隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類對(duì)地球的認(rèn)識(shí)越來(lái)越科學(xué)。特別是通過(guò)人造地球衛(wèi)星的精確測(cè)量,發(fā)現(xiàn)地球是一個(gè)兩極稍扁,赤道略鼓的橢圓形球體。
為什么說(shuō)地球是球形的?你知道地球的形狀嗎?很多人肯定會(huì)脫口而出:當(dāng)然是球形呀。這可以說(shuō)是婦孺皆知的常識(shí)。但是,人類祖先最初并不知道大地是什么形狀的。古印度人曾認(rèn)為,大地就是一個(gè)大圓盾,是由站在烏龜背上的三頭大象所托起來(lái)的。
在早期人類社會(huì),我們的先祖就已具有了初步的樸素的天地觀,形成了著名的“天圓地方”說(shuō)。公元前6世紀(jì),古希臘數(shù)學(xué)家畢達(dá)哥拉斯率先提出了“地圓說(shuō)”。他在觀察月食時(shí),發(fā)現(xiàn)大地在月球上的投影是圓的,所以認(rèn)為大地是完整的圓球體。他首次提出了“地球”這一概念,并認(rèn)為宇宙中球形是最完美的。公元前350年左右,亞里士多德對(duì)“地圓說(shuō)”提出了多項(xiàng)有力的論據(jù):從港口出海的船舶不管向著哪個(gè)方向航行,其船身總是先從海面消失;月相變化顯示了地球的形狀;向南北方向長(zhǎng)途旅行的人會(huì)注意到,南方能看到在北方看不到的一些恒星。并且他推斷,大地不僅是球形的,而且其直徑不會(huì)太大。公元2世紀(jì)時(shí),古希臘科學(xué)家托勒玫在他的《天文學(xué)大成》中也提出了地球是球形的觀點(diǎn)。
隨著科技的發(fā)展,人們已能從太空中觀測(cè)到地球的形狀,在茫茫宇宙中,那呈現(xiàn)出美麗的蔚藍(lán)色的橢圓球體正是我們賴以生存的地球。
不同地圖上的經(jīng)緯線形狀為什么不一樣?在表示地球的球面上,經(jīng)過(guò)地球自轉(zhuǎn)軸的大圓圈稱為經(jīng)線,與赤道平行的圓圈稱為緯線。經(jīng)緯線構(gòu)成了一個(gè)球面坐標(biāo)網(wǎng),用以表示地物的位置,這就是常說(shuō)的地理坐標(biāo)——經(jīng)度和緯度。在平面地圖上,經(jīng)緯線是必不可少的一部分。一旦確定了地球經(jīng)緯網(wǎng)在平面地圖上的形狀和位置,也就很容易確定地球表面某個(gè)點(diǎn)在平面地圖上的具體位置了,從而可以繪出完整的平面地圖。盡管經(jīng)緯線都只是“線”而已,但在不同類型的地圖上,它們卻有的平直,有的彎曲,相對(duì)長(zhǎng)度也各不相同。
地球球面上的經(jīng)緯線和代表上面物體的點(diǎn)、線、面等幾何圖形,可以通過(guò)地圖投影的方法,在平面或曲面上得到我們需要的平面地圖。在投影轉(zhuǎn)繪的過(guò)程中,經(jīng)緯線會(huì)發(fā)生有規(guī)律的變化,球面上圓弧形的經(jīng)緯線映射成了直線、弧線等各種形狀。如果以北極點(diǎn)或南極點(diǎn)為中心進(jìn)行方位投影,緯線是圓圈,經(jīng)線是以極點(diǎn)為頂點(diǎn)的放射狀射線。
由于地圖的用途各不相同,需要采用不同特點(diǎn)的地圖投影,投影后的經(jīng)緯線自然就顯得千姿百態(tài)。經(jīng)驗(yàn)豐富的地圖愛(ài)好者只要依據(jù)地圖上經(jīng)緯線網(wǎng)的形狀,就可以大致看出用了什么類型的地圖投影。譬如經(jīng)緯線都呈平行直線且互相垂直,角度沒(méi)有變形的地圖,是典型的墨卡托投影,多用于航海圖和航空?qǐng)D。
在平面地圖上球形的地球怎么表示?地球是圓的,但是日常生活中我們看到的地圖卻都是平的。二維的地圖當(dāng)然方便人們攜帶使用,可如果你把一只橘子剝開(kāi),并把它的表皮平鋪在桌面上,你會(huì)發(fā)現(xiàn)橘皮有些地方會(huì)起褶皺,有些地方則會(huì)破裂。那么,地球的表面如何才能“完美”地鋪在平面上呢?
將球體表面轉(zhuǎn)換為平面,無(wú)論用什么方法,都會(huì)存在“變形”問(wèn)題,展開(kāi)為平面時(shí)必然會(huì)破裂或產(chǎn)生褶皺。要解決球面不可展開(kāi)的問(wèn)題,就要涉及一個(gè)重要概念——“地圖投影”。所謂地圖投影,通俗來(lái)講就是把整個(gè)地球表面或地球表面的一部分圖形映射、投影到一個(gè)可以展開(kāi)成平面的曲面上。這個(gè)可展開(kāi)的曲面可以是圓錐或圓柱的側(cè)面。例如,沿著圓柱體母線把圓柱體側(cè)面割開(kāi),可以展開(kāi)成矩形;沿著圓錐體母線把圓錐體割開(kāi),可以展開(kāi)成扇形。借助這些可展開(kāi)的曲面,地球球面上的圖形就順利投影到平面上了。再在球面和平面上都建立坐標(biāo)系統(tǒng),利用數(shù)學(xué)方程式,把球面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成平面坐標(biāo),可以將原來(lái)球面上的圖形準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)化為平面上的圖形,我們?nèi)粘?吹降牡貓D就這樣制作出來(lái)了。
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你真的了解地球嗎
圖文簡(jiǎn)介
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類對(duì)地球的認(rèn)識(shí)越來(lái)越科學(xué)。
- 來(lái)源: 科學(xué)原理一點(diǎn)通
- 上傳時(shí)間:2018-05-10