Для чего нужны системы координат и какие они бывают

Система координат, виды и классификация

Пойдем прямым логическим путем, не отвлекаясь на многие современные международные и отечественные научные термины. Систему координат можно изобразить как некую систему отсчета ориентированную на плоскости двумя направлениями, а в пространстве тремя. Если вспомнить математическую систему, то она представлена двумя взаимно перпендикулярными направлениями, имеющими названия осей абсцисс (X) и ординат (Y). Ориентированы они в горизонтальном и вертикальном направлениях соответственно. Пересечение этих линий является началом координат с нулевыми значениями в абсолютной величине. А местоположение точек на плоскости определяется при помощи двух координат X и Y. В геодезии ориентирование осей на плоскости отличается от математики. Плоскостная прямоугольная система определена осью X в вертикальном положении (в направлении на север) и осью Y в горизонтальном (в направлении на восток).

Классификация систем координат

В геодезии все системы координат можно представить в виде двух групп:

В обеих группах выделяют как плоские (двухмерные), так и пространственные (трехмерные) системы.

К прямолинейным прямоугольным системам относятся цилиндрическая проекция Гаусса-Крюгера, индивидуальные референцные и местные системы координат.

К полярным системам можно отнести географическую, астрономическую и геодезическую, геоцентрические и топоцентрические системы.

Географическая система координат

Замкнутая поверхность внешнего контура Земли представлена сфероидной геометрической формой. За основные направления ориентирования на ней можно принять дуги на поверхности шара. На упрощенно представленном уменьшенном макете нашей планеты в виде глобуса (фигура земли) можно зрительно увидеть принятые линии отсчета в виде Гринвичского меридиана и экваториальной линии.

В этом примере выражена общепринятая во всем мире именно пространственная система географических координат. В ней введены понятия долготы и широты. Имея градусные единицы измерения, они представляют угловую величину. Многим знакомы их определения. Следует напомнить, что географическая долгота конкретной точки представляет угол между двумя плоскостями, проходящими через нулевой (Гринвичский) меридиан и меридиан в определяемой точке расположения. Под географической широтой точки принят угол, образующийся между отвесной линией (или нормалью) к ней и плоскостью экватора.

Понятия астрономической и геодезической системы координат и их различия

Географическая система условно объединяет астрономическую и геодезическую системы. Для того чтобы было понятно какие все-таки существуют различия обратите внимание на определения геодезических и астрономических координат (долготы, широты, высоты). В астрономической системе широта рассматривается как угол между экваториальной плоскостью и отвесной линией в точке определения. А сама форма Земли в ней рассматривается как условный геоид, математически приближенно приравненный к сфере. В геодезической системе широта образовывается нормалью к поверхности земного эллипсоида в конкретной точке и плоскостью экватора. Третьи координаты в этих системах дают окончательное представление в их различиях. Астрономическая (ортометрическая) высота представляет собой превышение по отвесной линии между фактической и точкой на поверхности уровенного геоида. Геодезической высотой считается расстояние по нормали от поверхности эллипсоида до точки вычисления.

Система плоских прямоугольных систем координат Гаусса-Крюгера

Каждая система координат имеет свое теоретическое научное и практическое экономическое применение, как в глобальном, так и региональном масштабах. В некоторых конкретных случаях возможно использование референцных, местных и условных систем координат, но которые через математические расчеты и вычисления все равно могут быть объединены между собой.

Геодезическая прямоугольная плоская система координат является проекцией отдельных шестиградусных зон эллипсоида. Вписав эту фигуру внутрь горизонтально расположенного цилиндра, каждая зона отдельно проецируется на внутреннюю цилиндрическую поверхность. Зоны такого сфероида ограничиваются меридианами с шагом в шесть градусов. При развертывании на плоскости получается проекция, которая имеет название в честь немецких ученых её разработавших Гаусса-Крюгера. В таком способе проецирования углы между любыми направлениями сохраняют свои величины. Поэтому иногда ее называют еще равноугольной. Ось абсцисс в зоне проходит по центру, через условный осевой меридиан (ось X), а ось ординат по линии экватора (ось Y). Длины линий вдоль осевого меридиана передается без искажений, а вдоль экваториальной линии с искажениями к краям зоны.

Полярная система координат

Кроме выше описанной прямоугольной системы координат следует отметить наличие и использование в решении геодезических задач плоской полярной системы координат. За исходное отсчетное направление в ней применяется ось северного (полярного) направления, откуда и название. Для определения местоположения точек на плоскости используют полярный (дирекционный) угол и радиус-вектор (горизонтальное проложение) до точки. Напомним, что дирекционным углом считается угол, отсчитываемый от исходного (северного) направления до определяемого. Радиус-вектор выражается в определении горизонтального проложения. К пространственной полярной системе добавляется геодезические измерения вертикального угла и наклонного расстояния для определения 3D-положения точек. Этот способ практически ежедневно применяется в тригонометрическом нивелировании, топографической съемке и для развития геодезических сетей.

Геоцентрические и топоцентрические системы координат

По такому же полярному методу частично устроены и спутниковые геоцентрическая и топоцентрическая системы координат, с той лишь разницей, что основные оси трехмерного пространства (X, Y, Z) имеют отличные начала и направления. В геоцентрической системе началом координат является центр масс Земли. Ось X имеет направление по Гринвичскому меридиану к экватору. Ось Y располагают в прямоугольном положении на восток от X. Ось Z изначально имеет полярное направление по малой оси эллипсоида. Координатами в ней считаются:

При наблюдении за движением спутников из точки стояния на земной поверхности используют топоцентрическую систему, оси координат которой расположены параллельно осям геоцентрической системы, а ее началом считается пункт наблюдения. Координаты в такой системе:

В современные спутниковые глобальные системы отсчета WGS-84, ПЗ-90 входят не только координаты, но и другие параметры и характеристики важные для геодезических измерений, наблюдений и навигации. К ним относятся геодезические и другие константы:

Источник

Система координат

Система координат — комплекс определений, реализующий метод координат, то есть способ определять положение точки или тела с помощью чисел или других символов. Совокупность чисел, определяющих положение конкретной точки, называется координатами этой точки.

В математике координаты — совокупность чисел, сопоставленных точкам многообразия в некоторой карте определённого атласа.

В элементарной геометрии координаты — величины, определяющие положение точки на плоскости и в пространстве. На плоскости положение точки чаще всего определяется расстояниями от двух прямых (координатных осей), пересекающихся в одной точке (начале координат) под прямым углом; одна из координат называется ординатой, а другая — абсциссой. В пространстве по системе Декарта положение точки определяется расстояниями от трёх плоскостей координат, пересекающихся в одной точке под прямыми углами друг к другу, или сферическими координатами, где начало координат находится в центре сферы.

В географии координаты — широта, долгота и высота над известным общим уровнем (например, океана). См. географические координаты.

В астрономии координаты — величины, при помощи которых определяется положение звезды, например, прямое восхождение и склонение.

Небесные координаты — числа, с помощью которых определяют положение светил и вспомогательных точек на небесной сфере. В астрономии употребляют различные системы небесных координат. Каждая из них по существу представляет собой систему полярных координат на сфере с соответствующим образом выбранным полюсом. Систему небесных координат задают большим кругом небесной сферы (или его полюсом, отстоящим на 90° от любой точки этого круга) с указанием на нём начальной точки отсчёта одной из координат. В зависимости от выбора этого круга системы небесных координат называлась горизонтальной, экваториальной, эклиптической и галактической.

Наиболее используемая система координат — прямоугольная система координат (также известная как декартова система координат).

Координаты на плоскости и в пространстве можно вводить бесконечным числом разных способов. Решая ту или иную математическую или физическую задачу методом координат, можно использовать различные координатные системы, выбирая ту из них, в которой задача решается проще или удобнее в данном конкретном случае. Известным обобщением системы координат являются системы отсчёта и системы референции.

Содержание

Список наиболее распространённых систем координат

Основные системы

В этом разделе даются разъяснения к наиболее употребляемым системам координат в элементарной математике.

Декартовы координаты

Расположение точки P на плоскости определяется декартовыми координатами с помощью пары чисел :

В пространстве же необходимо уже 3 координаты :

Полярные координаты

В полярной системе координат положение точки определяется расстояние до центра координат и углом радиус-вектора с осью Ox.

Термин «полярные координаты» используется только на плоскости, в пространстве применяются цилиндрические и сферические системы координат.

Цилиндрические координаты

Цилиндрические координаты — трехмерный аналог полярных, в котором точка P представляется трехкомпонентным кортежем . В терминах декартовой системы координат,

Полярные координаты имеют один недостаток: значение θ теряет смысл, если r = 0.

Цилиндрические координаты полезны для изучения систем, симметричных вокруг некой оси. Например, длинный цилиндр в декартовых координатах имеет уравнение , тогда как в цилиндрических оно выглядит как r = c

Сферические координаты

Сферические координаты — трехмерный аналог полярных

Обозначения, принятые в Америке

В сферической системе координат, расположение точки P определяется тремя компонентами: . В терминах декартовой системы координат,

Сферическая система координат также имеет недостаток: φ теряет смысл если ρ = 0, также и θ теряет смысл, если ρ = 0 или φ = 0 или φ = 180°.

Для построения точки по её сферическими координатами, нужно: от полюса отложить отрезок, равный ρ вдоль положительной z-оси, вернуть его на угол φ вокруг оси y в направлении положительной x-оси, и вернуть на угол θ вокруг z-оси в направлении положительной y-оси.

Сферические координаты полезны при изучении систем, симметричных вокруг точки. Так, уравнение сферы в декартовых координатах выглядит как , тогда как в сферических становится намного проще: .

Европейские обозначения

В Европе принято использовать другие обозначения. Положение точки задаётся числами: , Где r — расстояние от точки до начала координат, — полярный угол, который изменяется в пределах от 0 до π, — Азимутальный угол, который изменяется в пределах от 0 до 2π. То есть, в европейской системе, которая применяется также и в России, обозначения для углов переставлены по сравнению с американской.

Переход из одной системы координат в другую

Декартовы и полярные

Источник

Системы координат в геодезии — какие бывают и как используются?

В данной статье мы разбираем основные вопросы по геодезии. Что такое системы координат, какие виды СК выделяют, какие из них используются на практике и для чего. А также, отвечаем на вопрос, почему мы предоставляем поправки в международной системе координат.

Содержание статьи:

Надеемся, этот материал поможет получить ответы на интересующие вопросы.

Что такое система координат?

Система координат (СК) — это набор математических правил, описывающих, как координаты должны быть соотнесены с точками пространства.

Иными словами, это совокупность условий, определяющих положение и перемещение точки или объекта на прямой, на плоскости, в пространстве с помощью чисел или других символов.

Совокупность чисел, определяющих положение точки, называется координатами этой точки.

Какие бывают системы координат?

Существуют разные геодезические системы координат, они используются в зависимости от масштаба, в котором необходимо произвести расчет расположения объекта на Земле.

В рамках данной статьи, разберемся, какие именно бывают системы координат и как используются на практике в геодезии.

Полярная система координат (полярные координаты)

Полярная система координат — это система координат, положение точки в которой задается расстоянием и направлением от ее начала.

Двумерная полярная система координат может быть задана на плоскости, поверхности сферы или эллипсоида.

Плоская прямоугольная (прямолинейная система координат)

Плоская прямоугольная (прямолинейная) система координат — это система координат, определяющая положение точек по отношению к взаимно перпендикулярным осям, исходящим из ее начала.

Координаты точки в данной системе координат представлены в виде плоских прямоугольных координат x и y. В геодезии — это координаты на плоскости, на которой отображена поверхность земного эллипсоида в заданной картографической проекции.

Прямоугольная пространственная система координат

Прямоугольная пространственная система координат — это система трехмерных линейных прямоугольных координат по координатным осям Х, У, Z координат, у которой оси Х и У лежат в экваториальной плоскости, ось Х направлена к начальному меридиану, ось Z направлена на север, орты образуют правую тройку векторов, а начало координат совпадает с центром земного эллипсоида.

Координаты точки в пространственной системе координат представлены в виде геодезических (эллипсоидальных) координатах или в прямоугольных пространственных координатах.

Земные и референцные системы координат

Помимо вышеупомянутых, различают земные (общеземные) и референцные системы координат. Разбираемся, чем они отличаются.

Что такое земная система координат в геодезии?

Земная система координат — это пространственная система координат, предназначенная для количественного описания положения и движения объектов, находящихся на поверхности Земли и в околоземном пространстве.

Что такое референцная система координат в геодезии?

Референцная система координат — это система координат, созданная с целью обеспечения геодезических и картографических работ на конкретной территории. К ним можно отнести местные и условные системы координат.

Что такое геодезическая система координат?

Геодезическая система координат — это система координат, которая используется для определения точного местоположения объекта на земном шаре.

За земной шар, для удобства проведения математических расчетов в инженерной геодезии, принимают шар с R=6371.11 км. Объем земного шара при этом равен объему земного эллипсоида.

Что такое геодезические координаты?

Геодезические координаты — это величины, два из которых (геодезическая широта B и геодезическая долгота L) характеризуют направление нормали к поверхности отсчетного эллипсоида в данной точке пространства относительно плоскостей его экватора и начального меридиана, а третий (геодезическая высота H) представляет собой высоту точки над поверхностью отсчетного эллипсоида.

В земных системах координат центр координат совпадает с центром масс Земли, поэтому прямоугольные пространственные координаты называют геоцентрическими координатами.

Системы координат также подразделяют на государственные, местные, локальные и международные.

СК, используемые на практике

Практическими реализациями пространственной геоцентрической земной системы координат являются системы координат WGS-84, ПЗ-90.11 и ГСК-2011.

Система координат WGS-84

WGS-84 (World Geodetic System (Всемирная геодезическая система координат)) – это система геодезических параметров Земли 1984 года, используемая в GPS, в число которых входит система геоцентрических координат).

Система координат ПЗ-90.11

ПЗ-90.11 (общеземная геоцентрическая система координат «Параметры Земли 1990 года») — это государственная система координат, используемая в ГЛОНАСС.

ПЗ-90.11 была установлена постановлением Правительства РФ от 24 ноября 2016 года №1240 для использования в целях геодезического обеспечения орбитальных полетов, решения навигационных задач и выполнения геодезических и картографических работ в интересах обороны Российской Федерации.

Система координат ГСК-2011

ГСК-2011 (геодезическая система координат 2011 года) – это государственная система координат, установленная постановлением Правительства РФ от 24 ноября 2016 года №1240 для использования при осуществлении геодезических и картографических работ на территории Российской Федерации.

Система координат МСК

МСК – это местная система координат субъекта Российской Федерации, установленная для целей обеспечения проведения геодезических и картографических работ при осуществлении градостроительной и кадастровой деятельности, землеустройства, недропользования и иной деятельности.

Каждый субъект имеет свою МСК с номером данного субъекта, например, местная система координат Московской области именуется МСК-50.

Архивные системы координат

Существуют архивные системы координат, которые в настоящее время не используются (не действуют).

Среди них можно выделить:

Какие бывают системы отсчета высот?

Высоты в геодезии могут быть представлены в виде геодезических, ортометрических и нормальных и высот. Высоты также могут быть представлены в условной системе высот.

Основные системы отсчета высот:

Отсчет высот в Балтийской системе высот 1977 года ведется от нуля Кронштадтского футштока, укрепленного в устое моста через обводной канал в г. Кронштадте.

Почему мы предоставляем поправки в международной системе координат?

Поскольку ГНСС работают в реализациях земной геоцентрической системы координат, таких как WGS-84 и ПЗ-90.11, то первоначально все спутниковые определения с использованием ГНСС выполняются в этих системах координат.

В ГНСС аппаратуре и программном обеспечении все результаты (координаты, скорости, ускорения) вначале приводятся в WGS-84, которые можно представить в любой другой системе координат путем математических преобразований.

Координаты в пространственных земных системах WGS-84, ПЗ-90.11 или ГСК-2011 с точностью 1 метр практически совпадают, поэтому для спутниковых определений с такой точностью не имеет значения в какой из реализаций системы координат они представлены.

Для спутниковых определений с высокой точностью мы предоставляем дифференциальные поправки, которые применяются к измеряемым величинам в процессе спутниковых определений. Дифференциальные поправки позволяют определить пространственные координаты относительно спутниковых базовых станций с заданными координатами.

Поскольку в нашей сети координаты всех станций определены в международной системе координат WGS-84, координаты определяемых вами точек также первоначально представлены в WGS-84. Но, как уже было сказано выше, они могут быть преобразованы в любую системы координат по известным параметрам преобразования.

Источник

GIS-LAB

Географические информационные системы и дистанционное зондирование

Часто задаваемые вопросы по координатам, проекциям, системам координат

Дополнительные комментарии по часто задаваемым вопросам, некоторые из тем более подробно разъясняются в других статьях и разделах, которые обозначены дополнительными ссылками.

[править] Вопросы

[править] Ответы

[править] 1

Вопрос: Что такое координаты?Ответ: Координатами называют угловые или линейные величины, определяющие положение точки на какой-либо поверхности или в пространстве (Военная топография, 1958, с.125).

Географическими координатами называют угловые величины (долгота и широта), определяющие положение точек на эллипсоиде.

Спроецированными (плоскими, прямоугольными, декартовыми, метрическими) координатами называют линейные величины (абсцисса и ордината, X и Y), определяющие относительное положение точки на плоскости.

Географические и спроецированные координаты связаны между собой формулами проекционного преобразования. Таким образом, зная проекцию метрических координат их можно пересчитать обратно в географические и наоборот.

[править] 2

В ГСК единицы измерения угловые и координаты представлены десятичными градусами.

В ПСК единицы измерения линейные и координаты могут быть выражены как метры, футы, километры и т.д. Данные находящиеся в этой системе координат часто называют спроецированными. В основе любой спроецированной системы координат лежит географическая система координат (ГСК), преобразованная в плоскую с помощью проекции.

Таким образом, для описания ПСК, необходимо знать ГСК, на которой она основана и метод, которым координаты из ГСК переведены в ПСК (проекцию). Если проекция не известна, такие данные нельзя перевести в другую СК, иногда такую СК называют «локальной», «пиксельной» или «файловой» (например СК только что отсканированного изображения).

В настоящее время, наиболее распространенная географическая система координат в мире – система координат WGS 1984. В России чаще всего используется географическая система координат Pulkovo 1942. Подробнее

[править] 3

Вопрос: Если мои данные хранятся в WGS 1984 или Pulkovo 1942 значит ли это что они спроецированы?

[править] 4

Вопрос: Как определить спроецированы мои данные или нет? Как определить тип системы координат?

Ответ: Самый простой способ определить спроецированы ли ваши данные, загрузить их в ПО по ГИС (QGIS, ArcView, ArcGis и т.д.), и обратить внимание на цифры, меняющиеся при перемещении курсора в области ваших данных, если Вы видите цифры:

Этот способ не является универсальным, но может помочь в большинстве случаев. Этот способ позволяет определить только тип СК, он не позволяет уверенно определить проекцию и точную СК данных.

[править] 5

Вопрос: Мои данные в спроецированной системе координат, как определить в какой именно?

Ответ: Часто эта проблема является «тяжелым» случаем.

[править] 6

Вопрос: Что такое файл prj и для чего он нужен?

Ответ: Если данные правильно документированы, то векторные слои должны содержать дополнительный файл с расширением prj (в покрытии Arcinfo этот файл находится внутри папки покрытия). Этот файл содержит исчерпывающее описание системы координат, в которой находятся ваши данные. Наличие этого файла позволяет ПО ГИС узнавать систему координат данных и при необходимости изменять ее (временно или постоянно).

Разные ГИС по разному работают с файлами описания проекций. В Arcview GIS он не создается при создании слоев, а только при использовании специального расширения (Projection Utility Wizard). В ArcGIS систему координат можно задать с помощью ArcCatalog.

Если данный файл отсутствует, то некоторое ПО, например ArcGIS присвоит данным некоторую СК по умолчанию. Отсутствие файла также сделает невозможным операции перевода данных из одной СК в другую в ArcGIS. В Arcview GIS это не проблема, если ваши данные находятся в географической СК и файл описания проекции отсутствует, программа будет изменять данные в зависимости от проекции вида.

[править] 7

Вопрос: Как лучше хранить данные – спроецированными или неспроецированными?

Ответ: Выбор типа системы координат зависит от нескольких переменных:

В любом случае, какая бы не была система координат, она должна быть явным образом описана для всех слоёв (независимо от их типа) со всеми необходимыми подробностями.

[править] 8

Вопрос: Я хочу перевести данные из одной проекции в другую, как это сделать?

Ответ: Зависит от типа данных и доступного ПО:

Для векторных данных:

Для растровых данных:

[править] 9

Вопрос: Я хочу привязать данные, как это сделать?

Ответ: Процесс имеет смысл, если вам неизвестна система координат исходных данных или она локальная (файловая), например только что отсканированный растр. Технологический процесс зависит от типа данных и доступного ПО:

Для векторных данных:

Для растровых данных:

[править] 10

Вопрос: Может ли растровый слой хранится в географической системе координат?

[править] 11

Вопрос: Я привязал топографические карты (Генштаб СССР) и хочу проверить качество привязки. Как мне это сделать?

Ответ: Скачать километровые сетки для каждой конкретной зоны проекции Гаусса-Крюгера и проверить насколько точно она совпадает с метровой сеткой, нанесенной на топографическую карту (подробнее). Для проверки точности можно также использовать разграфки топокарт.

[править] 12

Вопрос: Как создать дополнительную систему координат в ArcGIS?

Ответ: Создать ее через свойства фрейма данных, закладка Coordinate Systems и переместить в папку c:\Program Files\ArcGIS\Coordinate Systems\MyProjections. Подробнее

[править] 13

Вопрос: Чем отличаются следующие проекции в ArcGIS: Pulkovo_1942_GK_Zone_9N и Pulkovo_1942_GK_Zone_9?

Использование в качестве ложного смещения на восток значения [номер зоны]*10 6 +500000 удобно например тем, что по координатам можно сразу определить с большой степенью вероятности проекцию и ее параметры.

[править] 14

Вопрос: Выбранная проекция искажает один из основных параметров (длину, угол, площадь), как провести измерения более точно?

[править] 15

Ответ: СК GCS_Assumed_Geographic_1/Datum: D_North_American_1927 появляется при открытии в ArcGIS любых данных в формате shape не имеющих явного описания СК (в виде файла *.prj). Данная СК указывает, что ArcGIS подразумевает, что данные находятся в этой географической СК, однако на самом деле они могут находится в любой другой географической СК.

Формат shape не требует наличия явного описания системы координат и/или проекции. Поэтому, получив из некоторого источника только файлы *.shp, *.dbf, *.shx, невозможно абсолютно точно сказать, в какой СК они находятся. Если СК данных известна, то это проблема решается созданием дополнительного файла *.prj, играющего роль такого описания проекции. Наличие этого файла с соответствующим описанием позволяет программному обеспечению (такому как ArcGIS или Arcview Projection Utility) «распознавать» СК и осуществлять перевод данных из одной СК в другую.

[править] 16

Я загрузил(а) данные, они показываются неправильно, все сплющенное, как исправить?

Ответ: Если данные привязаны, то показываются они, скорее всего, так, как и должны. Визуализация географических данных зависит от той системы координат, в которой они находятся исходно и той системы координат, в которой они отображаются. Эти две системы могут быть различными. Визуальная «привычность» картографической информации достигается подбором нужной системы (как правило, наиболее часто используемой для данной территории). Сами данные при этом остаются неизменными. См. также #22

Вот как выглядит п-ов Камчатка в географической системе координат:

А вот те же самые данные, но спроецированные (проекция UTM, зона 54):

Таким образом, для визуального изменения данных, измените проекцию в которой они отображаются.

[править] 17

Я создал с помощью программы X (получил/скачал) геоданные, как подготовить их к работе?

Ответ: Сначала необходимо выяснить, в какой системе координат находятся ваши данные. Эта информация может быть получена из описания программ, с помощью которых вы эти данные создали или в метаданных (дополнительной документации). Возможно удасться получить эту информацию от тех, кто поставил данные или, наконец, угадать систему координат.

После этого, если этого еще не сделано, необходимо явным образом «прописать» эту систему координат этому набору данных, чтобы она стала доступна не только Вам, но и программам, умеющим считыватья информацию о системе координат из заголовков или специальных дополнительных файлов.

[править] 18

Мои геоданные не имеют явным образом обозначенной системы координат, что мне делать?

Ответ: Если вы работаете в ГИС, которая не считывает информацию о системе координат из заголовков или специальных файлов, например Arcview, то можно ничего не делать, хотя для лучшей организации данных рекомендуется все-таки правильно подготовить данные. Если ваша ГИС требует явного описания системы координат данных см. 17.

[править] 19

Как определить какой зоне UTM или ГК относятся мои данные?

Ответ: Скачать разграфку зон UTM и наложить ее на свои данные, которые при этом должны находиться в географической системе координат. Посмотреть атрибутику зоны в которую попадают данные.

Можно также воспользоваться простой схемой, где цифра указывает номер зоны Гаусса-Крюгера, прибавьте к ней 30 и получите номер зоны UTM.

[править] 20

В чем разница между Географической проекций и проекцией Меркатора

Ответ: Во всем, кроме того, что они обе цилиндрические.

Географическая проекция (Plate Carrée, равнопромежуточная):

[править] 21

Как назначить слою систему координат/создать файл prj?

Ответ: Назначить слою систему координат (создать файл prj) как правило можно в любой настольной ГИС или вручную. Для этого абсолютно необходимо точно знать, в какой СК и проекции находятся данные. Если вы этого не знаете, это необходимо сначала выяснить.

Инструменты\Управление данными\Задать текущую проекцию
(Vector\Data Management Tools\Define current projection)

[править] 22

Я задаю слою разные системы координат, но его представление не меняется, почему?

Обычно, в ПО ГИС существует две возможности изменить СК представления слоя:

1. Инструмент, позволяющий перманентно пересчитать все данные из исходной СК в конечную. После этого нужно загрузить новый пересчитанный слой.

2. Свойства вида данных, где указывается новая СК для всех данных (может быть несколько слоёв). Этот способ позволяет не создавать копию данных в другой СК. Физически данные останутся в исходной СК, но показываться будут в нужной вам.

[править] 23

Я посмотрел координаты слоя в проекте и использую их для вырезки нужного мне фрагмента, но ничего не происходит, почему?

Ответ: потому что у слоя физически одна система координат, а в проекте он может быть показан в другой. Соответственно, вводить эти (производные) координаты бессмысленно. Используйте исходные координаты слоя, а не трансформированные (проецированные). Более подробно см. 22

[править] 24

Я измеряю размеры (длину, площадь) и они сильно отличаются от реальных, почему?

Ответ: как правило, измерения непосредственно по карте производятся в системе координат этой карты. Таким образом, если для карты выбрана проекция искажающая длины, площади или углы, то результаты измерений могут сильно отличаться от реальных.

Проводите измерения в подходящих проекциях или на эллипсоиде, см. 14

[править] 25

Я провожу расчеты связанные с расстояниями, площадями и результирующие значения очень сильно отличаются от ожидаемых, почему?

Эта проблема может решаться двумя способами:

[править] 26

При расчете площади в проекции Меркатора результат расчета отличается от реальной площади в несколько раз, почему такая ошибка??

Ответ: Проекция Меркатора была изобретена для мореплавателей, которым было необходимо держать постоянное направление. Эта проекция плохо подходит для измерения площадей, поскольку в этой проекции масштаб равен единице только на экваторе. Измеренные в этой проекции расстояния и площади могут отличаться от ожидаемых в 2 и более раз.

В 25 можно найти ответ на вопрос «как же получить правильные площади».

[править] 27

Как правильно сообщать результаты расчетов длин и площадей коллегам, чтобы они смогли при желании их воспроизвести?

Ответ: При передаче таких данных коллегам, учтите, что проекции и эллипсоиды на которых вы проводили вычисления бывают разные, поэтому нужно обязательно сопровождать результаты расчетов пояснением в какой проекции или на каком эллипсоиде они производились. Иначе велик шанс, что ваш коллега при повторном расчете по вашим данным получит отличающиеся от ваших значения.

[править] 28

Что такое код EPSG? Нужно ли мне его знать.

Например, код EPSG:26416 назначен проекции Гаусса-Крюгера зона 16, или, более точно: проекции Поперечного Меркатора с центральными меридианом 93 в.д., ложным смещением на восток 16500000 на эллипсоиде Крассовского и т.д.

Полное описание этой системы координат (Proj.4) выглядит следующим образом:

Полную базу кодов EPSG можно найти здесь.

[править] 29

Зачем проекциям нужны зоны, почему я не могу использовать только одну?

Например, система координат Гаусса-Крюгера, зона 16 имеет следующие параметры: Проекция: Поперечный Меркатор (Transverse Mercator) Эллипсоид: Крассовского Центральный меридиан: 93 Ложное смещение на восток: 16500000

Настройки других зон будут иметь другие значения центрального меридиана и ложного смещения на восток.

Наиболее часто можно встретиться такими системами координат как UTM (Universal Transverse Mercator) и Гаусс-Крюгера, обе из которых базируются на проекции Transverse Mercator, но имеют отличающийся набор параметров, систему деления на зоны, номенклатуру зон.

[править] 30

Я указал в свойствах слоя другую систему координат, но не получил ожидаемого результата, почему?

Ответ: Большинство ПО ГИС даёт возможность указывать загруженным данным новую СК (обычно это можно сделать через свойства слоя). Эта возможность может использоваться для:

Нужно понимать, что:

[править] 31

Какую проекцию выбрать для отображения всей России?

Ответ: Можно использовать, например, проекцию Альберса с такими параметрами:

[править] 32

Я загрузил данные и координаты показываются в метрической системе, как увидеть привычные широту-долготу?

Ответ: Координаты бывают метрическими (спроецированными) и географическими (угловыми) (см. #1), они связаны друг с другом. Практически все настольные ГИС умеют переключать представление координат. Если загруженные данные имеют корректно описанную СК, то программе не составит труда на лету пересчитать координаты из метрической системы в географическую (угловую, широта-долгота).

Следует понимать, что это никоим образом не изменит самих данных, переключится только представление координат (см. #22).

Например, в QGIS представление можно изменить через Проекты\Свойства проекта\Общие\Единицы карты.

Последнее обновление: 2016-02-07 10:32

Дата создания: 13.07.2005
Автор(ы): Максим Дубинин

Источник