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墨卡托发明正轴等角圆柱投影法,用于航海绘图 

航海图的历史可以追溯到13世纪在西欧地区开始使用的波托兰海图。这种海图实际上是由海员们根据实际航海经验绘制出的海岸和港口示意图,制图范围主要集中在地中海及大西洋沿岸,图上用来导向的方向线也不精确。从15世纪开始,西欧探险家的活动范围开始跨越大洋,波托兰海图的绘制方法已经不能满足在地球表面弯曲洋面上航行的导航需求。

地球是近圆形的椭球体,将球面上地物的方位标示在平面图上,必须解决地物之间相对方位的变形问题。由于导航操作的实际需要,航海图上的恒向线必须保持为直线,方位角也要保持为等角。为满足上述要求,荷兰地图学家墨卡托在1569年设计了正轴等角圆柱投影法,被称为墨卡托投影法:设想将地球放置在一个与地轴方向一致的圆柱体中,使其赤道线与圆柱面相切;在地球中心放一盏灯,沿光线方向把球面上的图形投影到圆柱面上;把圆柱面展开后,即得到以赤道为标准纬线、用墨卡托投影法绘制出的地图。

墨卡托投影法奠定了现代海图编绘的数学基础,其特点是:没有角度变形;由每一点向各方向的长度比相等;图上的经线和纬线为各自平行的直线且相交成直角;经线间隔相等,纬线间隔从标准纬线向两极逐渐增大。在采用墨卡托投影法绘制的地图上,尽管长度和面积变形显著,但由于地图具有等角投影和等角航线保持为直线的特性,因此导航十分准确。墨卡托第一次将整个地球表面描绘在了平面上,画成了一幅适于航海导航的世界全图。

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