какие могут быть координаты

ликбез от дилетанта estimata

Новичку об основах в области экстремальных и чрезвычайных ситуаций, выживания, туризма. Также будет полезно рыбакам, охотникам и другим любителям природы и активного отдыха.

воскресенье, 6 декабря 2020 г.

Форматы записи географических координат (форматы GPS-координат)

Для записи географических координат может использоваться любой эллипсоид (или геоид), но чаще всего используются WGS 84 и Красовского (на территории РФ).

На картах поисковых систем по умолчанию показываются координаты в градусах с десятичной дробью со знаком «−» для отрицательной долготы. На картах Google и картах Яндекс вначале широта, затем долгота (до октября 2012 на картах Яндекс был принят обратный порядок: сначала долгота, потом широта). Эти координаты видны, например, при прокладке маршрутов от произвольных точек. При поиске распознаются и другие форматы.
Хотя я вам могут дать такой совет. Если вам надо увидеть место только на Яндекс картах, Google картах или самым простых стилях OSM, то проще всего открыть сайты соответствующих карт, вставить в строку поиска координаты (или просто название нужного вам места) и нажать «поиск» (лупу) или Enter. Сайт покажет вам, что находится на этом месте. И не надо заниматься переводом из одних координат в другие.

Пересчет координат

Иногда необходимо один тип координат, а есть только другой. В этом случае их можно пересчитать в другой тип координат. Вот как это можно сделать

Для преобразования из градусов в градусы-минуты

Целая часть градусов переписывается как есть. Дробная часть градусов (она всегда меньше 1) умножается на 60, получается значение минут.

Пример: Имеются координаты N60.5643 E30.7543.
Широта: Целая часть 60, дробная часть 0.5643.
Записываем целую часть N60°;
умножаем 0.5643*60=33.858;
Получается N60°33.858′.
То же самое с со второй координатой, долготой:
E30°;
0.7543*60=45.258
Итоговые координаты: N60°33.858′ E30° 45.258′

Для преобразования из градусы-минуты в градусы

Целая часть градусов переписывается как есть. Минуты (они всегда меньше 60) делятся на 60, и получается значение сотых долей градуса.

Пример: Имеются координаты N60°33.858′ E30° 45.258′
Широта: Целая часть 60, минуты 33.858
Записываем целую часть N60°;
Делим значение минут 33.858/60=0.5643;
Получается N60.5643°
То же самое с со второй координатой, долготой:
E30°;
45.258/60=0.7543
Итоговые координаты: N60.5643° E30.7543°

Для преобразования из градусы-минуты в градусы-минуты-секунды

Значение градусов переписывается как есть. Целая часть минут переписывается как есть.
Дробная часть минут (она всегда меньше 1) умножается на 60, получается значение секунд.

Пример: Имеются координаты N60°33.858′ E30° 45.258′.
Широта: Целая часть градусов 60, целая часть минут 33, дробная часть минут 0.858
Записываем целые часть N60° 33′;
умножаем 0.858*60=51.48;
Получается N60°33′ 51.48″.
То же самое с со второй координатой, долготой:
E30° 45′;
0.258*60=15.48
Итоговые координаты: N60°33′ 51.48″ E30° 45′ 15.48″

Для преобразования из градусы-минуты-секунды в градусы-минуты

Значение градусов переписывается как есть. Значение минут переписывается как есть. Значение секунд (оно всегда меньше 60) делится на 60, получается дробная часть минут.

Пример: Имеются координаты N60°33′ 51.48″ E30° 45′ 15.48″
Широта: значение градусов 60, значение минут 33, значение секунд 51.48
Записываем целые часть N60° 33′;
делим 51.48/60=0.858;
Получается N60°33.858′.
То же самое с со второй координатой, долготой:
E30° 45′;
15.48 /60=0.258;
Итоговые координаты: N60°33.858′ E30° 45.258′.

Преобразование градусы в градусы-минуты-секунды и обратно производится через преобразование в градусы-минуты (т.е необходимо произвести два пересчета). Точность координат при любом пересчете не изменяется.

Источник

GIS-LAB

Географические информационные системы и дистанционное зондирование

Часто задаваемые вопросы по координатам, проекциям, системам координат

Дополнительные комментарии по часто задаваемым вопросам, некоторые из тем более подробно разъясняются в других статьях и разделах, которые обозначены дополнительными ссылками.

[править] Вопросы

[править] Ответы

[править] 1

Вопрос: Что такое координаты?Ответ: Координатами называют угловые или линейные величины, определяющие положение точки на какой-либо поверхности или в пространстве (Военная топография, 1958, с.125).

Географическими координатами называют угловые величины (долгота и широта), определяющие положение точек на эллипсоиде.

Спроецированными (плоскими, прямоугольными, декартовыми, метрическими) координатами называют линейные величины (абсцисса и ордината, X и Y), определяющие относительное положение точки на плоскости.

Географические и спроецированные координаты связаны между собой формулами проекционного преобразования. Таким образом, зная проекцию метрических координат их можно пересчитать обратно в географические и наоборот.

[править] 2

В ГСК единицы измерения угловые и координаты представлены десятичными градусами.

В ПСК единицы измерения линейные и координаты могут быть выражены как метры, футы, километры и т.д. Данные находящиеся в этой системе координат часто называют спроецированными. В основе любой спроецированной системы координат лежит географическая система координат (ГСК), преобразованная в плоскую с помощью проекции.

Таким образом, для описания ПСК, необходимо знать ГСК, на которой она основана и метод, которым координаты из ГСК переведены в ПСК (проекцию). Если проекция не известна, такие данные нельзя перевести в другую СК, иногда такую СК называют «локальной», «пиксельной» или «файловой» (например СК только что отсканированного изображения).

В настоящее время, наиболее распространенная географическая система координат в мире – система координат WGS 1984. В России чаще всего используется географическая система координат Pulkovo 1942. Подробнее

[править] 3

Вопрос: Если мои данные хранятся в WGS 1984 или Pulkovo 1942 значит ли это что они спроецированы?

[править] 4

Вопрос: Как определить спроецированы мои данные или нет? Как определить тип системы координат?

Ответ: Самый простой способ определить спроецированы ли ваши данные, загрузить их в ПО по ГИС (QGIS, ArcView, ArcGis и т.д.), и обратить внимание на цифры, меняющиеся при перемещении курсора в области ваших данных, если Вы видите цифры:

Этот способ не является универсальным, но может помочь в большинстве случаев. Этот способ позволяет определить только тип СК, он не позволяет уверенно определить проекцию и точную СК данных.

[править] 5

Вопрос: Мои данные в спроецированной системе координат, как определить в какой именно?

Ответ: Часто эта проблема является «тяжелым» случаем.

[править] 6

Вопрос: Что такое файл prj и для чего он нужен?

Ответ: Если данные правильно документированы, то векторные слои должны содержать дополнительный файл с расширением prj (в покрытии Arcinfo этот файл находится внутри папки покрытия). Этот файл содержит исчерпывающее описание системы координат, в которой находятся ваши данные. Наличие этого файла позволяет ПО ГИС узнавать систему координат данных и при необходимости изменять ее (временно или постоянно).

Разные ГИС по разному работают с файлами описания проекций. В Arcview GIS он не создается при создании слоев, а только при использовании специального расширения (Projection Utility Wizard). В ArcGIS систему координат можно задать с помощью ArcCatalog.

Если данный файл отсутствует, то некоторое ПО, например ArcGIS присвоит данным некоторую СК по умолчанию. Отсутствие файла также сделает невозможным операции перевода данных из одной СК в другую в ArcGIS. В Arcview GIS это не проблема, если ваши данные находятся в географической СК и файл описания проекции отсутствует, программа будет изменять данные в зависимости от проекции вида.

[править] 7

Вопрос: Как лучше хранить данные – спроецированными или неспроецированными?

Ответ: Выбор типа системы координат зависит от нескольких переменных:

В любом случае, какая бы не была система координат, она должна быть явным образом описана для всех слоёв (независимо от их типа) со всеми необходимыми подробностями.

[править] 8

Вопрос: Я хочу перевести данные из одной проекции в другую, как это сделать?

Ответ: Зависит от типа данных и доступного ПО:

Для векторных данных:

Для растровых данных:

[править] 9

Вопрос: Я хочу привязать данные, как это сделать?

Ответ: Процесс имеет смысл, если вам неизвестна система координат исходных данных или она локальная (файловая), например только что отсканированный растр. Технологический процесс зависит от типа данных и доступного ПО:

Для векторных данных:

Для растровых данных:

[править] 10

Вопрос: Может ли растровый слой хранится в географической системе координат?

[править] 11

Вопрос: Я привязал топографические карты (Генштаб СССР) и хочу проверить качество привязки. Как мне это сделать?

Ответ: Скачать километровые сетки для каждой конкретной зоны проекции Гаусса-Крюгера и проверить насколько точно она совпадает с метровой сеткой, нанесенной на топографическую карту (подробнее). Для проверки точности можно также использовать разграфки топокарт.

[править] 12

Вопрос: Как создать дополнительную систему координат в ArcGIS?

Ответ: Создать ее через свойства фрейма данных, закладка Coordinate Systems и переместить в папку c:\Program Files\ArcGIS\Coordinate Systems\MyProjections. Подробнее

[править] 13

Вопрос: Чем отличаются следующие проекции в ArcGIS: Pulkovo_1942_GK_Zone_9N и Pulkovo_1942_GK_Zone_9?

Использование в качестве ложного смещения на восток значения [номер зоны]*10 6 +500000 удобно например тем, что по координатам можно сразу определить с большой степенью вероятности проекцию и ее параметры.

[править] 14

Вопрос: Выбранная проекция искажает один из основных параметров (длину, угол, площадь), как провести измерения более точно?

[править] 15

Ответ: СК GCS_Assumed_Geographic_1/Datum: D_North_American_1927 появляется при открытии в ArcGIS любых данных в формате shape не имеющих явного описания СК (в виде файла *.prj). Данная СК указывает, что ArcGIS подразумевает, что данные находятся в этой географической СК, однако на самом деле они могут находится в любой другой географической СК.

Формат shape не требует наличия явного описания системы координат и/или проекции. Поэтому, получив из некоторого источника только файлы *.shp, *.dbf, *.shx, невозможно абсолютно точно сказать, в какой СК они находятся. Если СК данных известна, то это проблема решается созданием дополнительного файла *.prj, играющего роль такого описания проекции. Наличие этого файла с соответствующим описанием позволяет программному обеспечению (такому как ArcGIS или Arcview Projection Utility) «распознавать» СК и осуществлять перевод данных из одной СК в другую.

[править] 16

Я загрузил(а) данные, они показываются неправильно, все сплющенное, как исправить?

Ответ: Если данные привязаны, то показываются они, скорее всего, так, как и должны. Визуализация географических данных зависит от той системы координат, в которой они находятся исходно и той системы координат, в которой они отображаются. Эти две системы могут быть различными. Визуальная «привычность» картографической информации достигается подбором нужной системы (как правило, наиболее часто используемой для данной территории). Сами данные при этом остаются неизменными. См. также #22

Вот как выглядит п-ов Камчатка в географической системе координат:

А вот те же самые данные, но спроецированные (проекция UTM, зона 54):

Таким образом, для визуального изменения данных, измените проекцию в которой они отображаются.

[править] 17

Я создал с помощью программы X (получил/скачал) геоданные, как подготовить их к работе?

Ответ: Сначала необходимо выяснить, в какой системе координат находятся ваши данные. Эта информация может быть получена из описания программ, с помощью которых вы эти данные создали или в метаданных (дополнительной документации). Возможно удасться получить эту информацию от тех, кто поставил данные или, наконец, угадать систему координат.

После этого, если этого еще не сделано, необходимо явным образом «прописать» эту систему координат этому набору данных, чтобы она стала доступна не только Вам, но и программам, умеющим считыватья информацию о системе координат из заголовков или специальных дополнительных файлов.

[править] 18

Мои геоданные не имеют явным образом обозначенной системы координат, что мне делать?

Ответ: Если вы работаете в ГИС, которая не считывает информацию о системе координат из заголовков или специальных файлов, например Arcview, то можно ничего не делать, хотя для лучшей организации данных рекомендуется все-таки правильно подготовить данные. Если ваша ГИС требует явного описания системы координат данных см. 17.

[править] 19

Как определить какой зоне UTM или ГК относятся мои данные?

Ответ: Скачать разграфку зон UTM и наложить ее на свои данные, которые при этом должны находиться в географической системе координат. Посмотреть атрибутику зоны в которую попадают данные.

Можно также воспользоваться простой схемой, где цифра указывает номер зоны Гаусса-Крюгера, прибавьте к ней 30 и получите номер зоны UTM.

[править] 20

В чем разница между Географической проекций и проекцией Меркатора

Ответ: Во всем, кроме того, что они обе цилиндрические.

Географическая проекция (Plate Carrée, равнопромежуточная):

[править] 21

Как назначить слою систему координат/создать файл prj?

Ответ: Назначить слою систему координат (создать файл prj) как правило можно в любой настольной ГИС или вручную. Для этого абсолютно необходимо точно знать, в какой СК и проекции находятся данные. Если вы этого не знаете, это необходимо сначала выяснить.

Инструменты\Управление данными\Задать текущую проекцию
(Vector\Data Management Tools\Define current projection)

[править] 22

Я задаю слою разные системы координат, но его представление не меняется, почему?

Обычно, в ПО ГИС существует две возможности изменить СК представления слоя:

1. Инструмент, позволяющий перманентно пересчитать все данные из исходной СК в конечную. После этого нужно загрузить новый пересчитанный слой.

2. Свойства вида данных, где указывается новая СК для всех данных (может быть несколько слоёв). Этот способ позволяет не создавать копию данных в другой СК. Физически данные останутся в исходной СК, но показываться будут в нужной вам.

[править] 23

Я посмотрел координаты слоя в проекте и использую их для вырезки нужного мне фрагмента, но ничего не происходит, почему?

Ответ: потому что у слоя физически одна система координат, а в проекте он может быть показан в другой. Соответственно, вводить эти (производные) координаты бессмысленно. Используйте исходные координаты слоя, а не трансформированные (проецированные). Более подробно см. 22

[править] 24

Я измеряю размеры (длину, площадь) и они сильно отличаются от реальных, почему?

Ответ: как правило, измерения непосредственно по карте производятся в системе координат этой карты. Таким образом, если для карты выбрана проекция искажающая длины, площади или углы, то результаты измерений могут сильно отличаться от реальных.

Проводите измерения в подходящих проекциях или на эллипсоиде, см. 14

[править] 25

Я провожу расчеты связанные с расстояниями, площадями и результирующие значения очень сильно отличаются от ожидаемых, почему?

Эта проблема может решаться двумя способами:

[править] 26

При расчете площади в проекции Меркатора результат расчета отличается от реальной площади в несколько раз, почему такая ошибка??

Ответ: Проекция Меркатора была изобретена для мореплавателей, которым было необходимо держать постоянное направление. Эта проекция плохо подходит для измерения площадей, поскольку в этой проекции масштаб равен единице только на экваторе. Измеренные в этой проекции расстояния и площади могут отличаться от ожидаемых в 2 и более раз.

В 25 можно найти ответ на вопрос «как же получить правильные площади».

[править] 27

Как правильно сообщать результаты расчетов длин и площадей коллегам, чтобы они смогли при желании их воспроизвести?

Ответ: При передаче таких данных коллегам, учтите, что проекции и эллипсоиды на которых вы проводили вычисления бывают разные, поэтому нужно обязательно сопровождать результаты расчетов пояснением в какой проекции или на каком эллипсоиде они производились. Иначе велик шанс, что ваш коллега при повторном расчете по вашим данным получит отличающиеся от ваших значения.

[править] 28

Что такое код EPSG? Нужно ли мне его знать.

Например, код EPSG:26416 назначен проекции Гаусса-Крюгера зона 16, или, более точно: проекции Поперечного Меркатора с центральными меридианом 93 в.д., ложным смещением на восток 16500000 на эллипсоиде Крассовского и т.д.

Полное описание этой системы координат (Proj.4) выглядит следующим образом:

Полную базу кодов EPSG можно найти здесь.

[править] 29

Зачем проекциям нужны зоны, почему я не могу использовать только одну?

Например, система координат Гаусса-Крюгера, зона 16 имеет следующие параметры: Проекция: Поперечный Меркатор (Transverse Mercator) Эллипсоид: Крассовского Центральный меридиан: 93 Ложное смещение на восток: 16500000

Настройки других зон будут иметь другие значения центрального меридиана и ложного смещения на восток.

Наиболее часто можно встретиться такими системами координат как UTM (Universal Transverse Mercator) и Гаусс-Крюгера, обе из которых базируются на проекции Transverse Mercator, но имеют отличающийся набор параметров, систему деления на зоны, номенклатуру зон.

[править] 30

Я указал в свойствах слоя другую систему координат, но не получил ожидаемого результата, почему?

Ответ: Большинство ПО ГИС даёт возможность указывать загруженным данным новую СК (обычно это можно сделать через свойства слоя). Эта возможность может использоваться для:

Нужно понимать, что:

[править] 31

Какую проекцию выбрать для отображения всей России?

Ответ: Можно использовать, например, проекцию Альберса с такими параметрами:

[править] 32

Я загрузил данные и координаты показываются в метрической системе, как увидеть привычные широту-долготу?

Ответ: Координаты бывают метрическими (спроецированными) и географическими (угловыми) (см. #1), они связаны друг с другом. Практически все настольные ГИС умеют переключать представление координат. Если загруженные данные имеют корректно описанную СК, то программе не составит труда на лету пересчитать координаты из метрической системы в географическую (угловую, широта-долгота).

Следует понимать, что это никоим образом не изменит самих данных, переключится только представление координат (см. #22).

Например, в QGIS представление можно изменить через Проекты\Свойства проекта\Общие\Единицы карты.

Последнее обновление: 2016-02-07 10:32

Дата создания: 13.07.2005
Автор(ы): Максим Дубинин

Источник

Что такое географические координаты: широта и долгота

Определить местоположение точки на планете Земля, как и на любой другой планете сферической формы, возможно с помощью географических координат – широты и долготы. Пересечения под прямым углом кругов и дуг создают соответствующую сетку, что позволяет однозначно определить координаты. Наглядный пример – обыкновенный школьный глобус, разлинованный горизонтальными кругами и вертикальными дугами. О том, как пользоваться глобусом будет рассказано ниже.

Данная система измеряется в градусах (градус угла). Угол рассчитывается строго от центра сферы до точки на поверхности. Относительно оси, градус угла широты рассчитывается по вертикали, долготы – по горизонтали. Для вычисления точных координат существуют специальные формулы, где не редко встречается еще одна величина – высота, которая служит в основном для представления трехмерного пространства и позволяет производить вычисления для определения положения точки относительно уровня моря.

Широта и долгота – термины и определения

Земная сфера разделена воображаемой горизонтальной линией на две равные части света – северное и южное полушария – на положительный и отрицательный полюса соответственно. Так введены определения северной и южной широт. Широта представляется в виде параллельных относительно экватора кругов, называемых параллелями. Сам экватор со значением 0 градусов выступает отправной точкой для измерений. Чем ближе параллель к верхнему или нижнему полюсу, тем меньше ее диаметр и тем выше или ниже угловой градус. Например, город Москва расположен на 55-м градусе северной широты, что определяет местонахождение столицы как приблизительно равноудаленное и от экватора, и от северного полюса.

Меридиан – так называется долгота, представляемая в виде вертикальной дуги строго перпендикулярной кругам параллели. Сфера разделена на 360 меридианов. Точкой отсчета является нулевой меридиан (0 градусов), дуги которого проходят по вертикали через точки северного и южного полюсов и распространяются в восточном и западном направлениях. Таким образом определяется угол долготы от 0 до 180 градусов, вычисляемый значениями от центра до крайних точек к востоку или югу.

В отличие от широты, точкой отсчета которой служит экваториальная линия, любой меридиан может быть нулевым. Но для удобства, а именно удобства отсчета времени, определили гринвичский меридиан.

Географические координаты – место и время

Широта и долгота позволяют назначать тому или иному месту на планете точный географический адрес, измеряемый градусами. Градусы, в свою очередь, делятся на меньшие величины, такие как минуты и секунды. Каждый градус дробится на 60 частей (минут), а минута – на 60 секунд. На примере Москвы запись выглядит так: 55° 45′ 7″ N, 37° 36′ 56″ E или 55 градусов, 45 минут, 7 секунд северной широты и 37 градусов, 36 минут, 56 секунд южной долготы.

Интервал между меридианами составляет 15 градусов и около 111 км по линии экватора – такое расстояние Земля, вращаясь, проходит за один час. Для полного оборота, составляющего сутки, потребуется 24 часа.

Используем глобус

Модель Земли точно передана на глобусе с реалистичной прорисовкой всех материков, морей и океанов. В качестве вспомогательных линий проведены на карте глобуса параллели и меридианы. Практически любой глобус имеет в своей конструкции серпообразную меридиану, которая устанавливается на основании и служит вспомогательным мерилом.

Меридианная дуга оснащена специальной градусной шкалой, по которой определяется широта. Долготу можно узнать посредством еще одной шкалы – обруча, горизонтально установленного на уровне экватора. Отметив пальцем искомое место и вращая глобус вокруг своей оси к вспомогательной дуге, фиксируем значение широты (в зависимости от местонахождения объекта она окажется либо северной, либо южной). Затем отмечаем данные шкалы экватора в месте ее пересечения с меридианной дугой и определяем долготу. Узнать – восточная это или южная долгота, можно только относительно нулевого меридиана.

Источник