Những chiến lược, tiêu chí hoặc quy tắc nào để sử dụng để chọn hệ tọa độ?


61

Những chiến lược, tiêu chí hoặc quy tắc nào bạn sử dụng để chọn hệ tọa độ cho

  • (a) lưu trữ,
  • (b) phân tích và
  • (c) hiển thị dữ liệu GIS?

(Tôi khiêm tốn đưa ra câu trả lời của mình cho một câu hỏi liên quan về phân tích lưu vực sông như một ví dụ về những cân nhắc liên quan đến (b).)

Những cạm bẫy để coi chừng là gì?

Liên kết đến các trang web bạn thấy đặc biệt hữu ích trong vấn đề này đều được chào đón.


6
Tôi dự đoán một loạt các phản hồi khác nhau vì giải pháp có thể phụ thuộc vào mục đích của ứng dụng GIS của bạn là gì, vì vậy đừng ngần ngại đưa ra câu trả lời của bạn ngay cả khi những người khác đã được đăng!
whuber

@Kirk Kuykendall đưa ra một điểm tuyệt vời trong bối cảnh lập bản đồ Web (có thể đóng vai trò trả lời cho chủ đề này) trong một nhận xét tại gis.stackexchange.com/q/10438/664 .
whuber

Hệ thống tọa độ mà bạn sử dụng chỉ quan trọng nếu bạn quan tâm đến độ chính xác. Các kỹ sư và khảo sát không sử dụng UTM.
Jerry

1
@Jerry Tôi hoàn toàn không đồng ý với quan điểm của bạn. Các kỹ sư và khảo sát quan tâm đến độ chính xác hơn bất kỳ ai khác. Đây là lý do tại sao trong hầu hết các trường hợp, họ chọn sử dụng điểm kiểm soát cục bộ làm gốc cho Hệ tọa độ của mình. Nhưng điều đó không liên quan, vì câu trả lời của bạn không thực sự nói về cách chọn hệ tọa độ.
Devdatta Tengshe

Jerry, @Devdatta là chính xác vì lý do bổ sung: sự lựa chọn hệ tọa độ cũng làm thay đổi ấn tượng thị giác của bản đồ, do đó, chính xác hơn là chính xác: chúng ta cần quan tâm đến việc người đọc bản đồ hiểu ý nghĩa của đầu ra bản đồ và điều đó có thể chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của các hệ tọa độ. Nhưng quay trở lại tính chính xác: một số lựa chọn (xấu) của hệ tọa độ tạo ra số lượng không chính xác vô hạn , ngụ ý rằng đối với bất kỳ mục đích nào, bạn phải quan tâm đến độ chính xác ở một mức độ nào đó.
whuber

Câu trả lời:


30

a. Đó là một thực hành tốt để lưu trữ một phiên bản của dữ liệu trong phép chiếu mà nó được ghi lại. Chiếu lại có thể là một quá trình mất mát, và điều quan trọng là phải có bản gốc. Tôi có một sở thích để lưu trữ trong WGS84 vì đơn giản.

b. Tùy thuộc vào phần mềm của bạn, bạn có thể cần phải chiếu lại thành các phép chiếu dựa trên mét như UTM. Hỗ trợ cho trắc địa bản địa đang được thêm vào (PostGIS, máy chủ SQL). Đối với phân tích raster, tốt hơn là giữ dữ liệu ở định dạng được cung cấp để tránh mất dữ liệu thông qua phép nội suy.

c. Các hệ thống bản đồ web đã được tiêu chuẩn hóa trên bộ đánh bóng hình cầu và để xếp chồng các ô mà chúng cần có trong phép chiếu này. Đối với lớp phủ vector trên bản đồ google, bạn sử dụng WGS84. Nếu bạn không nhắm mục tiêu lập bản đồ web, thường sẽ có một phép chiếu cục bộ là tiêu chuẩn.


4
Tôi chấp nhận câu trả lời này, mặc dù nó không phổ biến, bởi vì rõ ràng nó chỉ nhận ra sự khác biệt giữa định dạng được lưu trữ và các định dạng trong cách chúng được sử dụng để phân tích và xử lý. Mặc dù tất cả các câu trả lời khác đều thú vị và hữu ích - tôi biết ơn họ và đã nâng cao tất cả - câu hỏi không hỏi về các vấn đề sai lệch trong phép chiếu, dường như là trọng tâm của nhiều câu trả lời.
whuber

35

Tôi phát hiện ra FlexProjection ngày hôm qua. Nó tương tác cho phép người ta khám phá các phép chiếu thế giới khác nhau, điều chỉnh các tham số của họ và thậm chí phát minh ra các phép chiếu mới trong khi hiển thị kết quả trên màn hình ngay lập tức, hoàn thành với Tissot Indicatoratrix (mặc dù tôi chưa biết chúng gần đúng hay chính xác ).

văn bản thay thế

Flex Projector là mã nguồn mở (GPL2) và đa nền tảng (linux, mac, windows), được viết bởi Bernhard Jenny, Viện Bản đồ học ETH Zurich. Thực sự là một món quà tuyệt vời cho các ngành nghề và cộng đồng không gian địa lý.


1
+1 Cảm ơn bạn đã chia sẻ điều này. Nó rất hữu ích, chúng ta không nên quan tâm nhiều đến các chỉ số Tissot chính xác như thế nào :-), nhưng trên các ảnh chụp màn hình mẫu, tất cả chúng trông giống như các hình elip thực sự, đó là một dấu hiệu tốt.
whuber

15

Để biết thông tin chi tiết, đẹp mắt và được trình bày tốt về gần như tất cả các khía cạnh của các phép chiếu bản đồ ở quy mô thế giới, tôi không thể ca ngợi đủ các trang Chiếu bản đồ của Carlos Furuti .

Một lượng lớn thông tin đôi khi có thể làm nản lòng và khiến mọi người sợ hãi, vì vậy đây là hai trang bắt đầu đáng chú ý để khiến bạn bị cuốn hút: Đánh giá và Đo méo bằng Tissot Indicatoratix . Tất cả các vòng tròn trong hình ảnh sau đây bao gồm cùng một diện tích và khoảng cách trên mặt đất. (Matt Perry có một tập lệnh gdal / ogr ngắn để tạo các hình dạng củatot ở đây ). Thứ hai xem bảng Tóm tắt các hình chiếu với hình thu nhỏ.

Phép chiếu Mercator với Tissot Indicatoratrix


1
Cảm ơn Matt. Tài liệu tham khảo tốt. Tuy nhiên, xin lưu ý rằng kịch bản của Matt Perry chỉ xấp xỉ các Chỉ số Tissot; trong một số trường hợp, nó mang lại giá trị méo mó. Cả ông và Carlos Furuti dường như không nhận thấy rằng người ta có thể tính toán TI một cách chính xác bằng cách sử dụng một vòng tròn nhỏ (ví dụ: bán kính 10 mét) và sau đó chỉ cần bán lại nó bằng một lượng không đổi xung quanh tâm của nó để hiển thị trên bản đồ. Nhưng, nhìn chung, ngay cả đại diện bị bóp méo cũng hữu ích.
whuber

Cảm ơn những người đứng đầu và sửa chữa Bill. Tôi đã thực hiện các xác nhận theo mệnh giá. Làm thế nào để xác định xem một chỉ thị có hợp lệ không?
matt wilkie

1
Các hình dạng của chỉ thị cung cấp một đầu mối hữu ích. Nhìn vào những cái mà sự biến dạng lớn nhất xảy ra, đặc biệt là những cái có độ lệch tâm mạnh. Nếu chúng không còn là hình elip nữa - ví dụ, nếu chúng bắt đầu trông giống như quả chuối - bạn có thể chắc chắn phép tính không hợp lệ. Chỉ số Tissot là một xấp xỉ bậc hai với đạo hàm của phép chiếu và, do đó, nhất thiết luôn luôn là một hình elip hoàn hảo.
whuber

Bây giờ là một câu hỏi của riêng nó: Tạo một Tissot Indicatoratrix chính xác
matt wilkie

13

Chiến lược của chúng tôi là sử dụng tương tự cho a, b và c. Từ chối là tốn kém.

(Chúng tôi lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu trong phép chiếu được sử dụng nhiều nhất bởi người dùng của chúng tôi - khu vực UTM quốc gia của chúng tôi - hoặc một trong số họ thực sự. EPSG: 900913 là những cái khác có liên quan mà chúng ta phải giải quyết. YMMV)


1
Relet đã nói tất cả. (Các) phép chiếu giống nhau được sử dụng cho cả ba và hiếm khi thay đổi. Cái nào được sử dụng? Phép chiếu cục bộ, không có ai ở đây sử dụng các công cụ khác - trong trường hợp của tôi là Transverse Mercator cục bộ (không phải UTM) và rất hiếm khi là phép chiếu địa lý.
jonatr

Khi bạn nói rằng bạn "sử dụng tương tự cho ... c" và "từ chối là tốn kém", bạn có đang tranh cãi về việc sử dụng bất kỳ khả năng trình chiếu nhanh nào của GIS không?
whuber

Tuyệt đối không. Nhưng nó có ý nghĩa để lưu trữ dữ liệu trong phép chiếu sẽ được sử dụng nhiều nhất, nếu có sự chênh lệch rõ ràng.
tái lập

9

Không đi sâu vào nhiều chi tiết (có thể lấy từ một số tài nguyên được đề cập trong các câu trả lời trước đó), câu trả lời bản đồ tiêu chuẩn là "nó phụ thuộc vào việc sử dụng và đối tượng của bạn." Tất cả các phép chiếu làm biến dạng ít nhất một trong các điều sau đây: hình dạng, diện tích hoặc hướng. Chẳng hạn, nếu phân tích của bạn yêu cầu các phép đo diện tích chính xác, bạn cần sử dụng phép chiếu bảo tồn diện tích. Sự lựa chọn của bạn cũng sẽ phụ thuộc vào khu vực địa lý quan tâm: nó lớn (toàn bộ trái đất, toàn bộ lục địa) hay tương đối nhỏ (một thành phố, hạt hoặc thậm chí là một khu vực trong một số trường hợp). Các hệ thống tọa độ UTM và Máy bay Nhà nước (dựa trên các phép chiếu) có thể hoạt động tốt ở những khu vực này, nhưng chúng vô dụng trên toàn bộ một lục địa. Đối tượng của bạn cũng rất quan trọng vì họ có thể có một dự đoán cụ thể mà họ đã quen nhìn thấy (ngay cả khi họ không biết điều đó) hoặc một tiêu chuẩn cụ thể mà họ mong đợi. Mặc dù vậy, một điều chắc chắn, ngay cả khi bạn lưu trữ dữ liệu của mình theo tọa độ địa lý, tôi không khuyên bạn nên sử dụng GC cho bản trình bày bản đồ thực tế trừ khi bạn hoàn toàn phải - hình dạng, khu vực và hướng bị TẤT CẢ, và bên cạnh đó, kết quả bản đồ có khả năng là xấu xí.


+1 Cảm ơn bạn đã giới thiệu một số cân nhắc quan trọng và giải quyết cả ba phần (a, b và c) của câu hỏi. Tôi đã hy vọng sẽ thấy nhiều phản hồi như thế này.
whuber

8

Như với Relet và Jonatr, chúng tôi sử dụng một hệ tọa độ cục bộ nếu có thể, trong trường hợp của chúng tôi là Albers. Lý luận của chúng tôi :

Tất cả các hệ tọa độ là tùy ý. Theo một hệ tọa độ, chúng tôi chỉ đơn giản là một hệ thống chữ và số mà theo đó các vị trí của các đối tượng địa lý có thể được mô tả rõ ràng. Theo cách tùy tiện, chúng tôi có nghĩa là không có phép thuật nào về cách các hệ thống này được phát triển ... chúng hoàn toàn bị chiếm đoạt. Mục đích duy nhất của họ là cho phép người dùng mô tả rõ ràng vị trí của một đối tượng trong không gian địa lý. Không quan trọng bạn sử dụng hệ thống nào: hình cầu (Hệ thống tham chiếu toàn cầu) hoặc máy bay (Albers, Lambert, UTM, Máy bay trạng thái, v.v.), miễn là bạn có thể đặt các đối tượng vào đúng vị trí.

Tóm tắt:

  1. một hệ tọa độ cho phép bạn mô tả vị trí địa lý của một đối tượng,
  2. vị trí của đối tượng là quan trọng,
  3. vị trí của đối tượng được mô tả như thế nào (tức là tọa độ) không quan trọng.

Vấn đề thực sự duy nhất đối với chúng tôi là nếu dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau được tích hợp, tất cả chúng phải nằm trong cùng một mặt phẳng tọa độ. Do những hạn chế về lý thuyết của UTM:

  1. Các vùng UTM được giới hạn ở 3 ° ở hai bên của kinh tuyến trung tâm,
  2. ánh xạ vượt quá giới hạn 3 ° dẫn đến biến dạng trên không không được chấp nhận
  3. Yukon trải dài 4 vùng UTM ...

... Và thực tế đơn giản là người dùng của chúng tôi muốn có thể:

  1. tích hợp nhiều dữ liệu không gian,
  2. tạo bản đồ trải rộng trên nhiều vùng UTM

... nhưng đừng lo lắng về tọa độ thực tế, chúng tôi đã từ bỏ UTM cho Albers.

Instrumental trong việc thiết tiêu chuẩn này là "tiêu chuẩn cho việc sử dụng Dự Bản đồ trong British Columbia Tài nguyên, Văn hóa và Di sản tồn kho Bộ Môi trường, Đất đai và Công viên và Bộ Lâm nghiệp cho Ủy ban Kiểm kê Nhóm Công tác Tài liệu kỹ thuật số" (liên kết) (làm thế nào là Điều đó cho một tiêu đề khó sử dụng? :)


1
Đó là một tiêu đề khó sử dụng tuyệt vời.
tái lập

Sự khẳng định của bạn rằng "tất cả các hệ tọa độ là tùy ý" dường như bay bổng khi đối mặt với hầu hết các tài liệu hiện đại về các phép chiếu, cho thấy cách người ta có thể chọn một phép chiếu để đạt được sự đánh đổi tối ưu giữa các tác động của các biến dạng cho các phân tích dự định của bạn . Nó dường như cũng gợi ý rằng hầu như bất kỳ phép chiếu nào cũng phù hợp cho bất kỳ tác phẩm nào , mà - nói một cách nhẹ nhàng - là một lập trường độc đáo. Có lẽ tôi đã hiểu sai những gì bạn đang nói ở đây?
whuber

@whuber: từ "tùy tiện" ở đây có nghĩa là truyền đạt ý tưởng rằng chúng ta, con người, đang áp đặt một cấu trúc tinh thần lên thực tế ngoài kia. Nếu chúng ta đang sử dụng ví dụ, một hệ thống số 12 cơ sở, thì hệ tọa độ sẽ hoàn toàn khác biệt nhưng cũng có thể mô tả thế giới. Tôi không có ý ám chỉ nó không quan trọng việc sử dụng hệ thống nào. Trong thực tế, lựa chọn hệ tọa độ thường là quyết định cơ bản nhất được đưa ra.
matt wilkie

Điểm trung tâm trong vấn đề này là việc truy vấn cùng một vị trí trong Albers và UTM mang lại các số khác nhau, nhưng vị trí trong mối quan hệ với những người khác rất giống nhau để tạo ra sự khác biệt vô nghĩa. Tương tự, tính toán diện tích và khoảng cách được so sánh giữa Albers & UTM đủ gần để có thể coi sự khác biệt về nhiễu thống kê ở thang đo này. (Chúng tôi thường xử lý các tính năng trong hàng trăm nghìn km: Công viên, Khu quản lý trò chơi, v.v.)
matt wilkie

Cảm ơn bạn đã làm rõ. Quan điểm rộng của bạn về các hệ tọa độ, mặc dù đúng, dường như bỏ qua thực tế là nhiều tính toán chỉ có thể có trong các hệ tọa độ nhất định hoặc hiệu quả hơn nhiều trong các hệ thống nhất định. Như vậy, mặc dù một số hệ thống nhất định có thể định vị các điểm với độ chính xác phù hợp, chúng không mô tả cách chúng ta muốn lý luận về thế giới tốt như nhau, bằng mọi cách. ( Ví dụ, cơ sở 12 không có sự khác biệt, nhưng dự kiến so với địa lý.) Điều đó có lẽ giải thích tại sao không nghịch lý khi chọn hệ tọa độ là một quyết định quan trọng.
whuber

5

Tôi đã trả lời một câu hỏi không liên quan :) trên diễn đàn qgis trước đó ...

Nó sẽ phụ thuộc vào CRS mà bạn đang sử dụng. Tất cả các hệ tọa độ làm cong thực tế theo cách này hay cách khác. họ hoặc làm cong mô tả đồ họa để phép đo được cục bộ hóa và chính xác hơn cho một khu vực "nhỏ" hoặc họ làm cong phép đo để chúng ta thích những gì chúng ta thấy. Như trong US48 albers là một "bức tranh" chung của Hoa Kỳ với một đường cong đẹp ở biên giới Canada và Maine lớn hơn Texas, đường cong độc đáo tập trung ở đâu đó ở giữa phía tây. Tuy nhiên, có một khu vực tương đối nhỏ (ở trung tâm) nơi các phép đo có thể được thực hiện chính xác. UTM và Stateplane được sản xuất cho Hoa Kỳ để bản địa hóa và cho phép đo lường chính xác. Có, phép đo trắc địa sẽ luôn khác với chiều dài đối tượng trừ khi bạn xây dựng đối tượng bằng các biện pháp 3d. Tôi không quen thuộc với các phương pháp đo qgis nhưng bạn sẽ muốn sử dụng phép đo trắc địa làm phương pháp đo chính xác. Nó sẽ đến gần nhất (hiểu rằng hệ tọa độ bạn đang sử dụng sử dụng xấp xỉ hình elip của trái đất nơi bạn đang ở và có thể có khá nhiều + hoặc - được xây dựng) để trở thành phép đo giống như thế giới thực. Hy vọng điều này cũng giúp đừng quên rằng lat long không phải là một hệ tọa độ, nó là một hệ thống góc (vì vậy các đơn vị deg)

2010/10/21 Frederick Löbig

  • Ẩn văn bản được trích dẫn - Danh sách này,

khi tôi tính toán độ dài của một đa tuyến bằng máy tính trường, giá trị này khác với giá trị được đo bằng công cụ đo. Tôi nghĩ rằng đây là một vấn đề với sự khác biệt về trắc địa giữa chiều dài thực và mặt phẳng chiếu thứ mười.

Câu hỏi của tôi bây giờ là: Không có hai giá trị nào là chính xác?

Chúc mừng, Freddy


Sử dụng trang web ESPG, bạn sẽ có thể xác định vị trí một hệ thống cục bộ sẽ cung cấp cả chất lượng đồ họa và khả năng sử dụng đo lường. Mối liên hệ không gian

Chấm điểm EPSG

Thảo luận thêm về lat, lon nên theo dõi ngay bây giờ ... wiki Lat Lon

Tôi đã đưa ra ví dụ rằng bạn lấy một quả bóng rổ và giữ một chốt (gậy) chỉ thẳng vào trung tâm (của quả bóng rổ). Khi bạn tưởng tượng cây gậy xuyên qua tâm trái đất và qua giao điểm của đường xích đạo / greenwich có nghĩa là trung bình sẽ là lat 0, lon 0. Di chuyển chốt xuống phía đông hoặc phía tây làm tăng góc từ 0,0 bằng số dương hoặc trong trường hợp bán cầu tây bằng - hoặc số âm -100 lon, 52 lat. đây là 100 độ đo từ tâm trái đất phía tây của greenwich có nghĩa là trung bình và 52 độ bắc của xích đạo (trung vị). Lấy một quả bóng rổ và một cây gậy và tự làm điều đó. Nó thực sự hữu ích để hiểu lat lon.

văn bản thay thế

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.