่่การเดินทางของแผนที่ตั้งแต่อดีตถึงปัจจุบันนั้นยาวนานพอ ๆ กับอารยธรรมมนุษย์ คงจะไม่ฟังดูเกินจริงไป หากจะกล่าวว่าความรู้ในการสร้างแผนที่ คือเครื่องมือที่ทำให้เหล่า Homo sapiens ยังคงเป็นผู้อยู่รอด จากจารึกบนแผ่นดินเหนียว สู่แผนที่ดาวเทียม รากฐานในการสร้างแผนที่มีมาตั้งแต่ยุคกรีกโบราณ สมัยของ Ptolemy ที่มีการกำหนดระบบค่าละติจูดและลองจิจูด ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของการทำแผนที่ในสมัยปัจจุบัน 

ภาพแสดงการสร้างเส้นโครงแผนที่ในยุคโบราณ
[Image: https://explokart.eu/publicaties-teamleden/publicaties-peter-van-der-krogt/]

เส้นโครงแผนที่หรือเรียกว่า Map Projection

แผนที่โลกมีหลากหลายประเภท ขึ้นอยู่กับเทคนิคที่ใช้ในการสร้างเส้นโครงแผนที่หรือเรียกว่า Map Projection ซึ่งหมายถึงระบบของเส้นที่ประกอบไปด้วยเส้นละติจูดและลองจิจูดที่ใช้ในการแสดงลักษณะทรงกลมของโลกในแนวราบ โดยใช้การวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์เพื่อรักษาระยะทาง พื้นที่ ทิศทาง หรือรูปร่าง ไว้ตามอัตราส่วนให้ใกล้เคียงกับสภาพความเป็นจริงมากที่สุด 

ภาพจำลองการทำแผนที่จากวัตถุบนพื้นผิวทรงกลมลงบนพื้นราบ

[Image: https://gisgeography.com/map-projections/]

เนื่องจากรูปทรงของโลกเป็นทรงรี (Ellipsoid) มีพื้นผิวโค้ง การสร้างแผนที่แบบพื้นราบจึงเกิดการบิดเบี้ยว (Distortion) ขึ้น ชี้ให้เห็นความจริงอันหลีกเลี่ยงไม่ได้ว่า ไม่มีแผนที่ฉบับไหนที่แสดงลักษณะต่าง ๆ บนพื้นผิวโลกตามสภาพความเป็นจริงได้ถูกต้องสมบูรณ์แบบ ยกเว้นแผนที่แบบลูกโลก (Globe) ซึ่งเป็นทรงกลมที่มีลักษณะใกล้เคียงกับโลก แต่ก็มีข้อจำกัดในเรื่องมาตราส่วนจึงไม่สามารถแสดงรายละเอียดได้ทั้งหมดและบวกกับมีค่าใช้จ่ายในการทำสูง 

[Image: https://gis.depaul.edu/shwang/teaching/geog258/MapProjections.htm]

แผนที่ในแนวราบจึงเป็นทางเลือกที่ได้รับความนิยมมากกว่า โดยแผนที่โลกที่ดีควรมีคุณสมบัติรักษาทิศทาง พื้นที่ หรือรูปร่าง การบิดเบี้ยวที่ต่างออกไปจากพื้นผิวโลกที่แท้จริงนั้นคือการหาทางออกเพื่อคงคุณสมบัติที่มีให้ได้มากที่สุด ซึ่งกลายเป็นที่มาของแนวความคิดในการสร้างเส้นโครงแผนที่หรือ Map Projection 

ภาพแสดงการฉายแสงจากลูกโลกใสลงบนแผ่นราบ

[Image: https://sciencedemonstrations.fas.harvard.edu/presentations/mercator-projection]

หลักการสร้างเส้นโครงแผนที่คือการฉายแสงผ่านลูกโลกจำลองที่มีความโปร่งใสให้ภาพไปปรากฏอยู่บนพื้นราบ โดยเส้นโครงแผนที่แบ่งตามทฤษฎีลักษณะระนาบสัมผัสกับลูกโลกได้ดังนี้  

เส้นโครงแผนที่แบบระนาบสัมผัส (Azimuthal Projection) 

เกิดจากการวางแผ่นราบสัมผัสกับลูกโลก โดยกำหนดจุดฉายแสงจากจุดใดจุดหนึ่ง เช่น ตรงจุดศูนย์กลางของโลก จุดตรงกันข้ามกับพื้นราบที่สัมผัส และจากระยะอนันต์ไปยังฉากรับภาพ ซึ่งจะให้ผลลัพธ์ที่ต่างกัน เช่น จากจุด A กึ่งกลางลูกโลก เรียกว่า Gnomonic จุด B จากผิวโลกตำแหน่งใด ๆ เรียกว่า Stereographic จุด C จากระยะใด ๆ เรียกว่า Orthographic 

ภาพแสดงจุดกำเนิดแสงตามตำแหน่งต่าง ๆ และได้ผลลัพธ์ที่ต่างกัน

เส้นโครงแผนที่แบบกรวย (Conic Projection) 

เกิดจากการฉายแสงผ่านลูกโลกที่ห่อด้วยทรงกรวยตามจุดสัมผัสที่กำหนดซึ่งยึดเป็นเส้นขนานมาตรฐาน (Standard parallel) เมื่อคลี่ทรงกรวยออก เส้นลองจิจูดจะเฉียงทำมุมเข้าหากันคล้ายซี่พัด ในขณะที่เส้นลองติจูดเป็นเส้นโค้งขนานกัน จุดสัมผัสแบ่งออกได้ 3 แบบ คือ แบบกรวยสัมผัส (Central conical projection หรือ Tangent cone) แบบกรวยตัด (Secant conical projection) และแบบหลายกรวย (Polyconic projection)

เส้นโครงแผนที่แบบทรงกระบอก (Cylindrical Projection) 

เกิดจากการใช้รูปทรงกระบอกม้วนรอบลูกโลก หรือตัดผ่านพื้นผิวบริเวณตำแหน่งใด ๆ แล้วฉายแสงจากจุดกึ่งกลางจะได้ผลลัพธ์และคุณสมบัติที่ต่างกันไป โดยแบ่งได้ 3 แบบ คือ ทรงกระบอกธรรมดาที่กำหนดจุดสัมผัสรอบเส้นศูนย์สูตร (Equator) ทรงกระบอกแบบตามขวาง (Transverse) และทรงกระบอกแบบเฉียง (Oblique) 

นอกจากหลักการฉายแสงลงบนวัตถุแล้ว การสร้างเส้นโครงแผนที่ยังต้องอาศัยการคิดคำนวณทางคณิตศาสตร์เพื่อมาประยุกต์ให้เหมาะสม นักทำแผนที่ล้วนหาวิธีในการสร้างผลงานอันเป็นเอกลักษณ์ของตนเองโดยไม่มีวิธีตายตัว แผนที่โลกในแนวราบจึงมีหลากหลายลักษณะ และมีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน แต่มีจุดร่วมเดียวกันคือต้องการถ่ายทอดรายละเอียดบนโลกให้ได้ถูกต้องแม่นยำที่สุดเท่าที่จะทำได้   

THiNKNET Design Studio ได้รวบรวมแผนที่โลกแบบต่าง ๆ ไว้ใน World Map Projection Series เพื่อสร้างทางเลือกที่หลากหลายให้กับผู้สนใจแผนที่โลกแบบต่าง ๆ ซึ่งผ่านการกลั่นกรองจากนักทำแผนที่ผู้มีชื่อเสียงหลายคน นอกจากจะได้ศึกษาเรื่องราวความเป็นไปของการสร้างเส้นโครงแผนที่แบบต่าง ๆ แล้วยังได้เปลี่ยนมุมมองที่เคยมีกับแผนที่เดิม ๆ  

Dymaxion Projection World Map ผืนน้ำและแผ่นดินเดียวของฟุลเลอร์

แผนที่ชุดรัฐกิจโลก 2 ภาษา: ไดแมกเซียน โปรเจกชัน

แผนที่โลกรูปเรขาคณิต โดดเด่นด้วยดีไซน์และหลักคิดอันแยบยล ผลงานของ Richard Buckminster Fuller ที่นำเสนอโลกจากมุมมองของสถาปนิกผู้คร่ำหวอดในสาขาวิศวกรรมศาสตร์และนวัตกรรมโลกอนาคต ภายใต้แนวคิด โลกอันมีผืนน้ำและแผ่นดินเดียวที่มิควรแบ่งแยก 

Winkel Tripel Projection World Map แผนที่โลกที่เกือบถูกลืมของวิงเคิล

แผนที่ชุดรัฐกิจโลก 2 ภาษา: วิงเคิล ทริปเพิล โปรเจกชัน

แผนที่โลกของ Oswald Winkel ทำแผนที่ที่เกือบถูกกลืนหายไปกับกาลเวลาแต่ได้ฝากผลงานเอาไว้ในฐานะเส้นโครงแผนที่แบบประนีประนอม (Compromise Map Projection) โดยการลดค่าความบิดเบี้ยว (Distortion) ได้อย่างแนบเนียน นำเสนอโลกทั้งใบในหนึ่งหน้าได้อย่างสมบูรณ์เข้าใจง่าย จนได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลายในเวลาต่อมาทั้งจากสถานศึกษา และสื่อสิ่งพิมพ์ชื่อดัง 

Robinson Projection World Map แผนที่โลกในอุดมคติของโรบินสัน

แผนที่โลกที่ถูกออกแบบเพื่อนำเสนอภาพรวมของโลกทั้งใบอย่างเข้าใจง่าย ผลงานของ Arthur H. Robinson เน้นความสวยงามมากกว่าสัดส่วนที่แม่นยำด้วยเหตุผลเชิงพาณิชย์ แต่ก็พยายามลดความบิดเบือนของพื้นที่ รูปร่าง ทิศ ระยะทาง และมุมให้ได้มากที่สุด ซึ่งครั้งหนึ่ง National Geographic Society เคยใช้เป็นแผนที่โลกมาตรฐานอยู่นานหลายปี  

Goode Homolosine Projection World Map โลกเปลือกส้มของนักทำแผนที่หัวขบถ

แผนที่ชุดรัฐกิจโลก 2 ภาษา: กู๊ด โฮโมโลซีน โปรเจกชัน

เส้นโครงแผนที่แบบขาดตอน (Interrupted Projection) มองดูคล้ายกับเปลือกของส้มที่ลอกออกจากผล ผลงานของ John Paul Goode เป็นเกิดจากการผสมกันระหว่างเส้นโครงแผนที่แบบ Homolographic (Mollweide) รวมกับ Sinusoidal ระหว่างละติจูด 40 องศาใต้ถึง 40 องศาเหนือ เพื่อคงไว้ซึ่งสัดส่วนโดยรวมของทวีปให้มีขนาดใกล้เคียงที่สุด   
 

Berhmann Projection World Map เส้นโครงแผนที่ทรงกระบอกของแบร์มันน์

หนึ่งในเส้นโครงแผนที่ทรงกระบอกแบบคงพื้นที่ (Cylindrical equal-area projection) นำเสนอโดย Walter Emmerich Behrmann โดยใช้เทคนิคการฉายภาพของโลกทรงกลมลงบนพื้นผิวทรงกระบอกซึ่งตัดผ่านผิวโลกที่เส้น 30°N และ 30°S แสดงพื้นที่บนผิวโลกตามขนาดจริงตลอดแนวเส้นขนานมาตรฐาน (Standard Parallel) แต่ปรากฏความเพี้ยนของมุม ทิศ ระยะทาง และรูปร่างในบริเวณที่ห่างออกไป ซึ่งเห็นได้ชัดบริเวณขั้วโลกทั้งสอง 

Peirce Quincuncial Projection World Map โลกสี่เหลี่ยมจัตุรัสไม่รู้จบของเพอร์ซ

แผนที่ชุดรัฐกิจโลก 2 ภาษา: เพอร์ซ ควินคันเชียล โปรเจกชัน

เส้นโครงแผนที่แบบคงรูป (Conformal Map Projection) ผลงานของชาร์ลส์ แซนเดอร์ส เพอร์ซ ซึ่งใช้สูตรคำนวณของ Schwarz Christoffel แปลงโลกทรงกลมออกมาเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส โดยแสดงขั้วโลกเหนือไว้ยังจุดกึ่งกลาง ปรากฏขั้วโลกใต้ในแต่ละมุม และมีเส้นศูนย์สูตรเป็นรูปสี่เหลี่ยม คุณสมบัติที่โดดเด่นของแผนที่ชนิดนี้คือ เทสเซลเลชัน (Tessellation) หรือเรียกว่าการเรียงต่อกันไปเรื่อย ๆ ได้โดยไม่มีช่องว่าง    

Orthographic Projection World Map ศาสตร์แห่งการสร้างโลกบนหน้ากระดาษ

เส้นโครงแผนที่ที่มีมาแต่โบราณ เกิดจากการฉายภาพเป็นเส้นตรงจากระยะอนันต์ (Infinity) แสดงภาพของโลกเสมือนสามมิติ คล้ายภาพถ่ายทางอากาศ ซึ่งถ่ายทอดรายละเอียดได้เพียงซีกโลกเดียวเท่านั้น โดยบริเวณระนาบสัมผัสจะมีมาตราส่วนที่แม่นยำ แต่เมื่อห่างจากจุดสัมผัสออกไปจะปรากฏความบิดเบือนมากขึ้น ส่วนใหญ่มักใช้เป็นแผนที่ประกอบบทความมากกว่าจุดประสงค์ทางภูมิศาสตร์ 

Mollweide Projection World Map โลกวงรีบนหน้ากระดาษของมอลล์ไวด์

รู้จักกันในชื่อ Homolographic Projection หรือบางครั้งก็เรียก Babinet Projection ตามชื่อ Jacques Babinet ผู้ปรับปรุงและเผยแพร่จนเป็นที่รู้จักในยุคต่อมา ซึ่งต้นฉบับเดิมคิดขึ้นโดย Karl Brandan Mollweide นิยมใช้เป็นแผนที่โลก มีคุณสมบัติรักษาพื้นที่ โดยแสดงพื้นที่ส่วนต่าง ๆ บนโลกตามสัดส่วนใกล้เคียงจริง มีเส้นเมริเดียนปฐมกับเส้นศูนย์สูตรเป็นเส้นตรงตัดกันเป็นมุมฉาก และเส้นละติจูดเป็นเส้นโค้งขนานกันไปเรื่อย ๆ ขนาดพื้นที่บริเวณเส้นศูนย์สูตรค่อนข้างแม่นยำ แต่ปรากฏความบิดเบี้ยวชัดเจนบริเวณขั้วโลกทั้งสอง

การสร้างสรรค์แผนที่ต้องอาศัยองค์ความรู้หลายประการผนวกเข้าด้วยกัน การสร้างเส้นโครงแผนที่หลากหลายรูปแบบล้วนเกิดจากเทคนิคเฉพาะตัวของนักทำแผนที่แต่ละคนเพื่อหาวิธีที่เหมาะสมที่สุดในการเอาชนะข้อจำกัดของการสร้างแผนที่ในแนวราบ แม้จะไม่มีแผนที่ใดสมบูรณ์แบบที่สุด แต่ผู้ใช้แผนที่สามารถเลือกใช้ให้เหมาะกับคุณสมบัติที่ต้องการได้

THiNKNET Design Studio ยังมีผลิตภัณฑ์อีกมากมายให้เลือกสรร ไม่ว่าจะเป็น สื่อการเรียนรู้ในรูปแบบต่าง ๆ แผนที่เพื่อการวางแผนธุรกิจ รวมถึงหนังสือคู่มือท่องเที่ยว "เที่ยว ล่า สุด" หนังสือท่องเที่ยวที่ออกตามล่าหาความเป็นที่สุดในทุก ๆ การเดินทาง 

ติดตามความเคลื่อนไหวได้ที่ Facebook: THiNKNETDesignStudio
ซื้อสินค้าสื่อการเรียนรู้อื่น ๆ แผนที่เพื่อการตกแต่ง และหนังสือคู่มือท่องเที่ยวได้ ที่นี่
สอบถามรายละเอียดเพิ่มเติม Line: @thinknetdesign
Tel: 0 2480 9990

ขอบคุณข้อมูลจาก

https://www.icsm.gov.au/education/fundamentals-mapping/projections/commonly-used-map-projections

https://www.gislounge.com/map-projection/

https://www2.gistda.or.th/main/th/node/863

https://storymaps.arcgis.com/stories/99d6123b51d2487689f855f4a7875c76