Từ phép chiếu Mercator đến Equal Earth: Bản đồ thế giới thay đổi ra sao?

Bản đồ thế giới qua phép chiếu Equal Earth (ảnh trên) và Mercator (ảnh dưới). Nguồn: Al Jazeera

Ngày 4/9, Đại hội đồng Liên hợp quốc thông qua nghị quyết không ràng buộc mang tên “Điều chỉnh bản đồ: Cân bằng lại cách thể hiện bản đồ thế giới và thúc đẩy sự thể hiện công bằng các khu vực trên thế giới, đặc biệt là châu Phi”.

Theo truyền thông quốc tế, Nghị quyết do Togo và nhóm các nước châu Phi thúc đẩy, được thông qua với 164 phiếu thuận, một phiếu chống của Mỹ và 6 phiếu trắng. Tuy nhiên, đây không phải quyết định “khai tử” bản đồ truyền thống vốn dựa trên phép chiếu Mercator, hay buộc các nước trên thế giới phải chuyển hoàn toàn sang bản đồ sử dụng phép chiếu Equal Earth.

Nghị quyết khuyến khích chính phủ, trường học, các tổ chức quốc tế và các công ty công nghệ sử dụng Equal Earth hoặc những phép chiếu bảo toàn diện tích khác khi mục tiêu là thể hiện chính xác quy mô tương đối của các vùng đất. Nghị quyết đồng thời nhấn mạnh rằng không có phép chiếu phẳng nào có thể thể hiện hoàn hảo một Trái đất hình cầu.

Vì sao bản đồ phẳng cho Trái đất hình cầu luôn có một “cái giá”?

Theo Ars Technica, Trái đất có dạng gần hình cầu, trong khi giấy, màn hình máy tính hay điện thoại đều là mặt phẳng. Vì vậy, muốn đưa bề mặt cong của Trái đất lên một mặt phẳng, các nhà bản đồ học phải sử dụng những phép biến đổi toán học gọi là “phép chiếu bản đồ”.

Vấn đề nằm ở chỗ không thể “trải phẳng” một quả cầu mà không làm biến dạng ít nhất một đặc tính nào đó. Một phép chiếu có thể ưu tiên bảo toàn diện tích, phép khác ưu tiên hình dạng, khoảng cách hoặc phương hướng.

Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ (USGS) lưu ý rằng không một bản đồ phẳng nào có thể đồng thời bảo toàn chính xác tất cả các yếu tố trên. Mỗi phép chiếu vì thế được thiết kế cho những mục đích khác nhau.

Đây chính là điểm quan trọng để hiểu cuộc tranh luận giữa Mercator và Equal Earth: không phải một bên “đúng” còn bên kia “sai” về mọi mặt; chúng được tạo ra để ưu tiên những đặc tính khác nhau.

Mercator: Bản đồ ra đời để giúp thủy thủ đi biển

Phép chiếu Mercator được nhà bản đồ học người Flemish Gerardus Mercator công bố năm 1569, trong bối cảnh hàng hải viễn dương đang phát triển mạnh.

Mục tiêu của Mercator rất thực tế: giúp các thủy thủ xác định và duy trì hướng đi.

Trên bản đồ Mercator, những đường có hướng la bàn không đổi có thể được thể hiện thành đường thẳng. Đặc điểm này khiến phép chiếu trở thành công cụ đặc biệt hữu ích cho hàng hải. USGS cho biết Mercator có ưu thế quan trọng trong việc thể hiện phương hướng, nhưng phải đánh đổi bằng sự biến dạng ngày càng lớn về diện tích khi tiến về hai cực.

Đây là lý do bản đồ Mecator tạo ra một hình ảnh thế giới mà nhiều người đã quá quen thuộc: Greenland có vẻ gần tương đương châu Phi về kích thước.

Nhưng thực tế, diện tích châu Phi khoảng 30,4 triệu km², trong khi Greenland khoảng 2,2 triệu km², tức là châu Phi lớn gấp khoảng 14 lần Greenland.

Trên Mercator, Greenland bị phóng đại rất mạnh vì nằm ở vĩ độ cao, trong khi châu Phi nằm phần lớn quanh vùng xích đạo và vì thế ít bị phóng đại hơn. Các khu vực ở Bắc Mỹ và Bắc Âu cũng xuất hiện lớn hơn tương đối so với diện tích thực.

Đáng chú ý, các cực về lý thuyết không thể được thể hiện đầy đủ trên phép chiếu Mercator vì mức độ biến dạng tăng vô hạn khi tiến tới hai cực.

Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa Mercator là một “bản đồ sai”. Nó làm rất tốt nhiệm vụ mà nó được tạo ra để thực hiện: hỗ trợ định hướng hàng hải.

Vấn đề chỉ bắt đầu xuất hiện khi một phép chiếu được thiết kế cho hàng hải lại được sử dụng rộng rãi để giúp con người hình dung quy mô tương đối của toàn bộ thế giới.

Equal Earth: Giữ đúng tỷ lệ diện tích

Equal Earth xuất hiện muộn hơn rất nhiều. Phép chiếu này được ba nhà bản đồ học Bojan Savric, Tom Patterson và Bernhard Jenny phát triển năm 2018, với mục tiêu tạo ra một bản đồ thế giới có hình dáng trực quan, dễ nhận biết nhưng đồng thời bảo toàn tỷ lệ diện tích giữa các vùng đất. Nghiên cứu về Equal Earth được công bố trên Tạp chí quốc tế về Khoa học Thông tin Địa lý vào năm 2018.

Nói đơn giản, nếu châu Phi có diện tích lớn gấp 14 lần Greenland ngoài đời thực, thì trên Equal Earth, tỷ lệ diện tích giữa hai nơi cũng được giữ tương ứng.

Equal Earth thuộc nhóm phép chiếu “bảo toàn diện tích” (equal-area). Nó được thiết kế với hình dáng tổng thể gợi nhớ phép chiếu Robinson, vốn khá quen thuộc trong các bản đồ thế giới, nhưng khác Robinson ở chỗ Equal Earth bảo toàn diện tích.

Khi chuyển từ Mercator sang Equal Earth, người xem sẽ nhận thấy ngay một số thay đổi.

Châu Phi trông lớn hơn đáng kể. Nam Mỹ cũng có diện mạo tương xứng hơn với diện tích thực. Trong khi đó, Greenland, Canada và các vùng đất ở vĩ độ cao không còn bị “kéo phồng” như trên Mercator.

Đổi lại, Equal Earth không thể bảo toàn mọi thứ. Hình dạng, góc và khoảng cách ở một số khu vực vẫn bị biến dạng. Đó là cái giá của việc ưu tiên diện tích.

Nói cách khác, Equal Earth không loại bỏ sự biến dạng; nó lựa chọn biến dạng theo một cách khác.

Điều này cũng giải thích tại sao việc Liên hợp quốc khuyến khích sử dụng bản đồ Equal Earth không đồng nghĩa với việc bản đồ Mercator sẽ biến mất.

Đặc biệt, các hệ thống bản đồ trực tuyến còn sử dụng rộng rãi một biến thể của Mercator gọi là Web Mercator (EPSG:3857). Tổ chức Open Geospatial Consortium cho biết Web Mercator là hệ quy chiếu được sử dụng phổ biến trong các hệ thống bản đồ trực tuyến như Google Maps, Microsoft Bing Maps và các bản đồ dạng ô của OpenStreetMap.

Vì vậy, nếu ngày mai một số bản đồ thế giới trong sách giáo khoa được thay bằng Equal Earth, điều đó không có nghĩa các ứng dụng định vị, hàng hải hay hệ thống bản đồ số sẽ lập tức đổi sang Equal Earth.

Bản đồ thế giới sẽ thay đổi ra sao?

Điểm thay đổi rõ nhất có thể xuất hiện trong giáo dục và truyền thông. Nếu Equal Earth được sử dụng rộng rãi hơn trong sách giáo khoa, bản đồ treo tường, các tài liệu giáo dục và những sản phẩm bản đồ dùng để so sánh diện tích, trẻ em sẽ nhìn thấy một thế giới trong đó châu Phi có kích thước tương xứng với thực tế.

Đây cũng là lý do vấn đề bản đồ nhận được sự quan tâm mạnh từ các nước châu Phi.

LHQ dẫn lời Ngoại trưởng Togo Robert Dussey cho rằng bản đồ không chỉ cung cấp thông tin địa lý mà còn định hình cách con người hình dung thế giới. Phía Togo nhấn mạnh rằng sáng kiến không nhằm chống lại bất kỳ quốc gia hay phép chiếu nào, mà hướng tới việc thể hiện chính xác hơn tỷ lệ giữa các khu vực.

Tuy nhiên, nghị quyết của Liên hợp quốc cũng đặt ra những giới hạn rất rõ.

Nó không thay đổi biên giới quốc gia, không thay đổi chủ quyền lãnh thổ và không tạo ra bất kỳ cơ sở pháp lý nào cho các tranh chấp lãnh thổ.

Trong phiên họp Đại hội đồng, nhiều nước nhấn mạnh rằng nghị quyết chỉ liên quan đến cách thể hiện bản đồ về mặt giáo dục, khoa học và địa lý. Đại diện New Zealand, phát biểu thay Canada, Australia và New Zealand, nhấn mạnh rằng nghị quyết không ảnh hưởng đến việc sử dụng bản đồ trong hàng hải và không liên quan tới chủ quyền, toàn vẹn lãnh thổ hay biên giới quốc gia.

Ngay cả Ấn Độ cũng lưu ý rằng nghị quyết nên được hiểu rộng hơn là khuyến khích sử dụng các phép chiếu bảo toàn diện tích khi mục tiêu là thể hiện chính xác quy mô các vùng đất, chứ không nên hiểu là Liên hợp quốc chỉ định một phép chiếu duy nhất cho mọi trường hợp.

Đổi bản đồ có thực sự đổi cách nhìn thế giới?

Địa lý không thay đổi khi phép chiếu thay đổi. Châu Phi vẫn rộng khoảng 30,4 triệu km². Greenland vẫn chỉ rộng khoảng 2,2 triệu km². Việc đổi phép chiếu không làm một lục địa lớn lên hay một quốc gia nhỏ đi.

Thứ thay đổi là hình ảnh mà con người nhìn thấy. Trong hàng trăm năm, bản đồ Mercator đã trở thành một trong những hình ảnh quen thuộc nhất về thế giới. Nó rất hữu ích cho hàng hải, nhưng khi được dùng như một bản đồ thế giới phổ thông, những biến dạng về diện tích có thể khiến người xem hình thành ấn tượng sai về quy mô tương đối của các khu vực.

Equal Earth đưa ra một cách nhìn khác: chấp nhận một số biến dạng về hình dạng và khoảng cách để giữ lại điều mà nó cho là quan trọng hơn trong bản đồ thế giới – tỷ lệ diện tích thực tế.

LHQ vì thế không nói rằng thế giới chỉ nên có một bản đồ duy nhất. Nghị quyết của Đại hội đồng LHQ nhắc lại một nguyên tắc cơ bản của ngành bản đồ học: mọi bản đồ phẳng đều là một sự thỏa hiệp.