現在的世界地圖只能讓我們從一個角度觀察地球,有些時候並無法客觀的告訴我們某個地方與中國的相對位置,那麼如何以中國為正中心將地球全部展開,不以南北極軸線作出世界地圖?如圖,是否可以設想歐洲剩餘部分地圖從西北部展開,非洲剩餘部分從西邊展開,美洲以從東北部展開,澳洲,紐西蘭從東南部展開,南極洲從南部展開?(中心點可以選北京,上海或是最接近中國地理中心的大城市西安?)


可以,等距方位投影可以做到這一點

方位投影是大地測量學中地圖投影的一個大類,包括非透視方位投影和透視方位投影。前者按變形性質又分為等角、等積和任意投影(包括本答案的等距方位投影);後者隨視點位置不同又分為正射、外心、球面和球心投影。

手上只有以東京為中心的等距方位投影世界地圖,北京中心與之類似都是斜軸投影,投影面與地球相切,切點在布宜諾斯艾利斯外海

看不清楚的話點原圖,圖中黃色為亞洲,綠色為非洲,藍色是大洋洲,肉色是歐洲,右上角的北美洲變形尚不明顯,而外圈南美洲變形相當大。

大概就是上圖這個樣子,圖中央是東京向外三個圓圈分別是距東京5000、10000、15000km的等距線,深、淺紅色均表示2004年世界主要航線。注意這張圖上最外圈表示東京的對跖點,變形成圓圈。除中央經線(東140,西40)投影為直線外,其餘的經緯線均為曲線。

由於地球表面不可展平而不產生破裂或褶皺,任何地圖都會在各種地理要素上產生變形。等距方位投影只有2個要素沒有變形:

  1. 任意一點距東京的距離(可推廣到沿半徑方向上兩點之間的距離)
  2. 任意一點與東京的方位關係,即,任意一點與東京之間的線段都是測地線,表示球面最短距離。

除此以外,面積、任意兩點之間的距離與方位角均不能準確表示。從上述性質可知等距方位投影可用於確定大圓航線,方法很簡單,直接把任意一點與地圖中心連起來,這條線就是大圓(劣弧)。比例尺也只能在這種情況下使用。這種地圖航空上用得較多,不過南北極區域的地形、海域與緯線圈都為圓形或近圓形,極區往往也在用方位投影(不一定是等距離投影)

洲際彈道導彈的打擊範圍也可以用方位投影表示。這是因為在普通的墨卡托投影/等差分緯線多圓錐投影地圖上,要表示10000km以上的等距線時非常不直觀,而且無法應用比例尺。比如2009年美國人做的解放軍彈道導彈射程圖,國內由某著名軍事雜誌公開:

我們可以看到,東風21、東風3導彈作為中導,射程在偽圓柱投影圖上幾乎是以我國為中心的同心曲線,從東風4開始等距離線變形相當嚴重,這也是傳統圓柱/偽圓柱投影世界地圖的弊端。

2017年日本防衛白皮書推算的我國導彈射程

最外圈射程最大的是東風-5A,往內是東風-31A。中間那個與其他圓圈相交的黃色圓圈是09IV戰略核潛艇於我國近海發射巨浪-2潛射彈道導彈的攻擊範圍。冷戰時期由於雙方交流不暢,北約用SS、SS-N表示蘇聯導彈,用CSS、CSS-N表示中國導彈。現在隨著編號信息透明度加強,這一編號系統使用頻率已經大大降低。

上面兩張圖就相當直觀了。但請注意上圖是以北極為中心的方位投影,理論上用於表示中國導彈射程仍然會有誤差。

南北極地圖同樣:

百度百科這張圖推測是等角正切方位投影,距投影中心越近變形越小。

聯合國標誌即為以北極為中心的等距方位投影,與東京中心投影圖的區別在於投影面不在南極點與地球相切,而是與地球相割於南緯60度。這是因為依照聯合國憲章的規定,南極洲不屬於世界上任何一個國家,為全人類共同保護之地。

還有一張,東京中心的政區、地形圖,等距方位投影。

注意圖中「台灣」實為中國台灣;克什米爾不包括阿克賽欽地區;藏南為我國領土;未標出南海九段線。

這份地圖即為日本官方意志在地緣政治上的體現。台灣地區就專門用一種字體來打擦邊球。除有關我國的爭議領土外,庫頁島中部與南端各有一道國界線,其原因是日本於1951年的《舊金山和約》中放棄庫頁島南部主權,但並未對蘇移交主權;日本領土最北端國界標在了擇捉島北端,現為俄聯邦領土,我國地圖註記採用日本觀點。南邊沖之鳥礁不被我國承認為島嶼,這個議題在近幾年由於我國的反對已少有提起。另外一個有意思的地方在這張圖沒表示出來的馬島上,我國地圖一般標註為「馬爾維納斯群島(福克蘭群島)(阿根、英爭議)」而這份地圖上兩個名字恰巧相反,英國名在前,算是兩國不同外交觀點的一個縮影。


你是說這樣的展開

還是這樣的

還是這樣的

還是這樣的

或者

最後來個

D3js-geo 有幾個不同的投影坐標系轉換工具,還有擴展包

我之前寫過個AIS數據的可視化工具,附帶了部分坐標系轉換 無聊可以點進去看看 互動一下比固定地圖更有意思。

地球儀的實現借(git)鑒(fork)了

earth :: a global map of wind, weather, and ocean conditions?

earth.nullschool.net圖標

點左下角圖標 彈出窗口裡面選不同的坐標系

GEOVIZ?

geoviz.geotricks.net圖標

UX做的不是很好 當時時間緊沒機會好好調一下參數

之後,之後當然是被人生其他事情給淹沒了

現在手上有一堆noaa的數據,總想著啥時候重構一下做幾個不同方向的東西玩。。。年底 年底先做個颶風歷史圖出來?


——說一下這圖怎麼得來的——

  1. 數據源來自(ETOPO1 Global Relief | NCE)里的數字高程圖(DEM),它是用灰度表示海拔的一幅世界地形圖,400多M的TIF,有帶冰蓋和不帶冰蓋兩種。以前通過Seisman的個人博客也能找到這些文件,不過現在似乎原網址遷移了。
  2. 用Global Mapper(我用的是17)載入(花一些時間),默認的Projection(投影)是Geographic (Latitude/Longtitude),而Datum(基準面)從默認的修改為XIAN 1980(1980年國家大地坐標系/西安坐標系),得到一張墨卡托投影。
  3. 找到Tools - Configure-Projection子面板,選擇Lambert azimuthal equal-area projection(蘭伯特方位等積投影)。central longtitude改成108,central latitude改成34(大致是西安市的經緯度位置,準確來說不是地理中心,地理中心應該是在蘭州附近)。這樣就能得到以西安為中心點的原始圖像。題主要問的應該就是這種投影方式,它相當於,吧地球看做空中懸浮著的一個充氣彈性球殼,在正後方扎開一個眼,然後把這個眼抻成赤道那麼大,讓整個球殼上的信息都集中到正前方的半球上。
  4. 導出為png(再花一些時間),得到一張42000×42000的巨幅點陣圖。用PS壓縮一下尺寸,曲線里調整灰度,再根據灰度新建自定義漸變做一下漸變映射,就能得到這樣一張不錯的彩圖。

優點是,七大洲四大洋沒有一個被擋住看不到的(儘管投影變形得媽都不認了)

缺點是,因為其他區域都是被拉伸放大的,所以反襯得中國特別……小。


更新,用10.0版的GeoGraphics畫好像更好看一點:

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以北京為中心的話……簡陋了點,不過大概是這個意思吧……不對的話還有三百多種不同投影方式可以慢慢試……

Mathematica一條命令搞定,當然需要做得漂亮點的話就麻煩多了,筆記本上沒裝軟體,用web版將就一下哈。


方位投影唄……

就是這種趕腳……

這種投影法,可以把地球上任意一點作為中心。

某些方位投影法里,是可以把兩個半球畫到一張圖上的,一個半球在內,另一個在外。不過外面的那個半球的投影變形會非常嚴重,一般人不會這麼搞的……


在中國找一個點,比如北京,作為中心,向四周展開,保留方向不考慮長度形狀。將過該點的所有大圓展開變成直線。最後形成一個圓形地圖,這個點的對峙點變成一個圓。

這張地圖可以保證北京到任意點都是方向距離正確直線距離即是最短距離,但是其他點就不是。

球面無法展開為平面,投影要麼長度失真要麼面積失真要麼方向、形狀失真


我自己不會做,但我收藏了一張,也是好找但是偶然看到的

此圖仍然是北極為中心的,最外圍都是南極洲,還有個更加以中國為中心的,但一時找不到


問一問玩電台的HAM就知道了,他們手中都有一張以他們自己電台QTH為中心的世界大圓圖,和哪個地方的HAM通信,天線要指向哪個角度,在大圓圖上一清二楚。

下圖是以香港為中心的大圓圖,方位角010-040是北美,320-330是歐洲。其實提一句,東風快遞的指揮室都有這種圖,快遞往哪送一清二楚。


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