우주물리학자가 고안한 '양면 세계 지도'

2장의 원형으로 그린 새 지도 ⓒJ. Richard Gott, Robert Vanderbei and David Goldberg

 

커다란 종이에 넓게 펼쳐 놓은 세계지도는 왜곡이 심하다. 위도와 경도를 모두 직선으로 표시하는 메르카토르(Mercator) 도법은 가장 인기 높은 지도 작성 방법이지만, 학생들의 이해도를 오도한다.
남극과 북극의 왜곡이 특히 심해서 남극 대륙은 다른 대륙을 다 합친 것보다 더 커 보인다. 거리도 오해의 소지가 있다. 일본과 하와이는 아주 멀리 떨어져 보이지만, 실제로는 그렇게 멀지 않다.

공같이 둥근 지구를 2차원 평면에 표현할 때 불가피하게 뒤따르는 왜곡이다. 이 오래됐지만 불편한 세계 지도를 바로잡을 방법은 없을까? 수 세기 동안, 지도 제작자들은 둥근 지구를 어떻게 평면에 왜곡이 덜하게 표시할 수 있을지 고민해왔다. 그리고 마침내 지금까지 만들어진 어떤 지구 지도보다 더 정확한 평면지도를 만들어냈다고 프린스턴 대학이 최근 발표했다.

새 평면지도에는 3명의 과학자들이 참여했다. 프린스턴의 천체물리학 명예교수이자 ‘지금까지 가장 좋은 지도’로 묘사된 우주 로그 지도를 만든 리처드 고트(J. Richard Gott) 교수가 참여했다. 미국 선거 결과를 잘 보여주는 퍼플 어메리카(Purple America)를 만든 로버트 반더베이(Robert Vanderbei) 프린스턴 교수, 그리고 드렉셀 대학 물리학과의 데이비드 골드버그 (David Goldberg) 교수이다.

세 전문가가 만든 새 지도는 지금은 거의 사라진 LP 음반을 닮았다. 네모난 것이 아니라, 완전히 원형으로 그렸다. 한 장에 지구를 담을 수 없어서 두 장으로 나눠 만든 다음에, 두 지도를 붙였다. 각 지도의 가운데 남극과 북극을 표시한 것도 새롭다. 지구를 한 장에 그리지 않고 두 장에 나눠 양면으로 만든 이 ‘원형의 양면 지도’는 평면 지도의 한계를 상당히 극복했다.

 

https://post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=30793579&memberNo=30120665&vType=VERTICAL 

우주물리학자가 고안한 ‘양면 세계 지도’

 

 

그리고, 원 자료(?)였을 프리스턴 대학교의 관련 기사

기사 처음에 실린, 레코드판 처럼 빙글빙글 돌아가는 지도의 소개 영상이 유독 눈에 띄인다.

 

https://www.princeton.edu/news/2021/02/15/princeton-astrophysicists-re-imagine-world-map-designing-less-distorted-radically

Princeton astrophysicists re-imagine world map, designing a less distorted, 'radically different' way to see the world

Princeton 교수 J. Richard Gott와 Robert Vanderbei는 Drexel 교수 David Goldberg와 협력하여 혁신적인 새 지도를 만들었습니다. 교과서 안에 들어가거나 깔끔하게 쌓아 보관할 수 있는 양면 디스크입니다. 시각적 왜곡을 최소화하면서 기존 평면 지도보다 더 정확한 거리를 제공합니다.
J. Richard Gott, Robert Vanderbei 및 David Goldberg의 비디오

 

 

 

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기사에 따르면, 이들은 0.0점을 왜곡이 적은 완벽한 것으로 보고 (당연히 지구본이 이에 해당함), 기존 지도에 점수를 매겼다고 한다.

 

당연히(?) 고위도로 갈수록 면적이 확대, 왜곡되는 '메르카토르 지도'는 8.296점

내셔널지오그래픽에서 사용했던 '빈켈 트리펠 지도'는 4.563점

20면체 지도인 '다이맥시언 지도(Dymaxion map)'는 예상외로(?) 15점 이상

 

 

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잠깐 사족으로, 다이맥시언 지도에 대해 언급하고자 한다.

 

 

<지도로 읽는 아시아>에서도 다이맥시언 지도는 소개되어 있다.

 

http://www.yes24.com/Product/Goods/56845684

지도로 읽는 아시아 - YES24

 

장 크리스토프 빅토르, 로베르 쇼우아, 기욤 쇼 저, 조민영 역, 2017년, 지도로 읽는 아시아, 시공사, 9쪽

다이맥션 맵(Dymaxion Map)으로도 불리는 벅민스터 풀러 도법(Buckminster Fulle`s projection)은 구 형태의 지구를 다면체로 재구성하여, 전개해서 보면 지구의 모든 육지가 하나의 땅덩어리로 보인다. 이 도법은 어떤 경로나 흐름을 나타낼 때 적합하다.

 

 

 

<여성 연구자, 선을 넘다,  지구를 누빈 현장연구 전문가 12인의 열정과 공감의 연구 기록>에서도

다이맥시언 지도를 통해 각 저자들의 연구 지역을 표시해 둔 것이 눈에 띈다.

 

http://www.yes24.com/Product/Goods/87306152

여성 연구자, 선을 넘다 - YES24

 

엄은희, 구기연, 임안나, 최영래, 장정아 편저 외 7명, 2020, 여성 연구자 선을 넘다, 눌민

이 책에 쓰인 세계 지도는 다이맥시언맵이다. 리처드 벅민스터 풀러가 1943년에 이 지도를 처음 발명했고, 1954년에 쇼지 사다오와 함께 개정해서 발표했다. 이 지도는 왜곡이 가장 적으며 지구 전체를 한눈에 볼 수 있도록 만들어진 것으로 알려져 있다. 지도의 굵은 점선대로 접으면 20면체를 만들 수 있다. CC BY-SA 4.0 정책에 의거해 사용했다.

이렇게 소개된 다이맥시언 지도가, 그들에 의해서는 왜곡도 15점 이상이라니 ㅠㅠㅠㅠㅠㅠ

 

 

 

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fuller_projection.svg

File:Fuller projection.svg - Wikimedia Commons

암튼 왜곡이 가장 적다하는, 이 투영법을 몇몇 샘들과 쓰고 있는 책에서 활용해보고 싶었던 적이 있었지만,

우리중 가장 qgis 전문가인 건쌤에 따르면, 무료인 qgis에서는 제공이 안된다고 한다. ㅠㅠㅠ

바로 저작권 문제인듯.

 

 

 

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어찌되었든, 레코드판과 같은 이 '양면 세계 지도(고트-골드버그-반더베이 투영법, Gott-Goldberg-Vanderbei projection)'는 타임지가 선정한 2021년 최고의 발명품 100선 중 하나로 선정되었다.

 

 

 

https://time.com/collection-post/6112653/gott-goldberg-vanderbei-projection/

A More Accurate World Map

 

https://time.com/collection/best-inventions-2021/6112653/gott-goldberg-vanderbei-projection/

Gott-Goldberg-Vanderbei Projection: The 100 Best Inventions of 2021

 

 

Time - 2021.11.22

 

 

타임지가 선정한 2021년 최고의 발명품엔 삼성 갤럭시 z 플립3도 포함되어 있다 ㅋㅋㅋㅋㅋ

THE BEST INVENTIONS OF 2021

 

 

 

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그렇다면, 고트-골드버그-반더베이 투영법, Gott-Goldberg-Vanderbei projection은 아쉬운점이 없는 것일까?

뉴욕 타임즈 기사에서 관련 내용이 실려있다.

*레코드 판처럼 빙글빙글 돌아가는 gif 파일도 볼만함.

 

https://www.nytimes.com/2021/02/24/science/new-world-map.html

Can This New Map Fix Our Distorted Views of the World?

 

 

 

 

His new kind of double-sided map, crafted with Dr. Goldberg and Robert Vanderbei, a mathematician at Princeton, skips the topological violence entirely. The map simply continues over the edge. You could stretch a string over the side; an ant could walk there. Without any cut, the map’s Goldberg-Gott distortion score blows all other maps currently in use out of the water, the team reports in a draft study.

Cartographers who regularly study world maps — perhaps fewer than 10 people — will now have time to react. “It never came up to me that it could be done in this way,” said Krisztian Kerkovits, a Hungarian cartographer working to develop his own projections.

But while the new map excels at addressing distortion, Dr. Kerkovits said it also introduced a new weakness. You can see only half of the planet at once, unlike the Winkel Tripel and Mercator. That undermines the basic premise of flaying out the whole world for inspection on a single page or screen.

To Dr. Gott, this is no different than the 3-D globe itself. But Dr. Kerkovits isn’t quite sure: After all, you can always rotate a globe slightly to see the neighbors of any chosen point. But in the double-sided map, you might have to flip the entire thing.

Ultimately a map’s success depends on which applications it’s used for, and how its popularity grows over time. Dr. Gott, whose paper also presents double-sided projections of Jupiter and other worlds, envisions the new map style as a physical object to turn over in your hands.

You could cut one out of a magazine, or you could store a whole stack of them in a thin sleeve, showing different planets or different data layers. And he hopes you may be tempted to try to print out and make your own using the appendix of his paper.

“Glue it back to back with double-stick tape — I think that’s better than Elmer’s Glue, but you can use glue,” Dr. Gott said. Then cut it out. “Maybe use card stock paper,” he added.

골드버그 박사와 프린스턴 대학의 수학자인 로버트 밴더베이가 만든 그의 새로운 종류의 양면 지도는 위상학적 폭력을 완전히 생략한다. 지도는 단순히 가장자리 너머로 계속된다. 줄을 옆으로 뻗으면 개미가 걸어갈 수 있다. 연구진은 연구초안을 통해 이 지도의 골드버그-고트 왜곡 점수가 현재 사용 중인 다른 모든 지도를 바다 밖으로 날려보낸다고 밝혔다.

세계 지도를 정기적으로 연구하는 지도 제작자 - 아마도 10명 미만의 사람들 - 은 이제 반응할 시간을 갖게 될 것이다. "이런 식으로 할 수 있다는 생각은 전혀 들지 않았습니다,"라고 자신만의 투영을 개발하기 위해 일하는 헝가리 지도 제작자 Kerkovits는 말했다.

그러나 커코비츠 박사는 새 지도가 왜곡을 해결하는 데는 탁월하지만 새로운 약점도 도입했다고 말했다. 여러분은 윙켈 트리펠과 메르카토르와 달리 한 번에 행성의 절반만 볼 수 있습니다. 그것은 한 페이지나 스크린에서 검사하기 위해 전 세계를 노출한다는 기본적인 전제를 훼손한다.

고트 박사에게 이것은 3-D 지구본과 다를 바 없다. 하지만 케코비츠 박사는 확신하지 못한다: 결국, 어떤 선택된 지점의 이웃을 보기 위해 지구본을 항상 약간 돌릴 수 있다. 하지만 양면 지도에서는 전체를 뒤집어야 할 수도 있습니다.

궁극적으로 지도의 성공은 지도가 어떤 응용 프로그램에 사용되는지와 시간이 지남에 따라 그 인기가 어떻게 상승하느냐에 달려 있습니다. 목성과 다른 세계의 양면 투영도 제시한 그의 논문은 새로운 지도 스타일을 여러분의 손에서 뒤집을 수 있는 물리적인 물체로 구상하고 있습니다.

잡지에서 하나를 오려내거나 얇은 슬리브에 전체 스택을 저장하여 다른 행성이나 다른 데이터 레이어를 표시할 수 있습니다. 그리고 그는 당신이 그의 논문의 부록을 이용해 프린트해서 당신만의 것을 만들고 싶어 할 수 있기를 바랍니다.

"더블스틱 테이프로 다시 붙여보세요. 저는 그것이 엘머의 글루보다 더 좋다고 생각하지만, 여러분은 풀을 사용할 수 있습니다," 라고 고트 박사가 말했습니다. 그럼 집어치워. 그는 "아마도 카드 용지를 사용할 것"이라고 덧붙였다.

 

 

뉴스 기사에서도 지구의 절반 밖에 보지 못하는 한계점(?)을 지적하고 있다.