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地图描绘方向


  关注地图的人都知道,许多地图上有经纬度,尤其是世界地图,经纬度是必要的基本内容,它在地图上发挥着定向定位的作用。

  方向感是人与生俱来的,否则活动起来就会晕头转向。而世界统一的地理方向标准,则是社会发展到一定程度的产物。

  地球除了绕太阳公转外,还绕着自己的轴转。地球的自转轴线称为地轴,它和地球面的交点就是两极,在北面的叫北极,在南面的叫南极。

  垂直于地轴,并通过地心的平面叫赤道平面;赤道平面与地球表面相交的大圆圈叫赤道;地球表面与赤道平行的各个圆圈叫纬线;纬线上任意一点的切面的垂直面与赤道面之间所构成的夹角,叫地理纬度;纬度以赤道为0°,向北、南各以90°计算,向北叫北纬,向南叫南纬。

  通过地轴垂直于赤道面的平面叫做经面或子午面,它和地球表面相交的线叫经线或子午线。地球表面上任一点的经线面与起始经线面之间的夹角叫做地理经度。起始经线就是0°经线,也叫本初子午线,由此向东、西各以180°计算,向东称东经,向西为西经。

  地球赤道为南、北半球的分界线。0°经线和东、西经180°经线,为东、西半球的分界线。地球是一个旋转着的椭圆体,它的“东西南北中”方位的划定,总体上是人类长期实践形成的一个经验性结果,拿经纬度起始线的划定来说,纬度以赤道为0°没有异议,但经度的划定则比较紊乱。当初,许多国家都有各自的0°经线,有将0°经线摆在加那利群岛附近的,有将它选在通过亚速尔群岛或康拉尔群岛的;西班牙以西、葡分界的教皇经度线为0°经线,法国则定加那利群岛的费罗岛为0°经线,1676年,英国开始以伦敦为0°经线,最初定点在圣·保罗大教堂,1794年后定点在格林尼治天文台。1884年在美国华盛顿召开的国际经度会议上,确定了以通过英国伦敦格林尼治天文台的经线为0°经线,最终被全世界所公认。有了世界统一的起始经线和起始纬线,地学界才出现了地球上的东半球、西半球、南半球、北半球这四个半球的说法。

  经线和纬线是地图上两组正交为90°的曲线,这两组正交的曲线构成的网格称为经纬网,构成的坐标系统,称为地理坐标系。

  最早引入经纬线概念的,是3世纪古希腊被后人称作地理学之父的埃拉托色尼。他首先创造了“地理学”这个词,并在地理学方面做出了杰出贡献,他的《地球大小的修正》著作中,论述了地球的形状,首创了精确测算地球圆周的科学方法,其精确程度令人为之惊叹。

  他绘制的一幅世界地图上画出了六条纬线和七条经线,第一次使用了经线和纬线来定位,虽然这些经线和纬线之间的距离并不相等,也不精确,但这种以经纬网确定方位的方法,却是一个了不起的创造,是地图发展中的一项重大的突破和飞跃,它为投影地图学的出现奠定了基础,是投影地图学取代经验地图学的先驱。

  埃拉托色尼引入了经纬线的概念,而怎样测量经纬度,则是由古希腊著名的科学家托勒密完成的。

  托勒密创立的“地心说”虽然被“日心说”所取代,这是他那个时代的科学局限性造成的,但他在地理学上的出色成就却被后人所称颂。

  托勒密认为,地理学的研究对象应为整个地球,主要研究其形状、大小、经纬度的测定以及地图投影的方法等。他创立了圆锥投影法和伪圆锥投影法,前者至今常用于绘制中纬度沿东西方向延伸地区或小范围地图;后者至今仍常用于绘制小比例尺大范围地图、大洲图。他制造了测量经纬度用的星盘和后来驰名欧洲的角距测量仪,并且收集了8000多个地方的经纬度,建立起地理经纬网。

  其实,经线和纬线都是假设的,并没有刻在地壳上,但人们可以根据这些假设的经纬网上的经度和纬度,确定地球表面任何地点的位置和方向,并广泛地应用在社会活动中。

  比如1978年的某一天,我国“团结”号轮在北纬33°49′、东经137°03′处突然起火,轮船及时发出求救信号,并准确地报出了船的经纬度,很快,附近的船只收到求救信号,通过海图查到了它的具体方位,以最快的速度到达出事海域,避免了一场海难。

  这样的例子不胜枚举,地理坐标系的概念和应用已经渗透到各行各业、各个领域。这一全球统一的地理方位标准,成为世界发展战略中不可缺少的元素,是建立数字城市、数字区域、数字地球的数学基础。

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