科技观察：“平等地球”地图如何还原真实世界

来源：环球时报

【环球时报报道 记者 李迅典】编者的话：近日，联合国大会通过一项由非洲联盟发起的 “纠正地图”决议，鼓励全球推广能更准确呈现各大洲实际面积的“平等地球”投影，逐步替代沿用数百年、存在明显面积扭曲的墨卡托投影地图。消息一出，“我们之前看到的世界地图错了吗” 迅速成为大众热议的话题。近日，《环球时报》记者专访地图领域权威专家，用科普视角拆解世界地图背后有怎样的科学逻辑。

墨卡托地图的“视觉魔术”

“想象一下把地球当成一颗透明的玻璃球，在球心点上一盏灯，再在赤道位置套一个紧紧贴住球面的空心纸筒。球心的灯光会把大陆、海岸线的轮廓投射到纸筒内壁上，最后把纸筒沿着经线剪开、摊平，得到的平面地图就是墨卡托投影地图。”中国地图出版社高级编辑赵娟用一个通俗比喻，拆解了墨卡托投影的几何原理。

这种由荷兰制图学家墨卡托在1569年首创的投影方式，属于等角圆柱投影，能沿用四百多年成为全球主流，靠的是两个无可替代的核心优势。“它最大的王牌，就是让等角航线变成了直线。”赵娟解释，所谓等角航线，就是船只在起终两点之间，按其航行，理论上不改变方向即可抵达预定终点。

在墨卡托地图上，起点和终点连一条直线，就是船员可以直接遵循的恒向航线；而在其他投影地图上，这条固定航向的路线会变成曲线，不能直接用两点连线读取恒向航向。在大航海时代，这一特性堪称革命性突破，完美适配了远洋航海的核心需求，随着西方国家的全球扩张，该投影深刻影响了世界各国的航海制图体系。

除此之外，墨卡托投影的“读图门槛”极低。整张地图的经纬线全部横平竖直、互相垂直，普通人一眼就能看懂方位，因此它曾在欧美国家被广泛采用，成为很多人的“地理启蒙地图”。

但便捷的代价，是极其夸张的面积扭曲。赵娟对《环球时报》记者说，墨卡托投影为了保证局部角度不变，会随着纬度升高持续放大经纬网格，纬度越高，面积放大倍数上升越急剧，赤道区域几乎无变形，到南北极点处变形趋向无穷大。

这种扭曲有多直观？赵娟给出了几组大众最熟悉的对比：格陵兰岛与非洲大陆，在墨卡托地图上视觉观感几乎差不多大，但非洲的实际面积约是格陵兰岛的14倍；南美洲的实际面积约是欧洲的1.8倍，却因为欧洲地处中高纬度被投影放大，在地图上看不出明显大小差距；俄罗斯、加拿大等高纬度国家，在图上的视觉面积也都显著大于它们的真实比例。“可以说，很多人从小对各国、各大洲的体量印象，很大程度上被这张地图‘带偏了’。”赵娟说。

“平等地球”纠正数百年的认知偏差

此次联大决议主推的“平等地球”投影，与墨卡托投影最核心的区别，在于二者的设计目标完全不同。赵娟总结道：“墨卡托是保角度、牺牲面积；平等地球是保面积、牺牲局部角度。”据介绍，“平等地球”投影属于等面积伪圆柱投影，纬线依然保持水平，中央经线为直线，其余经线呈平缓的弧线弯曲。它能在全球范围内严格保持所有区域的相对面积比例，还原非洲、南美洲等赤道附近大陆的真实体量，让高纬度国家不再被视觉放大；代价是地图边缘区域的大陆轮廓、局部角度会产生一定变形，因此不能像墨卡托那样用于航海定向。

联合国为何重点推广“平等地球”投影？赵娟分析，主要有3点原因。首先，它实现了对地球上各区域面积的等比例还原，纠正持续数百年的认知偏差。非洲联盟就曾指出，450多年来世界对非洲的认知都建立在“一张错误的地图之上”，非洲的实际面积足以将美国、印度、日本、墨西哥以及欧洲部分地区囊括在内还留有富余，这在墨卡托地图上完全得不到体现。“平等地球”投影精准还原了各大洲的面积比例，恰好回应了全球南方国家纠正历史偏见的诉求。

其次，它解决了传统等面积投影“观感差”的痛点。赵娟提到，过去的等面积投影往往让大陆轮廓拉伸严重，视觉上很不自然；而2018年由3位资深地图学家潜心推出的“平等地球”投影，在保证严格等面积的前提下，大幅降低了大陆轮廓的扭曲程度，视觉接受度更高。同时它的计算公式简明高效，很容易集成到现代地理信息系统和数字制图工具中，便于普及推广。

第三，这份联大决议本质是倡议，而非禁令。赵娟强调，联大决议并不禁止使用墨卡托投影，航海、航空导航等需要保持方向角度的场景，墨卡托投影依然有不可替代的实用价值。决议只是倡导在教育、科普、公共展示这类需要客观呈现全球面积格局的场景，优先使用等面积投影。

据介绍，这场地图革新的背后，也有着清晰的时代印记。2021年，肯尼亚的一群青年内容创作者联合发起非政府组织“无滤镜非洲”，旨在揭露西方强势话语强加给非洲的刻板印象，还原非洲真实形象。该组织联合非盟、多国地理学会发起“地图正义”全球签名活动，成为推动联合国将“平等地球”投影纳入决议议程的核心力量。

赵娟认为，这份联大决议的通过，既是非洲集体发声的团结成果，也是百年变局下全球南方崛起的一个缩影。值得注意的是，美国对这份决议投下了唯一的反对票，将其称为“激进的意识形态工程”。对此，赵娟表示，联合国官网早已明确，世界地图版本并无好恶之分，不同绘制法只是为了满足不同的应用目的。“决议关注的从来不是‘废除墨卡托’，而是追问：在教学、信息传播、对比大洲面积这些场景里，我们有没有必要长期沿用一种容易造成面积认知偏差的投影？这才是问题的核心。”

我们早有自主的“中国方案”

中国现在用的是什么世界地图投影？我们需不需要跟着“换地图”？ 赵娟给出了明确的答案：我国公开出版的世界地图，普遍采用中国地图出版社自研的等差分纬线多圆锥投影，这是由我国地图学专家方炳炎先生于1963年自主设计的投影方案，本身就是一套适配中国视角的成熟体系。

这套投影将中国及亚太核心区域置于图幅中心，完整保留太平洋、印度洋的全域形态，亚欧非、南北美洲各大洲布局均衡、轮廓完整。在变形控制上，它的优势十分突出：我国本土疆域的表达精度极高，针对境外区域虽存在合理适度变形，但同纬度相邻国家的面积对比具备良好参考价值，全域没有极端畸变。“它实现了本国疆域精准表达与全球地理格局客观呈现的双向平衡，是适配我国地理教学、政务挂图、大众地缘认知的权威方案。”赵娟介绍。

此外，中国地图出版社集团还针对不同场景设计了差异化的地图产品：比如正切差分纬线多圆锥投影世界地图，以及融合墨卡托与任意投影优势的世界交通类地图，早已形成了“分场景用投影”的实践。也正因此，此次全球地图投影革新，对我国而言更多是补充与完善，而非颠覆性的更换，“改图”的必要性并不大。

谈及这场革新对不同领域的实际影响，赵娟表示，地图投影的选用永远取决于用途，没有一种投影能适配所有场景。联大决议不具备法律强制力，它的核心意义是推动“场景化分工”。

“未来行业的主流模式，将继续坚持分场景择优选用投影。任何平面地图都是在角度、面积、距离、形状之间做取舍，没有‘完美地图’，只有‘最适合的地图’。”赵娟举例称，交通类地图可优先用墨卡托或其变体，涉及面积对比的专题图可选用等面积投影，大比例尺工程测绘则采用高斯-克吕格、UTM等局部等角投影，这本身就是行业通行的原则。

对于普通大众如何建立更科学的全球地理认知，赵娟也给出了两点建议。第一，建立底层认知。所有平面世界地图都存在变形，球体的地球不可能无失真地展成平面，不存在“完全真实”的平面世界地图。第二，警惕视觉偏见。不要仅凭地图上的图形大小直接判断国家、大陆的真实体量，有疑问时查阅权威面积数据即可。“地图从来不是世界本身，而是人类认识世界的工具。”赵娟强调，这场关于地图投影的讨论，本质上是让我们跳出单一视角，更全面、更客观地理解我们所处的世界。