Wonder of World Map Projection มหัศจรรย์เส้นโครงแผนที่โลก
่่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