¿Diferencia entre proyección y datum?

Los sistemas de coordenadas geográficas (lat / long) se basan en una superficie esferoidal (ya sea verdaderamente esférica o elipsoidal) que se aproxima a la superficie de la tierra. Un datum normalmente define la superficie (ex radio para una esfera, eje mayor y eje menor o aplanamiento inverso para un elipsoide) y la posición de la superficie con respecto al centro de la tierra. Un ejemplo de datum es NAD 1927 , que se describe a continuación

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

Se hace referencia a todas las coordenadas a un dato (incluso si es desconocido). Si ve datos en un sistema de coordenadas geográficas, como GCS_North_American_1927, no está proyectado y está en Lat / Long, y en este caso, hace referencia al datum NAD 1927.

Una Proyección es una serie de transformaciones que convierten la ubicación de puntos en una superficie curva (la superficie de referencia o datum) a ubicaciones en un plano plano (es decir, transforma las coordenadas de un sistema de referencia de coordenadas a otro).

El datum es una parte integral de la proyección, ya que los sistemas coordinados proyectados se basan en coordenadas geográficas, que a su vez están referenciados a un dato. Es posible, e incluso común, que los conjuntos de datos estén en la misma proyección, pero estén referenciados a diferentes datums y, por lo tanto, tengan diferentes valores de coordenadas. Por ejemplo, los sistemas de coordenadas del plano de estado se pueden referenciar a los datums NAD83 y NAD27. Las transformaciones de coordenadas geográficas a proyectadas son las mismas, pero como las coordenadas geográficas son diferentes según el datum, las coordenadas proyectadas resultantes también serán diferentes.

Además, la proyección de datos puede resultar en una conversión de datum, por ejemplo, proyectar datos de NAD_1927 en Web Mercator requerirá un cambio de datum a WGS 84. De manera similar, es posible convertir datos de un datum a otro sin proyectarlo, como con la utilidad NADCON de NGS , que puede cambiar las coordenadas de NAD27 a NAD83.

Ejemplo de un punto Coordenadas «s referenciadas a diferentes datums

Coordenadas referenciadas a NAD_1927_CGQ77

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

Mismo punto referenciado a NAD_1983_CSRS

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

Comentarios

• ¿Podría ser un wiked de la comunidad, para que podamos hacerlo canónico?
• buena idea, hecho.
• Esta respuesta me parece algo engañosa. Sugiere que los datum ‘ s son GCS. » Datum ‘ s, es decir, sistemas de coordenadas geográficas … » Se utiliza un datum para coordenadas de referencia (tanto geográficas como proyectadas) en el espacio. Vea mi explicación a continuación.
• Solo un pequeño comentario en la primera línea » Datums, es decir, sistemas de coordenadas geográficas «. Parece que un Datum es un sistema de coordenadas geográficas. Ese ‘ no es el caso. Los datums son parte de un modelo terrestre elipsoidal simple. Los sistemas de coordenadas geográficas utilizan un datum como parte de su ‘ s definición. Pero también lo hacen los sistemas de coordenadas geocéntricos y proyectados.
• dotMorten, tienes razón. esta respuesta ahora es una wiki de la comunidad y ha visto algunas ediciones, se solucionará.

Obviamente, obtenga mejores respuestas de los libros de texto, pero aquí hay una explicación simple:

Proyección de mapa: es un método para representar una superficie esférica o curva en un plano plano.

Datum: Es la referencia u origen en función del cual se realizan las mediciones.

Comentarios

• Acabo de revertir esta respuesta al original. Una edición propuesta y aceptada dijo que estas definiciones se citan de las entradas de wikipedia. No lo son.
• @mkennedy Gracias. E incluso si fueran exactamente iguales, dado que han transcurrido más de tres años desde que se publicó, ¡tendríamos que volver a verificar si las entradas de Wikipedia no eran en realidad citas de aquí !
• @mkennedy: Gracias por revertir la edición. El mismo usuario había sugerido más temprano lo mismo, & Yo también lo había rechazado, ya que esto no es ‘ t de la wikipedia. .

Después de luchar con esta pregunta hace diez años, y encontrar muchas cosas confusas escritas sobre el tema , Publiqué un breve artículo en la Directions Magazine que presentaba una respuesta de la manera más simple, clara y precisa que pude. Lo siguiente es un extracto de ese artículo.

Reproyección de elementos geográficos

Deben ocurrir dos cosas cuando dibuja un mapa: los elementos del mundo real deben ser » georreferenciado » a un esferoide y el esferoide debe proyectarse sobre el papel.

El esferoide modela la forma de la superficie de la tierra. Es una idealización eso no tiene en cuenta los cambios locales en la topografía.

Georreferenciación asigna ubicaciones (¡en tres dimensiones!) a puntos en un esferoide.

Proyectar es una operación que distorsiona matemáticamente y encoge una parte del esferoide sobre papel plano. La proyección se puede deshacer (» invertida «). » Desproj La ección » expande una característica en un mapa y la vuelve a colocar en el esferoide. También es una operación matemática.

La georreferenciación se realiza con un datum . Un dato generalmente viene dado por un punto de partida y una dirección: especifica dónde debe aparecer un punto claramente identificable en la tierra (el punto base) en el esferoide y muestra dónde una dirección de la base, como el norte, apunta en el esferoide en la base. punto. El punto base y la dirección permiten a los topógrafos determinar la distancia y el ángulo de cualquier otro punto de la tierra. Moverse en la dirección correspondiente en el esferoide por la misma distancia determina dónde debe ir el nuevo punto en el esferoide.

Los esferoides tienen coordenadas . Son latitud y longitud. La latitud (geodésica) es el ángulo formado por una línea vertical con la horizontal. No es necesariamente el mismo ángulo formado por » hacia arriba, » porque este último está distorsionado por la variación gravitacional sobre la tierra. No es necesariamente el ángulo formado por una línea con el centro de la tierra, porque la mayoría de los esferoides tienen una sección transversal elíptica, no circular.

Por lo tanto, la georreferenciación otorga latitud a los puntos cercanos a la Tierra, coordenadas de longitud y altura.

(Las secciones posteriores tratan sobre el cambio de datum, cómo relacionar dos mapas, la forma incorrecta de hacerlo y América del Norte es un caso especial).

Comentarios

• Gracias Bill. Es ‘ un placer ver este difícil tema ilustrado y explicado. (Es ‘ maravilloso verte aquí también, ¡bienvenido a bordo!)
• Gracias, Matt. Siempre es ‘ interesante encontrar una nueva comunidad SIG.
• @Alex Después de ganar más experiencia con este sitio, me doy cuenta de que tenías razón. Agregué un extracto. Gracias por la sugerencia.
• Muy buena visualización.
• Otro enlace donde este artículo todavía está presente cals.arizona.edu/art/kb/reproj/huber.html

wwnick «s answer es correcta, pero es un poco engañoso en el sentido de que enfatiza los parámetros del elipsoide y la OMI subestima la importancia de «la posición de la superficie en relación con el centro de la tierra»; el ejemplo de NAD 1927 debe mencionar que el «centro» geodésico de NAD27 es una estación base en Meades Ranch en Kansas.

Se podrían tener (y a menudo ese es el caso, especialmente con la creciente popularidad del elipsoide WGS84 / GRS80) varios datums diferentes basados en los mismos parámetros del elipsoide . La razón de esto es que si bien el datum WGS 84 está bien a nivel mundial, ya que su superficie está configurada para proporcionar cambios promedio mínimos debido a los movimientos tectónicos en todo el mundo, hay margen de mejora en la escala local, donde la referencia se puede fijar a algún punto de referencia local o al menos a la placa tectónica local (por ejemplo, ETRS, que está fijada a Europa continental)

Se podría explicar el datum simplemente como «un acuerdo sobre el tipo de sistema de coordenadas, la forma y su posición absoluta y orientación relativa a alguna referencia del mundo real bien conocida o bien definida «. El sistema de coordenadas ni siquiera tiene que ser elipsoidal (por ejemplo, datum vertical, que generalmente se define diciendo que la altura de algún punto fijo es tal, y todas las demás alturas se medirán en relación con este punto).

Comentarios

• Aquí ‘ sa enlace a la respuesta de wwnick ‘ en caso de que no ‘ t siempre » arriba » tuyo: gis.stackexchange.com/questions/664/…
• +1 ¿Estos puntos deben fusionarse en la respuesta principal? Esta es la información que estaba buscando y es bueno ver que Google me señaló aquí cuando buscaba una buena definición de datum.

Las proyecciones geográficas son una forma de mostrar la superficie curva de la Tierra en una superficie plana como un trozo de papel …

Del Documentación de usuario múltiple :

La Tierra no es un elipsoide exacto. De hecho, debido a que la Tierra es un elipsoide tan «abultado», ningún elipsoide uniforme proporcionará una superficie de referencia perfecta para toda la Tierra. La solución práctica para esto es medir la forma de la Tierra en diferentes áreas y luego crear diferentes elipsoides de referencia utilizados para mapear diferentes regiones de la Tierra. Un datum es un elipsoide de referencia junto con un desplazamiento desde el centro de la Tierra. Al especificar diferentes desplazamientos , puedes usar los mismos elipsoides estándar en muchas regiones diferentes de la Tierra. A menudo, diferentes países usarán el mismo elipsoide pero con diferentes desplazamientos para los mapas gubernamentales estándar en esos países.

Comentarios

• Re: » Un datum es un elipsoide de referencia junto con un desplazamiento desde el centro del Tierra. » Para ser completo, también puede incluir una inclinación del eje del elipsoide y un factor de escala. Las coordenadas geográficas (latitud y longitud) pueden estar desviadas por hund rojos de metros si utiliza el dato incorrecto. Tengo una descripción general orientada a ArcGIS de proyecciones y datums aquí: ats.amherst.edu/software/gis/mapping_coordinate_data

Piense en la proyección como ver su ubicación en el plano X / Y. Datum define el punto de referencia desde donde se realizaron todas las mediciones. Digamos que se encuentra en algún lugar y necesita decirle su ubicación a alguien. Dirías, soy X lat e Y long. Esta X e Y son deterministas porque se refieren a ellos desde el Datum. La otra persona ahora sabe que estás X-lat e Y-Long lejos de Datum. Si es un novato, no se concentre demasiado en las características de Datum. Solo recuerde que es la ubicación desde donde se realizan todas las mediciones.

Escribí un artículo detallado sobre esto en mi blog aquí: http://www.sharpgis.net/post/2007/05/05/Spatial-references2c-coordinate-systems2c-projections2c-datums2c-ellipsoids-e28093-confusing

Cubre todos estos conceptos de una manera fácil de entender manera, y ha sido revisado por pares por varios.

En resumen: un datum es una definición del tamaño, orientación y posición de un elipsoide que se utiliza como una aproximación de la forma de la Tierra. Utiliza puntos de referencia en la superficie para definir su ubicación y orientación, basándose en una fecha (por eso hay un número para el año en que se definió para tener en cuenta los movimientos de las placas tectónicas).Los datums se utilizan tanto en sistemas de coordenadas esféricos long / lat como proyectados. Considérelo como un punto de referencia para sus coordenadas y alturas elipsoidales (es decir, dónde está el primermeridiano, el ecuador y cuál es la altura relativa al elipsoide que no es el nivel medio del mar). Se utilizan diferentes datums en diferentes lugares porque algunos se ajustan algunas áreas son mejores que otras.

Una proyección es una fórmula que se usa para convertir coordenadas largas / lat en un sistema de coordenadas planas que puede usar en papel o en una pantalla de computadora. Por lo general, se hace a partir de una coordenada geográfica sistema, que a su vez utiliza un datum como su definición base. Por lo tanto, el datum afecta a todo. La proyección de datos crea mucha distorsión del mundo real, por lo que realmente solo debe hacerse al colocar los datos de su mapa en un plano mapa, o desea trabajar en un sistema de coordenadas «más simple» y puede vivir con las distorsiones.

Usar el datum incorrecto podría resultar en que sus datos se desfasen hasta aproximadamente una milla, por lo que es bastante Es importante conocer el dato si está mezclando datos.

Debemos recordar que la tierra no es una esfera simple, si lo fuera, necesita un dato «= Un sistema de cálculo para encontrar un punto en la tierra», la tierra es más elipsoide, pero no exactamente. La Tierra es un geoide astronómico sin forma regular, por lo que podemos tener muchas formas de calcular la coordinación de un punto en este objeto 3D irregular, con muchas opiniones y conceptos, cada uno es un dato.

ICSM «s Página de Fundamentos de mapeo en Datums 1 – Conceptos básicos se puede visitar para obtener más información.

• Una proyección es se utiliza para «aplanar» la forma elipsoidal de la tierra en un sistema de coordenadas rectangular (es decir, para convertir un globo «redondeado» en un mapa plano).
• A datum es una ubicación específica y conocida en o en la Tierra que se usa como referencia.

Todos los sistemas de coordenadas GIS usan un datum como punto de referencia (es decir, su ubicación en la Tierra).

Hay dos tipos de » sistemas de coordenadas «: Sistema de coordenadas geográficas (latitud y longitud) y Sistema de coordenadas proyectadas (X e Y).

• Un sistema de coordenadas geográficas no se proyecta (no es plano), son en latitud y longitud. Piense en un globo terráqueo redondo (es decir, Google Earth), no en un mapa plano.

• Por otro lado, los sistemas de coordenadas proyectados son » flat » – pero aún se necesita un punto de referencia (un datum) para definir ubicaciones en el espacio.

Ambas coordenadas geográficas Los sistemas y los sistemas de coordenadas proyectadas usan un datum para hacer referencia al sistema de coordenadas a una ubicación en la Tierra.

Solo un comentario sobre el diagrama que intenta ilustrar una proyección de una esfera. Más bien de lo que se ilustra, imagina una fuente de luz en el centro de la esfera. La sombra del polígono «proyectada» sobre una hoja de papel plana fuera de la esfera es, en esencia, un tipo de proyección. Para mí, el diagrama implica que una proyección es como una superficie reflejada, lo cual es una forma incorrecta de visualizar lo que está sucediendo.

Además, al menos en el mundo de ESRI, la georreferenciación no es aplicar puntos a una esfera. La georreferenciación consiste en asignar un sistema de coordenadas planas (proyectadas) conocido a un conjunto de datos ráster o vectorial que se originó en una operación de escaneo o digitalización en la que se aplicó por primera vez un sistema de coordenadas «local». «Local» en este caso simplemente significa que las coordenadas se crearon sin referencia a un sistema de coordenadas del mundo real. Es decir, un mapa puede haber sido originalmente digitalizado a mano donde la persona decidió que la coordenada inferior izquierda del mapa tenía un valor XY de (0,0). La georreferenciación es el proceso de asignar un conjunto de coordenadas del mundo real (proyectadas) al original. Si este proceso se aplica a una fotografía o mapa escaneado, el proceso de georreferenciación a menudo deformará la imagen original para que encaje dentro del conjunto de puntos de referencia a los que se les han asignado coordenadas planas del mundo real. Esta «deformación de georeferencia» no es la misma que las distorsiones creadas al proyectar desde una esfera a un plano. La «deformación de georreferencia» trata de corregir las distorsiones producidas por la cámara o el escáner.Al proyectar una entidad desde una superficie esférica a una superficie plana, siempre se crea una distorsión en la distancia, el área, la escala y el rumbo. Eliges una proyección para minimizar una o más de estas distorsiones, dependiendo del propósito previsto del mapa.

En cuanto a las cuerdas en la ilustración de una bola y al cambio de datum, en lugar de cuerdas, usaría lápices de varias longitudes que comienzan en un punto de la esfera y terminan en una hoja de papel plana. Los extremos exteriores de los lápices representan los puntos proyectados. En cierto sentido, cambiar el sistema de coordenadas geográficas (dato para esta discusión) es análogo a rotar la esfera en un eje más a una nueva posición. El concepto funciona solo para áreas aisladas de la tierra. Eso es para NAD27 a WGS84, se aplica bastante bien a los 48 estados contiguos de EE. UU. Pero no a Canadá o Alaska. Para esas áreas, primero debe corregir el datum NAD 27 y luego mover el NAD7 a WGS84. Mientras que para NAD83 a WGS84 el concepto funciona para la mayor parte de América del Norte.