보류중인 변경으로 보호 된 페이지

지리 좌표계

무료 백과 사전, 위키피디아에서
탐색으로 이동 검색으로 이동

경도선은 Equator에 수직이고 위 도선은 Equator에 평행합니다.

지리적 좌표계 ( GCS는 ) A는 좌표 시스템 과 관련된 위치어스 ( 지리적 위치 ). GCS는 다음 위치를 제공 할 수 있습니다.

  • 위도 , 경도고도를 사용 하는 구형 좌표계; [1]
  • 평면에 투영 된지도 좌표 로서 고도를 포함 할 수 있습니다. [1]
  • 3 공간 에서 지구 중심, 지구 고정 ( ECEF ) 데카르트 좌표로 ;
  • 지오 코드를 형성하는 숫자, 문자 또는 기호 세트로 .

측지 좌표와지도 좌표에서 좌표 튜플 은 숫자 중 하나가 수직 위치를 나타내고 두 숫자가 수평 위치를 나타내도록 분해 됩니다. [2]

역사 [ 편집 ]

지리 좌표계 발명 은 일반적으로 기원전 3 세기 에 알렉산드리아 도서관 에서 잃어버린 지리학 을 작곡 한 Cyrene의 Eratosthenes기인 합니다. [3] 한 세기 후, Nicaea의 Hipparchus태양 고도가 아닌 항성 측정에서 위도를 결정하고 추측 항법이 아닌 월식의 타이밍에 따라 경도를 결정함으로써이 시스템을 개선했습니다 . 1 세기 또는 2 세기에 Marinus of Tire 는 광범위한 지명 사전과 수학적으로 그려진 세계지도를 편집했습니다.A로부터 동쪽으로 측정 된 좌표를 사용하여 본초 자오선 지정, 서쪽 알려진 땅에서를 행운의 섬 카나리아 또는 케이프 베르데 섬 주위 서부 아프리카의 연안, 그리고 섬의 남쪽 북쪽 또는 측정 로즈 오프 소아시아 . 프톨레마이오스한여름의 길이를 기준으로 위도를 측정하는 대신 경도와 위도를 완전히 채택했다고 그를 인정했습니다 . [4]

프톨레마이오스의 2 세기 지리학 은 동일한 본초 자오선을 사용했지만 대신 적도 에서 위도를 측정 했습니다. 자신의 작품이로 번역 한 아랍어 9 세기에, 알 - Khwārizmī지구의 설명의 책 과의 길이에 대한 프톨레마이오스의 오류 인 Marinus 수정 ' 지중해 , [주 1]을 일으키는 중세 아랍어지도 제작을 주요를 사용하는 프톨레마이오스 선에서 동쪽으로 10 ° 떨어진 자오선. Maximus Planudes 의 1300 년 이전에 프톨레마이오스의 텍스트를 복구 한 후 유럽에서 수학지도 제작이 재개되었습니다 . 텍스트로 번역 라틴어 에서피렌체 에 의해 야코 부스 삼종 1407 주위.

1884 년 미국 은 25 개국의 대표들이 참석 한 국제 자오선 회의를 주최했습니다 . 스물 둘 중은의 경도 채택하기로 합의 왕립 천문대 에서 영국 그리니치 제로 기준선으로합니다. 도미니카 공화국은 프랑스, 동안, 움직임에 반대 투표 브라질 기권. [5] 프랑스 는 1911 년 파리 천문대의해 현지 결정 대신 그리니치 표준시를 채택했습니다 .

측지 데이텀 [ 편집 ]

측정중인 "수직"및 "수평"표면의 방향을 명확하게하기 위해지도 제작자는 매핑 할 영역에 대한 요구 사항에 가장 적합한 지정된 원점과 방향을 가진 참조 타원체선택합니다 . 그런 다음 지구 참조 시스템 또는 측지 데이텀 이라고하는 타원체 에 대한 구형 좌표계 의 가장 적절한 매핑을 선택합니다 .

데이텀은 전체 지구를 나타내는 글로벌 일 수도 있고, 지구 일부에만 가장 적합한 타원체를 나타내는 로컬 일 수도 있습니다. 지구 표면의 점 과 태양 에 의한 대륙판 운동, 침하 및 일주 지구의 조수 운동으로 인해 서로 상대적으로 이동 합니다. 이 매일의 움직임은 미터만큼이나 될 수 있습니다. 대륙 이동은 1 년에 최대 10cm 또는 1 세기에 10m 까지 가능합니다. 날씨 시스템 고압 영역은가의 침몰의 원인이 5mm . 스칸디나비아마지막 빙하기 의 빙상이 녹아서 매년 1cm 씩 증가 하고 있습니다.그러나 이웃 스코틀랜드 는 단지 0.2cm 상승하고 있습니다. 이러한 변경 사항은 로컬 데이텀이 사용되는 경우 중요하지 않지만 글로벌 데이텀이 사용되는 경우 통계적으로 중요합니다. [1]

글로벌 데이텀의 예로는 글로벌 측지 시스템 (WGS 84, EPSG : 4326 [6] 이라고도 함 ), 글로벌 포지셔닝 시스템에 사용되는 기본 데이텀 , [주 2] 및 사용 된 국제 지상파 참조 시스템 및 프레임 (ITRF)이 있습니다. 대륙 드리프트지각 변형 을 추정하기 위해 . [7] 지구 중심까지의 거리는 매우 깊은 위치와 우주 위치 모두에 사용할 수 있습니다. [1]

국가지도 제작 기관에서 선택한 로컬 데이텀에는 북미 데이텀 , 유럽 ED50 및 영국 OSGB36이 포함 됩니다. 주어진 위치에서 데이텀은 위도 와 경도를 제공합니다 . 영국에는 세 가지 일반적인 위도, 경도 및 높이 시스템이 사용됩니다. WGS 84는 그리니치에서 게시 된지도 OSGB36사용 된 것과 약 112m 차이 가 있습니다 . NATO 에서 사용하는 군사 시스템 ED50 은 약 120m 에서 180m 까지 다릅니다 . [1]    

지역 데이터에 대해 만든지도의 위도와 경도는 GPS 수신기에서 얻은 것과 동일하지 않을 수 있습니다. 특정 상황에서는 단순한 변환 으로 충분할 수 있지만 한 데이텀에서 다른 데이텀으로 좌표를 변환하려면 Helmert 변환 과 같은 데이텀 변환이 필요합니다 . [8]

널리 사용되는 GIS 소프트웨어에서 위도 / 경도로 투영 된 데이터는 종종 지리 좌표계 로 표시됩니다 . 예를 들어, 데이텀이 1983 년 북미 데이텀 인 경우 위도 / 경도 데이터는 'GCS North American 1983'으로 표시됩니다.

수평 좌표 [ 편집 ]

위도와 경도 [ 편집 ]

0 °
Equator, 위도의 0 ° 평행

지구 표면상의 한 지점 의 "위도"(약어 : Lat., φ 또는 phi)는 적도면과 해당 지점을 통과하고 지구의 중심을 통과하는 (또는 가까운) 직선 사이의 각도입니다. [주 3] 지구 표면에서 동일한 위도 미량 원 포인트 합류 라인이라고 평행선 들은 적도 서로 평행으로. 북극은 90 ° N; 남극은 90 ° S. 0 °의 평행 위도가 지정 적도기본 평면 모든 지리 좌표계를. 적도는 지구를 북반구남반구 로 나눕니다..

0 °
경도 0 ° 인 본초 자오선

지구 표면에있는 지점 의 "경도"(약어 : Long., λ 또는 람다)는 해당 지점 을 통과하는 다른 자오선 에 대한 기준 자오선 의 동쪽 또는 서쪽 각도 입니다. 모든 자오선은 큰 타원 (대개 큰 원 이라고도 함)의 절반으로 , 북극과 남극에서 수렴합니다. 영국 런던 남동부에 있는 그리니치 에있는 영국 왕립 천문대 의 자오선은 국제 본초 자오선 이지만 일부 조직 (예 : French Institut national de l' information géographique et forestière)-내부 용도로 다른 경락을 계속 사용합니다. 본초 자오선은 적절한 결정 동부서반구를 지도 자주 유지하기 위해 이러한 반구 더 서쪽을 분할하지만, 오래 된 세계를 하나의 측면에. 그리니치 대지 자오선은 180 ° W와 180 ° E입니다. 이것은 극동 러시아와 극서 알류 샨 섬 사이를 포함하여 정치 및 편의상의 이유로 여러 장소에서 갈라지는 국제 날짜 표시선과 합쳐서는 안됩니다 .

이 두 구성 요소의 조합은 고도 나 깊이를 고려하지 않고 지구 표면상의 모든 위치의 위치를 ​​지정합니다 . 위도와 경도의 선으로 형성된 격자를 "계선"이라고합니다. [9] 이 시스템의 원점 / 영점은 가나 Tema 에서 남쪽으로 약 625km (390 마일) 떨어진 기니 만에 있습니다 .

학위의 길이 [ 편집 ]

적도의 해수면 에서 GRS80 또는 WGS84 스페 로이드에서 1 초는 30.715 미터 , 1 분은 1843 미터, 1 도는 110.6km 입니다. 경도의 원인 자오선은 지리적 극점에서 만나며, 위도가 증가함에 따라 서 동쪽 폭은 자연스럽게 감소합니다. 해수면 적도 에서 세로 1 초는 30.92m, 세로 분은 1855m, 세로 각도는 111.3km입니다. 30 °에서 세로 초는 26.76m, 그리니치 (51 ° 28′38 ″ N)에서 19.22m, 60 °에서는 15.42m입니다.

WGS84 스페 로이드에서 위도 φ에서 위도의 미터 단위 길이 (즉, 위도 φ에서 위도 1도를 이동하기 위해 남북 선을 따라 이동해야하는 미터 수)는 다음과 같습니다. 약

[10]

반환 된 위 도당 미터 측정 값은 위도에 따라 지속적으로 달라집니다.

마찬가지로 경도의 미터 단위 길이는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

[10]

(이러한 계수는 개선 될 수 있지만, 그들이 제공하는 거리는 1cm 이내에서 정확합니다.)

수식은 둘 다 도당 미터 단위를 반환합니다.

위도에서 경도 각도의 길이를 추정하는 다른 방법 은 구형 지구를 가정하는 것입니다 (분당 너비와 초당 너비를 구하려면 각각 60과 3600으로 나눕니다).

여기서 지구의 평균 자오 반경6,367,449m입니다 . 지구는 구형 이 아닌 편 구형 스페 로이드 이기 때문에 그 결과는 수십분의 1 % 정도 차이가 날 수 있습니다. 위도에서 경도 각도의 더 나은 근사치 는 다음과 같습니다.

어디 지구의 적도 반경이 동일 6,378,137m; GRS80 및 WGS84 스페 로이드의 경우 b / a는 0.99664719로 계산됩니다. ( 로 알려진된다 감소 (또는 파라) 위도 ). 반올림을 제외하고 이것은 위도의 평행선을 따른 정확한 거리입니다. 최단 경로를 따라 거리를 얻는 것이 더 많은 작업이 될 것이지만 두 지점이 경도가 1도 떨어져있는 경우이 두 거리는 항상 서로 0.6 미터 이내입니다.

선택한 위도에서 해당하는 경도 길이
위도시티정도둘째± 0.0001 °
60 °상트 페테르부르크55.80 킬로미터0.930 킬로미터15.50m5.58m
51 ° 28 ′ 38 인치 N그리니치69.47 km1.158 킬로미터19.30m6.95m
45 °보르도78.85 킬로미터1.31 킬로미터21.90m7.89m
30 °뉴 올리언스96.49 킬로미터1.61 킬로미터26.80m9.65m
0 °키토111.3 킬로미터1.855 킬로미터30.92m11.13m

그리드 좌표 [ 편집 ]

지도 에서 지리적 위치의 위치를 ​​설정하기 위해지도 투영을 사용하여 측지 좌표를지도의 평면 좌표로 변환합니다. 지도의 평평한 표면에 기준 타원 좌표와 높이를 투영합니다. 기준 위치의 그리드에 적용된지도 투영과 함께 기준은 위치를 표시하기위한 그리드 시스템설정합니다 . 현재 사용되는 일반적인지도 투영에는 UTM ( Universal Transverse Mercator ), MGRS ( Military Grid Reference System ), USNG ( United States National Grid ), GARS ( Global Area Reference System ) 및 GEOREF ( World Geographic Reference System )가 포함됩니다. . [11]지도에 좌표 점에서 보통 X 좌표 N과 Y 좌표 지정된 원점을 기준으로 E 오프셋.

지도 투영 공식은 투영의 지오메트리와지도가 투영되는 특정 위치에 따른 매개 변수에 따라 다릅니다. 매개 변수 세트는 프로젝트 유형 및 투영을 위해 선택한 규칙에 따라 달라질 수 있습니다. 들어 횡 토르 투영 UTM에서 사용 연관된 파라미터는 위도 및 경도의 천연 거짓 X 좌표와 Y 좌표 오류 및 전체적인 스케일 인자이다. [12] 특정 위치 또는 미소와 연관된 매개 변수를 고려할 횡 토르 대한 투영 식 대수 및 삼각 함수의 복잡한 혼합물이다. [12] : 45-54

UTM 및 UPS 시스템 [ 편집 ]

유니버설 횡 메르카토르 (UTM) 및 범용 극이 Stereographic (UPS)의 좌표 시스템 모두에 배치 메트릭 기반 직교 그리드 사용 등각 투영 된 지구 표면에서의 위치를 찾기 위해 표면을. UTM 시스템은 단일지도 투영이 아니라 6 도의 경도 대역을 포함하는 일련의 60 개입니다. UPS 시스템은 UTM 시스템이 적용되지 않는 극지방에 사용됩니다.

입체 좌표계 [ 편집 ]

중세 시대에는 내비게이션 목적으로 입체 좌표계가 사용되었습니다. [ 인용 필요 ] 입체 좌표계는 위도-경도 시스템으로 대체되었습니다. 더 이상 내비게이션에 사용되지는 않지만, 입체 좌표계는 결정학 , 광물학 및 재료 과학 분야의 결정학 방향을 설명하기 위해 현대에 여전히 사용됩니다 . [ 인용 필요 ]

수직 좌표 [ 편집 ]

수직 좌표에는 높이와 깊이가 포함됩니다.

3D 데카르트 좌표 [ 편집 ]

타원 좌표로 표현되는 모든 점은 직선 xyz ( Cartesian ) 좌표 로 표현 될 수 있습니다 . 데카르트 좌표는 많은 수학적 계산을 단순화합니다. 다른 데이텀의 데카르트 시스템은 동일하지 않습니다. [2]

지구 중심, 지구 고정 [ 편집 ]

위도 및 경도와 관련하여 지구 중심, 지구 고정 좌표.

지구 중심의 지구 - 고정 지구로 회전 (도 ECEF, ECF 또는 좌표계 종래 지상파라고도 함)와 지구의 중심에 원점을 가진다.

기존의 오른손 좌표계는 다음과 같습니다.

  • 지구 질량 중심의 원점, 지구 형상 중심에 가까운 지점
  • 북극과 남극 사이의 선에있는 Z 축, 양수 값이 북쪽으로 증가 (그러나 지구의 회전축과 정확히 일치하지는 않음) [13]
  • 적도 평면의 X 및 Y 축
  • 적도 (음수)의 경도 180도에서 적도 (양수)의 경도 0도 ( 본초 자오선 ) 까지 확장되는 X 축
  • 적도의 서경 90도 (음수)에서 적도의 동경 90도 (양수)까지 통과하는 Y 축

캘리포니아의 Donner Summit 근처에있는 황동 디스크에 대한 NGS 데이터 가 그 예입니다 . 타원체의 크기를 고려할 때 위도 / 경도 / 높이 타원체 좌표에서 XYZ 로의 변환은 간단합니다. 타원체의 표면에서 지정된 위도에 대한 XYZ를 계산하고에 수직 인 XYZ 벡터를 추가합니다. 타원체이고 타원체 위의 점 높이와 길이가 같습니다. 역변환은 더 어렵습니다. XYZ가 주어지면 즉시 경도를 얻을 수 있지만 위도와 높이에 대한 닫힌 공식은 없습니다. " 측지 시스템 "을 참조하십시오 . 1976 Survey Review 에서 Bowring의 공식을 사용 하여 첫 번째 반복은 10-11 이내의 위도를 정확하게 제공 점이 타원체 위 10,000 미터 또는 아래 5,000 미터 이내에있는 한 각도입니다.

로컬 접선 평면 [ 편집 ]

지구 중심 지구 고정 및 동쪽, 북쪽, 위쪽 좌표.

수직 및 수평 치수를 기준으로 로컬 접선 평면을 정의 할 수 있습니다 . 좌표 수직 위 또는 아래 중 하나를 가리킬 수 있습니다. 프레임에는 두 가지 종류의 규칙이 있습니다.

  • ENU (East, North, up), 지리에서 사용됨
  • 항공 우주 분야에서 특별히 사용되는 NED (North, East, Down)

많은 타겟팅 및 추적 애플리케이션에서 로컬 ENU 데카르트 좌표계는 ECEF 또는 측지 좌표보다 훨씬 직관적이고 실용적입니다. 지역 ENU 좌표는 특정 위치에 고정 된 지구 표면에 접하는 평면에서 형성되므로 지역 접선 또는 지역 측지 평면 이라고도 합니다. 관례 상 동쪽 축은 북쪽 과 위쪽 으로 표시 됩니다 .

비행기에서 대부분의 관심 대상은 기체 아래에 있으므로 아래를 양수로 정의하는 것이 좋습니다. NED 좌표는이를 ENU의 대안으로 허용합니다. 관례 적으로 북쪽 축은 동쪽 과 아래쪽 으로 레이블이 지정 됩니다 . 이 기사에서 등의 혼동을 피하기 위해 로컬 좌표 프레임을 ENU로 제한합니다.

참조 [ 편집 ]

  • 소수점 각도  – 일반적으로 위도와 경도에 대한 각도 측정
  • 지리적 거리  – 지표면을 따라 측정 된 거리
  • 지리 정보 시스템  – 지리 데이터를 캡처, 관리 및 표시하는 시스템
  • 지리적 URI 체계
  • ISO 6709 , 좌표에 의한 지리적 지점 위치의 표준 표현
  • 선형 참조
  • 기본 방향
  • 행성 좌표계
    • 셀레 노 그래픽 좌표계
  • 공간 참조 시스템

메모 [ 편집 ]

  1. ^ 그 쌍은 지중해 내에서 정확한 절대 거리를 가지고 있었지만 지구의 둘레를 과소 평가하여 그들의 각도 측정 값이 각각 로도스 또는 알렉산드리아에서 서쪽의 길이를 과장하게 만들었습니다.
  2. ^ WGS 84는 대부분의 GPS 장비에서 사용되는 기본 데이텀이지만 다른 데이텀도 선택할 수 있습니다.
  3. ^ 위도와 경도의 대체 버전에는 지구 중심을 기준으로 측정되는 지구 중심 좌표가 포함됩니다. 지구를 타원체 로 모델링하는 측지 좌표; 및 좌표가 주어진 위치에서 수직선에 대해 측정하는 지리적 좌표.

참고 문헌 [ 편집 ]

인용 [ 편집 ]

  1. ^ a b c d e 영국 좌표계 가이드 (PDF) , D00659 v2.3, Ordnance Survey, 2015 년 3 월, 2015 년 9 월 24 일 원본 (PDF) 에서 보관 됨 , 2015 년 622 일 검색
  2. ^ a b 테일러, 척. "지구상의 지점 찾기" . 만회 년 3 월 4 2014 .
  3. McPhail, Cameron (2011), Reconstructing Eratosthenes 'Map of the World (PDF) , Dunedin : University of Otago, pp. 20–24 .
  4. Evans, James (1998), The History and Practice of Ancient Astronomy , Oxford, England : Oxford University Press, pp. 102–103, ISBN 9780199874453.
  5. Greenwich 2000 Limited (2011 년 6 월 9 일). "국제 자오선 회의" . Wwp.millennium-dome.com. 에서 보관 원래 2012년 8월 6일에 . 만회 년 10 월 (31) 2012 .
  6. "WGS 84 : EPSG Projection-Spatial Reference" . spatialreference.org . 2020 년 5 월 5 일에 확인 .
  7. ↑ 볼 스타드, 폴. GIS 기초 (PDF) (5 판). 아틀라스 책. 피. 102. ISBN  978-0-9717647-3-6.
  8. ^ "GPS와 호환되는지도 만들기" . 아일랜드 1999 년 정부에서 보존 된 원래 2011년 7월 21일에 . 2008 년 4 월 15 일에 확인 .
  9. American Society of Civil Engineers (1994 년 1 월 1 일). 매핑 과학 용어 . ASCE 간행물. 피. 224. ISBN 9780784475706.
  10. ^ a b [1] 지리 정보 시스템-Stackexchange
  11. ^ "그리드 및 참조 시스템" . National Geospatial-Intelligence Agency . 만회 년 3 월 4 2014 .
  12. ^ a b "Geomatics Guidance Note Number 7, part 2 Coordinate Conversions and Transformations including Formulas" (PDF) . 국제 석유 및 가스 생산자 협회 (OGP). 9–10 쪽. 2014 년 3 월 6 일에 원본 (PDF) 에서 보관되었습니다 . 만회 년 3 월 (5) 2014 .
  13. ^ 2011 년 7 월 18 일 Wayback Machine에 보관 된 BIRD ACS 참조 프레임에 대한 참고 사항

출처 [ 편집 ]

  • 이 기사의 일부는 Linux / KDE 용 데스크탑 천문관 KStars 와 함께 배포되는 Jason Harris의 "Astroinfo"에서 가져온 것 입니다. 참조 KDE는 교육 프로젝트 - KStars을

외부 링크 [ 편집 ]

  • Wikimedia Commons의 지리 좌표계 관련 미디어