سیستم‌های مختصات جغرافیایی

یک سیستم مختصات جغرافیایی با قرار دادن یک گرتیکول در اطراف کره زمین که توسط نصف النهارها و موازی‌ها تشکیل شده است، ایجاد می‌شود. نصف النهارها نیمی از بیضی‌های بزرگ خیالی (تقاطع کروی و صفحاتی که از نقطه مرکزی کروی می‌گذرند) روی سطح زمین هستند که در قطب شمال و قطب جنوب همگرا می‌شوند. در سال 1884 کنفرانس بین المللی نصف النهار که در واشنگتن دی سی برگزار شد، تصمیم گرفت نصف النهاری را که از خط مشخص شده روی زمین در رصدخانه سلطنتی در گرینویچ انگلستان عبور می‌کند، به عنوان نصف النهار اصلی یا صفر تعیین کند. نصف النهارهای موازی خطوط فرضی هستند که عمود بر نصف النهار هستند و به موازات خط استوا در اطراف سطح زمین امتداد یافته اند. گراتیکول طول و عرض جغرافیایی مکان را روی سطح زمین تعیین می‌کند (شکل 2-6).

برای یک نقطه خاص P در سطح زمین، طول جغرافیایی آن با زاویه در سطح خط استوا، بین نصف النهار اصلی و نصف النهاری که در آن واقع شده است تعریف می‌شود. عرض جغرافیایی آن زاویه ای است که در سطح نصف النهار بین خط استوا و خطی که از نقطه عمود بر سطح کروی در این نقطه کشیده شده می‌باشد. این خط چند کیلومتر از مرکز کروی به جز قطبها و خط استوا عبور می‌کند، جایی که از مرکز کروی عبور می‌کند. طول و عرض جغرافیایی بر حسب درجه، دقیقه و ثانیه اندازه گیری می‌شود. طول نصف النهار اول صفر درجه و طول نصف النهار پادپای آن (در طرف مقابل زمین) هم 180 درجه غربی و هم 180 درجه شرقی است. بیضی بزرگ ایجاد شده توسط دو نصف النهار زمین را به نیمکره‌های غربی و شرقی تقسیم می‌کند.

جدول 2-1 کروی‌های بزرگ زمین

شکل 2-6 سیستم مختصات جغرافیایی

عرض جغرافیایی خط استوا صفر درجه است زمین را به نیمکره شمالی و جنوبی تقسیم می‌کند. عرض جغرافیایی قطب شمال 90 درجه شمالی و قطب جنوب 90 درجه شمالی جنوبی است. بنابراین عرض جغرافیایی یک مکان در نیمکره شمالی از 0 تا 90 درجه شمالی متغیر است و موقعیت مکانی در نیمکره جنوبی در محدوده 0 تا 90 درجه شرقی است. در GIS به منظور ساده سازی محاسبه و ذخیره مختصات جغرافیایی، درجات عرض جغرافیایی در نیمکره جنوبی و درجات طول جغرافیایی در نیمکره غربی مقادیر منفی نسبت داده می‌شود. همچنین درجات طول و عرض جغرافیایی به عنوان درجات اعشاری ذخیره می‌شوند یعنی دقیقه‌ها و ثانیه‌ها به عنوان مقادیر اعشاری بیان می‌شوند.

طول و عرض جغرافیایی مختصات جغرافیایی هستند. آنها می‌توانند منحصرا هر مکانی را در سطح زمین تعریف کنند. با این حال آنها به مبدأ وابسته هستند که کروی مرجع و موقعیت و جهت آن را با ارجاع به زمین مشخص می‌کند. صدها داده توسعه یافته محلی یا منطقه ای در سراسر جهان وجود دارد، مانند داده زمین مرکزی استرالیا 1994 (GDA94)، پایگاه آمریکای شمالی 1983 (NAD83)، سیستم مرجع زمینی اروپا 1989 (ETRS89)، سیستم مختصات ژئودتیک چین 2000 (CGCS20) و سنگاپور Survey 21 (SVY21). هر یک از آنها بهترین تناسب کروی را با یک ناحیه محلی از ژئوئید، که سطح سه بعدی تقریبی با سطح متوسط ​​دریا است، فراهم می‌کند. شکل ژئوئید تحت تأثیر جرم، چرخش و ناهنجاری‌های گرانش زمین است و در نتیجه سطحی بسیار نامنظم ایجاد می‌شود. بنابراین داده محلی یا منطقه ای ممکن است بسیار مناسب منطقه محلی باشد اما ممکن است تقریبی ضعیف از ژئویید در سایر نقاط جهان باشد. در نتیجه نقطه خاص روی زمین می‌تواند بسته به داده مورد استفاده برای اندازه گیری مختصات جغرافیایی قابل توجهی داشته باشد.

داده‌های معاصر بر اساس اندازه گیری‌های دقیق و فزاینده ای از شکل زمین، در نظر گرفته شده‌اند که به بهترین وجه با کل زمین منطبق شوند و به هیچ ناحیه خاصی روی زمین مانند داده84 WGSبر اساس زمین مرجع WGS 1984 و GDA و GRS80 تمایل ندارند. مطالعه اندازه، شکل و زمین، زمین شناسی است. مقدمه ای جامع در مورد زمین شناسی را می‌توان در تورگ و مولر (2012) یافت. به عنوان کاربر برای استفاده مؤثر از GIS لازم نیست اطلاعات زیادی در مورد ژئورفرنسینگ داشته باشیم. با این حال باید مطمئن شویم که همه داده‌های ما بر اساس یک کره و داده است بنابراین مختصات جغرافیایی در یک چارچوب مرجع اندازه گیری می‌شوند. بنابراین کاربران GIS ممکن است نیاز به تبدیل بین داده‌ها داشته باشند و توابع برای انجام این کار معمولاً در بسته‌های نرم‌افزاری GIS موجود است. کادر 2-1 نحوه به دست آوردن اطلاعات مربوط به سیستم مختصات جغرافیایی و داده مورد استفاده در یک لایه داده مکانی خاص و نحوه تبدیل بین مبناها با استفاده از ArcGIS را نشان می‌دهد.

کادر 2-1 سیستم‌های مختصات جغرافیایی، داده‌ها و تبدیل آنها با ArcGIS

سیستم‌های مختصات جغرافیایی (GCSs) در ArcGIS بر حسب مبنا، کروی، واحدهای اندازه گیری و نصف النهار اول تعریف می‌شوند. واحد اندازه گیری در GCS درجات اعشاری است که یک واحد زاویه ای است. داده‌های مکانی با مختصات در درجه اعشاری در GCS وجود دارد. آنها را می‌توان بر روی داده‌های مختلف ایجاد کرد. GCS یک لایه داده اغلب در یک فایل طرح ریزی مرتبط با مجموعه داده تعریف می‌شود. برای فایل‌های شکل، مشخصات سیستم مختصات در یک فایل پروژه با پسوند prj ثبت می‌شود (بخش 2-3 را ببینید). ArcGIS بیش از 600 GCS و داده‌های مورد استفاده برای تمام نقاط جهان را پشتیبانی می‌کند (ماهر، 2010).

شناسایی سیستم مختصات جغرافیایی مرتبط با یک لایه داده

ArcMap را با یک نقشه خالی جدید شروع کنید.

بر روی add data کلیک کند و داده‌های لایه را از مسیر زیر اضافه نمائید :

C:\Databases\GIS4EnvSci\VirtualCatchment\Geodata.gdb (هر لایه در پایگاه داده جغرافیایی دارای یک GCS است که در فایل طرح ریزی آن تعریف شده است.

روی نام لایه در فهرست مطالب راست کلیک کنید. در منوی باز شده Properties را انتخاب کنید.

در کادر محاوره‌ای Layer Properties، روی تب Source کلیک کنید. اطلاعات مربوط به GCS مرتبط با لایه در پانل ظاهر می‌شود. به عنوان مثال:

Geographic Coordinate System: GCS_WGS_1984

Datum: D_WGS_1984

Prime Meridian: Greenwich

Angular Unit: Degree

در این مثال، نام GCS مورد استفاده GCS_WGS_1984 است. این بر اساس داده WGS84 است. نصف النهار اول آن در گرینویچ است و مختصات آن بر حسب درجه اعشار است.

تعریف سیستم مختصات جغرافیایی

هر لایه داده مکانی در یک سیستم مختصات است. ArcGIS  مانند هر سیستم نرم افزاری GIS دیگر  نمی‌تواند به تنهایی تعیین کند که یک لایه داده از چه سیستم مختصاتی استفاده می‌کند مگر اینکه در یک فایل فرافکنی مشخص شده باشد. به طور کلی اگر یک لایه داده دارید که سیستم مختصات آن تعریف نشده است و می‌دانید از کدام سیستم مختصات استفاده می‌کند یا می‌توانید اطلاعات مربوط به سیستم مختصات آن را از منبع داده به دست آورید، باید سیستم مختصات را مانند زیر تعریف کنید.

  1. روی add data کلیک کنید و لایه داده singapore.shp را از مسیر زیر اضافه کنید :

C:\Databases\GIS4EnvSci\Others . این لایه شامل خط ساحلی سنگاپور است که در GCS بر اساس داده SVY21 کدگذاری شده است، اما در مجموعه داده تعریف نشده است. هنگامی که کادر محاوره ای مرجع مکانی ناشناخته ظاهر می‌شود، با کلیک روی OK، آن را رد کنید.

  1. روی singapore در فهرست مطالب کلیک راست کنید. در منوی پاپ آپ Zoom To Layer را انتخاب کنید.
  2. روی دکمه ArcToolbox کلیک کنید تا پنجره ArcToolbox باز شود.
  3. در پنجره ArcToolbox مسیر زیر را بسط دهید و سپس روی Define Projections دابل کلیک کنید.

Data Management Tools – Projections and Transformations

  1. در کادر محاوره ای Define Projections :

الف ) Singapore را به عنوان نام مجموعه داده ورودی وارد کنید. سیستم مختصات به صورت ناشناخته نشان داده می‌شود.

ب) روی دکمه مربوط به سیستم مختصات کلیک کنید. همانطور که در شکل 2-7 نشان داده شده است، کادر محاوره ای ویژگی‌های مرجع مکانی ظاهر می‌شود.

شکل 2-7 نمونه ای از دیالوگ ویژگی‌های مرجع فضایی

ج) در کادر محاوره‌ای Spatial Reference Properties، پوشه Geographic Coordinate Systems را باز کنید و سپس GCS مورد استفاده برای لایه داده را انتخاب کنید. در این حالت پوشه آسیا را گسترش داده و SVY21 را انتخاب کنید. روی OK کلیک کنید.

د) روی OK کلیک کنید. اکنون GCS برای لایه داده تعریف شده و اطلاعات روی GCS با لایه داده ذخیره می‌شود.

برگرفته از کتاب کاربرد GISدر محیط زیست

ترجمه:سعید جوی زاده،شهناز تیموری،فاطمه حسین پور فرزانه

سیستم اطلاعات جغرافیایی

حذف شرط: سیستم‌های اطلاعاتی جغرافیایی،داده‌های مکانی،مدیریت داده ها،اکتشاف داده‌های مکانی، سنجش از دور سیستم‌های اطلاعاتی جغرافیایی،داده‌های مکانی،مدیریت داده ها،اکتشاف داده‌های مکانی، سنجش از دور

مطالب مرتبط ...

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید