Nuttige wenke

Hoe om koördinate in die UTM-stelsel te lees

Pin
Send
Share
Send
Send


Universele dwarsprojeksie van die Mercator (UTM, van Engels Universele dwars Mercator) is 'n stelsel van kartografiese projeksies waarin die aarde se oppervlak in 60 sones verdeel is in die meridionale rigting met 'n breedte van 6 grade. Elk van hierdie sones het sy eie sentrale meridiaan en word afsonderlik in die dwarsprojeksie van die Mercator geprojekteer.

afstand

Die skaal is konstant langs die sentrale meridiaan, maar die skaalfaktor daarvoor is 0.9996, wat die vervorming aan die kante van die sone verminder. Met hierdie skaalfaktor het lyne op 'n afstand van 180 km wes en oos van die sentrale meridiaan en parallel daarmee 'n skaalfaktor van 1.

beperkings

Ontwerp om skaalfoute van hoogstens 0,1 persent binne elke sone te lewer. Foute en verwringings neem toe vir streke wat oor veelvuldige sones strek. Die UTM-sone is nie bedoel vir gebiede wat meer as 20 ° in lengte is nie (10 ° –12 ° aan weerskante van die sentrale meridiaan).

Sferoïede of ellipsoïede voorwerpe kan nie verder as 90 ° vanaf die sentrale meridiaan geprojekteer word nie. In werklikheid moet die ruimte op die sferoïed of ellipsoïde beperk word tot 10 ° –12 ° aan beide kante van die sentrale meridiaan. Buite hierdie reeks, kan data wat in die dwarsprojeksie van die Mercator geprojekteer word, bevooroordeeld wees tydens omgekeerde projeksie. Vir inligting oor die veld van hierdie beperkings bestaan ​​daar nie.

'N Nuwe toepassing genaamd Transverse_Mercator_complex is bygevoeg tot die projeksie-enjin. Dit bied akkurate voorwaartse en terugwaartse omskakeling van die Mercator-projeksie tot 80 ° vanaf die sentrale meridiaan. Die gebruik van 'n komplekse wiskundige metode maak hierdie transformasie verkieslik.

Gebruiksareas

  • Word gebruik vir topografiese kaartblaaie in die Verenigde State op 'n skaal van 1: 100,000.
  • Baie lande gebruik plaaslike UTM-sones gebaseer op amptelik gebruikte geografiese koördinaatstelsels.
  • Vir die grootskaalse kartering van Rusland en die voormalige USSR word die Gauss-Krueger-projeksie op die Krasovsky-ellipsoïde gebruik.

Die verhaal

Anders as die Gauss - Krueger-projeksie, gebruik UTM 'n skaalfaktor van 0.9996. Gevolglik is 'n skaalfaktor gelyk aan eenheid in hierdie projeksie nie op die lyn van die sentrale meridiaan nie, maar op 'n sekere afstand (ongeveer 180 km) aan beide kante daarvan. As gevolg hiervan, oorskry die maksimum verdraaiing binne die ses-graadsone nie 0,1% nie.

'N Ander verskil is die nommering van die sones. Hier het die sentrale meridiaan van die eerste sone 'n lengte van 177 ° C. e. Dus, byvoorbeeld, stem die 7de sone in die Gauss - Kruger-projeksie ooreen met die 37ste sone van die UTM.

Die prosedure vir die koördinaatopname is anders: in die Gauss - Krueger-projeksie word die abscissa-as na die noorde gerig, en in die UTM word die abscissa-as na die ooste gerig, en die ordinaat-as na die noorde. Om negatiewe koördinate te vermy, word 500.000 m by die abscissa gevoeg, en 10.000.000 m aan die ordinaat in die Suidelike Halfrond.

Geskiedenis [wysig |

Twee verskillende koördinaatstelsels

Voordat u in die kode wat in hierdie artikel aangebied word, ingaan, is dit nodig om die koördinaatstelsels te bespreek waarvoor hierdie kode bedoel is: die bekende breedtegraad- en lengtestelsel en die Universal Transverse Mercator (UTM). U moet ook die militêre koördinaatstelsel (Military Grid Reference System - MGRS), wat op UTM gebaseer is, aanraak.

Breedtegraad en lengte

Breedtegraad- en lengtestelsels is waarskynlik die bekendste metode om geografiese koördinate te bepaal. Daarin word die ligging deur twee getalle voorgestel. breedte is die hoek van die middelpunt van die aarde tot parallel op die aardoppervlak. lengtegraad is die hoek van die middelpunt van die aarde na die een of ander meridiaan op die aardoppervlak. Breedtegraad en lengtegraad kan uitgedruk word in desimale grade (DD) of grade, minute en tweede (DMS), in laasgenoemde geval word getalle in hierdie formaat verkry - 49 ° 30'00 "S 12 ° 30'00" E. Hierdie formaat word gewoonlik gebruik in GPS-navigators.

Die aarde word deur die ewenaar (0 ° breedtegraad) in die noordelike en suidelike halfrond verdeel, en die nulmeridiaan (0 ° lengte), 'n denkbeeldige lyn van die noorde na die suidpool, wat deur die stad Greenwich in die Verenigde Koninkryk loop en die planeet in die oostelike en westelike halfronde verdeel. Die breedtegraad in die noordelike halfrond is van 0 tot 90 grade, en in die suidelike halfrond is dit van 0 tot -90 grade. Die oostelike halfrond wissel van 0 tot 180 grade, en die westelike halfrond van 0 tot -180 grade.

In die suide van Finland is 'n punt met koördinate 61.44, 25.40 (in DD-formaat) of 61 ° 26'24 '' N, 25 ° 23'60''E (in DMS-formaat) geleë. En die punt met koördinate -47.04, -73.48 (DD) of 47 ° 02'24``S, 73 ° 28'48''W (DMS) is in die suide van Chili geleë. Figuur 1 toon die afbeelding van die aarde met oorvleuelende lyne van parallelle en meridiane:

Projeksie besonderhede¶

Globale is die tradisionele manier om die vorm van die aarde te vertoon. Die gebruik van hierdie benadering het egter nadele. Alhoewel aardbolte die vorm van die aarde grootliks handhaaf en die ruimtelike opset van voorwerpe van die grootte van 'n kontinent illustreer, is dit baie problematies om in u sak te dra. Boonop is dit gerieflik om eksklusief op klein skale te gebruik (byvoorbeeld 1: 100 miljoen).

Die meeste temakaarte wat in GIS-toepassings gebruik word, is baie groter. Gewoonlik het GIS-datastelle 'n skaal van 1: 250,000 of meer, afhangend van die detailvlak. 'N Bol van hierdie grootte sal duur wees en die gebruik daarvan sal baie moeilik wees. Daarom het kartograwe 'n stel tegnieke ontwikkel wat hulle genoem het kaartprojeksies, ontwerp om die bolvormige oppervlak van die Aarde in tweedimensionele ruimte met voldoende akkuraatheid te vertoon.

As u na die aarde kyk, kan dit as plat beskou word. As dit vanuit die ruimte gesien word, kan dit egter gesien word dat die vorm naby aan sferies is. Kaarte, soos in die volgende afdeling getoon, weerspieël die werklikheid. Dit wys nie net voorwerpe nie, maar ook hul vorm en ruimtelike ligging. Elke projeksie het waardigheid en tekortkominge. Die keuse van die beste projeksie vir die kaart word bepaal deur die skaal en doel daarvan. Byvoorbeeld, projeksie kan onaanvaarbare verwringing lewer as u die hele Afrika-kontinent vertoon, maar is ideaal om te skep grootskaalse (gedetailleerde) kaart land. Projeksie-eienskappe kan ook die visuele parameters van 'n kaart beïnvloed. Sommige projeksies is dus goed geskik vir klein gebiede, ander is goed vir die vertoon van voorwerpe van wes na oos, en ander vir voorwerpe wat van noord na suid verleng is.

Drie tipes kaartprojeksies¶

Die proses om projeksies te skep kan soos volg voorgestel word: binne 'n deursigtige aardbol met ondeursigtige voorwerpe is daar 'n ligbron. Die skadu van voorwerpe word op 'n plat vel papier gegiet. U kan verskillende projeksiemetodes verkry deur die aardbol in te vou silinder, cone of net per vel aansoek. Elk van hierdie metodes vorm tipe kaartprojeksie. Daar is dus projeksie op die vliegtuig (azimuthal), silindriese en koniese projeksies (sien figuur_projeksie_families).

Figuurprojeksiefamilies 1:

Drie soorte kartografiese projeksies: a) silindries, b) keëlvormig, c) asimutaal.

Tans word die proses van projeksie van 'n sferiese aarde op papier uitgevoer met behulp van wiskundige transformasies en trigonometrie. Maar in die kern is dieselfde transmissie van 'n ligstraal deur die aardbol.

Akkuraatheid vir kaartprojeksie¶

Kartografiese projeksies gee nooit 'n absoluut akkurate voorstelling van 'n sferiese oppervlak nie. As gevolg van projeksie ontvang die kaart verdraaiing van hoeke, gebiede en afstande. Projeksies kan verskillende soorte vervorming lewer, en 'n redelik aanvaarbare resultaat, waarin verdraaiings van hoeke, gebiede en afstande binne aanvaarbare grense is. 'N Voorbeeld van so 'n kompromisprojeksie is Winkel driedubbele projeksie en projeksie Robinsonword gereeld vir wêreldkaarte gebruik (sien figuur_robinson_projeksie).

Figuur Robinson-projeksie 1:

Robinson se projeksie produseer aanvaarbare vervormings in area, afstand en hoek.

In die meeste gevalle is dit onmoontlik om tydens die projeksie al die kenmerke van die oorspronklike voorwerpe te stoor. Dit beteken dat wanneer u 'n analise moet uitvoer, u 'n projeksie moet kies wat die beste eienskappe vir die analise sal gee. As u byvoorbeeld afstande wil meet, moet u 'n projeksie kies wat akkurate afstande bied.

Gelyke projeksies¶

As ons met die aardbol werk, is die hoofrigtings van die kompas (noord, oos, suid en wes) altyd in 'n hoek van 90 grade teenoor mekaar geleë. Met ander woorde, die ooste sal altyd 90 grade van die noorde af wees. Projeksie kan bespaar hoekrigtings, en so 'n projeksie word genoem konmorfnoy of konforme.

projeksie, behoud van hoekwaardesis baie belangrik. Dit word wyd gebruik vir navigasie- en meteorologiese take. Daar moet onthou word dat dit moeilik is om die regte hoeke op 'n groot gebiedskaart te handhaaf, daarom is dit beter om sulke projeksies op klein oppervlaktes van die oppervlak toe te pas. Konformale projeksies verwring die gebied, wat beteken dat die oppervlaktemetings wat in so 'n projeksie gedoen word, verkeerd sal wees. Hoe groter die area, hoe minder akkuraat is die metings. Voorbeelde van projeksies is Mercator projeksie (sien figuur_mercator_projeksie figuur) en Lambert Conformal Conic. Die Amerikaanse geologiese opname gebruik konformeerde projeksies vir baie van sy topografiese kaarte.

Figuur Mercator projeksie 1:

Die Mercator-projeksie word gebruik in gevalle waar die korrektheid van die hoeke belangrik is en die vervorming van die gebied aanvaarbaar is.

Gelyksoortige projeksies¶

As dit nodig is om presiese afstande te verkry, word 'n projeksie op die kaart gekies, wat die afstande goed oordra. Dit word sulke projeksies genoem eweredig gespasieervereis dat skaal kaarte was onveranderd. Die kaart is isometries as dit die afstand vanaf die middel van die projeksie na enige punt korrek oordra. ewe ver projeksies bied akkurate afstande vanaf die middel van die projeksie of gegewe lyn. Sulke projeksies word gebruik vir seismiese kaarte sowel as vir navigasie. 'N Goeie voorbeeld van ewewigtige projeksies kan wees Ekwidistante silindriese plaat-carre (sien figuur_plate_caree_projection) en silindriese ekwidistant. Op die embleem van die Verenigde Nasies azimutale ewewydige projeksie (sien figuur_azimuthal_ekwidistante_projeksieprentjie).

Figuurplaat Carree-projeksie 1:

Die gelyksydige silindriese projeksie van die Plaat-Carré word gebruik wanneer dit nodig is om presiese afstande te verkry.

Figuur Azimuthal Equidistant Projeksie 1:

Isometriese projeksies¶

As voorwerpe op die hele kaart so vertoon word dat die gebiede van die vertoonde voorwerpe gestoor word relatief tot die ooreenstemmende gebiede op die aardoppervlak, word die kaart genoem gelyke gebiedskaart. In die praktyk word meestal algemene en opvoedkundige kaarte gebruik isometriese projeksies. Soos die naam aandui, word hierdie kaarte die beste gebruik om gebiede te bereken. As u byvoorbeeld die vrye ruimte in u stad moet ontleed om te bepaal watter gedeelte groot genoeg is om 'n nuwe winkelsentrum te bou, dan is die gebruik van 'n gelyke projeksie die beste keuse. Aan die een kant, hoe groter die oppervlaktes wat geanaliseer word, hoe akkurater sal die metings wees wanneer u gelyke grootte projeksies gebruik. Aan die ander kant, as hulle vertoon word met gelyke grootte projeksies van groot gebiede, sal hulle te groot word hoekvervorming. Voorwerpe met klein oppervlaktes is baie minder vatbaar vir hoekvervorming wanneer hulle van gelyke grootte projeksies gebruik maak. Die gelyke gebied van Alber, Lambert se gelyke oppervlakte en Silindriese projeksies van Mollweide gelyke gebied (getoon in figuur_mollweide_ekwivalent_area_projeksie) isometriese projeksies wat dikwels in GIS gebruik word.

Figuur Mollweide Gelyke area projeksie 1:

Onthou dat kaartprojeksie 'n baie ingewikkelde onderwerp is. Daar is honderde verskillende projeksies, wat elkeen probeer om 'n sekere deel van die aarde se oppervlak so betroubaar as moontlik op 'n plat vel papier te vertoon. In werklikheid is die keuse van projeksie om te gebruik u keuse. In baie state word die voorspellings wat die meeste gebruik word, aangebied en as hulle data deel, volg daar spesialiste staat neiging.

Meer oor koördinaatstelsels¶

Met behulp van koördinaatstelsels kan elke punt op die aarde se oppervlak voorgestel word deur 'n stel van drie getalle, genaamd koördinate. Oor die algemeen word koördinaatstelsels verdeel in projeksiekoördinaatstelsels (ook genoem Cartesiese of reghoekige koördinaatstelsels) en geografiese koördinaatstelsels.

Geografiese koördinaatstelsels¶

Die gebruik van geografiese koördinaatstelsels kom baie gereeld voor. Om die posisie op die aarde se oppervlak te beskryf, gebruik hulle breedtegraad en lengtegraad en soms die waarde van die hoogte. Die gewildste word genoem WGS 84.

parallelle parallel met die ewenaar geleë en verdeel die aarde se oppervlak in 180 segmente met gereelde tussenposes van Noord na Suid (of van Suid na Noord). Die beginlyn vir die parallelle is die ewenaar en elk halfrond verdeel in 90 segmente oor 'n breedtegraad. Op die noordelike halfrond word die breedtegraad gemeet vanaf die ewenaar vanaf 0 tot 90 grade by die noordpool. Op die suidelike halfrond word die breedtegraad gemeet vanaf die ewenaar van 0 tot 90 grade by die suidpool. Ter wille van die digitalisering van kaarte word breedtegrade in die Suidelike Halfrond dikwels negatiewe waardes toegeken (van 0 tot -90 °). Waar u ook al op die aarde is, is die afstand tussen die parallelle altyd dieselfde (111 km of 60 seemyl). Sien figuur_geografiese_crs.

Figuur Geografiese CRS 1:

'N Geografiese koördinaatstelsel met parallelle (lyne parallel aan die ewenaar) en meridiane met 'n sentrale meridiaan in Greenwich.

meridianeaan die ander kant, voldoen nie so eenvormig aan standaarde nie. Meridiane is loodreg op die ewenaar en konverteer op een punt by die pole. Die beginlyn vir die meridiane (nul, begin meridiaan) loop van die Noorde na die Suidpool deur Greenwich, Engeland. Daaropvolgende meridiane word van 0 tot 180 grade oos of wes van die aanvanklike meridiaan getel. Let daarop dat die waardes wes van die beginmeridiaan negatief is vir gebruik in kartografiese toepassings. Sien figuur_geografiese_crs.

By die ewenaar, en slegs by die ewenaar, is die booglengte van 1 graad van die meridiaan en die booglengte van 1 graad parallel gelyk. As u na die pale beweeg, neem die afstand tussen die meridiane voortdurend af totdat, presies op die paal, al die lengtes van 360 ° op een punt saamvloei - u kan dit selfs met u vinger aanraak (alhoewel u waarskynlik handskoene wil dra). Met behulp van 'n geografiese koördinaatstelsel kry ons 'n ruitnet wat die aardoppervlak in vierhoeke verdeel met 'n oppervlakte van ongeveer 12363.365 vierkante meter. kilometers by die ewenaar, wat prakties nutteloos is om enigiets binne hierdie veelhoek te vind.

Om werklik bruikbaar te wees, moet die rooster van parallelle en meridiaan op die kaart verdeel word in voldoende klein segmente wat gebruik kan word (met 'n voldoende mate van akkuraatheid) om die ligging van 'n punt op die kaart te beskryf. Om dit te bereik, word grade gedeel deur minute ( ' ) en sekondes ( " ). In een graad 60 minute, en binne 'n minuut 60 sekondes (3600 sekondes in 'n graad). Dus, by die ewenaar, is een sekonde van 'n parallel of meridiaan 30.87624 meter.

Projeksie-koördinaatstelsels (reghoekig) ¶

Tweedimensionele koördinaatstelsels word gevorm deur twee asse. Die asse is reghoekig teenoor mekaar en vorm die sogenaamde rooster xy (sien die linkerkant van die figuur_projekteerde_foto). Die horisontale as word gewoonlik aangedui X, en die vertikale as word gewoonlik aangedui Y. In driedimensionele koördinaatstelsels word 'n ander as bygevoeg, aangedui deur Z. Dit is ook loodreg op die asse. X en Y. as Z dui die derde dimensie in die ruimte aan (sien die regterkant van die figuur_projekteerde_crs-figuur). Elke punt wat in sferiese koördinate uitgedruk word, kan as koördinate voorgestel word X Y Z.

Figuur Geprojekteerde CRS 1:

Twee en driedimensionele koördinaatstelsels.

Die projeksiekoördinaatstelsels in die suidelike halfrond (suid van die ewenaar) is afkomstig van die ewenaar en primêre meridiaan. Dit beteken dat die waardes langs die Y-as na die suide toeneem, en die waardes langs die X-as na die Weste toeneem. In die noordelike halfrond (noord van die ewenaar), die ewenaar en aanvanklike meridiaan. Maar nou neem die waardes langs die Y-as na die Noorde toe, en die waardes langs die X-as neem toe na die Ooste. Vervolgens word 'n algemeen gebruikte koördinaatstelsel, genaamd Universal Transverse Mercator (UTM), beskryf.

Breedtegraad (y koördinaat) ¶

Die plek wat ons oorweeg, is 3,550,000 meter suid van die ewenaar, dus kry die koördinaat y negatiewe waarde en is -3.550.000 meter. In ooreenstemming met die beskrywing van die UTM-koördinaatstelsel, voeg ons by noord skof op 10.000.000 meter. Dit beteken dat die y-koördinaat 6.450.000 meter (-3.550.000 m + 10.000.000 m) is.

Lengtegraadswaarde (x koördinaat) ¶

Eerstens moet u vasstel sentrale meridiaan vir UTM Sone 35S. Soos u op die figuur_utm_for_sa-foto kan sien, is dit 27 grade oostelike lengte. Die punt waarna ons soek 85,000 meter na die Weste vanaf die sentrale meridiaan. Также как и значение широты (у), координата х получает отрицательное значение -85,000 м. В соответствии с описанием системы координат UTM мы добавляем значение сдвиг на восток 500,000 м. Это означает, что значение х (долгота) наших координат равно 415,000 м (-85,000 м + 500,000 м). Наконец, мы добавляем номер зоны к значению долготы, чтобы получить корректное значение.

В результате, координаты нашей Точки интереса, в значениях системы координат UTM зона 35S будут выглядеть следующим образом: 35 415,000 м В / 6,450,000 м С. В некоторых ГИС, когда правильно указана проекция UTM зона 35S и единицы измерения в метрах, номер зоны можно убрать и записать пару координат в более простом виде 415,000 6,450,000.

Перепроецирование «на лету»¶

Как вы, вероятно, может себе представить, возможна ситуация когда данные, которые вы хотите использовать в ГИС, спроецированы в различных системах координат. Byvoorbeeld, u het miskien 'n vektorlaag van die grense van Suid-Afrika in UTM 35S en 'n ander vektorlaag met inligting oor neerslagmetings in die geografiese koördinaatstelsel WGS 84. In 'n GIS sal hierdie twee vektorglae op verskillende plekke op die kaartvenster verskyn, omdat dit verskillende projeksies.

Om hierdie probleem op te los, bied baie GIS 'n funksie genaamd weerlegging "op die vlieg". Dit beteken jy kan vra 'n sekere projeksie aan die begin van die werk met die GIS en al die lae wat in die toekoms gelaai sal word - ongeag watter koördinaatstelsels hulle gebruik, sal outomaties vertoon word in die projeksie wat u definieer. Met hierdie funksionaliteit kan u ook lae kombineer in die kaartvenster van u GIS verskeie datakoördinaatstelsels.

Algemene foute / dinge om te onthou¶

tema kaartprojeksie Baie komplekse en selfs professionele geograwe, vind landmeters dikwels probleme om kaartprojeksies korrek te definieer en stelsels te koördineer. Gewoonlik, as u in GIS werk, het u reeds geprojekteerde data om aan die gang te kom. In die meeste gevalle word hierdie gegewens weer in 'n sekere koördinaatstelsel herprojekteer, dus hoef u nie 'n nuwe koördinaatstelsel te skep of data met die hand in 'n ander koördinaatstelsel te herproduseer nie. Dit is egter altyd nuttig om te weet wat 'n kaartprojeksie en koördinaatstelsel is.

Wat het ons geleer? ¶

Kaartprojeksie beeld die oppervlak van die aarde op 'n tweedimensionele plat vel papier of 'n rekenaarskerm uit.

Daar is wêreldkaartprojeksies, maar die meeste projeksies word geskep en geoptimaliseer vir die projeksie van klein gebiede die aarde se oppervlak.

Kartografiese projeksies dra nooit die sferiese oppervlak van die aarde absoluut akkuraat oor nie. daar verdraaiing van hoeke, lengtes en gebiede. Dit is nie moontlik om al hierdie eienskappe tegelyk met die kaartprojeksie te vertoon nie.

Koördinaatstelsel (CRS) bepaal, met behulp van koördinate, hoe 'n tweedimensionele, geprojekteerde kaart verband hou met die werklike terrein op die aarde.

Daar is twee verskillende soorte koördinaatstelsels: Geografiese koördinaatstelsels en Projeksie-koördinaatstelsels.

Herprojeksie "op die vlieg" - GIS-funksie waarmee u lae kan kombineer, selfs al het hulle verskillende koördinaatstelsels.

Probeer dit self! ¶

Hier is 'n paar idees vir opdragte:

Voer QGIS uit en laai twee lae met data vir een gebied, maar met verskillende projeksies, bepaal die koördinate van dieselfde plek in twee lae. U sal sien dat u nie twee lae een bo die ander kan plaas nie. Stel dan die koördinaatstelsel Geografiese koördinaatstelsels / WGS 84 in die dialoogvenster Opsies in - koördinaatstelsel en kies die opsie Aktiveer herprojeksie wanneer lae in 'n ander koördinaatstelsel bygevoeg word. Laai weer twee lae data vir dieselfde grondgebied en kyk hoe reprojeksie vinnig werk.

In die dialoogvenster Opsies - koördinaatstelsel QGIS kan gevind word met ander koördinaatstelsels. Met die herprojeksiefunksie ‘on the fly’, kan u sien hoe die data in verskillende koördinaatstelsels lyk, en dit net verander in die instellings.

Verdere lees¶

boeke:

  • Chang, Kang-Tsung (2006). Inleiding tot Geografiese Inligtingstelsels. 3de uitgawe. McGraw Hill. ISBN: 0070658986
  • DeMers, Michael N. (2005). Grondbeginsels van geografiese inligtingstelsels. 3de uitgawe. Wiley. ISBN: 9814126195
  • Galati, Stephen R. (2006): Geografiese inligtingstelsels gedemystifiseer. Artech House Inc. ISBN: 158053533X

Webwerwe:

Die werk met projeksies in QGIS word breedvoerig in die QGIS-gebruikershandleiding beskryf.

Dwars Mercator

Die UTM-koördinaatstelsel is 'n metode wat 'n rooster gebruik om koördinate te bepaal. Die UTM-stelsel verdeel die aarde in 60 sones, wat elk gebaseer is op die dwarsprojeksie van die Mercator. Kaartprojeksie in kartografie is 'n manier om 'n tweedimensionele, ongelyke oppervlak op 'n vlak, soos 'n gewone kaart, aan te bied. Figuur 2 toon die dwarsprojeksie van die Mercator:

Figuur 3. UTM-sones in Europa

UTM-koördinate word in die formaat aangebied breedtegraad sone breedtegraad oos deklinasie noord deklinasiewaar oostelike deklinasie is die projeksieafstand vanaf die sentrale meridiaan van die lengtesone, noordelike deklinasie is die projeksieafstand vanaf die ewenaar. Die oostelike en noordelike deklinasiewaardes word in meter gegee. Byvoorbeeld, die breedtegraad / lengtegraad koördinaten 61.44, 25.40 in die UTM word voorgestel as 35 V 414668 6812844, die breedtegraad / lengtegraad koördinaten -47.04, -73.48 stem ooreen met die koördinate 18 G 615471 4789269 in die UTM.

Die Resources-afdeling bevat meer inligting oor UTM en die dwarsprojeksie van die Mercator.

Militêre koördinaatstelsel

Die MGRS-koördinaatstelsel is 'n standaard wat deur die NAVO-weermag gebruik word. MGRS is gebaseer op UTM en verdeel elke gebied verder in vierkante van 100x100 km. Hierdie vierkante word met 'n tweeletterkode geïdentifiseer, die eerste letter is die oos-wes-posisie in die lengtesone, en die tweede letter is die noord-suid-posisie.

Die koördinaat in UTM 35 V 414668 6812844 is byvoorbeeld gelyk aan die koördinaat MGRS 35VMJ1466812844. Die koördinaat akkuraatheid in MGRS word met 'n akkuraatheid van een meter opgestel en word voorgestel met behulp van 15 karakters, waar die laaste 10 karakters die oostelike en noordelike deklinasiewaardes in die gespesifiseerde rooster verteenwoordig. In MGRS kan die koördinate voorgestel word deur 15 karakters, soos in die vorige voorbeeld, of 13, 11, 9 of 7 karakters, die waardes wat op hierdie manier aangebied word, dienooreenkomstig 'n akkuraatheid van 1, 10, 100, 1000 of 10000 meter het.

Hierdie artikel verstaan ​​MGRS nie in detail nie, maar die aflaaibare kode bevat omskakelings tussen breedtegraad / lengtegraad en MGRS. Raadpleeg die afdeling Hulpbronne vir meer inligting.

Koördineer transformasies

Om die breedte en lengte te bepaal - die koördinate van die ligging op aarde, moet u ten minste sterre of die son kan sien, 'n sekstant en 'n klok hê wat die tyd op die GMT-meridiaan aandui. U kan die breedtegraad bepaal vanaf die hoek tussen die hemelliggaam en die horison, en lengte kan bereken word vanaf die rotasie van die aarde. Hierdie artikel handel nie oor sulke besonderhede nie, maar u kan meer daaroor leer in die afdeling Hulpbronne. Gestel in plaas daarvan dat ons reeds die koördinate in DD, DMS of UTM formaat het.

Skakel desimale grade om na grade / minute / sekondes en andersom

Dit is uiters maklik om koördinate van die DD-formaat na DMS te omskep. Die volgende is die formule vir so 'n omskakeling:

In hierdie voorbeeld is gg die breukdeel van die berekening. Negatiewe breedtegraad beteken ligging in die suidelike halfrond (S), en negatiewe lengtegraad beteken in die westelike halfrond (W). Gestel byvoorbeeld dat daar koördinate in die DD-formaat is - 61.44, 25.40. Dit kan soos volg omgeskakel word:

Dus, in die DMS-formaat, verkry ons die volgende koördinate: 61 ° 26'24 `` N 25 ° 24'00''E.

Die volgende is die formule om van DMS na DD oor te gaan:

Onthou dat plekke in die suidelike halfrond (S) negatiewe breedtegraad het, en plekke in die westelike halfrond (W) negatiewe lengtegraad het.

Nou sal ons die DMS-koördinate 47 ° 02'24 '' S, 73 ° 28'48''W omskakel na die DD-formaat:

Dus is die koördinate in DD -47.04, -73.48.

Skakel Longitude / Latitude na UTM om en omgekeerd

Anders as desimale koördinate, wat met behulp van 'n chronometer en 'n klok bepaal kan word, kan UTM-koördinate nie sonder berekeninge bepaal word nie. Alhoewel hierdie berekeninge niks anders is as eenvoudige trigonometrie en algebra nie, is hul formules taamlik ingewikkeld. As u na die artikel "The Universal Grids: Universal Transverse Mercator (UTM) en Universal Polar Stereographic (UPS)" kyk (daar word 'n skakel daarvoor in die Resources-afdeling gegee), sal dit duidelik word wat ek bedoel.

Die formules vir die omskakeling van UTM word nie hier verskaf nie, maar die bronkode in die volgende afdeling dek hierdie probleem 'n bietjie, en daar is skakels na bykomende inligting in die afdeling Bronne.

Koördineer omskakeling in Java-kode

Hierdie afdeling bevat die bronkode vir 'n biblioteekklas wat koördinaatomskakelings tussen desimale grade en UTM uitvoer. Hierdie Java-klas heet com.ibm.util.CoordinateConversion en ek wou 'n aparte klas skep met metodes vir omskakeling. Hierdie klas bevat innerlike klasse wat eintlik die omskakeling doen, en indien nodig, kan hierdie klasse uit die CoordinateConversion-klas getrek word deur weer in te voer om 'n biblioteekpakket te skep of klasse by te voeg tot 'n bestaande pakket. Omskakelings wat deur hierdie klas uitgevoer word, het 'n akkuraatheid van 1 meter.

Die CoordinateConversion-bronkode bevat ongeveer 750 reëls, dus hierdie artikel word nie volledig aangebied nie. Noodsaaklike metodes word in die volgende afdelings beskryf, en die volledige kode is beskikbaar in die Download-afdeling.

Omskakeling vanaf Breedtegraad / Lengtegraad na UTM

Koördinate word omgeskakel van breedtegraad / lengtegraad na UTM met behulp van die String latLon2UTM (dubbele breedtegraad, dubbele lengtegraad). Die implementering van hierdie metode skep 'n voorval van die klasse LatLon2UTM c = new LatLon2UTM (), en gee die UTM-koördinate terug as 'n string van 15 karakters met 'n akkuraatheid van 1 meter. Die implementering van die LatLon2UTM-klasmetodes word in Lys 2 getoon:

Listing 2. public String convertLatLonToUTM (dubbele breedtegraad, dubbele lengtegraad)

Hierdie metode voer die omskakeling uit, en gebruik verskillende metodes om die breedtegraad- en lengtegraad te verkry, die oostelike en noordelike deklinasie te bereken, ens. Die invoer word gekontroleer in die validate () -metode, as die uitdrukking (breedtegraad 90.0 || lengtegraad = 180.0) waar is, word die IllegalArgumentException gegooi.

Die setVariables () -metode in Listing 3 stel die verskillende veranderlikes wat nodig is om die transforms te bereken (sien "Die universele roosters" vir meer inligting, waarna verwys word in die afdeling Hulpbronne:

Omskep van UTM na Lat / Long

Omskakeling van UTM-koördinate na breedtegraad / lengtegraad is 'n bietjie eenvoudiger as die omgekeerde proses. Die artikel "The Universal Grids" in die Resources-afdeling) bevat transformasieformules. In lys 8 word die kode vir die convertUTMToLatLong () -metode aangetoon. Hierdie metode gee 'n reeks dubbele waardes terug, waar die eerste element (met die indeks van die skikking) breedtegraad is, en die tweede element (met die indeks van die skikking) lengte is. Aangesien die string-parameter UTM-koördinate bevat met 'n akkuraatheid van 1 meter, sal die koördinate in breedtegraad / lengtegraad dieselfde akkuraatheid hê.

Listing 8. public double [] convertUTMToLatLong (String UTM)

Die convertUTMToLatLong () -metode verdeel die UTM-koördinate in die parameter vir invoerstring wat die formaat het 34 G 683473 4942631, en gebruik die getHemisphere () -metode om die halfrond te bepaal waar die ligging met die gespesifiseerde koördinate is. Die definisie van die halfrond is eenvoudig: sones van breedtegraad A, C, D, E, F, G, H, J, K, L en M is in die suidelike halfrond, en die oorblywende sones is in die noordelike halfrond.

Die setVariables () -metode, getoon in Listing 9, stel die waardes van die veranderlikes wat benodig word vir die berekening, en bereken dan onmiddellik die breedtegraad. Lengtegraad word bereken deur die lengtesone te gebruik.

Ander metodes

Die bronkode bevat ook ander openbare en private metodes en klasse. Dit bevat byvoorbeeld metodes en klasse vir die omskakeling van koördinate tussen breedtegraad / lengtegraad en MGRS, saam met hulpmetodes wat grade omskakel na radiale en omgekeerd, en verskillende wiskundige bewerkings, soos POW, SIN, COS en TAN.

gevolgtrekking

Hierdie artikel gee 'n bietjie teorie oor wêreldkoördinaatstelsels saam met Java-klasse om koördinaatomsetting van een stelsel na 'n ander uit te voer. Alhoewel nie alle formules vir die transformasie van koördinate hier breedvoerig bespreek is nie, is dit in die afdeling Hulpbronne beskikbaar. In die daaglikse ontwikkelingsproses is daar nie teoretiese inligting nodig nie, behalwe in seldsame gevalle waar daar geen ander manier is nie, aangesien ek onlangs oortuig was toe ek die taak moes uitvoer om koördinate te transformeer.

Ek moes omskakelings tussen breedtegraad en lengtegraad, UTM en MGRS doen, dus het ek basiese navorsing gedoen en hierdie omskakelings in 'n Java-klas geïmplementeer. Vir my het die ontwikkeling 'n paar uur geduur, en ek hoop dat ander ook 'n paar uur kan spaar vir ander take en dit nuttig vind om die CoordinateConversion-klas in hul eie werk te gebruik.

Pin
Send
Share
Send
Send