Rozdíl mezi projekcí a vztažným bodem?

Geografické souřadnicové systémy (lat / long) jsou založeny na sféroidním (buď skutečně sférickém nebo elipsoidním) povrchu, který se blíží povrchu Země. A datum obvykle definuje povrch (ex radius pro kouli, hlavní osu a vedlejší osu nebo inverzní zploštění pro elipsoid) a poloha povrchu vzhledem ke středu Země. Příkladem vztažného bodu je NAD 1927 , popsaný níže

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

Všechny souřadnice jsou odkazovány k základně (i když není známa). Pokud vidíte data v geografickém souřadnicovém systému, jako je například GCS_North_American_1927, jsou neprojektovaná a jsou v šířce / délce a v tomto případě odkazují na vztažný bod NAD 1927.

A Projekce je řada transformací, které převádějí umístění bodů na zakřivené ploše ( referenční povrch nebo vztažný bod) na místa v ploché rovině (tj. transformuje souřadnice z jednoho souřadnicového referenčního systému do jiného).

Pomocný údaj je nedílnou součástí projekce, protože projektované koordinované systémy jsou založeny na zeměpisných souřadnicích, které jsou zase odkazovány na vztažný bod. Je možné a dokonce běžné, že datové sady jsou ve stejné projekci, ale lze na ně odkazovat na různé počátky, a proto mají různé hodnoty souřadnic. Například souřadnicové systémy státní roviny lze odkazovat buď na vztažné body NAD83 a NAD27. Transformace z geografických na projektované souřadnice jsou stejné, ale protože se geografické souřadnice liší v závislosti na vztažném bodě, budou se lišit i výsledné projektované souřadnice.

Promítání dat může také vést k převodu datumu, například promítnutí dat NAD_1927 do Web Mercator bude vyžadovat posunutí data do WGS 84. Podobně je možné převést data z jednoho data do jiný, aniž by jej promítal, jako u nástroje NADCON NGS , který může posunout souřadnice z NAD27 na NAD83.

Příklad bodu „Souřadnice vztažené k různým vztažným bodům

Souřadnice vztažené k NAD_1927_CGQ77

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

Stejný bod vztažený k NAD_1983_CSRS

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

Komentáře

• Mohlo by se jednat o komunitu označenou wiki, abychom ji mohli učinit kanonickou?
• dobrý nápad, hotovo.
• Tato odpověď se mi zdá poněkud zavádějící. Naznačuje, že datum ‚ s jsou GCS. “ Datum ‚ s tj. geografické souřadnicové systémy … “ Datum se používá k referenční souřadnice (geografické i promítané) v prostoru. Viz mé vysvětlení níže.
• Jen malý komentář k prvnímu řádku “ Počátky, tj. geografické souřadnicové systémy „. Zní to jako Datum je geografický souřadnicový systém. To ‚ tomu tak není. Počáteční body jsou součástí jednoduchého modelu elipsoidní Země. Geografické souřadnicové systémy používají vztažný bod jako součást své ‚ definice. Ale stejně tak i geocentrické a projektované souřadnicové systémy.
• dotMorten, máte pravdu. tato odpověď je nyní komunitní wiki a prošla několika úpravami, opraví se.

Budete samozřejmě získáte lepší odpovědi z učebnic, ale zde je jednoduché vysvětlení:

Mapová projekce: Jedná se o metodu znázornění sférického nebo zakřiveného povrchu na ploché rovině.

Datum: Jedná se o referenci nebo počátek, na základě kterého se provádějí měření.

Komentáře

• Tuto odpověď jsem vrátil. k originálu. Navrhovaná a uznávaná úprava říká, že tyto definice jsou citovány ze záznamů wikipedie. Nejsou.
• @mkennedy Děkuji. A i kdyby byly úplně stejné, vzhledem k tomu, že od zveřejnění tohoto příspěvku uplynuly více než tři roky, budeme muset znovu zkontrolovat, zda záznamy na Wikipedii nebyly skutečně citacemi zde !
• @mkennedy: Děkujeme za vrácení úpravy. Stejný uživatel dříve navrhl totéž, & i já jsem to odmítl, protože to není ‚ t z wikipedie .

Poté, co jsem se s touto otázkou potýkal před deseti lety a našel mnoho matoucích věcí napsaných o tématu , Jsem publikoval krátký článek v Directions Magazine , který představil odpověď tak jednoduše, jasně a přesně, jak jsem ji dokázal. Z tohoto článku je výňatek.

Přeprojektování geografických prvků

Při kreslení mapy se musí stát dvě věci: prvky ve skutečném světě musí být “ georeferencováno “ na sféroid a sféroid musí být promítnut na papír.

sféroid modeluje tvar zemského povrchu. Je to idealizace který nezohledňuje místní změny v topografii.

Georeferencování přiřazuje lokality (ve třech rozměrech!) na body na sféroidu.

Projektování je operace, která matematicky zkreslí a zmenší část sféroid na plochý papír. Promítání lze vrátit zpět (“ obráceně „). “ Unproj ection “ rozšiřuje prvek na mapě a omítá jej zpět na sféroid. Také jde o matematickou operaci.

Georeferencování se provádí pomocí datum . Datum je obvykle dáno počátečním bodem a směrem: určuje, kde by se měl na sféroidu objevit jasně identifikovatelný bod na Zemi (základní bod), a ukazuje, kam směřuje základní směr, jako je sever, na sféroidu na základně směřovat. Základní bod a směr umožňují geodetům určit vzdálenost a úhel jakéhokoli jiného bodu na Zemi. Pohyb v odpovídajícím směru na sféroidu na stejnou vzdálenost určuje, kam má nový bod na sféroidu směřovat.

sféroidy mají souřadnice . Jsou to zeměpisná šířka a délka. (Geodetická) zeměpisná šířka je úhel vytvořený svislou čarou s vodorovnou. Není to nutně stejný úhel, jaký vytváří “ rovně, „, protože ten je zkreslen gravitačními variacemi na Zemi. Není to nutně úhel vytvořený přímkou do středu Země, protože většina sféroidů má eliptický průřez, nikoli kruhový.

Proto georeferencování poskytuje zeměpisným šířkám body v blízkosti Země, zeměpisné délky a výšky.

(Následující části pojednávají o změně základny, o tom, jak spojit dvě mapy, o špatném způsobu a Severní Amerika je zvláštní případ.)

Komentáře

• Děkuji Bille. Je ‚ s radostí vidět tento obtížný předmět ilustrovaný i vysvětlený. (Je ‚ skvělé vás zde také vidět, vítejte na palubě!)
• Díky, Matte. Vyhledat novou komunitu GIS je vždy ‚ zajímavé.
• @Alex Po získání dalších zkušeností s tímto webem si uvědomuji, že jste měli úplnou pravdu. Přidal jsem výňatek. Děkujeme za návrh.
• Velmi pěkná vizualizace.
• Další odkaz, kde je tento článek stále přítomen cals.arizona.edu/art/kb/reproj/huber.html

odpověď wwnick je správná, ale je to trochu zavádějící v tom smyslu, že zdůrazňuje elipsoidní parametry a IMO podceňuje význam „polohy povrchu vzhledem ke středu Země“ – příklad NAD 1927 musí zmínit, že geodetický „střed“ NAD27 je základna na ranči Meades v Kansasu.

Jeden by mohl mít (a často je to tak, zejména s rostoucí popularitou elipsoidu WGS84 / GRS80) několik různých vztažných bodů založených na přesně stejných parametrech elipsoidu . Důvodem je to, že zatímco základna WGS 84 je globálně v pořádku, protože její povrch je nastaven tak, aby poskytoval minimální průměrné posuny v důsledku tektonických pohybů po celém světě, existuje prostor pro zlepšení v místním měřítku, kde lze referenci fixovat na nějaký místní referenční bod nebo alespoň k místní tektonické desce (např. ETRS, který je pevně spojen s kontinentální Evropou)

Dalo by se vysvětlit datum jednoduše jako „dohodu o typu souřadného systému, tvaru a jeho absolutní poloze a orientace ve vztahu k nějakému známému nebo dobře definovanému odkazu v reálném světě „. Souřadný systém nemusí být ani elipsoidní (např. Vertikální vztažný bod, který je obvykle definován tím, že výška nějakého pevného bodu je taková,“ a všechny ostatní výšky budou měřeny vzhledem k tomuto bodu).

Komentáře

• Zde ‚ sa odkaz na odpověď wwnick ‚ v případě, že to není ‚ vždy “ výše “ vaše: gis.stackexchange.com/questions/664/…
• +1 Je třeba tyto body sloučit do hlavní odpovědi? Toto jsou informace, které jsem hledal, a je dobře vidět, že Google mě sem ukázal při hledání dobré definice datumu.

Geografické projekce jsou způsob, jak zobrazit zakřivený povrch Země na rovném povrchu jako kousek papíru …

Z Uživatelská dokumentace k potrubí :

Země není přesný elipsoid. Ve skutečnosti, protože Země je takový „hrudkovitý“ elipsoid, žádný hladký elipsoid neposkytne dokonalý referenční povrch pro celou Zemi. Praktickým řešením je změřit tvar Země v různých oblastech a poté vytvořit různé referenční elipsoidy používané k mapování různých oblastí na Zemi. datum je referenční elipsoid společně s posunem od středu Země. Zadáním různých posunů , můžete použít stejné standardní elipsoidy v mnoha různých oblastech Země. Různé země budou často používat stejný elipsoid, ale s různými posuny pro standardní vládní mapy v těchto zemích.

Komentáře

• Re: “ Datum je referenční elipsoid spolu s odsazením od středu Země. “ Abychom byli úplní, může to zahrnovat i náklon osy elipsoidu a měřítko. Zeměpisné souřadnice (zeměpisná šířka a délka) mohou být vypuštěny psem červené metry, pokud použijete nesprávný vztažný bod. Zde mám přehled projekcí a vztažných bodů zaměřený na ArcGIS: ats.amherst.edu/software/gis/mapping_coordinate_data

Na projekci myslete jako na svoji polohu v rovině X / Y. Datum definuje referenční bod, odkud byla provedena všechna měření. Řekněme, že se někde nacházíte a potřebujete někomu sdělit svoji polohu. Řekli byste, že jsem X lat a Y dlouhý. Tato X a Y jsou deterministická, protože jsou odkazována z Datumu. Druhá osoba nyní ví, že jste X-lat a Y-Long daleko od Datumu. Pokud jste nováček, příliš se nesoustřeďte na charakteristiky základny. Nezapomeňte, že jde o místo, odkud se provádějí všechna měření.

O tomto jsem napsal podrobný článek na můj blog zde: http://www.sharpgis.net/post/2007/05/05/Spatial-references2c-coordinate-systems2c-projections2c-datums2c-ellipsoids-e28093-confusing

Pokrývá všechny tyto koncepty v snad snadno pochopitelném způsobem a několik ho recenzovalo.

Shrnutí: Základna je definice velikosti, orientace a polohy elipsoidu použitá jako aproximace tvaru zeminy. Používá referenční body na povrchu k definování jeho umístění a orientace na základě data (což je důvod, proč je tam číslo pro rok, který byl definován, aby zohlednil pohyby tektonické desky).Počáteční body se používají jak v sférických systémech long / lat, tak v projektovaných souřadnicových systémech. Považujte to za referenční bod pro vaše souřadnice a výšky elipsoidu (tj. Kde „je primemeridián, rovník a jaká je výška vzhledem k elipsoidu, která není střední hladinou moře). Různé vztažné body se používají na různých místech, protože některé se hodí některé oblasti lepší než jiné.

Projekce je vzorec používaný k převodu dlouhých / latových souřadnic na plochý souřadný systém, který můžete použít na papíře nebo na obrazovce počítače. Obvykle se to děje z geografické souřadnice systém, který zase používá základnu jako svoji základní definici. Základna tedy ovlivňuje vše. Promítání dat vytváří velké zkreslení reálného světa, takže by se to mělo dělat pouze při umisťování mapových dat na plochý mapa, nebo chcete pracovat v „jednodušším“ souřadnicovém systému a můžete žít se zkreslením.

Použití nesprávného nulového bodu může mít za následek posunutí vašich dat až o míli, takže je to docela je důležité znát vztažný bod, pokud mícháte data dohromady.

Toto nebude soutěžit s odpovědí wwnicks a nebude přísné, ale vizualizace, kterou lidem představím, je na otázku, zda je to vztah mezi řetězcem spojeným s míčem. Změna projekce je často jako pohyb „uvolněného“ konce provázku, ale stále spojený se stejným bodem na kouli. Změna vztažného bodu je jako změna umístění míče. To by těmto vizuálním typům mohlo pomoci.

Měli bychom si pamatovat, že Země není jednoduchá sféra, pokud ano, my potřebujete jeden údaj „= Jeden výpočetní systém k nalezení bodu na Zemi“, Země je více elipsoidní, ale ne přesně. Země je astronomický geoid bez pravidelného tvaru, takže můžeme mít mnoho způsobů, jak vypočítat koordinaci bodu v tomto nepravidelném 3D objektu, s mnoha názory a koncepty, každý z nich je vztažný bod.

ICSM „s Základy stránky mapování na vztazích 1 – základy naleznete v dalších informacích.

• A projekce je slouží k „zploštění“ elipsoidního tvaru Země na obdélníkový souřadný systém (tj. k vytvoření „kulatého“ glóbu do ploché mapy).
• A datum je konkrétní známé místo na Zemi nebo na Zemi, které se používá jako reference.

Všechny souřadnicové systémy GIS používají vztažný bod jako referenční bod (tj. umístění na Zemi).

Existují dva typy “ souřadnicových systémů „: Geografický souřadný systém (zeměpisná šířka a délka) a promítnutý souřadný systém (X a Y).

• Geografický souřadný systém se nepromítá (není plochý), jsou zeměpisné šířky a délky. Myslete na kulatý glóbus (tj. Google Earth), nikoli na rovnou mapu.

• Na druhé straně jsou projektované souřadnicové systémy “ plochý “ – k definování míst v prostoru však stále potřebujete referenční bod (vztažný bod).

Oba geografické souřadnice systémy a projektované souřadnicové systémy používají vztažný systém k přiřazení souřadného systému k místu na Zemi.

Jen komentář k diagram, který se pokouší ilustrovat projekci z koule. Místo toho si představte světelný zdroj ve středu koule. Stín mnohoúhelníku „promítnutý“ na plochý kus papíru mimo kouli je v podstatě druh projekce. Schéma pro mě znamená, že projekce je jako odražený povrch, což je nesprávný způsob vizualizace toho, co se děje.

Alespoň ve světě ESRI georeferencování neaplikuje body na kouli. Georeferencování je přiřazení známého rovinného (projektovaného) souřadnicového systému buď rastrovému nebo vektorovému datovému souboru, který pochází buď ze skenovací nebo digitalizační operace, ve které byl poprvé použit „lokální“ souřadný systém. „Místní“ v tomto případě jednoduše znamená, že souřadnice byly vytvořeny bez odkazu na souřadný systém ve skutečném světě. To znamená, že mapa mohla být původně ručně digitalizována, když osoba rozhodla, že dolní levá souřadnice mapy měla hodnotu XY (0,0). Georeferencování je proces přiřazování sady (projektovaných) souřadnic reálného světa originálu. Pokud je tento proces použit na fotografii nebo naskenovanou mapu, pak proces georeferencování často pokřiví původní obraz tak, aby se vešel do sady referenčních bodů, kterým byly přiřazeny rovinné souřadnice reálného světa. Toto „georeference warping“ není stejné jako zkreslení vytvořená při promítání z koule na rovinu. „Georeference warping“ je o opravě zkreslení způsobeného fotoaparátem nebo skenerem.Při promítání prvku ze sférického povrchu na rovinný povrch vždy dojde ke zkreslení ve vzdálenosti, ploše, měřítku a směru. Vyberete projekci, abyste minimalizovali jedno nebo více těchto zkreslení, v závislosti na zamýšleném účelu mapy.

Pokud jde o řetězce na ilustraci koule a změně vztažného bodu, místo řetězců bych použil tužky různé délky, které začínají od bodu na kouli a končí na plochém kusu papíru. Vnější konce tužek představují promítnuté body. V jistém smyslu je změna geografického souřadnicového systému (základ pro tuto diskusi) analogická s rotací koule na jedné další ose do nové polohy. Koncept funguje pouze pro izolované oblasti na Zemi. To je pro NAD27 až WGS84 docela dobře použitelné pro 48 sousedících států USA, ale ne pro Kanadu nebo Aljašku. U těchto oblastí musíte nejprve opravit vztažný bod NAD 27 a poté provést pohyb NAD7 až WGS84. Zatímco u NAD83 až WGS84 tento koncept funguje pro většinu Severní Ameriky.