انواع سیستم تصویر و سیستم مختصات در GIS (تصویری)
این مقاله در حال تکمیل شدن است و در حال حاضر مطالب آن ناقص است، از شکیبایی شما تا تکمیل آن متشکرم! بعد از تکمیل مقاله، این باکس حذف خواهد شد. تا زمان تکمیل مطالب اگر سوالی دارید از طریق نوشتن در بخش دیدگاهها با ما در میان بگذارید.
هر آنچه باید در مورد سیستم مختصات و سیستم تصویرها بدانید را در این مقاله می یابید.
با توجه به اهمیت بالا و نیاز به دانستن مفهوم سیستم مختصات و سیستم تصویر در سیستم اطلاعات مکانی، این نوشته را در جی آی اس آکادمی آماده کرده ایم تا با این مفاهیم با جزئیات بیشتری اشنا شویم.
سیستم مختصات چیست؟
چرا سیستم مختصات اهمیت دارد؟
برای نشان دادن هر نقطه از زمین روی نقشه باید بتوانیم آن نقطه را یه دو عدد مختصات تبدیل کنیم. از طرفی چون هر شخصی میتواند با توجیه خود این دو عدد را در چارچوب شخصی تعریف کند، لذا نیاز است تا سیستم مختصاتهایی تعریف شود که مورد توافق همه است.
سیستم تصویر چیست؟
انواع سیستم تصویرها
سیستم تصویر مرکاتور
سیستم تصویر مخروطی
سیستم تصویرهای مورد استفاده در ایران
در بیشتر موارد سیستم تصویر مورد استفاده در ایران به جز موارد استثنا سیستم تصویر UTM است.
UTM مخفف عبارت Universal Transverse Mercator است.
سیستم تصویر UTM در اواخر دهه ۱۹۴۰ به وسیله ارتش آمریکا ابداع شد و در حال حاضر به استانداردی برای نقشه های توپوگرافی تبدیل شده است.
سیستم تصویر UTM-84 ایران
1- مبنای سیستم تصویر از Transverse Mercator نگارش گاوس – کروگر است .
2- این سیستم تصویر تنها برای نقشه های حدفاصل عرض ۸۴ درجه شمالی و ۸۰ درجه جنوبی توصیه شده است. زیرا در نواحی قطبی دارای کشیدگی و خطاهای اعوجاجی زیادی می شود.
و برای عرضهای بیرون این محدوده موجب جابجایی های زیاد خواهد شد.
3- در سیستم تصویر UTM، واحد اندازه گیری متر است.
4- در این سیستم تصویر، کره زمین به ۶۰ زون (یا قاج) ۶ درجه ای در طولهای جغرافیایی تقسیم بندی شده است.
این زونها از غرب به شرق و از یک تا ۶۰ نامگذاری شده اند. (ایران در زونهای ۳۸ تا ۴۱ قرار گرفته است).
5- زون بندی بعدی در عرضهای جغرافیایی است که در این سیستم تصویر عرضهای جغرافیایی در بازه های ۸ درجه ای (به جز آخرین زون شمالی که ۱۲ درجه ای است) تقسیم بندی شده است.
زونهای مربوط به عرض جغرافیایی بر اساس حروف الفبای انگلیسی و از جنوب (South) به شمال (North) نامگذاری شده اند که ایران در عرض های S و R مطابق شکل فوق واقع شده است.
[box radius=”6″]
مثال مهم : منطقه البرز مرکزی با توجه به این که در زون 39 از نظر طول جغرافیایی یعنی بین طولهای ۴۸ تا ۵۴ درجه شرقی (48E-54E) و زون S در عرضهای جغرافیایی یعنی بین ۳۰ تا ۳۶ درجه عرض شمالی (30N-36N) واقع شده است لذا شماره زون این محدوده 39S خواهد بود.
(افرادی که آشنایی با این مطلب ندارند در صورت استفاده از GPS گمان می برند که S نمایانگر نیمکره جنوبی است و از این لحاظ به تنظیمات GPS خود شک می کنند در حالی که S نمایانگر زون عرض جغرافیایی بوده و ربطی به نیمکره جنوبی ندارد).
[/box]
6- شرقی ترین نقطه هر زون در این سیستم تصویر با طول ۵۰۰۰۰۰ متر مشخص می شود و به سمت غرب به این رقم افزوده می گردد .
7- هر زون سیستم مختصات مختص خود را دارد .
مشخصات سیستم تصویر مخروطی ایران
اغلب نقشه های قبل از انقلاب در ایران از سیستم تصویر مخروطی استفاده می کنند که عدم توجه به این نکته در سالهای گذشته در کشور مشکلاتی بسیاری را در کارهای نقشه کشی و نقشه برداری به وجود آورده است.
در اینجا مشخصات سیستم تصویر مخروطی ایران را معرفی میکنیم
سیستم تصویر مخروطی لامبرت با دو مدار استاندارد 32 و 36 درجه که به صورت Lambert Conical SP2 نیز در نقشه ها و عکسهای هوایی نوشته می شود.
سیستم تصویرهای مورد استفاده در GPS
در دستگاههای GPS از سیستم تصویر UTM و دیتوم جهانی WGS84 استفاده می شود.
مختصات جغرافیایی چیست؟
به طول و عرض جغرافیایی که به صورت مختصات کره ای با واحد زاویه هستند، سیستم مختصات جغرافیایی گفته می شود.
در این سیستم تصویر طول جغرافیایی که به انگلیسی Longitude گفته می شود، زاویه نصف النهار نقطه از نصف النهار مبدا است. که نصف النهار مبدا برای حسب قرارداد، نصف النهاری است که از شهر یا روستای گرینویچ عبور می کند.
طول و عرض جغرافیایی چیست؟
زونهایی که ایران در آن قرار گرفته است
خطاهای سیستم تصویرها
تعریف سیستم تصویر
زمین دارای شکل سه بعدی شبیه به یک بیضوی (اگر یک بیضی را حول یکی از محورهایش دوران دهیم یک بیضوی حاصل میشود) است. اگر بخواهیم عوارض روی زمین را بر روی یک سطح بیضوی یا کره مانند یک کره جغرافیا نمایش دهیم با مشکل چندانی روبرو نمیشویم، اما اگر قصد داشته باشیم که همان کره جغرافیا را بر روی یک نقشه کاغذی تصویر کنیم تازه مشکلات شروع خواهند شد. سیستم تصویر درحقیقت یک روش ریاضی است که به کمک ما می آید و با استفاده از آن میتوان اطلاعات مربوط به زمین سه بعدی را به یک نقشه مسطح دوبعدی تصویر نمود.
اگر فرض کنیم پوسته زمین شفاف باشد و بتوانیم در مرکز زمین یک لامپ پرقدرت روشن کنیم و یک صفحه را در نقطه ای از زمین بر آن مماس کنیم، تمامی عوارض روی زمین بر روی آن صفحه تصویری از خود برجای میگذارند. این همان کاری است که یک سیستم تصویر انجام میدهد و حدود عوارض را بر روی یک سطح دوبعدی ویا سطحی که بتواند به راحتی تبدیل به یک صفحه شود، تصویر میکند.
CoordinateSystemsRule
سیستم های تصویر براساس شکل سطحی که برای تصویر کردن عوارض استفاده میکنند به به بخش طبقه بندی میشوند:
1- سیستم تصویر مستوی یا Planar
در این نوع از سیستم تصویرها، یک صفحه را بر کره یا بیضوی مماس میکنند. این صفحه میتواند در قطب قرار گیرد، در استوا مماس شود و یا بصورت مایل و در جای خاصی از کره زمین مماس شود.
سیستم تصویر مستوی
سیستم تصویر مستوی
2- سیستم تصویر مخروطی یا Conical
در این سیستم، مخروطی را بر کره یا بیضوی مماس میکنند، اگر این مخروط را باز کنیم تصویر نصف النهارات به صورت خط مستقیم و تصویر مدارات به صورت قوس هایی از دایره به مرکز مخروط در خواهد آمد. سیستم تصویر لامبرت نمونه ای از سیستم تصویر مخروطی است.
سیستم تصویر مخروطی
سیستم تصویر مخروطی
3- سیستم تصویر استوانه ای یا Cylindrical
در این نوع از سیستم تصویر نیز یک استوانه را بر کره یا بیضوی مماس میکنند. انواع سیستم تصویرهای مرکاتور از این نوع هستند.
سیستم تصویر استوانه ای
سیستم تصویر استوانه ای
جهت ارزیابی و استفاده از سیستمهای تصویر باید بدانیم که هنگام انتقال از حالت کره یا بیضوی به نقشه، چه تغییراتی ایجاد شده است. برخی از سیستمهای تصویر شکل، برخی مساحت و برخی دیگر زوایا را حفظ میکنند. بر همین اساس سیستمهای تصویر را به چهار گروه طبقه بندی میکنند:
1- سیستم تصویر هم شکل یا Conformal :
این نوع از سیستم تصویرها حفظ کننده شکل هستند. برای حفظ زوایا که معرف روابط مکانی اشکال میباشد، یک سیستم تصویر هم شکل میبایست خطوط عمود بر هم را بصورت شبکه ای با زاویه 90 درجه بر روی نقشه نمایش دهد.البته نتیجه حفظ شکل این است که مساحت ها به طور محسوسی در نقشه نسبت به واقعیت آنان بر روی زمین تغییر پیدا میکنند. بطور کلی هیچ سیستم تصویری نمیتواند شکل های مناطق وسیع را حفظ کند.
مثالهای زیر نمونه های از سیستم تصویرهای هم شکل هستند :
– لامبرت Lambert Conformal Conic
– UTM
– مرکاتور Mercator
2- سیستم تصویر هم مساحت یا Equivalent :
این نوع از سیستمهای تصویر حفظ کننده مساحت هستند. به تبع حفظ مساحت، فاکتورهای دیگر ازقبیل شکل، زاویه و مقیاس دچار تغییر خواهند شد. در این نوع از سیستم های تصویر، مدارها و نصف النهارها ممکن است با زاویه درست به هم تلاقی پیدا نکنند.
نمونه هایی از این سیستم تصویر ها را در زیر میبینید:
پیشنهاد بعدی معرفی جی پی اس تفاضلی ، GPS تفاضلی یا Differential GPS ( DGPS )
– Albers equal-area conic
– Lambert azimuthal equal-area
3- سیستم تصویر هم فاصله یا Equidistant :
در این نوع از سیستمهای تصویر فاصله بین نقاط حفظ میگردد. در هر صورت معمولاً در این حالت یک یا چند خط وجود دارند که در راستای آنها، مقیاس نقشه درست میباشد. بطور مثال در سیستم تصویر سینوسویدال استوا و به طور کلی مدارها دارای طول واقعی خود هستند.
باید به خاطر داشت که هیچ سیستم تصویر هم فاصله ای که بتواند همه فواصل را در همه جهات ثابت نگهدارد وجود ندارد.
4- سیستم تصویر هم جهت یا True-direction :
کوتاهترین فاصله بین دو نقطه در یک سطح منحنی مانند زمین در طول هم ارز کروی، یک خط مستقیم در یک سطح صاف میباشد. این فاصله در واقع بر روی بزرگترین دایره از کره که از این دو نقطه میگذرد قرار گرفته است.
سیستمهای تصویر هم جهت و یا آزیموتال گونه ای هستند که جهات تمامی خطوط در آنها بر پایه همین کمترین فاصله میباشد. برخی از این سیستمهای تصویر همزمان هم شکل، هم مساحت و یا هم فاصله نیز میباشند. نمونه های زیر را ببینید :
– Lambert azimuthal – equal area
– Stereographic – conformal
در یک سیستم اطلاعات مکانی میتوان اطلاعات را از منابع مختلفی به دست آورده و در یک زمان با همه آنها کار کرد. اکثر سامانه های GIS میتوانند داده ها را با سیستم تصویرهای مختلف قبول کنند و بر روی یکدیگر نمایش دهند، اما باید دقت نمود که قبل از انجام اکثر پردازشهای مکانی میبایست سیستمهای تصویر تمامی لایه ها را یکسان نمود.
ویدیوی آموزش کامل مفاهیم سیستم مختصات و سیستم تصویر و دیتوم در GIS
در این ویدیو از وب سایت ESRI با مفاهیم سیستم تصویر و سیتم مختصات آشنا میشود.
و به راحتی میتوانید پاسخ سوالات زیر را بدهید:
- سیستم تصویر چیست
- سیستم مختصات چیست؟
- دیتوم چیست؟
- سیستم UTM چیست؟
دانلود کتاب در زمینه سیستم تصویر و محاسبات مربوط به آن
برای مطالعه دقیق در زمینه سیستم های تصویر و آشنایی با فرمولهای استفاده شده برای تبدیل سیستم تصویر میتوانید منابع زیر را مطالعه نمائید:
1- دانلود کتاب Map Projection A Working Manual
2- دانلود کتاب Understanding Map Projections متعلق به شرکت ESRI
منبع: gisman
دانلود pdf سیستم مختصات و تبدیل سیستم مختصات
دانلود فایل pdf مقدمه ای به سیستم مختصات و تیدیل سیستم تصویرها از شرکت ESRI
دانلود pdf آموزش روش تعریف سیستم تصویر در ArcGIS از شرکت ESRI
ممنون. عالی بود
سلام
مقاله را حتما به روز و تکمیل خواهیم کرد
اگر نکته ای مدنظر است بفرمایید تا اضافه کنیم