超越地球的映射：行星制图

    ​对于我们大多数人来说，地理上的“地理”是字面的：我们映射地球。但是地图绘制和地理位置远远超出了我们美丽的家园世界。在本文中，我们将探索太阳系及其他系统。虽然外星体的映射可能看起来很深奥，与我们的日常工作无关，但行星制图的历史，技术和未来与地面测绘有许多联系。

行星映射的历史

只要我们一直凝视着天空，我们一直在映射它。古代文明研究了天体的运动，并根据它们的运动建立了地图和纪念碑。如果不研究行星和恒星，就没有地球坐标系。在那些古代，探险家和科学家证明了地球是圆形的，估计地球的大小非常准确。

人们只用肉眼观察了数千年的月球地图，但伽利略的折射望远镜却带来了革命。随着仪器变得越来越强大，发现并绘制了更多的天体。在19世纪，德国天文学家威廉·比尔和约翰·冯·马德勒制作了第一张月球和火星的科学地图。他们对这两种球体的原始坐标系统至今仍在使用。

基于空间的测绘于1961年开始，NASA的Ranger使用电视摄像机探测月球。1968年又部署了五个轨道飞行器。这些任务在1975年之前产生了500多个月球从地方到全球的地图！在月亮之后，其他尸体被映射到电子传输的照片。

超越月球

也许没有其他星球像火星一样捕捉到我们的想象力，这是无数故事和电影的环境。除了月球和地球，火星是太阳系中最全面映射的物体。它具有许多有利于轨道和地表测绘的特征：薄而透明的大气层，低重力，相对好客的气候和接近地球。

在Beer和Madler之后，Schmidt，Lowell和其他人制作了更多基于望远镜的地图。基于空间的火星测绘始于1965年至1972年美国宇航局的水手任务，几乎完全覆盖了火星表面，图像分辨率从1000米到100米。这颗红色行星的第一张基于图像的行星地图是在1972年制作的，现仍用作底图。

在水手任务之后，1975年至1976年的维京任务在轨道上着陆并着陆，提供了超过50,000张图像，其中一些图像的分辨率低至6米。火星的映射一直持续到今天，NASA的着陆器和轨道器，有望为载人任务铺平道路。

其他身体有一些火星相同的特征，但不是全部。水星没有大气层，但它的距离和温度使得着陆不可行，所以它只是从轨道飞行器映射出来的。金星离地球更近，但它的环境已经证明对地图选手来说是一个巨大的挑战。大气是有毒的，不透明的和腐蚀性的，是二氧化碳和硫酸云的组合，其表面压力类似于地球海洋的深度和温度，容易融化铅。

尽管如此，自1962年NASA 水手任务以来，超过30艘航天器已经访问了金星，包括苏维埃特拉任务的着陆。着陆器只存活了几个小时，但在屈服于地狱般的条件之前传输了照片和大气数据。美国宇航局的麦哲伦飞船从1989年到1994年围绕金星飞行，雷达测绘了地球表面的98％。

除了火星之外，地图的综合性还不够全面，但仍在继续。气体巨头的测绘只覆盖了它们巨大的表面，但是美国宇航局的探测器已经绘制了几颗巨大的卫星，其中最着名的是木卫一的木卫一，木卫德木星和土卫四的土卫六。

直到2015年新地平线飞行任务到来之前，冥王星是望远镜和飞行器远距离观察到的模糊球体。然而，当数据开始流入时，一幅关于最遥远世界的迷人画面得以发展。

从维京人到维京人：技术与技术

当然，地球和行星测绘之间存在许多差异。直到航拍的在20月初问世个世纪，后来遥感，地球从地面和海上映射，并且几个世纪以来各个细节来共同创造一个全球性的图片。行星和卫星的映射从远处开始，在填写细节之前提供全局但粗略的图像。

还有很多相似之处。准确的地图需要坐标系。在19世纪由Beer和Madler建立的月神和火星的主要经脉今天仍在使用。与地球一样，也需要定义预测。天文地理学家为许多地图体设计了投影和坐标系统，可用于各种GIS应用。

虽然可以相当容易地定义XY坐标系，但也存在Z因子。在地球上，我们有几个等势面：大地水准面，椭球体和海平面。这些之间的区别超出了本文的范围，但对于一般映射，我们使用平均海平面。由于地球是唯一拥有液态水海洋的天体，行星制图师为每个行星和月球开发了独特的等势面。

早期的探险家和制图师根据当时的科学，在地球是圆的，并且当他们航行经过地球的映射范围时，他们不会从边缘掉下来。无论是穿越广阔的南太平洋还是用大地图或大西洋到达美洲，这些冒险者都会通过反复试验登陆。许多早期的探险肯定都失败了，但那些返回的人提供了无价的知识，以达到尚未知的状态。

同样，苏联1966年的Luna 9任务是革命性的。这是月球上的第一次软着陆。以前的探测器在耗电后坠落在地面上。Luna 9安全降落，并证明月球表面可以支持航天器，因而也支持人类。虽然美国和苏联在未来几年内派出了许多登陆器，但直到1969 年人类才会踏上表面。

当然，在部署到太空之前，空间技术的发展始于地球。兰德斯首次在地球上进行测试，有时会发现令人难以置信的发现。学生设计的GROVER着陆器在格陵兰进行了测试，用地面穿透雷达绘制地下冰雪特征。在岛上的深冰层下面发现了峡谷和河流，从而对气候变化对地球海洋的影响有了新的认识。

桌面上的太阳能系统

这些地图和数据不仅适用于科学家。意识到这些任务和产品对于我们地球地理学家，美国宇航局，美国地质勘探局和其他人来说可能看起来很深奥，为我们探索太阳系提供了非凡的产品。对于休闲桌面宇航员来说，在USGS的PIGWAD网站上有金星，火星，我们的月亮和几颗木星卫星的互动网络地图。Esri的Matt Artz开发了一个太阳系地图集故事地图，可以让观众参与互动之旅。

我们这些想要进一步探索的人可以在桌面GIS中制作我们自己的行星地图。PIGWAD网站提供可下载的数据以及教程。这些数据可用于研究，但它们也是很好的教学工具。例如，学生可以使用火星高程数据对马克沃特尼在“火星人”中的旅程进行成本最低的路径分析。

从哪个下一个地平线？

讨论用于绘制太阳系的大量当前和计划的任务本身就是一篇完整的文章。当你读到这篇文章时，漫游者正在地球上进行测试，而探测器以每小时数千英里的速度穿过未知的太空。

幸运的是，有许多很好的资源可以探索行星制图的现在和未来。我最喜欢的一个是“ 行星制图和制图：我们今天在哪里，我们要去哪里？”

另一个伟大的出版物是USGS关于行星测绘的海报。虽然已经过时，但它提供了对20世纪90年代绘图的全面概述。

结论

作为地理学家，我们天生就是探险家。无论我们绘制公用事业网络，野火还是遥远的太空，未知都会捕捉到我们的想象力，并呼唤我们绘制地图。我们的祖先看着广阔的海洋和平原，发现了天文学家，博学家和制图师几百年来一直在做的事情。就像泥盆纪海景和古代城市的映射让我们洞察了我们的过去和未来，我们的宇宙也是如此。

遥远地方的每张地图都是过去的图景和可能的未来愿景。如果我们的海洋沸腾，地球会成为下一个金星吗？为了混合来自着名的天体物理学家Neil deGrasse Tyson的几个引用：“我们身体的原子可追溯到数十亿年前制造它们的恒星。……我们原子地连接到宇宙中的所有原子。我们不是象征性的，而是字面上的星尘。我们不仅生活在星星之中，星星也生活在我们中间。“