Sistemul de coordonate geografice

Geodezie
Fundamentele Geodezie Geodinamica Geomatics Istorie
concepte Distanța geografică Geoid Figura Pământului (rază și circumferinţă) Coordonatele geodezice Date geodezice Geodezică Reprezentarea poziției orizontale Latitudine / Longitudine Proiecție pe hartă Elipsoid de referință Geodezie prin satelit Sistem de referință spațială Relații spațiale Poziții verticale
Tehnologii Global Nav. sat. Sisteme (GNSS) Poz. globală Sistem (GPS) GLONASS (Rusia) BeiDou (BDS) (China) Galileo (Europa) Navíc (India) Quasi-Zenith Sat. Sys. (QZSS) (Japonia) Grilă globală discretă și geocodare
Standarde (istorie) NGVD 29 Date privind nivelul mării 1929 OSGB36 Ordnance Survey Marea Britanie 1936 SK-42 Systema Koordinat 1942 goda ED50 Datele europene 1950 SAD69 Datele din America de Sud 1969 GRS 80 Sistemul de referință geodezică 1980 ISO 6709 Coordonarea punctului geografic. 1983 NAD 83 Date nord-americane 1983 WGS 84 Sistemul geodezic mondial 1984 NAVD 88 N. American Vertical Datum 1988 ETRS89 Ref. terestră europeană. Sys. 1989 GCJ-02 Date ofuscate chineze 2002 URI geografic Legătură de internet către un punct 2010 Sistemul Internațional de Referință Terestre Identificator de sistem de referință spațială (SRID) Universal Transverse Mercator (UTM)
v t e

Liniile de longitudine sunt perpendiculare și liniile de latitudine sunt paralele cu Ecuatorul.

sistem de coordonate geografice (GCS) Este o sferic or coordonate geodezice sistem de măsurare și comunicare poziţii direct pe Pământ as latitudine și longitudine. Este cea mai simplă, cea mai veche și cea mai utilizată dintre diverse sisteme de referință spațială care sunt în uz și formează baza pentru majoritatea celorlalte. Deși latitudinea și longitudinea formează o coordonată tuplu ca un sistemul de coordonate carteziene, sistemul de coordonate geografice nu este cartezian deoarece măsurătorile sunt unghiuri și nu sunt pe o suprafață plană.^{[sursa autopublicata?]}

O specificație GCS completă, cum ar fi cele enumerate în EPSG și standardele ISO 19111, include, de asemenea, o alegere de date geodezice (inclusiv un Elipsoidul Pământului), deoarece date diferite vor produce valori diferite de latitudine și longitudine pentru aceeași locație.

Istorie

invenţie a unui sistem de coordonate geografice este în general creditat Eratostene of Cyrene, care și-a compus acum pierdutul Geografie de la Biblioteca din Alexandria în secolul al III-lea î.Hr. Un secol mai târziu, Hipparchus of Nicea s-a îmbunătățit acest sistem prin determinarea latitudinii din măsurători stelare, mai degrabă decât al altitudinii solare și prin determinarea longitudinii prin sincronizarea eclipsele de lună, Mai degrabă decât socoteală. În secolul I sau al II-lea, Marinus din Tir a întocmit un amplu gazeter și harta lumii trasată matematic folosind coordonatele măsurate la est de la a primul Meridian la cel mai vestic teren cunoscut, desemnat ca Insulele norocoase, în largul coastei Africii de Vest în jurul Canar or Insulele Capului Verde, și măsurat la nord sau la sud de insula of Rhodes de pe Asia Mică. Ptolemeu l-a creditat cu adoptarea deplină a longitudinii și a latitudinii, mai degrabă decât a măsura latitudinea în termeni de lungime a la mijlocul verii zi.

secolul al II-lea al lui Ptolemeu Geografie a folosit același meridian prim, dar a măsurat latitudinea de la Ecuator in schimb. După ce munca lor a fost tradusă în Arabă în secolul al XX-lea, Al-Khwārizmī's Cartea Descrierea Pământului a corectat erorile lui Marinus și Ptolemeu cu privire la lungimea Marea Mediterana,^{[notă 1]} provocând cartografie arabă medievală pentru a folosi un meridian prim la 10° est de linia lui Ptolemeu. Cartografia matematică a reluat în Europa în urma Maximus Planudes' recuperarea textului lui Ptolemeu cu puțin înainte de 1300; textul a fost tradus în latin at Florence by Jacopo d'Angelo în jurul anului 1407.

În 1884, Statele Unite a găzduit Conferința Internațională a Meridianului, la care au participat reprezentanți din douăzeci și cinci de națiuni. Douăzeci și doi dintre ei au fost de acord să adopte longitudinea Observatorul Regal in Greenwich, Anglia ca linie de referință zero. The Republica Dominicana a votat împotriva moțiunii, în timp ce Franța și Brazilia s-a abținut. Franta a adoptat Greenwich înseamnă timp în locul determinărilor locale de către Observatorul din Paris în 1911.

Latitudine și longitudine

Diagrama latitudinii ϕ si longitudine λ măsurători de unghi pentru un model sferic al Pământului.

„Latitudinea” (abreviere: Lat., ϕ, sau phi) al unui punct de pe suprafața Pământului este unghiul dintre planul ecuatorial și linia dreaptă care trece prin acel punct și prin (sau aproape de) centrul Pământului.^{[notă 2]} Liniile care unesc puncte de aceeași latitudine urmăresc cercuri pe suprafața Pământului numite paralele, deoarece sunt paralele cu Ecuatorul și între ele. The Polul Nord este 90° N; cel Polul Sud este 90° S. Paralela 0° a latitudinii este desemnată Ecuator, plan fundamental a tuturor sistemelor de coordonate geografice. Ecuatorul împarte globul în De nord și Emisferele sudice.

„Longitudinea” (abreviere: Long., λ, sau lambda) al unui punct de pe suprafața Pământului este unghiul la est sau la vest al unei referințe meridian la un alt meridian care trece prin acel punct. Toate meridianele sunt jumătăți de mare elipsele (adesea numit cercuri mari), care converg la Polul Nord și Sud. Meridianul lui Britanic Observatorul Regal in Greenwich, în sud-estul Londrei, Anglia, este internațional primul Meridian, deși unele organizații — precum francezii Institut national de l'information géographique et forestière-continuați să utilizați alte meridiane în scopuri interne. Primul meridian determină propriul De est și Emisferele vestice, deși hărțile împart adesea aceste emisfere mai spre vest pentru a păstra Lume veche pe o singură latură. The antipodal Meridianul Greenwich este atât 180°V, cât și 180°E. Acest lucru nu trebuie confundat cu Linia internațională de date, care se abate de el în mai multe locuri din motive politice și de comoditate, inclusiv între estul îndepărtat al Rusiei și vestul îndepărtat. Insulele Aleutiene.

Combinația acestor două componente specifică poziția oricărei locații de pe suprafața Pământului, fără a lua în considerare altitudine sau profunzime. Grila vizuală de pe o hartă formată din linii de latitudine și longitudine este cunoscută ca a reticule. Originea/punctul zero al acestui sistem este situat în Golful Guinea la aproximativ 625 km (390 mi) sud de Subiect, Ghana, o locație numită adesea în mod fațios Insula nulă.

Date geodezice

Pentru a fi fără ambiguitate în ceea ce privește direcția „verticală” și a suprafeței „orizontale” deasupra căreia măsoară, cartografii aleg o elipsoid de referință cu o origine și o orientare date care se potrivesc cel mai bine nevoii lor pentru zona de cartografiat. Ei aleg apoi cea mai potrivită cartografiere a sistem de coordonate sferice pe acel elipsoid, numit sistem de referință terestru sau date geodezice.

Datele pot fi globale, ceea ce înseamnă că reprezintă întregul Pământ, sau pot fi locale, ceea ce înseamnă că reprezintă un elipsoid care se potrivește cel mai bine doar unei părți a Pământului. Punctele de pe suprafața Pământului se mișcă unele față de altele datorită mișcării plăcilor continentale, tasării și diurne mareea Pământului mișcarea cauzată de Lună si Soarele. Această mișcare zilnică poate ajunge la un metru. Mișcarea continentală poate fi de până la 10 cm un an, sau 10 m într-un secol. A sistemul meteo zona de înaltă presiune poate provoca o scufundare a 5 mm. Scandinavia se ridică de 1 cm un an ca urmare a topirii calotelor de gheaţă ale ultima epocă glaciară, dar vecină Scoţia se ridică doar cu 0.2 cm. Aceste modificări sunt nesemnificative dacă se utilizează un datum local, dar sunt semnificative statistic dacă se utilizează un datum global.

Exemple de date globale includ Sistemul geodezic mondial (WGS 84, cunoscut și ca EPSG:4326), data implicită utilizată pentru Sistem de poziționare globală,^{[notă 3]} si Sistemul și cadrul internațional de referință terestră (ITRF), utilizat pentru estimare derivă continentală și deformarea crustalei. Distanța până la centrul Pământului poate fi folosită atât pentru poziții foarte adânci, cât și pentru poziții în spațiu.

Datele locale alese de o organizație cartografică națională includ Date nord-americane, europeanul ED50, iar britanicii OSGB36. Având în vedere o locație, data oferă latitudinea ${\displaystyle \phi }$ si longitudine ${\displaystyle \lambda }$. În Regatul Unit există trei sisteme comune de latitudine, longitudine și înălțime în uz. WGS 84 diferă la Greenwich de cel folosit pe hărțile publicate OSGB36 cu aproximativ 112 m. Sistemul militar ED50, folosit de NATO, diferă de aproximativ 120 m până la 180 m.

Latitudinea și longitudinea de pe o hartă realizată pe baza unei date locale pot să nu fie aceleași cu cele obținute de la un receptor GPS. Conversia coordonatelor de la un datum la altul necesită a transformarea datelor cum ar fi a Transformarea Helmert, deși în anumite situații un simplu traducere poate fi suficient.

În software-ul GIS popular, datele proiectate în latitudine/longitudine sunt adesea reprezentate ca a Sistemul de coordonate geografice. De exemplu, date în latitudine/longitudine dacă data este Datele nord-americane din 1983 este notat cu „GCS North American 1983”.

Lungimea unui grad

Pe GRS 80 sau WGS 84 sferoid la nivelul marii la Ecuator, o secundă latitudinală măsoară 30.715 de metri, un minut latitudinal este de 1843 de metri și un grad de latitudine este de 110.6 kilometri. Cercurile de longitudine, meridianele, se întâlnesc la polii geografici, cu lățimea vest-est de o secundă scăzând în mod natural pe măsură ce latitudinea crește. Pe Ecuator la nivelul mării, o secundă longitudinală măsoară 30.92 metri, un minut longitudinal este de 1855 metri și un grad longitudinal este de 111.3 kilometri. La 30° o secundă longitudinală este de 26.76 metri, la Greenwich (51°28′38″N) 19.22 metri, iar la 60° este de 15.42 metri.

Pe WGS 84 sferoid, lungimea în metri a unui grad de latitudine la latitudine ϕ (adică numărul de metri pe care ar trebui să-i parcurgeți de-a lungul unei linii nord-sud pentru a vă deplasa cu 1 grad în latitudine, când este la latitudine ϕ), este despre

${\displaystyle 111132.92-559.82\,\cos 2\phi +1.175\,\cos 4\phi -0.0023\,\cos 6\phi }$

Măsura returnată de metri pe grad de latitudine variază continuu cu latitudinea.

În mod similar, lungimea în metri a unui grad de longitudine poate fi calculată ca

${\displaystyle 111412.84\,\cos \phi -93.5\,\cos 3\phi +0.118\,\cos 5\phi }$

(Acești coeficienți pot fi îmbunătățiți, dar pe măsură ce sunt în picioare distanța pe care o oferă este corectă într-un centimetru.)

Formulele returnează ambele unități de metri pe grad.

O metodă alternativă de estimare a lungimii unui grad longitudinal la latitudine ${\displaystyle \phi }$ este să presupunem un Pământ sferic (pentru a obține lățimea pe minut și secundă, împărțiți la 60, respectiv 3600):

${\displaystyle {\frac {\pi }{180}}M_{r}\cos \phi \!}$

Unde Raza medie meridională a Pământului ${\displaystyle \textstyle {M_{r}}\,\!}$ is 6,367,449 m. Întrucât Pământul este un sferoid oblat, nu sferic, acel rezultat poate fi oprit cu câteva zecimi de procente; o mai bună aproximare a unui grad longitudinal la latitudine ${\displaystyle \phi }$ is

${\displaystyle {\frac {\pi }{180}}a\cos \beta \,\!}$

unde raza ecuatorială a Pământului ${\displaystyle a}$ este egală 6,378,137 m și ${\displaystyle \textstyle {\tan \beta ={\frac {b}{a}}\tan \phi }\,\!}$; pentru GRS 80 și WGS 84 de sferoizi, b/a calculează a fi 0.99664719. (${\displaystyle \textstyle {\beta }\,\!}$ este cunoscut sub numele de latitudine redusă (sau parametrică).). În afară de rotunjire, aceasta este distanța exactă de-a lungul unei paralele de latitudine; obținerea distanței de-a lungul rutei celei mai scurte va fi mai multă muncă, dar acele două distanțe sunt întotdeauna la 0.6 metri una de cealaltă dacă cele două puncte sunt la un grad de longitudine unul de celălalt.

Codificări alternative

Ca orice serie de numere cu mai multe cifre, perechile latitudine-longitudine pot fi dificil de comunicat și de reținut. Prin urmare, au fost dezvoltate scheme alternative pentru codificarea coordonatelor GCS în șiruri sau cuvinte alfanumerice:

• il Sistemul de localizare Maidenhead, popular printre operatorii radio.
• il Sistemul de referință geografică mondială (GEOREF), dezvoltat pentru operațiuni militare globale, înlocuit cu actualul Sistemul de referință pentru zona globală (GARS).
• Deschideți codul locației sau „Coduri Plus”, dezvoltate de Google și lansate în domeniul public.
• Geohash, un sistem de domeniu public bazat pe Morton Curba de ordine Z.
• Cod hartă, un sistem open-source dezvoltat inițial la TomTom.
• Ce 3 cuvinte, un sistem proprietar care codifică coordonatele GCS ca seturi pseudoaleatoare de cuvinte, împărțind coordonatele în trei numere și căutând cuvinte într-un dicționar indexat.

Acestea nu sunt sisteme de coordonate distincte, ci doar metode alternative de exprimare a măsurătorilor de latitudine și longitudine.

Vezi si

• Grade zecimale – Măsurători unghiulare, de obicei pentru latitudine și longitudine
• Distanța geografică – Distanța măsurată de-a lungul suprafeței pământului
• Sistem de informare geografic – Sistem pentru captarea, gestionarea și prezentarea datelor geografice
• Schema URI geografică – Schema URI pentru locații geograficePagini care afișează descrieri wikidata ca alternativă
• ISO 6709, reprezentare standard a locației punctului geografic prin coordonate
• Referință liniară – metoda de referire spatialaPagini care afișează descrieri wikidata ca alternativă
• Direcția primară – Sistem de coordonate cerești utilizat pentru a specifica pozițiile obiectelor cereștiPagini care afișează scurte descrieri ale țintelor de redirecționare
• Sistemul de coordonate planetare
  • Sistemul de coordonate selenografic
• Sistem de referință spațială – Sistem pentru specificarea locațiilor de pe Pământ
• Jan Smits (2015). Date matematice pentru descrierile bibliografice ale materialelor cartografice și date spațiale. Coordonatele geografice. ICA Comisia pentru proiecții hărți.

notițe

Referinte

Surse

Link-uri externe

• Mass-media referitoare la Sistemul de coordonate geografice la Wikimedia Commons