Проекция Робинсона — это проекция карты, предназначенная для представления более визуально привлекательного взгляда на мир. Она направлена на баланс искажений формы и площади, обеспечивая компромисс между различными типами проекции. Это делает ее популярной для карт мира, используемых в образовании и общей ссылке. В отличие от проекций, которые отдают приоритет одному свойству за счет других, проекция Робинсона предлагает гармоничное сочетание, которое делает мир «правильным» для большинства зрителей, хотя технически она в некоторой степени искажает почти все. Его широкое использование в классах, учебниках и атласах сделало его одной из самых признанных карт мира в существовании.

Происхождение проекции Робинсона

Проекция Робинсона была создана в 1963 году Артуром Х. Робинсоном, выдающимся американским картографом и профессором географии в Университете Висконсина-Мэдисона. Робинсон не был математиком по образованию, и его подход к проектированию проекции карты был более художественным и прагматичным, чем строго математическим. Он был заказан издательской компанией Рэнда Макнелли для разработки карты мира, которая лучше служила бы широкой аудитории, чем существующие варианты. В то время наиболее распространенными картами мира были проекция Меркатора, которая грубо искажает площадь и заставляет Гренландию казаться больше, чем Южная Америка, и различные проекции равных областей, которые часто вызывали сильное искажение формы вблизи полюсов. Робинсон хотел что-то другое: карта, которая просто хорошо выглядела и интуитивно сообщала географические отношения.

Вместо того, чтобы с самого начала разрабатывать жесткие математические формулы, Робинсон нарисовал эскиз своей идеальной карты мира от руки. Он уточнил координаты набора точек на карте и использовал интерполяцию для заполнения остальных. Этот «табуляционный» подход означал, что проекция определялась таблицей значений, а не одним уравнением замкнутой формы. Позднее для воспроизведения тех же сквозных результатов был создан формальный математический вывод. Философия дизайна Робинсона была обусловлена идеей, что карта не должна лежать о форме и размере континентов таким образом, что это раздражает глаз. Он хотел избежать раздувания полярных областей, наблюдаемых в проекции Меркатора, а также избежать экстремального защемления и сдвига высотных массивов суши, распространенных во многих проекциях равной площади. Результатом была псевдоцилиндрическая проекция с изогнутыми меридианами и параллелями, которые минимизировали наиболее визуально оскорбительные искажения, принимая незначительные в качестве необходимого компромисса.

Как работает проекция Робинсона

Проекция Робинсона классифицируется как псевдоцилиндрическая проекция. В истинных цилиндрических проекциях меридианы являются одинаково расположенными прямыми линиями и параллели являются прямыми линиями, перпендикулярными им. В проекции Робинсона параллели являются прямыми горизонтальными линиями, но меридианы изогнуты, придавая карте отличительную овальную или «оранжево-пилевую» форму. Эта кривизна позволяет проекции уравновешивать искажения по всему земному шару. Центральный меридиан является прямой линией, и все другие меридианы изгибаются внутрь к полюсам. Проекция не является ни конформной, ни равной областью, что означает, что она не сохраняет локальные углы или отношения области. Вместо этого, это компромиссная проекция , которая намеренно жертвует идеальной точностью в любом отдельном свойстве для достижения более визуально сбалансированного результата по всей Земле.

Робинсон спроектировал проекцию, чтобы сохранить искажения в приемлемых пределах для большинства континентов мира. Области вблизи экватора представлены с относительно низким искажением как по форме, так и по площади. Средние широты, где проживает большая часть населения мира, также извлекают выгоду из умеренных уровней искажений. Полярные области испытывают наибольшее искажение, но Робинсон намеренно сжал области высоких широт, чтобы предотвратить экстремальное преувеличение, которое преследует проекцию Меркатора. Это сжатие означает, что Антарктида и Гренландия кажутся меньшими, чем они есть на самом деле, но компромисс заключается в том, что их формы остаются узнаваемыми, и искажение не перегружает остальную часть карты. Баланс проекции часто описывается картографами как мило выглядя , намеренно субъективный термин, который отражает основную цель проектирования проекции: эстетическую привлекательность и читаемость.

Ключевые особенности и философия дизайна

Псевдоцилиндрические свойства

Псевдоцилиндрическая природа проекции Робинсона придает ей несколько отличительных черт. Параллели — прямые, равно расположенные линии, которые проходят горизонтально по карте. Это позволяет легко читать значения широт и сравнивать положения север и юг. Меридианы изогнуты, при этом степень кривизны увеличивается с расстоянием от центрального меридиана. Эта кривизна помогает поддерживать более точные формы для сухопутных масс вблизи краев карты по сравнению с чисто цилиндрической проекцией. Проекция обычно представлена Америками в центре, хотя это вопрос условности, а не фиксированного свойства самой проекции.

Эстетический баланс

Вся философия дизайна проекции Робинсона — это визуальный баланс. Сам Робинсон сказал: «Я бы предпочел иметь карту, которая выглядела правильно, чем карту, которая была математически правильной. Этот прагматичный подход признает, что для большинства универсальных применений человеческий глаз — лучший судья качества карты. Проекция достигает этого баланса, распределяя искажения по всей карте таким образом, что ни один регион не представлен в строгом искажении. Атлантический и Тихий океаны появляются с разумными пропорциями, континенты не являются неузнаваемо растянутыми или сжатыми, и общее впечатление — это знакомство и точность, даже если строгие измерения выявят значительные отклонения от реальности».

Табулатный дизайн

Оригинальный дизайн Робинсона основывался на таблице координат, определявшей формы меридианов и параллелей. Эта таблица определяла проекцию через определённые промежутки времени, а промежуточные точки вычислялись интерполяцией. Таблица была выведена из рисованного вручную эскиза Робинсона, а значит, проекция имеет сконструированное человеком качество, которого не хватает чисто математическим проекциям. Этот табулированный подход также облегчал реализацию проекции за несколько дней до цифровых вычислений, поскольку картографы могли просто использовать значения таблицы для построения своих карт.В 1974 году Джон Снайдер разработал формальную математическую формулировку, которая позволила более точно вычислить координаты проекции.

Преимущества перед другими прогнозами

Проекция Робинсона предлагает несколько ключевых преимуществ, которые сделали ее любимой для образовательных и справочных карт.

  • Сбалансированное искажение по всему земному шару:] В отличие от проекции Меркатора, которая массово преувеличивает высокоширотные области, проекция Робинсона сохраняет искажение полярной области на визуально приемлемом уровне.Гренландия не выглядит неправдоподобно большой, а Антарктида представлена в виде узнаваемой суши, а не бесконечной белой полосы в верхней части карты.
  • Признаваемые формы континентов: Формы континентов хорошо сохранились по сравнению со многими другими проекциями. Африка, Южная Америка, Европа и Азия все появляются в пропорциях и конфигурациях, которые соответствуют ментальному образу мира, не являющемуся картографом. Это знакомство является значительным преимуществом для использования в образовании, поскольку студенты могут легко находить страны и географические особенности.
  • Сниженные крайние искажения:] Там, где другие проекции имеют крайние слабые места — такие как полюса в Меркаторе или края в Моллвейде — проекция Робинсона распределяет свои искажения более равномерно.
  • Простота чтения и интерпретации: Прямые параллели и плавно изогнутые меридианы создают чистое, незагроможденное визуальное поле. Карта не имеет отвлекающих эффектов растяжения или защемления, которые могут затруднить интерпретацию других проекций. Эта читаемость является одной из причин, по которой проекция была принята Национальным географическим обществом на протяжении многих лет.
  • Широко распространенное знакомство: Поскольку проекция Робинсона использовалась в бесчисленных учебниках, атласах и настенных картах, это ментальный образ мира по умолчанию для поколений людей. Это знакомство усиливает его пригодность для общего обращения, поскольку пользователи могут быстро ориентироваться на карте.

Ограничения и критика

Несмотря на свою популярность, проекция Робинсона имеет несколько важных ограничений, которые должны учитывать картографы и географы.

  • Неточно для точных измерений: Поскольку проекция является компромиссом, она не сохраняет площадь, форму, расстояние или направление. Это означает, что она не может использоваться для приложений, требующих точных вычислений, таких как навигация, геодезия или оценка площади. Например, сравнение относительных размеров стран на карте Робинсона приведет к ошибкам до 30 процентов или более в некоторых регионах.
  • Значительное полярное искажение:] Полярные области являются наиболее искаженными частями проекции Робинсона. Антарктида сильно сжата, особенно по ее краям, а форма Гренландии несколько сплющена. Хотя это улучшение по сравнению с проекцией Меркатора, это все еще далеко от точного представления высотных массивов суши.
  • Крайовое искажение в Тихом океане:] Изгиб меридианов вызывает значительное искажение формы вблизи левого и правого краев карты. Это особенно влияет на представление Тихого океана и островных государств в нем. Карты, сосредоточенные на Америках, как правило, толкают Восточную Азию и Австралию к краям, где их формы становятся перекошенными.
  • Субъективность конструкции: Тот факт, что проекция была основана на нарисованном от руки эскизе, а не на строгом математическом критерии, является одновременно и силой, и слабостью. Хотя она и дала визуально приятный результат, это также означает, что проекция несколько произвольна и лишена теоретической элегантности математически полученных проекций. Некоторые картографы критикуют проекцию Робинсона за то, что она «ненаучна» в своих истоках, хотя ее практическая полезность неоспорима.
  • Заменённое более новыми проекциями:] В 1998 году Национальное географическое общество заменило проекцию Робинсона проекцией Винкель Трипл, которая предлагает ещё лучший баланс формы и площади.Этот сдвиг сигнализировал о том, что, хотя проекция Робинсона была превосходной для своего времени, картографическая наука продвинулась вперёд, и более новые варианты могли обеспечить аналогичную визуальную привлекательность с меньшим искажением.

Усыновление и наследие

Наибольшего выдающегося положения проекция Робинсона достигла благодаря принятию её Национальным географическим обществом, одним из самых влиятельных издателей карт мира. Национальное географическое общество использовало проекцию Робинсона для своих карт мира с 1988 по 1998 год, в течение десяти лет, в течение которых миллионы копий карт мира National Geographic были распространены по школам, библиотекам и домам по всему миру. Это принятие придало проекции Робинсона огромную видимость и закрепило за поколением её статус карты мира по умолчанию. До 1988 года National Geographic использовал проекцию Ван дер Гринтена, более старую компромиссную проекцию, которая была создана в 1898 году. Переход на Робинсона представлял собой модернизацию картографических стандартов общества и широко освещался в прессе.

Когда National Geographic в 1998 году объявил, что перейдет на проекцию Winkel Tripel, новость вновь вызвала значительный общественный интерес. Винкель Tripel, разработанный немецким картографом Освальдом Винкелем в 1921 году, предложил лучший баланс формы и искажения площади, чем проекция Робинсона, особенно в высоких широтах. Сдвиг был частью непрерывных усилий National Geographic по использованию лучшей доступной картографической науки на своих картах. Однако проекция Робинсона не исчезла. Она по-прежнему широко используется в учебниках, атласах, образовательном программном обеспечении и настенных картах, где по-прежнему ценится её сочетание визуальной привлекательности и узнаваемой компоновки. Многие пользователи-неспециалисты продолжают отдавать предпочтение проекции Робинсона, потому что она «выглядит правильно» таким образом, что более точные проекции иногда не исчезают.

Сравнение с современными прогнозами

Винкель Трипл

Проекция Winkel Tripel, сменившая проекцию Robinson в National Geographic, является ещё одной компромиссной проекцией, уравновешивающей форму и площадь. Она была разработана Освальдом Винкель в 1921 году и представляет собой комбинацию проекций Aitoff и экви-регуляторных. По сравнению с проекцией Robinson, Winkel Tripel предлагает лучшую общую точность как по форме, так и по площади, особенно в полярных областях. Поля представлены как изогнутые линии, а не точки, что уменьшает искажение. Winkel Tripel также имеет немного меньше искажений вблизи краев карты. По этим причинам, как правило, считается утонченностью концепта компромиссной проекции, впервые предложенной Робинсоном. Однако некоторые пользователи находят Winkel Tripel менее визуально приятным, чем проекция Robinson, так как сжатие полюсов более заметно.

Равная Земля

Проекция Равная Земля, разработанная Бояном Шавричем, Томом Паттерсоном и Бернхардом Дженни в 2018 году, является более поздним дополнением к семейству компромиссных проекций. Как следует из ее названия, Равная Земля является проекцией равной площади, что означает, что она точно сохраняет относительные размеры массивов суши. Это значительное улучшение по сравнению с проекцией Робинсона, которая не сохраняет площадь. Проекция Равная Земля была разработана для обеспечения визуально привлекательной карты мира, которая также уважает истинные размеры стран, обращая внимание на ключевую критику проекции Робинсона. Ее создатели черпали вдохновение из эстетических качеств проекции Робинсона, включая современные математические методы для обеспечения точности области. Проекция Равная Земля быстро набирает популярность в образовательных и научных контекстах, где важно точное представление области.

Природная Земля

Проекция «Естественная Земля», также разработанная Томом Паттерсоном в сотрудничестве с другими, является ещё одной компромиссной проекцией, которая отдает приоритет визуальной привлекательности и балансу. Она предназначена для использования в приложениях растрового картографирования и цифровой картографии. Проекция «Естественная Земля» имеет немного иной профиль искажений, чем проекция Робинсона, с меньшим искажением в средних широтах и немного иной обработкой полюсов. Часто используется в качестве более современной альтернативы проекции Робинсона в ГИС и веб-картографических приложениях.

Практические применения

Несмотря на свои ограничения, проекция Робинсона продолжает находить практическое применение в нескольких контекстах.

  • Образовательные карты:] Проекция Робинсона по-прежнему широко используется в учебниках, мировых атласах и настенных картах классов. Его привычный внешний вид и сбалансированное представление делают его стандартным выбором для преподавания географии мира, особенно на уровне К-12. Студенты могут легко идентифицировать континенты, страны и географические особенности, не путаясь в крайних искажениях.
  • Общая ссылка: Проекция подходит для справочных карт общего назначения, где цель состоит в том, чтобы обеспечить обзор мира, а не точные измерения.Атласы и энциклопедии часто включают проекционную карту мира Робинсона в качестве отправной точки для географической ориентации.
  • Медиа и инфографика: Новостные организации и издатели инфографики используют проекцию Робинсона для карт мира, которые сопровождают статьи или визуализации данных. Его эстетическая привлекательность и читаемость делают его хорошо подходящим для неспециализированной аудитории. Визуальный баланс проекции помогает передавать пространственные отношения, не отвлекая читателя.
  • Стены и декор: Из-за привлекательного внешнего вида проекция Робинсона является популярным выбором для декоративных карт мира, используемых в домах, офисах и общественных местах.Овальная форма проекции и чистые линии создают визуально привлекательный образ, на который многие люди находят приятным смотреть.
  • Онлайн-картирование: Некоторые приложения для веб-карт и интерактивные инструменты для карт предлагают проекцию Робинсона в качестве одной из доступных проекций. Хотя она не так распространена, как Web Mercator (доминирующая проекция в онлайн-картах), проекция Робинсона иногда используется в стилистических или образовательных целях в специализированных приложениях.

Заключение

Проекция Робинсона является важной вехой в истории картографии. Ее создание было преднамеренным отходом от чисто математического подхода к проектированию проекции карты, подчеркивая эстетическое суждение и человеческое восприятие по жестким геометрическим критериям. Готовность Артура Робинсона поставить визуальную привлекательность карты перед математической точностью привела к проекции, которая была замечена большим количеством людей, чем, возможно, любая другая карта мира во второй половине 20-го века. Качество проекции «выглядит правильно» резонировало с аудиторией и преподавателями, и это помогло повысить осведомленность общественности о том, что все карты искажают реальность - ключ к выбору правильного искажения для цели под рукой.

В то время как проекция Робинсона была заменена более новыми, более точными проекциями, такими как Winkel Tripel и Equal Earth, она сохраняет свое место в качестве важного культурного артефакта и практического инструмента для многих приложений общего назначения. Она представляет собой конкретный момент в картографической истории, когда чувствительность к дизайну была отдана приоритет над математической строгостью, и полученная карта доказала, что хорошо продуманный компромисс может быть очень эффективным. Для любого, кто изучает географию мира или просто смотрит на карту мира, проекция Робинсона обеспечивает интуитивное и знакомое визуальное руководство по континентам и океанам планеты. Его наследие продолжает влиять на то, как мы думаем о дизайне карты и продолжающемся стремлении представлять круглую Землю на плоской поверхности как можно более точно и приятно.