حجتالاسلاموالمسلمین فرحزاد:
یک عضو هیات علمی دانشگاه آزاد در گفتوگو با آناتک بررسی میکند
معاون امور تحول و تعالی سمای دانشگاه آزاد در یادداشتی مطرح کرد
چرا سازمان ملل میخواهد نقشه جهان را اصلاح کند
وقتی به نقشه جهان نگاه میکنیم، معمولا تصور میکنیم آنچه میبینیم همان شکل و اندازه واقعی قارههاست؛ اما نقشه در واقع تصویری ریاضی از زمینی است که سطحی خمیده و تقریباً کروی دارد. برای تبدیل این سطح سهبعدی به یک صفحه دوبعدی، نقشهنگاران از «سیستمهای تصویر» یا «پروجکشن» استفاده میکنند. در این فرایند، بخشی از ویژگیهای واقعی زمین دچار «اعوجاج» میشود؛ یعنی شکل، اندازه، فاصله یا جهت برخی مناطق روی نقشه با واقعیت زمین تفاوت پیدا میکند. هیچ نقشه تختی وجود ندارد که بتواند همزمان شکل، مساحت، فاصله و جهت را در سراسر جهان بدون تغییر حفظ کند.
در همین زمینه، خبرنگار آناتک با دکتر علیرضا حسنزاده خوشطینت، استاد مهندسی عمران (گرایش ژئودزی) و عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی، درباره علت ایجاد اعوجاج در نقشههای جهان، تفاوت سیستمهای تصویر و کاربرد هر یک از آنها گفتوگو کرده است. او در این گفتوگو درباره تفاوت میان نقشههای مختلف و نحوه نمایش ویژگیهای واقعی زمین توضیح میدهد.
یکی از شناختهشدهترین این سیستمها، «پروجکشن مرکاتور» است که «ژرار مرکاتور» نقشهنگار فلاندری، آن را در قرن شانزدهم برای کاربردهای دریانوردی طراحی کرد. مزیت مهم مرکاتور این بود که جهتها و زوایا را بهگونهای حفظ میکرد که مسیرهایی با جهت ثابت قطبنما روی نقشه به شکل خط مستقیم قابل ترسیم باشند؛ ویژگیای که آن را برای ناوبری بسیار کاربردی کرد. اما همین شیوه ترسیم باعث میشود هرچه از خط استوا به سمت عرضهای جغرافیایی بالاتر میرویم، اندازه ظاهری سرزمینها بیشتر از اندازه واقعی آنها شود.
در مقابل، «زمین برابر» (Equal Earth) یک سیستم تصویر مساحتبرابر است که برای نقشههای جهان طراحی شده و هدف اصلی آن این است که نسبت مساحت قارهها و سرزمینها به یکدیگر درستتر نمایش داده شود. در چنین نقشهای، آفریقا، آمریکای جنوبی و دیگر مناطق نزدیک استوا دیگر در مقایسه با سرزمینهای شمالی و جنوبی کوچکتر از واقعیت دیده نمیشوند. البته مساحتبرابر بودن به معنای حذف همه اعوجاجها نیست؛ در این نوع نقشهها نیز شکل، زاویه یا فاصله میتواند دچار تغییر شود، زیرا هیچ پروجکشن جهانی نمیتواند همه ویژگیهای هندسی زمین را همزمان بدون اعوجاج حفظ کند.
این تفاوتها پس از آن بار دیگر مورد توجه قرار گرفت که مجمع عمومی سازمان ملل متحد در ۴ سپتامبر ۲۰۲۶ با اکثریت قاطع قطعنامهای را برای تشویق استفاده از نقشههایی تصویب کرد که اندازه واقعی سرزمینها را منصفانهتر نشان میدهند. این قطعنامه بهمعنای ممنوع شدن مرکاتور یا الزام جهان به استفاده از یک نقشه واحد نیست، بلکه استفاده از «زمین برابر» و دیگر سیستمهای تصویر مساحتبرابر را، بهویژه در مواردی که مقایسه اندازه کشورها و قارهها اهمیت دارد، تشویق میکند.
چرا نمیتوان سطح کروی زمین را بدون اعوجاج روی یک صفحهٔ تخت نمایش داد؟
زمین در واقع دارای شکل بیضوی است، لیکن در اصطلاح عمومی از آن به عنوان کره زمین نام برده میشود. بدیهی است، هندسه بیضوی نسبت به هندسه کروی دارای پیچیدگی بیشتری میباشد (به لحاظ تغییرات در شعاع انحناء بیضوی). لذا، بدلیل شعاع انحناء زمین و زمانی که آنرا روی صفحه تصویر میکنیم اعوجاج ایجاد میگردد.
پروجکشن مرکاتور چگونه در قرن شانزدهم طراحی شد، هدف از ایجاد آن چه بود و چه ویژگیای از سطح زمین را حفظ میکرد که آن را برای ناوبری دریایی مناسب میساخت؟
«سیستم تصویر مرکاتور» (Mercator map projection) با هدف کاربرد در ناوبری، علی الخصوص ناوبری دریایی (Marin navigation) بر فرض اینکه زمین درون استوانهای محاط گردیده به شرطی که در مدار استوا بر استوانه مذکور مماس گردد، توسط مرکاتور طراحی گردید و به جهت حفظ زوایا (آزیموت یا سمت الراس) در ناوبری دریایی کاربرد بسزایی پیدا نمود.
چرا در مرکاتور هرچه از خط استوا به سمت قطبها حرکت میکنیم، سرزمینها بزرگتر از اندازه واقعی دیده میشوند؟
علیرغم حفظ زوایا در سیستم تصویر مرکاتور، لیکن همانطور که پیشتر اشاره گردید بدلیل شعاع انحناء زمین و هر چه از مدار استوا به سمت قطبین در دو نیم کره شمالی و جنوبی نزدیکتر میشویم، طولها دارای کشیدگی بیشتری نسبت به واقعیت میگردند.
اگر مرکاتور از نظر مساحت اعوجاج زیادی دارد، چرا ویژگیهای آن همچنان برای ناوبری دریایی مفید است؟
گرچه سیستم تصویر مرکاتور دارای اعوجاجات طولی میباشد، لیکن بدلیل حفظ زوایا و اینکه زوایا (آزیموت یا سمت الراس) در ناوبری اهمیت بسزایی در مسیریابی دارند، لذا در ناوبری دریایی مورد استفاده قرار گرفت.
با وجود اینکه محدودیتهای مرکاتور از مدتها پیش شناخته شده بود، چرا این پروجکشن همچنان در بسیاری از کاربردهای عمومی و دیجیتال دیده میشود؟
یک سیستم تصویر ایدهآل، سیستم تصویری است که در آن زوایا و طولها بطور توام حفظ گردند. به عبارتی دیگر، زوایا و طولها مطابق با واقعیت نمایش داده شوند. در سیستم تصویر مرکاتور زوایا حفظ میگردند و این بسیار مهم است و البته چنانچه این سیستم تصویر توسط افراد متخصص مورد استفاده قرار گیرد، میتوان به لحاظ ریاضی و با اعمال ضریب مقیاس یا Scale factor طولها را اصلاح نمود.
پروجکشن Equal Earth از نظر فنی چه تفاوتی با مرکاتور دارد و «مساحتبرابر» بودن آن دقیقا به چه معناست؟
در سیستم تصویر Equal earth هدف نمایش زوایا و طولها بصورت واقعی میباشد.
با توجه به تصمیم اخیر سازمان ملل، آیا میتوان Equal Earth را از نظر علمی «درستتر» از مرکاتور دانست، یا انتخاب پروجکشن باید به هدف نقشه بستگی داشته باشد؟
تصمیم مجمع عمومی سازمان ملل در استفاده از سیستم تصویر Equal earth به مفهوم اشتباه بودن سیستم تصویر مرکاتور نیست، بلکه تلاشی است در راستای نمایش واقعی و دقیق زمین بر روی نقشه به نحوی که زوایا و طولها حفظ گردیده و دیگر نیازی به محاسبات ریاضی جهت تبدیل طولهای اعوجاج یافته به طولهای واقعی نباشد.
البته این موضوع از منظر کلی و در جهت نمایش مرزبندی کشورها در نقشههای جغرافیایی با دیدگاه نمایش واقعی زوایا و ابعاد و مساحت آنها بر روی نقشه حائز اهمیت میباشد. زیرا، کشورهایی که در مدارهای بالاتر (دورتر از مدار استوا) واقع گردیدهاند، در سیستم تصویر مرکاتور و بدلیل اعوجاجات طولی این سیستم تصویر، ابعاد و مساحتی غیر واقعی از آنها روی نقشههای جغرافیایی نمایش داده میشود و تلاش در جهت استفاده از سیستم تصویر Equal earth راهکاری برای رفع این مشکل میباشد.
انتهای پیام/
