искажений их площадь увеличивалась. В некоторых случаях Австралия и Новая Зеландия изображались с обеих сторон карты одновременно.

Карта Британской империи 1907 года.

В Российской империи и позднее в Советском Союзе карты мира также часто составлялись в проекции Меркатора, так как на них Россия выглядела преувеличенно большой. Некоторые политические партии, предупреждавшие об опасности красной угрозы, то есть установления коммунизма во всем мире, также использовали карты в этой проекции, на которых СССР и Китай были выделены агрессивным ярко-красным цветом. В Европе и США аналогично использовались карты, выгодно представлявшие их на мировой арене.

Та или иная страна может изображаться на картах в уменьшенном виде, чтобы показать давление, которое оказывают на нее другие страны. Так, в книге «Как обманывать с помощью карт» (How to Lie with Maps) Марк Монмонье приводит пример карты, опубликованной в 1973 году Еврейским национальным фондом Канады. На ней для демонстрации «арабской лжи» об израильской агрессии Израиль был изображен белым цветом на фоне арабского региона, закрашенного черным, который простирался от Марокко на севере Африки до Саудовской Аравии. Карта говорила о протяженности этих территорий, но не об их технологической, экономической и военной мощи или поддержке со стороны международного сообщества. Нацисты, которые умело использовали политическую пропаганду, применили этот же прием на карте под заголовком «Германия — нация-агрессор?», где территория Германии сравнивалась с территорией Британской империи.

Это лишь немногие примеры пропагандистского использования карт, которые хранит история картографии.

Глава 6

Центральная, или гномоническая проекция

Понять Эйнштейна нелегко, / он не для нашего ума, / и сколь бы малой ни была/ выдержка — хоть и сменить ее можно всегда/ и где бы ни простерлись тени,/скорость света будет неизменной. / Есть и другие слова и понятия,/ что могут любого из себя вывести./«Геодезическая» линия — кратчайший путь/ из какой-либо точки в другую, поблизости. / На этой шахматной доске/ Узнайте вы свои координаты, / чтоб доказать математически / теории о ближнем и дальнем.

Кеки Дарувалла «Инструкция к пространству-времени» («Space-time instruction») из сборника The Mapmaker (2002)

Центральная, или гномоническая, проекция считается самой древней. Ее авторство обычно приписывается Фалесу Милетскому, который, как считается, использовал косую гномоническую проекцию для создания карт звездного неба. Эта азимутальная проекция земного шара на касающуюся его плоскость в древности называлась horologium («часы») и «гороскоп», так как гномон был частью солнечных часов. В солнечных часах гномон располагается под наклоном и указывает на Северный полюс. Тень гномона указывает время в течение дня, когда Солнце движется по небу. Углы между делениями, обозначавшими часы, на циферблате солнечных часов, размеченном для определенной широты, равны углам между меридианами в гномонической проекции, центр которой располагается на этой же широте. При этом 15° долготы равносильны разнице во времени ровно в один час.