Sistema di coordinate geografiche

Geodesia
Fondamenti Geodesia Geodinamica Geomatica Profilo aziendale
concetti Distanza geografica geoide Figura della Terra (raggio e circonferenza) Coordinate geodetiche Dato geodetico geodetico Rappresentazione della posizione orizzontale Latitudine / Longitudine Proiezione cartografica Ellissoide di riferimento Geodesia satellitare Sistema di riferimento spaziale Relazioni spaziali Posizioni verticali
Tecnologie Navigazione globale Sab. Sistemi (GNSS) Posizione globale Sistema (GPS) GLONASS (Russia) BeiDou (BDS) (Cina) Galileo (Europa) Navíc (India) Quasi-Zenith Sab. Sistema. (QZSS) (Giappone) Griglia globale discreta e geocodifica
Standard (storia) NGVD 29 Dato del livello del mare 1929 OSGB36 Ordnance Survey Gran Bretagna 1936 SK-42 Systema Koordinat 1942 Goda ED50 Dato europeo 1950 SAD69 Dato sudamericano 1969 GRS 80 Sistema di riferimento geodetico 1980 ISO 6709 Coord. punto geografico 1983 NAD 83 Dato nordamericano 1983 WGS 84 Sistema geodetico mondiale 1984 NAVD 88 Datum verticale nordamericano 1988 ETRS89 Rif. Terrestre Europeo Sistema. 1989 GCJ-02 Dato offuscato cinese 2002 URI geografico Collegamento internet a un punto 2010 Sistema di riferimento terrestre internazionale Identificatore del sistema di riferimento spaziale (SRID) Mercatore universale trasversale (UTM)
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Le linee di longitudine sono perpendicolari e le linee di latitudine sono parallele all'equatore.

Le sistema di coordinate geografiche (GCS) È una sferico or coordinate geodetiche sistema di misurazione e comunicazione posizioni direttamente sul Terra as latitudine e longitudine. È il più semplice, il più antico e il più utilizzato dei vari sistemi di riferimento spaziale che sono in uso e costituisce la base per la maggior parte degli altri. Sebbene latitudine e longitudine formino una coordinata tupla come un Sistema di coordinate cartesiano, il sistema di coordinate geografiche non è cartesiano perché le misure sono angoli e non sono su una superficie planare.^{[fonte autopubblicata?]}

Una specifica GCS completa, come quelle elencate in EPSG e gli standard ISO 19111, include anche una scelta di dato geodetico (compreso un Ellissoide terrestre), poiché datum diversi produrranno valori di latitudine e longitudine diversi per la stessa posizione.

Profilo aziendale

Le invenzione di un sistema di coordinate geografiche è generalmente accreditato Eratostene of Cirene, che ha composto il suo ormai perduto Presenza sul territorio alla Biblioteca di Alessandria nel III secolo a.C. Un secolo dopo, Ipparco of Nicea migliorato su questo sistema determinando la latitudine dalle misurazioni stellari piuttosto che dall'altitudine solare e determinando la longitudine in base ai tempi di eclissi lunari, Anziché resa dei conti mortale. Nel I o II secolo, Marino di Tiro ha compilato un ampio dizionario geografico e mappa del mondo tracciata matematicamente utilizzando le coordinate misurate ad est da a primo meridiano nella terra più occidentale conosciuta, designata come Isole Fortunate, al largo della costa dell'Africa occidentale intorno al Canarino or Isole di Capo Verde, e misurato a nord oa sud dell'isola di Rodi MENO Asia minore. Tolomeo gli ha attribuito la piena adozione di longitudine e latitudine, piuttosto che misurare la latitudine in termini di lunghezza del mezza estate giorni.

II secolo di Tolomeo Presenza sul territorio usava lo stesso primo meridiano ma misurava la latitudine dal Equator Invece. Dopo che il loro lavoro è stato tradotto in Arabo nel 9 ° secolo, Al-Khwārizmī's Libro della descrizione della terra corretti gli errori di Marinus e Tolomeo per quanto riguarda la lunghezza del Mediterraneo Mare,^{[nota 1]} causando cartografia araba medievale utilizzare un primo meridiano a circa 10° a est della linea di Tolomeo. La cartografia matematica riprese in Europa in seguito Massimo Planude' recupero del testo di Tolomeo poco prima del 1300; il testo è stato tradotto in latino at Firenze by Jacopo D'Angelo intorno 1407.

In 1884, l' Stati Uniti ospitato il Conferenza Internazionale dei Meridiani, cui hanno partecipato rappresentanti di venticinque nazioni. Ventidue di loro hanno accettato di adottare la longitudine del Royal Observatory in Greenwich, Inghilterra come linea di riferimento zero. IL Repubblica Dominicana ha votato contro la mozione, mentre la Francia e Brasil astenuto. La Francia ha adottato Tempo medio di Greenwich in luogo di determinazioni locali da parte del Osservatorio di Parigi in 1911.

Latitudine e longitudine

Diagramma della latitudine ϕ e longitudine λ misure angolari per un modello sferico della Terra.

La "latitudine" (abbreviazione: Lat., ϕ, o phi) di un punto sulla superficie terrestre è l'angolo tra il piano equatoriale e la retta che passa per quel punto e per (o vicino a) il centro della Terra.^{[nota 2]} Linee che uniscono punti della stessa latitudine tracciano cerchi sulla superficie della Terra chiamati paralleli, in quanto sono parallele all'equatore e tra loro. IL Polo nord è 90° N; IL Polo Sud è 90° S. Lo 0° parallelo di latitudine è designato il Equator, le piano fondamentale di tutti i sistemi di coordinate geografiche. L'equatore divide il globo in Settentrionale e emisferi australi.

La "longitudine" (abbreviazione: Long., λ, o lambda) di un punto sulla superficie terrestre è l'angolo est o ovest di un riferimento meridiano ad un altro meridiano che passa per quel punto. Tutti i meridiani sono metà di grande ellissi (chiamato spesso grandi cerchi), che convergono ai poli nord e sud. Il meridiano di britannico Royal Observatory in Greenwich, nel sud-est di Londra, in Inghilterra, è l'internazionale primo meridiano, sebbene alcune organizzazioni, come i francesi Institut national de l'information géographique et forestière—continuare a utilizzare altri meridiani per scopi interni. Il primo meridiano determina il corretto Orientale e Emisferi occidentali, anche se le mappe spesso dividono questi emisferi più a ovest per mantenere il Vecchio mondo su un solo lato. IL antipodale il meridiano di Greenwich è sia 180°O che 180°E. Questo non deve essere confuso con il Linea data internazionale, che se ne discosta in più punti per motivi politici e di convenienza, anche tra l'estremo oriente russo e l'estremo occidente Isole Aleutine.

La combinazione di questi due componenti specifica la posizione di qualsiasi luogo sulla superficie della Terra, senza tenerne conto altitudine o profondità. La griglia visiva su una mappa formata da linee di latitudine e longitudine è nota come a reticolo. L'origine/punto zero di questo sistema si trova nel Golfo di Guinea circa 625 km (390 miglia) a sud di tema, Ghana, un luogo spesso scherzosamente chiamato Isola nulla.

Dato geodetico

Per essere inequivocabili sulla direzione della superficie "verticale" e "orizzontale" sopra la quale stanno misurando, i cartografi scelgono un ellissoide di riferimento con una data origine e orientamento che meglio si adatta alle loro necessità per l'area da mappare. Quindi scelgono la mappatura più appropriata del file sistema di coordinate sferiche su quell'ellissoide, chiamato sistema di riferimento terrestre o dato geodetico.

I datum possono essere globali, nel senso che rappresentano l'intera Terra, oppure possono essere locali, nel senso che rappresentano un ellissoide che si adatta meglio solo a una parte della Terra. I punti sulla superficie terrestre si muovono l'uno rispetto all'altro a causa del movimento della placca continentale, subsidenza e diurno Marea terrestre movimento causato dal Moon: e il Sole. Questo movimento quotidiano può arrivare fino a un metro. Il movimento continentale può essere fino a 10 cm un anno, o 10 m tra un secolo. UN sistema meteorologico l'area ad alta pressione può causare un affondamento di 5 mm. Scandinavia sta salendo 1 cm un anno a seguito dello scioglimento delle calotte glaciali del ultima era glaciale, ma limitrofi Scozia sta aumentando solo di 0.2 cm. Queste modifiche sono insignificanti se si utilizza un dato locale, ma sono statisticamente significative se si utilizza un dato globale.

Esempi di riferimenti globali includono Sistema geodetico mondiale (WGS 84, noto anche come EPSG:4326), il dato predefinito utilizzato per il file Global Positioning System,^{[nota 3]} e la Sistema e quadro di riferimento terrestre internazionale (ITRF), utilizzato per la stima deriva dei continenti e deformazione crostale. La distanza dal centro della Terra può essere utilizzata sia per posizioni molto profonde che per posizioni nello spazio.

I datum locali scelti da un'organizzazione cartografica nazionale includono il Dato nordamericano, l'europeo ED50, e gli inglesi OSGB36. Data una posizione, il datum fornisce la latitudine ${\displaystyle \phi}$ e longitudine ${\displaystyle \lambda}$. Nel Regno Unito sono in uso tre sistemi comuni di latitudine, longitudine e altezza. WGS 84 differisce a Greenwich da quello utilizzato sulle mappe pubblicate OSGB36 di circa 112 M. Il sistema militare ED50, usato da NATO , differisce da circa 120 ma 180 m.

La latitudine e la longitudine su una mappa creata rispetto a un dato locale potrebbero non corrispondere a quelle ottenute da un ricevitore GPS. La conversione di coordinate da un dato a un altro richiede a trasformazione del dato come un Trasformazione di Helmert, anche se in certe situazioni un semplice traduzione può essere sufficiente.

Nel popolare software GIS, i dati proiettati in latitudine/longitudine sono spesso rappresentati come a Sistema di coordinate geografiche. Ad esempio, dati in latitudine/longitudine se il datum è the Datum nordamericano del 1983 è indicato con "GCS North American 1983".

Lunghezza di un grado

Sul GRS 80 o WGS 84 sferoide a livello del mare all'Equatore, un secondo di latitudine misura 30.715 metri, un minuto latitudinale è 1843 metri e un grado latitudinale è 110.6 chilometri. I cerchi di longitudine, i meridiani, si incontrano ai poli geografici, con la larghezza di un secondo ovest-est che diminuisce naturalmente all'aumentare della latitudine. Sul Equator a livello del mare, un secondo longitudinale misura 30.92 metri, un minuto longitudinale è 1855 metri e un grado longitudinale è 111.3 chilometri. A 30° un secondo longitudinale è di 26.76 metri, a Greenwich (51°28′38″N) di 19.22 metri, ea 60° è di 15.42 metri.

Sul WGS 84 sferoide, la lunghezza in metri di un grado di latitudine alla latitudine ϕ (ovvero, il numero di metri che dovresti percorrere lungo una linea nord-sud per spostarti di 1 grado in latitudine, quando alla latitudine ϕ), riguarda

${\displaystyle 111132.92-559.82\,\cos 2\phi +1.175\,\cos 4\phi -0.0023\,\cos 6\phi }$

La misura restituita di metri per grado di latitudine varia continuamente con la latitudine.

Allo stesso modo, la lunghezza in metri di un grado di longitudine può essere calcolata come

${\displaystyle 111412.84\,\cos \phi -93.5\,\cos 3\phi +0.118\,\cos 5\phi }$

(Questi coefficienti possono essere migliorati, ma così come sono, la distanza che danno è corretta entro un centimetro.)

Entrambe le formule restituiscono unità di metri per grado.

Un metodo alternativo per stimare la lunghezza di un grado longitudinale alla latitudine ${\displaystyle \phi}$ è assumere una Terra sferica (per ottenere la larghezza per minuto e secondo, dividere rispettivamente per 60 e 3600):

${\displaystyle {\frac {\pi }{180}}M_{r}\cos \phi \!}$

where Il raggio meridionale medio della Terra ${\displaystyle \textstyle {M_{r}}\,\!}$ is 6,367,449 m. Dal momento che la Terra è un sferoide oblato, non sferico, quel risultato può essere diverso di diversi decimi di punto percentuale; una migliore approssimazione di un grado longitudinale alla latitudine ${\displaystyle \phi}$ is

${\displaystyle {\frac {\pi }{180}}a\cos \beta \,\!}$

dove il raggio equatoriale della Terra ${\displaystyle un}$ uguale 6,378,137 m e ${\displaystyle \textstyle {\tan \beta ={\frac {b}{a}}\tan \phi }\,\!}$; per il GRS 80 e WGS 84 sferoidi, b/a risulta essere 0.99664719. (${\displaystyle \textstyle {\beta }\,\!}$ è noto come il latitudine ridotta (o parametrica).). A parte l'arrotondamento, questa è la distanza esatta lungo un parallelo di latitudine; ottenere la distanza lungo il percorso più breve richiederà più lavoro, ma queste due distanze sono sempre entro 0.6 metri l'una dall'altra se i due punti sono distanti un grado di longitudine.

Codifiche alternative

Come ogni serie di numeri a più cifre, le coppie latitudine-longitudine possono essere difficili da comunicare e ricordare. Pertanto, sono stati sviluppati schemi alternativi per codificare le coordinate GCS in stringhe o parole alfanumeriche:

• l' Sistema di localizzazione Maidenhead, popolare tra gli operatori radio.
• l' Sistema di riferimento geografico mondiale (GEOREF), sviluppato per operazioni militari globali, sostituito dall'attuale Sistema di riferimento dell'area globale (GARS).
• Apri codice posizione o "Plus Codes", sviluppati da Google e rilasciati nel pubblico dominio.
• geohash, un sistema di pubblico dominio basato sul Morton Curva di ordine Z.
• Codice mappa, un sistema open source originariamente sviluppato da TomTom.
• quali3parole, un sistema proprietario che codifica le coordinate GCS come insiemi di parole pseudocasuali dividendo le coordinate in tre numeri e cercando le parole in un dizionario indicizzato.

Questi non sono sistemi di coordinate distinti, solo metodi alternativi per esprimere le misure di latitudine e longitudine.

Guarda anche

• Gradi decimali – Misure angolari, tipicamente per latitudine e longitudine
• Distanza geografica – Distanza misurata lungo la superficie terrestre
• Sistema d'informazione geografica – Sistema per acquisire, gestire e presentare dati geografici
• Schema URI geografico – Schema URI per località geografichePagine che mostrano descrizioni di wikidata come fallback
• ISO 6709, rappresentazione standard della posizione geografica del punto mediante coordinate
• Riferimento lineare – metodo di riferimento spazialePagine che mostrano descrizioni di wikidata come fallback
• Direzione primaria – Sistema di coordinate celesti utilizzato per specificare le posizioni degli oggetti celestiPagine che mostrano brevi descrizioni degli obiettivi di reindirizzamento
• Sistema di coordinate planetarie
  • Sistema di coordinate selenografiche
• Sistema di riferimento spaziale – Sistema per specificare le posizioni sulla Terra
• Jan Smith (2015). Dati matematici per descrizioni bibliografiche di materiali cartografici e dati spaziali. Coordinate geografiche. ICA Commissione sulle proiezioni cartografiche.

Note

Riferimenti

fonti

Collegamenti esterni

• Media correlati a Sistema di coordinate geografiche su Wikimedia Commons