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即使地理学家感兴趣的一切事物均可通过野外考察进行观察与测量，但一个地区所包含的多种多样的有形与无形事物几乎不可能为了研究与解释而分离出少数主题被专门调查。
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因此，地图就成了地理学家必备而独特的工具。只有通过地图才能把任何一种空间分布和相互作用减少到一种可观测的尺度、将其分离开进行个别研究，并将其组合或重新组合起来以揭示地景本身不能直接量测的相互关系。
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制作地图的艺术、技巧与技术称为地图学（cartography）。虽然古希腊地球科学家的贡献也相当大，但现代科学制图起源于17世纪。古希腊地球科学家认识到地球是球形的，并开发了地图投影与网格系统。令人遗憾的是，中世纪希腊的地图学传统在欧洲多已失传，必须重新发现。文艺复兴时期各方面的进展给予地图学一种推动力。其中包括印刷术的发展、重新发现托勒密与其他希腊人的成果，以及地理大发现。
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此外，随着许多欧洲国家民族主义的崛起，这些国家必须确定和精确描绘边界和海岸线，以及描述一国边界之内的地貌类型。17世纪，法国和英国进行了意义重大的全国性测量。把数据呈现在地图上的许多惯例都起源于这些测量。
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认识地图上记录信息的方式使我们能够对地图进行正确的阅读和解译。为了防止得出不精确的结论，或者为了避免因失真的或带偏见的表现方法而导致偏差，我们一定要理解并评估地图上表现事实的方式。当然，由于要把圆形的地球展示到平面上，要用符号来表示某些对象，要进行综合归纳，以及要用不同于其真实大小的尺寸记录各种事物的外貌，因此一切地图都必然会有失真。这种对现实的失真是必然的，因为地图小于其描绘的事物，还因为地图上给人印象深刻的信息取决于对现实中的一小部分进行选择性强调。只要地图的读者了解了通常使用的地图类型的局限性，并了解哪些关系是失真的，他们就能正确解读地图。
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2.2 在球体上定点
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我们在第1章中看到，一切地理研究的起点是地方和事物的位置，而绝对位置是用精确且被认可的坐标系对地方的识别。
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地理学与生活（插图第11版） [:1705409572]
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网格系统
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为了使地球上定位点的基本系统形象化，把世界想象为一个上面没有任何标志的球体。当然，不建立一个参考系就无法描述地球上某个特定地点的准确位置。我们利用一个网格系统（grid system），该系统由一套想象的通过地球表面的线组成。系统的关键控制点是天然存在的北极、南极和赤道（equator），以及本初子午线。
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北极和南极是地球绕之旋转的地轴的端点。两极之间一半处，环绕地球一周、与地轴相垂直的线就是赤道。我们可以根据一个地点离赤道以南或以北的距离，用其与地心的交角来描述其位置。因为一个圆有360度，两极之间的距离为180度，所以赤道和南北极之间的距离就是90度。纬度（latitude）就是离赤道南北的角度距离，以度（°）来量测，其范围从0°（赤道）到90°（北极和南极）。从图2.1（a）明显可见，相互平行并平行于赤道的纬线呈东西走向。
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图 2.1 （a）网格系统：纬度圈。请注意离两极越近纬度圈越短。在地球仪上，从赤道向南北两极各第60条纬线的长度为赤道的一半。（b）网格系统：经度线。东西向的量度范围从0°到180°——就是说，从本初子午线向两边的第180条经线。因为经线在两极交汇，所以当你从赤道离开时，两条经线间的距离变短。（c）地球网格（或方格图），由纬度圈和经度线组成。
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地球两极的圆周长约为24,899英里；因此，相邻两个纬度圈的距离为24,899÷360，即约为69英里（111千米）。如果地球是一个完美的球体，则相邻纬度圈的间距均应等长。但是，由于地球两极地区略微扁平，所以两极附近的相邻纬度圈间距（111.7千米）要略长于赤道附近的间距（110.56千米）。
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为了更精确地记录某一地点的纬度，每度又分为60分（′）；每一分又分为60秒（″），与1小时完全一样。纬度的1分大约是1.85千米，1秒大约是31米。芝加哥市中心的纬度为北纬41°52′50″。
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由于与赤道之间的距离本身不足以确定一个地点在空间的位置，我们需要制定第二个坐标来指示从一条一致同意的基准线向东或向西的距离。大多数国家的地图学家用假想中通过英国格林尼治天文台的经线，即本初子午线（prime meridian），作为东西方向量度的起点。1884年的一次国际会议上，本初子午线被选定为零度经线。它和所有经线一样，是一条连接地球两极的真正南北向的线（图2.1［b］）（“真北”与“真南”有别于“磁北”和“磁南”，后者是地球磁极的方向，罗盘指针指向磁北和磁南）。赤道上经线相距最远，随纬度增加越来越近，到南极和北极相交汇。经线和纬度圈（parallel of latitude）不同，所有经线长度相等。
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经度（longitude）就是从本初子午线（零度经线）向东或向西的角度距离，以度（°）来表示，范围由0°到180°。与本初子午线相对的子午线就是180°经线——位于太平洋。经度和纬度圈一样，也可以细分为分（′）和秒（″）。不过，相邻经度之间的距离从赤道向两极变短，因为经线在两极交汇。北美洲和南美洲所有地方均位处西经地区，唯有阿拉斯加几个岛屿除外；亚洲和澳大利亚所有地方均位处东经地区，但西伯利亚的楚科奇半岛的一部分除外。
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时间取决于经度。地球分为24个时区，每天24小时完成一次360°的自转，在经线上大体上以15°的间距划分。格林尼治标准时（Greenwich mean time，GMT）就是本初子午线的时间。国际日界线（International Date Line，以下简称为“日界线”），即新的一天开始的地方，主要沿着180°经线。但是，正如图2.2所示，有些地方日界线有所偏离，以免一国或一个群岛内有两个不同日期。因而，日界线呈“之”字形，以便西伯利亚和俄罗斯其他地方有同一个日期，而且使阿留申群岛和斐济岛不致被划分开。新的一天从日界线开始并向西推移，因此这条线以西一般比其东面提前进入新的一天。
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图 2.2 世界时区。每个时区宽约15度，但为了适应政治界限而有些变化。图最下方表示时差，即与以英国格林尼治为中心的时区在中午12时相差的小时数。纽约位处-5区，因此，当格林尼治为中午时，纽约是上午7时。对世界时区系统有多种修正。例如，虽然冰岛和英国不在一个时区，但是冰岛实行和英国一样的时间。西班牙完全在格林尼治标准时间内，但是把时钟定为+1时，而葡萄牙则遵从格林尼治标准时。中国跨越5个时区，但全国都实行北京时间（+8小时）。在南美洲，智利（-5时区）使用-4小时的标准；阿根廷则使用-3小时，而不是它更适合的-4小时。
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通过使用经度和纬度的度和分，必要时使用秒，我们就能描述地球表面任何地点的位置。例如，芝加哥市中心位于41°52′50″N，87°38′28″W；香港位于22°17′40″N，114°10′26″E（图2.3）。
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图 2.3 香港的经纬度为22°17’N, 114°10’E。河内的坐标是多少？
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经纬度网格系统是描述位置的一种方法。另两种主要的土地识别系统是美国公共土地测量系统（U.S. Public Land Survey System，PLSS）和加拿大土地测量系统（Canada Land Survey System，CLSS）（见“区-列系统”专栏）。