Coğrafi koordinat sistemi - Geographic coordinate system
|jeodesi|
Bir koordinat coğrafi sistem bir olduğunu koordinat sistemi kullanılan coğrafya sayılar, harfler veya semboller kümesi tarafından belirtilmesi Dünya'daki her konum sağlar. Koordinatlar, genellikle bir grup sayı, bir temsil edeceği şekilde seçilir dikey konum ve iki ya da üç sayı bir temsil yatay konumunu . Koordinatların Yaygın bir seçimdir enlem , boylam ve yükseklik .
İki boyutlu bir harita üzerinde bir konum belirlemek için bir ihtiyaç haritası projeksiyonu .
içindekiler
- 1 Tarihçe
- 2 Coğrafi enlem ve boylam
- 3 yüksekliği kullanılarak Referans noktalarının Ölçüm
- 4 Harita projeksiyonu
- 5 Kartezyen koordinatlar
- 6 doğrusal birim olarak enlem ve boylam ifade
- 7 Durağan koordinatlar
- 8 diğer gök cisimlerinin üzerinde
- 9 Ayrıca bakınız
- 10 Notlar
- 11 Kaynaklar
- 12 Dış bağlantılar
Tarihçe
Buluş bir koordinat coğrafi sistemin genel yansıtılır Eratosthenes ait Cyrene onun şimdi kayıp olan oluşur, Coğrafya de İskenderiye Kütüphanesi M.Ö. 3. yüzyılda. Bir asır sonra, İparhos ait İznik yıldız ölçümlerinden ziyade güneş yükseklikten enlem belirlenmesi ve zamanlamaları ile boylam belirleyerek bu sistemde gelişmiş ay tutulmaları yerine, ölü hesaplaşma . 1. veya 2. yüzyılda, Marinus ait Tire geniş gazetteer ve derlenmiş matematiksel çizilen dünya haritasını bir doğuya ölçülen koordinatları kullanarak meridyeni belirlenen en batıdaki bilinen kara Şanslı Isles Kanarya veya Cape etrafında batı Afrika kıyıları, Burun Adaları ve adasının kuzey veya güney ölçülen Rodos kapalı Küçük Asya . Batlamyus ziyade uzunluğu açısından enlem ölçmek yerine, enlem ve boylam dolu kabulü ile onu yatırıldı yaz ortası gün.
Ptolemy'nin 2 yüzyıl Coğrafya aynı başlangıç meridyeni kullanılan ancak gelen enlem ölçülen Ekvator yerine. İşlerini tercüme edildikten sonra Arapça 9. yüzyılda, Harizmi 'ın Dünya'nın Açıklaması Kitabı ve süresi açısından bir Batlamyus'un hataları Marinus düzeltilmiş' Akdeniz'de neden ortaçağ Arap kartografisini 10 ° etrafında başlangıç meridyeni kullanmak Ptolemy hattının doğu. Matematiksel haritacılık aşağıdaki Avrupa'da devam Maksimos Planudes Ptolemy metninde 1300 biraz önce bir 'kurtarma; Metin çevrildi Latince de Florence tarafından Jacobus Angelus 1407 civarında.
1884 yılında Amerika Birleşik Devletleri ev sahipliği Uluslararası Meridyen Konferansı yirmi beş ülkeden temsilcilerin katıldığı,. Bunlardan yirmi iki boylam uygulama konusunda anlaştılar Kraliyet Gözlemevi de Greenwich, İngiltere sıfır referans çizgisi olarak. Dominik Cumhuriyeti Fransa ve süre, öneriyi geri çevirdi Brezilya çekimser kaldı. Fransa benimsenen Greenwich Saatini yerel tespitler yerine Paris Gözlemevi 1911 yılında.
Coğrafi enlem ve boylam
"Enlem" (kısaltma:. Lat, φ veya phi) Dünya yüzeyinin üzerindeki bir nokta ekvatoral düzlemine ve bu noktadan ve geçer düz çizgi (veya buna yakın) Earth merkezi arasındaki açıdır. Dünya yüzeyinde aynı enlem iz çevrelerinin noktaları birleştiren çizgiler olarak adlandırılan paralellikler de ekvator ve birbirine paralel olarak,. Kuzey Kutbu 90 ° K olduğu; Güney Kutbu enlem 0 ° paralel olarak adlandırılır 90 ° S olduğu ekvatoru , temel düzlem tüm coğrafi koordinat sistemleri. Ekvator içine dünyayı bölen Kuzey ve Güney Yarıkürelerinde .
"Boylam": (kısaltmasıdır. Uzun, λ yeryüzü üzerindeki bir noktanın, veya lambda), bir referans açısı Doğu ya da batı meridyen bu noktadan geçen bir meridyen. Tüm meridyenler harika bir yarıları olan elipsler (genellikle denilen harika çevreler Kuzey ve Güney Kutup birbirine yaklaşır). Meridyen İngiliz Kraliyet Gözlemevi de Greenwich , güney-doğu Londra, İngiltere, uluslararası bir meridyeni bazı kuruluşlar-Böyle Fransız olarak da, Institut géographique Ulusal dahili amaçlarla Meridyanları kullanmak -Devam. Meridyeni doğru belirler Doğu ve Batı Hemispheres haritalar sıklıkla tutmak için daha fazla Batı bu yarımküresini bölmek rağmen, Eski Dünya'yı tek tarafta. Antipot Greenwich meridyen hem 180 ° W ve 180 ° E. Bu conflated edilecek değildir Uluslararası Tarih Çizgisi uzakdoğu Rusya ve uzak batı arasındaki kapsayan siyasi nedenlerle çeşitli yerlerde ondan uzaklaşan, Aleut Adaları .
Bu iki bileşenin kombinasyonu dikkate alınmaksızın, Dünya yüzeyinde herhangi bir yerin konumunu belirten irtifada veya derinlik. Enlem ve boylam çizgileri tarafından meydana getirilen ızgara, bir "mercek ağı" olarak da bilinir. Bu sistemin kökeni / sıfır noktası bulunan Gine Körfezi hakkında 625 km (390 mil) güneyinde Tema , Gana .
yüksekliği kullanılarak Referans noktalarının Ölçüm
Sorunun karmaşıklığı
tamamen, bir topografik özelliğin yerini belirleyebilir ya da Dünya'nın üzerinde, biri de Dünya'nın merkezinden veya yüzeyden dikey mesafeyi belirtmek zorundadır belirleyin.
Dünya bir küre değil, düzensiz şekli yaklaşan çift eksenli elipsoid . Bu Hemen hemen küresel, ancak kutubdan ölçülen yarıçapına göre yaklaşık% 0.3 daha büyük Ekvator yarıçapı, ekvatoryal çıkıntı vardır. Kısa eksen yaklaşık olarak dönme ekseni ile çakışır. Erken navigasyon dikey veri olarak kullanılabilecek düz bir yüzey olarak denizin düşünce olsa da, bu aslında durum böyle değildir. Toprak eşit katmanları bir dizi vardır potansiyel enerjiye onun içinde çekim alanına . Yükseklik kabaca Dünya'nın merkezine doğru, bu yüzeye dik açılarla ölçümüdür, ancak yerel varyasyonlar (kabaca elips rağmen) eşit potansiyel tabakalarının düzensiz olun. Yüksekliğini tanımlamak için kullanılacak katman seçimi keyfidir.
Ortak taban
Ortak yükseklik taban içerir
- Bir sonuçlanan sıfır noktası elipsin yüzeyi, elipsoidal yükseklik
- Yerçekimi tarafından tarif edildiği gibi deniz seviyesinden jeoidin , sonuçta ortometrik yükseklik
- Bir dikey referans noktası , bir verimli, dinamik yüksekliği bilinen bir referans yüksekliğine sahip olması gerekir.
Enlem ile birlikte ve boylam , yükseklik üç boyutlu içerir jeodezik koordinatlar veya coğrafi koordinatları , bir konum için.
datumlar
Amacıyla "dikey" yönünde ve "Yüzey" yukarıda ölçtükleri konusunda kesin olmak gerekirse, harita yapıcıları bir seçim referans elipsoid iyi onlar haritalama olan alan için kendi ihtiyaçlarınız verilen bir orijin noktası ve. Daha sonra, bilya şeklindeki en uygun haritalama o elipsoidinde üzerine koordinat sistemi seçin, karasal referans sistemi veya adı verilen jeodezik datum .
Datumlar onlar tüm dünyayı temsil yani küresel olabilir veya onlar Dünya'nın yalnızca bir bölümüne en uygun bir elipsoidi temsil yani yerel olabilir. Nedeniyle kıta levha hareketleri, çöküntü, ve gündüz birbirine Dünya yüzeyinin hareket göreli olarak Nokta Dünya gelgit hareketi nedeniyle meydana gelen Ay ve Güneş Bu günlük hareketi bir metre kadar olabilir. Kıta hareket kadar olabilir 10 cm yılda veya 10 m bir yüzyılda. Bir hava sistemi daha yüksek basınçlı bir alçalmasına neden olabilir 5 mm . İskandinavya tarafından artıyor 1 cm arasında buz tabakalarının erimesi sonucu yılda son buzul çağından fakat komşu İskoçya sadece tarafından artıyor 0,2 cm . Bu değişiklikler, yerel veri kullanılması durumunda önemsizdir, fakat küresel bir veri kullanılması durumunda istatistiksel olarak anlamlıdır.
Küresel datumlar örnekleri Dünya Jeodezik Sistemi (WGS 84), için kullanılan varsayılan verisini Küresel Konumlandırma Sistemi ve Uluslararası Yersel Referans Çerçevesi tahmin etmek için kullanılan (ITRF), kıta sürüklenme ve kabuk deformasyon . Dünya'nın merkezine uzaklığı çok derin pozisyonlar için ve uzayda pozisyonlar için hem de kullanılabilir.
Ulusal bir kartografik kuruluş tarafından seçilen yerel datumlar dahil Kuzey Amerika Datum'u , Avrupa ED50 ve İngiliz OSGB36 . Bir konum göz önüne alındığında, datum enlem sağlar ve boylamı . Birleşik Krallık'ta kullanımda üç ortak enlem, boylam ve yükseklik sistemleri vardır. Yayınlanan haritalar üzerinde kullanılandan Greenwich'teki WGS 84 farklılık OSGB36 yaklaşık 112m tarafından. Askeri sistem ED50 tarafından kullanılan, NATO , yaklaşık 120 milyon 180m kadar farklıdır.
Yerel bir datum karşı yapılmış bir harita üzerinde enlem ve boylam GPS alıcısından elde edilen biriyle aynı olmayabilir. Dan Koordinatlar haritalama sisteminde bazen kabaca basit kullanarak başka datum dönüşebilir çevirisini . Örneğin, için ETRF89 (GPS) den dönüştürmek için İrlanda Izgara doğuda 49 metre ekleyin ve kuzeyden 23.4 metre çıkarma. Daha genel olarak tek bir referans noktası olarak adlandırılan bir işlem kullanılarak başka bir referans noktası olarak değiştirilir helmert dönüşümler . Bu Kartezyen koordinatlar halinde küresel koordinatlar dönüştürme ve yedi parametre dönüşüm (çeviri, üç boyutlu uygulanmasını kapsar dönme ) ve arka dönüştürülmesi.
Popüler CBS yazılımında, enlem / boylam öngörülen veriler genellikle bir 'Coğrafi Koordinat Sistemi' olarak temsil edilir. Örneğin, veri enlem / boylam verileri ise 1983 Kuzey Amerika Verisi 'GCS Kuzey Amerika 1983' ile gösterilir.
Harita projeksiyonu
Bir coğrafi bir yerde pozisyonunu kurmak harita , harita projeksiyonu bir harita üzerinde iki boyutlu koordinatlara jeodezik koordinatları dönüştürmek için kullanılır; bir haritanın bir düz yüzey üzerine veri elipsoidal koordinatları ve yüksekliği çıkıntı yapar. Sıfır noktası, referans konumların bir ızgaraya uygulanan bir harita çıkıntısı ile birlikte bir kurar ızgara sistemine yerleri çizmek için. Halen kullanılmakta Ortak harita projeksiyonları içerir Evrensel Merkatörü (UTM), Askeri Grid Referans Sistemi (MGRS'yi), Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Izgara (USNG), Küresel Alan Referans Sistemi (GARS) ve Dünya Coğrafi Referanslar Sistemi (GeoRef) . Bir harita üzerinde Koordinatlar genellikle açısından olduğu Northing N ve doğu yönü belirlenmiş bir başlangıç konumuna göre E uzaklıklar.
Harita projeksiyon formüller harita tahmin edildiği belirli bir konumda bağlıdır çıkıntının geometrisi gibi parametreleri bağlıdır. Parametreler grubu projenin türü ve projeksiyon için seçilen sözleşmeler göre değişebilir. İçin çapraz Merkatör çıkıntının UTM kullanılan, ilişkili parametreler enlem ve doğal kaynaklı boylam, yanlış yön bilgisine ve sahte Doğuluk, ve genel bir ölçek faktörü bulunmaktadır. Belirli bir yerde ya da sırıtarak ilişkili parametreleri göz önüne alındığında, Merkatörü için projeksiyon formüller cebirsel ve trigonometrik fonksiyonların bir kompleks karışımıdır.
UTM ve UPS sistemleri
Evrensel Merkatörü (UTM) ve evrensel Polar Stereographic (UPS) koordinat sistemlerini hem düzenlendiği bir metrik-esaslı kartezyen ızgara kullanımı uyumlu şekilde öngörülen Dünya yüzeyinin konumlarını bulmak için yüzey. UTM sistemi, tek değildir harita projeksiyon ancak altmış bir dizi, boylam her birini kapsayan 6 derecelik bantlar. UPS sistemi UTM sisteminde kapsamında değildir kutup bölgeleri için kullanılır.
Stereographik koordinat sistemi
Ortaçağda koordinat sistemi stereografik navigasyon amaçlı kullanılmıştır. Stereografik koordinat sistemi enlem ve boylam sisteminin yerini. Navigasyonda artık kullanılmıyor olsa da, stereografik sisteminin hala alanlarında kristalografik yönelimleri tanımlamak için modern zamanlarda kullanılan koordinat kristalografisi , mineraloji ve malzeme bilimi.
Kartezyen koordinatları
Elipsoidal koordinatlarda ifade edilir Her bir nokta bir düz çizgi olarak ifade edilebilir xyz ( Kartezyen ) koordine eder. Kartezyen koordinatlar birçok matematiksel hesaplamaları basitleştirir. Farklı datumlar Kartezyen sistemler eşdeğer değildir.
Dünya merkezli, Dünya sabitlenmiş
Toprak merkezli toprak sabit (aynı zamanda ECEF, ECF ya da geleneksel karasal koordinat sistemi olarak da bilinir) Dünya ile döner ve yerin merkezindeki bir kökene sahiptir.
Geleneksel sağ elini koordinat sistemini koyar:
- Earth, Dünya'nın yakın bir noktanın kütle merkezinde kökeni şeklin merkezinde
- Pozitif değerler ile Kuzey ve Güney kutupları arasında on line Z ekseni, kuzeye artan (ama tam olarak Dünya'nın dönme ekseni ile örtüşmemektedir)
- X ve Y, ekvator düzleminde eksenleri
- Boylam 0 derece boylam (negatif) ekvator (180 ° uzanan geçen X ekseni meridyeni Ekvator) (pozitif)
- batısında boylam doğu boylamı ekvator 90 derece (negatif) ekvator 90 derece arasında uzanan geçen Y ekseni (pozitif)
Bir örnek NGS veri Kaliforniya'da Donner Zirvesi yakınında bir pirinç disk için. XYZ enlem / boylam / yükseklik yukarıda elipsoid, dönüşüm elipsoidin boyutları koordinatları verilen bir elipsin yüzeyinde verilen enlem-lon XYZ basit hesaplamak ve dik olan XYZ vektör ekleme orada elipsoid ve elipsin üzerinde noktanın yüksekliği eşit uzunluğa sahiptir. Hemen boylam almak XYZ verilen, ancak enlem ve yükseklik için kapalı bir formül var: Ters dönüşüm daha zordur. "Bkz Jeodezik sistemi ." 1976 yılında Bowring formülü kullanarak Anketi Review ilk yineleme 10 içinde doğru enlem verir -11 sürece noktası üzerinde 10000 metre veya elipsoidinde altında 5000 metre mesafededir olarak dereceye.
Yerel doğu, kuzey, yukarı (TRK) koordinatlar
Birçok hedefleme ve izleme uygulamalarında yerel Doğu, Kuzey, Yukarı (TRK) Kartezyen koordinat sistemi çok daha sezgisel ve pratik ECEF veya Jeodezik koordinatlar aşıyor. Yerel TRK koordinatları belirli bir konuma sabit Dünya yüzeyinde meydana gelen bir uçak teğet oluşur ve bundan ötürü bazen "Yerel Tanjant" veya "yerel jeodezik" düzlem olarak bilinir. Geleneksel olarak doğu ekseni etiketli , kuzey ve yukarı .
Yerel kuzey, doğu, aşağı (NED) koordinatlar
Ayrıca, yerel tanjant düzlemi (LTP) olarak da bilinir. Bir uçak, ilgilenilen en nesneler uçak altında, yüzden, bir pozitif sayı olarak aşağı tanımlamak mantıklı. Kuzey, Doğu, Aşağı (NED) TRK yerel tanjant düzlemi alternatif olarak buna izin koordine eder. Geleneksel olarak, kuzey aks etiketli , doğu ve aşağı . Arasındaki karışıklığı önlemek için ve bu makalede, vb yerel TRK için koordinat çerçevesinde sınırlayacaktır.
lineer birimler olarak enlem ve boylam ifade
GRS80 veya Açık WGS84 de sfero deniz seviyesinde Ekvator, bir enlem ikinci tedbirler 30,715 metre , bir enlem dakikadır 1843 metre ve bir enlem derecesi 110.6 kilometre . Boylam, meridyen çevreler, ikinci bir doğal enlem arttıkça azalan doğu-batı genişliği ile, coğrafi kutuplarda buluş. Açık Ekvator deniz seviyesinde, bir uzunlamasına ikinci ölçen 30.92 metre uzunlamasına dakikadır, 1855 metre ve uzunlamasına derecesi 111.3 kilometre . 30 ° 'de bir uzunlamasına ikinci 26.76 metre Greenwich, (51 ° 28'38 "K) 19.22 metre , ve 60 ° C'de o 15.42 metre .
WGS84 küremsi üzerinde, enlem cp enlem bir derece metre uzunluğu (yani, enlem bir kuzey-güney hattı boyunca mesafe (φ - 0.5) derece (φ + 0.5) derece) olduğu
Benzer şekilde, bir boylam derece metre uzunluk olarak hesaplanabilir
(Bu katsayılar geliştirilebilir ancak mesafe stand bir santimetre içinde doğru verir.)
Enlemde uzunlamasına derece uzunluğu tahmin etmek için alternatif bir yöntem, (sırasıyla, 60 ve 3600 ile dakika ve saniye, bölme başına genişliği için) bir küresel Dünya varsaymaktır:
nerede Dünya'nın ortalama meridyonel yarıçapı ise 6.367.449 m . Dünya Sonuç yüzde kaç onda tarafından kapalı olabilir küresel olmadığından; enlemde uzunlamasına derecede daha iyi bir yaklaşım olduğu
nerede Dünya'nın ekvator yarıçapı eşittir 6378137 m ve ; GRS80 ve WGS84 küremsiler için, bir hesaplar ve / b 0.99664719 olması. ( Olarak bilinen düşük (ya da parametrik) enlem ). Kenara yuvarlama gelen bu bir enlem paralel birlikte tam mesafedir; En kısa güzergah boyunca mesafe alma daha fazla iş olabilir, ama iki puan ayrı boylam bir derece ise bu iki mesafeler birbirinden 0,6 metre içinde her zaman olacaktır.
|Enlem||Kent||derece||Dakika||İkinci||0.0001 ° ±|
|60 °||Petersburg||55.80 km||0.930 km||15.50 m||5.58 m,|
|51 ° 28 '38 "K||Greenwich||69.47 km||1,158 km||19.30 m||6.95 m,|
|45 °||bordo şarabı||78.85 km||1.31 km||21.90 m||7.89 m,|
|30 °||New Orleans||96.49 km||1.61 km||26.80 m||9.65 m,|
|0 °||Quito||111.3 km||1,855 km||30,92 m||11.13 m|
Geostationary koordinatlar
Geostationary uydular (örneğin, televizyon uydular) bitti Ekvator Earth ile ilgili konumlarını ifade edilir, böylece yeryüzündeki belirli bir noktada boylam sadece derece. Onların enlem Ekvator üzerinde, yani her zaman sıfır (veya yaklaşık olarak öylesine) 'dir.
diğer gök cisimleri üzerinde
Benzer koordinat sistemleri gibi başka gök cisimleri için tanımlanmıştır:
- Benzer bir biçimde, iyi tanımlanmış sistem referans elipsoid göre için Mars .
- Selenografik koordinatlar için Ay
Ayrıca bakınız
- Ondalık derece
- Jeodezik datum
- Coğrafi koordinat dönüşümü
- Coğrafi Bilgi Sistemi
- Coğrafi uzaklık
- Doğrusal referans
- Harita projeksiyonu
- Mekansal referans sistemleri
notlar
Referanslar
Atıflar
Kaynaklar


Vikiveri özelliğine sahiptir:


- İlgili Medya Geographic koordinat sistemi Wikimedia Commons