Різниця між проекцією та датою?

Яка різниця між проекцією та датою?

Географічні системи координат (лат. / Довгий) базуються на сфероїдальній (або справді сферичній, або еліпсоїдальній) поверхні, яка наближається до поверхні землі. Дане правило визначає (радіус ЕХА для сфери, великий осі і малої осі або зворотного уплощением для еліпсоїда) поверхні і положення поверхні по відношенню до центру Землі. Приклад даних - NAD 1927 , описаний нижче

Ellipsoid        Semimajor axis†          Semiminor axis†   Inverse flattening††
Clarke 1866     6378206.4 m              6356583.8 m             294.978698214

Усі координати посилаються на дату (навіть якщо вона невідома). Якщо ви бачите дані в географічній системі координат, такі як GCS_North_American_1927, вони непрогнозовані і є в Lat / Long, і в цьому випадку посилаються на дату NAD 1927.

Проекції є ряд перетворень , які перетворять розташування точок на криву поверхню (посилання поверхні або нульові точки) в місця на плоскій поверхні (тобто перетворення координат з однієї координати системи відліку до іншої).

Дана є невід'ємною частиною проекції, оскільки проектовані узгоджені системи базуються на географічних координатах, які в свою чергу посилаються на дату. Можливо, і навіть загальне для наборів даних знаходитись в одній проекції, але посилатися на різні дані, і тому мати різні значення координат. Наприклад, системи координат плоскості штату можуть бути посилані на дані NAD83 та NAD27. Перетворення від географічних до прогнозованих координат однакові, але оскільки географічні координати відрізняються залежно від дати, то отримані прогнозовані координати також будуть різними.

Крім того, проектування даних може призвести до перетворення дат, а також, наприклад, проектування даних NAD_1927 в Web Mercator вимагатиме зміщення даної дати до WGS 84. Аналогічно, можливо перетворити дані з однієї даної в іншу, не проектуючи їх, як з в NADCON утиліта NGS в , який може змістити координати від NAD27 до NAD83.

Приклад координат точки, що посилаються на різні дати

Координати, на які посилається NAD_1927_CGQ77

19.048667  26.666038 Decimal Degrees
Spheroid: Clarke_1866
Semimajor Axis: 6378206.4000000004
Semiminor Axis: 6356583.7999989809

Той самий пункт, на який посилається NAD_1983_CSRS

19.048248  26.666876 Decimal Degrees
Spheroid: GRS_1980
Semimajor Axis: 6378137.0000000000
Semiminor Axis: 6356752.3141403561

Ви, очевидно, отримаєте кращі відповіді з підручників, але ось просте пояснення:

Проекція карти: це спосіб представлення сферичної або вигнутої поверхні на плоскій площині.

Дата: Це посилання або походження, на основі яких проводяться вимірювання.

Десь десять років тому, боручись із цим питанням і знайшовши багато заплутаних речей, написаних на цю тему, я опублікував коротку статтю в журналі «Напрямки», в якій подав відповідь просто, просто та точно, наскільки я міг її зробити. Нижче викладено з цієї статті.

Відкидання географічних особливостей

Коли ви малюєте карту, повинні статися дві речі: функції в реальному світі повинні бути "геореференційними" до сфероїду, а сфероїд повинен проектуватися на папері.

У сфероїді моделює форму поверхні Землі. Це ідеалізація, яка не враховує локальних змін топографії.

Геореференція призначає точки (у трьох вимірах!) Точкам на сфероїді.

Проектування - це операція, яка математично спотворює і стискає частину сфероїда на плоский папір. Проектування можна скасувати ("перевернутий"). "Unprojection" розширює функцію на карті і повертає її назад на сфероїд. Це теж математична операція.

Геореференція проводиться з датою . Дату зазвичай задають початковою точкою та напрямком: вона визначає, де чітко визначається точка на землі (базова точка) на сфероїді, і він показує, де базовий напрямок, наприклад, північ, точки на сфероїді біля основи бал. Базова точка і напрямок дозволяють геодезистам визначати відстань і кут будь-якої іншої точки Землі. Рух у відповідному напрямку по сфероїду на однакову відстань визначає, куди нова сфера повинна йти на сфероїд.

Сфероїди мають координати . Вони - широта і довгота. (Геодезична) широта - кут, виконаний вертикальною лінією до горизонталі. Це не обов'язково той самий кут, який роблять "прямо вгору", тому що останній спотворюється гравітаційною варіацією над землею. Це не обов'язково кут, виконаний лінією до центру землі, тому що більшість сфероїдів мають еліптичний перетин, а не круговий.

Тому геореференція надає точки біля землі з координатами широти, довготи та висоти.

(Наступні розділи обговорюють зміну даної дати, як співвідносити дві карти, неправильний спосіб зробити це, і Північна Америка - особливий випадок.)

Відповідь Внуіка є правильною, але вона є дещо оманливою в тому сенсі, що вона підкреслює параметри еліпсоїда і ІМО занижує важливість "положення поверхні відносно центру Землі" - приклад НАД 1927 р. повинен зазначити, що геодезичний "центр" NAD27 - це базова станція на ранчо Meades в Канзасі.

Можна мати (і часто це буває так, особливо при зростаючій популярності еліпсоїда WGS84 / GRS80) кілька різних даних, заснованих на точно таких же еліпсоїдних параметрах. Причиною цього є те, що хоча дата WGS 84 є глобальною в порядку, оскільки її поверхня встановлена ​​для забезпечення мінімальних середніх зрушень за рахунок тектонічних рухів по всьому світу, є місце для вдосконалення в локальному масштабі, де посилання може бути зафіксовано на деякому локальному рівні опорна точка або принаймні місцева тектонічна плита (наприклад, ETRS, яка закріплена за континентальною Європою)

Можна пояснити дату просто як «угоду про тип системи координат, форму та її абсолютне положення та орієнтацію відносно якоїсь відомої або чітко визначеної реального посилання». Система координат навіть не повинна бути еліпсоїдальною (наприклад, вертикальна дата, яка зазвичай визначається тим, що висота деякої нерухомої точки є такою, а всі інші висоти будуть вимірюватися відносно цієї точки).

Географічні проекції - це спосіб відображення вигнутої поверхні Землі на рівній поверхні, як аркуш паперу ...

З документації користувача Manifold :

Земля не є точним еліпсоїдом. Насправді, оскільки Земля є таким "грудоподібним" еліпсоїдом, жоден гладкий еліпсоїд не забезпечить ідеальну орієнтир для всієї Землі. Практичним рішенням цього є вимірювання форми Землі в різних районах, а потім створення різних еталонних еліпсоїдів, які використовуються для картографування різних регіонів Землі. Точка прив'язки є еліпсоїдом разом зі зміщенням від центру Землі. Вказуючи різні зміщення, ви можете використовувати однакові стандартні еліпсоїди у багатьох різних регіонах Землі. Різні країни часто використовують один і той же еліпсоїд, але з різними зрушеннями для стандартних урядових карт у цих країнах.

Подумайте про проекцію як про бачення свого місця на площині X / Y. Дата визначає опорну точку, з якої проводилися всі вимірювання. Скажіть, ви знаходитесь десь і вам потрібно повідомити своє місцезнаходження комусь. Ви б сказали, я X лат і Y довгий. Ці X і Y є детермінованими, оскільки вони посилаються з дати. Інша людина тепер знає, що ви знаходитесь на відстані X-lat та Y-Long від Дати. Якщо ви новачок, не концентруйтесь занадто багато на характеристиках дати. Просто пам’ятайте, що його місце розташування, звідки проводяться всі вимірювання.

Я написав глибоку статтю про це у своєму блозі тут: http://www.sharpgis.net/post/2007/05/05/Spatial-references2c-coordinate-systems2c-projections2c-datums2c-ellipsoids-e28093-confusing

Він охоплює всі ці поняття, сподіваючись, легко зрозуміти, і їх декілька перевірили.

Підсумовуючи це: Дана - це визначення розміру, орієнтації та положення еліпсоїда, що використовується як наближення форми землі. Він використовує опорні точки на поверхні, щоб визначити його розміщення та орієнтацію, виходячи з дати (саме тому там є число за рік, який було визначено для обліку руху тектонічних плит). Дати використовуються як в сферичних довгих, так і в проектованих системах координат. Розглянемо це орієнтиром для ваших координат та еліпсоїдальних висот (тобто де примемерідіан, екватор та яка висота відносно еліпсоїда, який не є середнім рівнем моря). Різні дані використовуються в різних місцях, оскільки деякі місця підходять краще, ніж інші.

Проекція - це формула, яка використовується для перетворення довгих / лат. Координат у плоску систему координат, яку можна використовувати на екрані паперу або на комп'ютері. Зазвичай це робиться з географічної системи координат, яка, в свою чергу, використовує дату як базове визначення. Отже, дата впливає на все це. Дані проектування створюють багато спотворень реального світу, тому це дійсно слід робити лише тоді, коли ви розміщуєте свої карти на плоскій карті, або ви хочете працювати в "більш простої" системі координат і можете жити з викривленнями.

Використання неправильної дати може призвести до того, що ваші дані змістяться приблизно в милі, тому дуже важливо знати дату, якщо ви змішуєте дані разом.

Це не буде конкурувати з відповіддю wickicks і не буде суворим, але візуалізація, яку я представляю людям, коли мене запитують, - це зв'язок між струною, з'єднаною з кулькою. Зміна проекції часто нагадує переміщення «вільного» кінця струни навколо, але все-таки з'єднане з тією ж точкою на кульці. Зміна дати - це як зміна місця розташування кулі. Це може допомогти цим візуальним типам.

Коротше кажучи, проекція використовується для «вирівнювання» еліпсоїдальної форми землі до прямокутної системи координат (наприклад, карта). Дана - конкретна, відома точка на Землі або на Землі, яка використовується для довідки. Проекція використовує дату як орієнтир, її розташування на Землі.

У ГІС існують два типи "систем координат": Географічна система координат (широта і довгота) та Проектована система координат (X і Y). Як системи географічної координати, так і прогнозовані системи координат використовують дані для довідки.

• Географічна система координат не проектується (не плоска), вони знаходяться в широті та довготі. Придумайте круглий глобус, а не плоску карту.

• Програмовані системи координат з іншого боку "плоскі", але все ж потрібні точки відліку (дата) для визначення розташування в просторі.

Іншими словами, дана використовується для визначення точки походження на Землі шляхом посилання на центральну точку всередині "моделі" Землі.

Ми повинні пам'ятати, що земля - ​​це не проста сфера, якщо вона була, нам потрібна одна дата "= Одна система обчислення, щоб знайти точку на землі", Земля є більш еліпсоїдною, але не точно. Земля - ​​це астрономічний геоїд без правильної форми, тому у нас може бути багато способів обчислити координацію точки в цьому неправильному 3D-об’єкті, з багатьма думками та поняттями, кожен з яких є датою.

Сторінка ICSM " Основи картографування" на датах 1 - Основи можна відвідати для отримання додаткової інформації.

Просто коментар до діаграми, яка намагається проілюструвати проекцію зі сфери. Скоріше, що те, що проілюстровано, уявіть джерело світла в центрі сфери. Тінь багатокутника, "проектованого" на плоский аркуш паперу поза сферою, по суті є типом проекції. Для мене діаграма передбачає, що проекція - це як відбита поверхня, що є неправильним способом візуалізації того, що відбувається.

Крім того, принаймні у світі ESRI, геореференція не застосовує точки до сфери. Геореференція - це присвоєння відомої планарної (проектованої) системи координат або растровому, або векторному набору даних, що виникло в результаті операції сканування або оцифрування, в якій вперше застосовано "локальну" систему координат. "Локальні" в цьому випадку просто означають, що координати були складені без посилання на реальну світову систему координат. Тобто, карта, можливо, спочатку була оцифрована вручну, де людина вирішила, що нижня ліва координата карти має значення XY (0,0). Геореференція - це процес присвоєння набору координат реального світу (проектованих) оригіналу. Якщо цей процес застосовано до фотографії або відсканованої карти, то процес геореференції часто викривляє оригінальне зображення, щоб воно вміщувалося в набір опорних точок, яким були призначені реальні планетні координати. Ця "геореференційна викривлення" не є такою ж, як спотворення, створені при проектуванні зі сфери на площину. "Геореференційна викривлення" - це все, що стосується виправлення спотворень, виданих або камерою, або сканером. При проектуванні ознаки зі сферичної поверхні на площинну поверхню завжди виникає спотворення, яке створюється у відстані, площі, масштабі та опорі. Ви вибираєте проекцію для мінімізації одного або декількох цих спотворень, залежно від цільової мети карти. не є тим самим, як спотворення, створені при проектуванні зі сфери на площину. "Геореференційна викривлення" - це все, що стосується виправлення спотворень, виданих або камерою, або сканером. При проектуванні функції зі сферичної поверхні на площинну поверхню завжди виникає спотворення, яке створюється у відстані, площі, масштабі та опорі. Ви вибираєте проекцію для мінімізації одного або декількох цих спотворень, залежно від цільової мети карти. не є тим самим, як спотворення, створені при проектуванні зі сфери на площину. "Геореференційна викривлення" - це все, що стосується виправлення спотворень, виданих або камерою, або сканером. При проектуванні ознаки зі сферичної поверхні на площинну поверхню завжди виникає спотворення, яке створюється у відстані, площі, масштабі та опорі. Ви вибираєте проекцію для мінімізації одного або декількох цих спотворень, залежно від цільової мети карти.

Що стосується рядків на кульовій ілюстрації та зміни дати, а не рядків, я б використовував олівці різної довжини, які починаються від точки на кулі і закінчуються на плоскому аркуші паперу. Зовнішні кінці олівців представляють проектовані точки. У певному сенсі зміна географічної системи координат (дата для цієї дискусії) є аналогом обертання сфери на одній осі на нове положення. Концепція працює лише для окремих ділянок на землі. Тобто для NAD27 до WGS84 він досить добре застосовується до 48 сусідніх штатів США, але не для Канади чи Аляски. У цих областях потрібно спочатку виправити дату NAD 27, а потім перенести NAD7 на WGS84. Тоді як для NAD83 до WGS84 концепція працює для більшої частини Північної Америки.