Diferença entre projeção e datum?

Sistemas de coordenadas geográficas (latitude / longitude) são baseados em uma superfície esferoidal (verdadeiramente esférica ou elipsoidal) que se aproxima da superfície do terra. Um datum normalmente define a superfície (ex raio para uma esfera, eixo principal e eixo menor ou achatamento inverso para um elipsóide) e a posição da superfície em relação ao centro da Terra. Um exemplo de datum é NAD 1927 , descrito abaixo

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

Todas as coordenadas são referenciadas a um datum (mesmo que seja desconhecido). Se você vir dados em um sistema de coordenadas geográficas, como GCS_North_American_1927, eles não estão projetados e estão em Lat / Long e, neste caso, referenciados ao datum NAD 1927.

Uma Projeção é uma série de transformações que convertem a localização de pontos em uma superfície curva (o superfície de referência ou datum) para localizações em um plano plano (isto é, transforma coordenadas de um sistema de referência de coordenadas para outro).

O datum é uma parte integrante da projeção, já que os sistemas de coordenadas projetados são baseados em coordenadas geográficas, que, por sua vez, são referenciados a um datum. É possível, e até comum, que os conjuntos de dados estejam na mesma projeção, mas sejam referenciados a diferentes datums e, portanto, tenham diferentes valores de coordenadas. Por exemplo, os sistemas de coordenadas do State Plane podem ser referenciados aos datums NAD83 e NAD27. As transformações de coordenadas geográficas para coordenadas projetadas são as mesmas, mas como as coordenadas geográficas são diferentes dependendo do datum, as coordenadas projetadas resultantes também serão diferentes.

Além disso, a projeção de dados também pode resultar em uma conversão de datum, por exemplo, a projeção de dados NAD_1927 para Web Mercator exigirá uma mudança de datum para WGS 84. Da mesma forma, é possível converter dados de um datum para outro sem projetá-lo, como com o utilitário NADCON do NGS “, que pode mudar as coordenadas de NAD27 para NAD83.

Exemplo de um ponto “s coordenadas 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 

Mesmo ponto referenciado a NAD_1983_CSRS

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

Comentários

• Isso poderia ser criado pela comunidade para que possamos torná-lo canônico?
• boa ideia, feito.
• Essa resposta me parece um tanto enganosa. Isso sugere que datum ‘ s são GCSs. ” Datum ‘ s, isto é, sistemas de coordenadas geográficas … ” Um datum é usado para coordenadas de referência (geográficas e projetadas) no espaço. Veja minha explicação abaixo.
• Apenas um pequeno comentário na primeira linha ” Datums, ou seja, sistemas de coordenadas geográficas “. Parece que um Datum é um sistema de coordenadas geográficas. Esse ‘ não é o caso. Os dados são parte de um modelo terrestre elipsoidal simples. Os sistemas de coordenadas geográficas usam um datum como parte da definição da ‘ s. Mas o mesmo acontece com os sistemas de coordenadas geocêntricas e projetadas.
• dotMorten, você está correto. esta resposta agora é um wiki da comunidade e passou por algumas edições, será corrigida.

Você irá Obviamente, obtenha melhores respostas em livros didáticos, mas aqui está uma explicação simples:

Projeção de mapa: É um método para representar uma superfície esférica ou curva em um plano plano.

Datum: É a referência ou origem com base na qual as medições são feitas.

Comentários

• Acabei de reverter esta resposta ao original. Uma edição proposta e aceita disse que essas definições são citadas a partir de entradas da Wikipédia. Eles não são.
• @mkennedy Obrigado. E mesmo se eles fossem exatamente os mesmos, considerando que mais de três anos se passaram desde que isso foi postado, precisaríamos verificar se as entradas da Wikipedia não eram realmente citações aqui !
• @mkennedy: Obrigado por reverter a edição. O mesmo usuário havia sugerido a mesma coisa no início do dia, & Eu também rejeitei, pois não ‘ t da wikipédia .

Depois de lutar com esta pergunta dez anos atrás e encontrar muitas coisas confusas escritas sobre o assunto , Publiquei um breve artigo na Revista Directions que apresentava uma resposta da maneira mais simples, direta e precisa que eu poderia fazer. O seguinte foi extraído desse artigo.

Reprojetando recursos geográficos

Duas coisas devem acontecer quando você desenha um mapa: os recursos no mundo real devem ser ” georreferenciado ” a um esferóide e o esferóide deve ser projetado no papel.

O esferóide modela a forma da superfície da Terra. É uma idealização isso não leva em consideração as mudanças locais na topografia.

Georreferenciamento atribui locais (em três dimensões!) a pontos em um esferóide.

Projetar é uma operação que distorce matematicamente e encolhe uma parte do esferóide em papel plano. A projeção pode ser desfeita (” invertida “). ” Unproj ection ” expande um elemento em um mapa e o empleta de volta no esferóide. Também é uma operação matemática.

O georreferenciamento é feito com um datum . Um datum é geralmente dado por um ponto de partida e direção: ele especifica onde um ponto claramente identificável na Terra (o ponto de base) deve aparecer no esferóide e mostra onde uma direção de base, como norte, aponta no esferóide na base ponto. O ponto base e a direção permitem que os topógrafos determinem a distância e o ângulo de qualquer outro ponto da Terra. O movimento na direção correspondente no esferóide pela mesma distância determina onde o novo ponto deve ir no esferóide.

Os esferóides têm coordenadas . Eles são latitude e longitude. Latitude (geodésica) é o ângulo formado por uma linha vertical com a horizontal. Não é necessariamente o mesmo ângulo feito por ” diretamente para cima, ” porque o último é distorcido pela variação gravitacional sobre a Terra. Não é necessariamente o ângulo formado por uma linha ao centro da terra, porque a maioria dos esferóides tem uma seção transversal elíptica, não circular.

Portanto, o georreferenciamento confere latitude aos pontos próximos à terra, longitude e coordenadas de altura.

(As seções subsequentes discutem Mudança de datum, Como relacionar dois mapas, A maneira errada de fazer isso e a América do Norte é um caso especial.)

Comentários

• Obrigado Bill. É ‘ uma alegria ver este difícil assunto ilustrado , bem como explicado. (É ‘ maravilhoso vê-lo aqui também, bem-vindo a bordo!)
• Obrigado, Matt. É ‘ sempre interessante encontrar uma nova comunidade GIS.
• @Alex Depois de ganhar mais experiência com este site, percebi que você estava certo. Eu adicionei um trecho. Obrigado pela sugestão.
• Visualização muito boa.
• Outro link onde este artigo ainda está presente cals.arizona.edu/art/kb/reproj/huber.html

a resposta de wwnick “ está correta, mas é um pouco enganador no sentido de que enfatiza os parâmetros do elipsóide e a IMO subestima a importância da “posição da superfície em relação ao centro da terra” – o exemplo NAD 1927 precisa mencionar que o “centro” geodésico do NAD27 é uma estação base no Meades Ranch, no Kansas.

Pode-se ter (e muitas vezes esse é o caso, especialmente com a popularidade crescente do elipsóide WGS84 / GRS80) vários datums diferentes com base nos mesmos parâmetros do elipsóide . A razão para isso é que, embora o datum WGS 84 esteja OK globalmente, uma vez que sua superfície está definida para fornecer deslocamentos médios mínimos devido a movimentos tectônicos em todo o globo, há espaço para melhorias na escala local, onde a referência pode ser fixada em algum ponto de referência local ou pelo menos para a placa tectônica local (por exemplo, ETRS, que é fixada na Europa continental)

Alguém poderia explicar o datum simplesmente como “um acordo sobre o tipo de sistema de coordenadas, forma e sua posição absoluta e orientação em relação a alguma referência do mundo real bem conhecida ou bem definida “. O sistema de coordenadas nem mesmo precisa ser elipsoidal (por exemplo, datum vertical, que geralmente é definido dizendo que a altura de algum ponto fixo é tal, e todas as outras alturas serão medidas em relação a este ponto).

Comentários

• Aqui ‘ sa link para a resposta de wwnick ‘ no caso de não ser ‘ t sempre ” acima ” o seu: gis.stackexchange.com/questions/664/…
• +1 Esses pontos precisam ser combinados na resposta principal? Esta é a informação que eu estava procurando, e é bom ver que o Google me apontou aqui quando estava procurando uma boa definição de datum.

As projeções geográficas são uma forma de mostrar a superfície curva da Terra em uma superfície plana, como um pedaço de papel …

Do Documentação do usuário do manifold :

A Terra não é um elipsóide exato. Na verdade, como a Terra é um elipsóide “irregular”, nenhum elipsóide liso único fornecerá uma superfície de referência perfeita para toda a Terra. A solução prática para isso é medir a forma da Terra em diferentes áreas e, em seguida, criar diferentes elipsóides de referência usados para mapear diferentes regiões da Terra. Um datum é um elipsóide de referência junto com um deslocamento do centro da Terra. Especificando diferentes deslocamentos , você pode usar os mesmos elipsóides padrão em muitas regiões diferentes da Terra. Diferentes países costumam usar o mesmo elipsóide, mas com deslocamentos diferentes para mapas padrão do governo nesses países.

Comentários

• Re: ” Um datum é um elipsóide de referência junto com um deslocamento do centro do Terra. ” Só para completar, também pode incluir uma inclinação do eixo do elipsóide e um fator de escala. Coordenadas geográficas (latitude e longitude) podem estar desviadas em hund vermelhos de metros se você usar o datum errado. Tenho uma visão geral orientada para ArcGIS de projeções e datums aqui: ats.amherst.edu/software/gis/mapping_coordinate_data

Pense na projeção como se você visse sua localização no plano X / Y. Datum define o ponto de referência de onde todas as medições foram feitas. Digamos que você esteja em algum lugar e precise informar sua localização a alguém. Você diria, eu tenho X lat e Y longo. Este X e Y são determinísticos porque estão sendo referidos a partir do Datum. A outra pessoa agora sabe que você está X-lat e Y-Long longe de Datum. Se você é um novato, não se concentre muito nas características do Datum. Lembre-se de que é o local de onde todas as medições são feitas.

Escrevi um artigo aprofundado sobre isso meu blog aqui: http://www.sharpgis.net/post/2007/05/05/Spatial-references2c-coordinate-systems2c-projections2c-datums2c-ellipsoids-e28093-confusing

Ele cobre todos esses conceitos de uma forma, esperançosamente, fácil de entender forma, e foi revisado por vários pares.

Para resumir: Um datum é uma definição do tamanho, orientação e posição de um elipsóide usado como uma aproximação da forma da Terra. Ele usa pontos de referência na superfície para definir seu posicionamento e orientação, com base em uma data (é por isso que um número está lá para o ano em que foi definido para contabilizar os movimentos da placa tectônica).Os datums são usados em sistemas de coordenadas esféricas longas / latinas e projetadas. Considere-o um ponto de referência para suas coordenadas e alturas elipsoidais (ou seja, onde é o primemeridiano, equador e qual é a altura em relação ao elipsóide, que não é o nível médio do mar). Datums diferentes são usados em lugares diferentes porque alguns se encaixam algumas áreas melhores do que outras.

Uma projeção é uma fórmula usada para converter coordenadas longas / lat em um sistema de coordenadas planas que você pode usar no papel ou na tela do computador. Geralmente é feito a partir de uma coordenada geográfica sistema, que por sua vez usa um datum como sua definição base. Portanto, o datum afeta tudo isso. A projeção de dados cria muita distorção do mundo real, então realmente só deve ser feito ao colocar seus dados de mapa em um plano mapa, ou você quer trabalhar em um sistema de coordenadas “mais simples” e pode conviver com as distorções.

Usar o datum errado pode resultar em seus dados serem deslocados em até cerca de uma milha, então é bastante importante saber o dado se você estiver misturando dados.

Devemos lembrar que a Terra não é uma esfera simples, se fosse, nós precisa de um datum “= Um sistema de cálculo para encontrar um ponto na terra”, a terra é mais elipsóide, mas não exatamente. A Terra é um geóide astronômico sem forma regular, então podemos ter várias maneiras de calcular a coordenação de um ponto neste objeto 3D irregular, com muitas opiniões e conceitos, cada um é um datum.

ICSM “s A página Fundamentos de Mapeamento em Datums 1 – O Básico pode ser visitado para mais informações.

• Uma projeção é usado para “achatar” a forma elipsoidal da Terra em um sistema de coordenadas retangular (ou seja, para transformar um globo “arredondado” em um mapa plano).
• A datum é um local específico conhecido na Terra que é usado como referência.

Todos os sistemas de coordenadas GIS usam um datum como um ponto de referência (ou seja, sua localização na Terra).

Existem dois tipos de ” sistemas de coordenadas “: Sistema de coordenadas geográficas (latitude e longitude) e sistema de coordenadas projetadas (X e Y).

• Um sistema de coordenadas geográficas não é projetado (não é plano), eles são em latitude e longitude. Pense em um globo redondo (ou seja, Google Earth), não em um mapa plano.

• Os sistemas de coordenadas projetados, por outro lado, são ” plana ” – mas ainda precisa de um ponto de referência (um datum) para definir localizações no espaço.

Ambas coordenadas geográficas sistemas e sistemas de coordenadas projetadas usam um datum para fazer referência ao sistema de coordenadas para um local na Terra.

Apenas um comentário sobre o diagrama que está tentando ilustrar uma projeção de uma esfera. Em vez disso, imagine uma fonte de luz no centro da esfera. A sombra do polígono “projetado” em um pedaço de papel plano fora da esfera é, em essência, um tipo de projeção. Para mim, o diagrama sugere que uma projeção é como uma superfície refletida, o que é uma maneira incorreta de visualizar o que está acontecendo.

Além disso, pelo menos no mundo ESRI, georreferenciamento não é aplicar pontos a uma esfera. Georreferenciamento é a atribuição de um sistema de coordenadas planar (projetado) conhecido a um conjunto de dados raster ou vetorial que se originou de uma operação de varredura ou digitalização na qual um sistema de coordenadas “local” foi aplicado pela primeira vez. “Local” neste caso significa simplesmente que as coordenadas foram feitas sem referência a um sistema de coordenadas do mundo real. Ou seja, um mapa pode ter sido originalmente digitalizado à mão onde a pessoa decidiu que a coordenada inferior esquerda do mapa tinha um valor XY de (0,0). Georreferenciamento é o processo de atribuição de um conjunto de coordenadas do mundo real (projetadas) ao original. Se este processo for aplicado a uma fotografia ou mapa digitalizado, o processo de georreferenciamento freqüentemente distorce a imagem original para caber no conjunto de pontos de referência que foram atribuídos a coordenadas planas do mundo real. Este “warping georreferencial” não é o mesmo que as distorções criadas ao projetar de uma esfera em um plano. “Georeference warping” trata de corrigir distorções produzidas pela câmera ou scanner.Ao projetar um recurso de uma superfície esférica para uma superfície plana, sempre há uma distorção criada na distância, área, escala e orientação. Você escolhe uma projeção para minimizar uma ou mais dessas distorções, dependendo da finalidade pretendida do mapa.

Quanto às cordas em uma ilustração de bola e à mudança do datum, em vez de cordas, eu usaria lápis de vários comprimentos que começam em um ponto na esfera e terminam em um pedaço de papel plano. As extremidades externas dos lápis representam os pontos projetados. Em certo sentido, mudar o sistema de coordenadas geográficas (dado para esta discussão) é análogo a girar a esfera em mais um eixo para uma nova posição. O conceito funciona apenas para áreas isoladas da Terra. Isso é para NAD27 a WGS84 e se aplica muito bem aos 48 estados contíguos dos EUA, mas não para Canadá ou Alasca. Para essas áreas, você deve primeiro corrigir o datum NAD 27 e, em seguida, fazer o NAD7 para o WGS84 se mover. Enquanto para NAD83 a WGS84, o conceito funciona para a maior parte da América do Norte.