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Was ist der Zweck des Referenz-Breitengrads in Lambert Conformal Conic?


Durch die Flugschule habe ich die Lambert Conformal Conic Projection kennengelernt, da sie die übliche Projektion für VFR-Schnittkarten ist, und ich denke, ich habe sie geometrisch ziemlich gut verstanden.

Um mich jedoch mit der Mathematik dahinter auseinanderzusetzen, stöbere ich auf Wikipedia und in MathWorld, die beide mehr oder weniger einfach die Formeln auflisten, ohne wirklich in die Mathematik dahinter einzutauchen.

Es scheint 4 Parameter zu haben:

  • Die beiden Standardparallelen,
  • Referenzlänge und Referenzbreite

Was ist der Zweck der Referenzlänge/-breite? Beeinflussen sie die tatsächliche Projektion oder verschieben sie das Ergebnis einfach so, dass die Referenzkoordinaten (x,y)=(0,0) ergeben?


Ich denke, Sie haben es sozusagen "punktgenau".

Grundlegend für die Geometrie jeder Projektion ist die Standardlinie oder -linien - wo das "Papier" die Kugel berührt oder schneidet, bevor es "flachgerollt" wird und wo keine lineare Verzerrung auftritt.

Dann ist das praktische Problem, wo die Karte zentriert werden soll, wenn sie nicht bei 0, 0 (vor dem Golf von Guinea) liegt: Das Zentrum Ihrer Interessenregion wird zur Referenz für den Breitengrad.

Bei einer konischen Projektion bewirkt der Referenzlängengrad, dass Ihr Interessenbereich an eine prominente Position gedreht wird. Die folgende Karte (aus Wiki/Lambert_conformal_conic_projection) verwendet den Standard-Referenzmeridian, aber wenn Sie möchten, dass ein anderer Meridian "vertikal" ist ...


Die Wahl der Referenz lat/long erzeugt keine einfache Verschiebung. Diese Verschiebung im XY-Koordinatensystem kann mit falschem Rechtswert und Hochwert erfolgen.

Der Referenzmeridian ist der Mittelpunkt der entwickelten Ebene. Es ist der einzige Meridian, der parallel zur Y-Achse verläuft. Wenn Sie also den Referenzmeridian ändern, verschieben und drehen Sie Ihr Koordinatensystem.

Die Angabe der Referenzparallele ist nicht erforderlich, da es sich um den Durchschnitt der beiden Standardparallelen handelt. Tatsächlich können Sie die Projektion auch basierend auf der Breite der Referenzparallelen (die dem Winkel an der Spitze des Kegels entspricht) und einem Skalierungsfaktor definieren (bei einem Skalierungsfaktor von eins ist Ihre Projektion tangential).

Beachten Sie, dass der Breitengrad des Ursprungs, der die Position des Ursprungs des Koordinatensystems definiert, nicht immer mit dem Referenz-Breitengrad übereinstimmt.


Was ist der Zweck des Referenz-Breitengrads in Lambert Conformal Conic? - Geografisches Informationssystem

Ziel dieser Übung ist es, Ihnen Erfahrung mit der Anwendung von Arcview zum Anzeigen von Karten in verschiedenen häufig verwendeten Projektionen zu vermitteln und Ihnen einige weitere Funktionen der Arcview-Benutzeroberfläche vorzustellen, z. B. das Verfahren zum Auswählen einer Klasse von Features zur Anzeige in einer Karte .

Computer- und Datenanforderungen

Die für diese Übung benötigten Daten sind in gisfilesex2af enthalten. Diese Daten wurden aus Beispieldatensätzen extrahiert, die von ESRI zusammen mit dem Code für ArcView 2.1 verteilt werden. Der Teil der Übung, der sich mit der Anzeige von Kartenprojektionen befasst, wird mit Arcview 2.0 oder 2.1 auf einer Workstation, einem PC oder einer MacIntosh-Plattform durchgeführt.

Internet-Studenten können die erforderlichen Dateien herunterladen.

Website: ftp.crwr.utexas.edu
Anmeldung: anonym
Passwort: Ihre E-Mail-Adresse
Verzeichnis: /pub/crwr/gishydro/africa/ex2
Datei(en):

  • afrbord.shp, .shx, .dbf
  • africa.apr
  • Städte.shp, .shx, .dbf, .sbn, .sbx
  • deg30.shp, .shx, .dbf, .sbn, .sbx
  • latlong.shp, .shx, .dbf
  • mor.apr
  • welt.apr
  • world94.shp, .shx, .dbf, .sbn, .sbx

Zuordnung

(1) Bereiten Sie einen Satz von drei Layouts vor, die zeigen, wie die Welt, Afrika und Marokko in geografischen Koordinaten und in verschiedenen Kartenprojektionen aussehen.

(2) Beantworten Sie weitere Fragen zu der von Ihnen durchgeführten Analyse, wie in den Anweisungen auf den folgenden Seiten angegeben.

Verfahren

Bei der Kartenprojektion werden Daten genommen, deren räumliche Koordinaten in Bezug auf Breite und Länge auf einer gekrümmten Erdoberfläche definiert sind, und diese Daten so zu transformieren, dass ihre räumlichen Koordinaten in Bezug auf Rechts- und Hochwert oder (x,y) auf einer flachen Kartenoberfläche definiert sind. ArcView ermöglicht die Anzeige von Daten in verschiedenen Kartenprojektionen, aber in diesen Projektionen werden keine neuen Datensätze erzeugt. Arc/Info kann neue Datensätze in projizierten Koordinatensystemen erzeugen, aber die Verwendung von Arc/Info für diesen Zweck ist in dieser Übung nicht enthalten.

Um mit dieser Übung zu beginnen, müssen Sie an einem Computer mit Arcview 2.0 oder 2.1 arbeiten und Zugriff auf die Beispieldatendateien haben, die in gisfilesex2af gespeichert sind. Diese Dateien enthalten die Themen: Afrbord, Cities, Deg30, Latlong, World94 .

Projektionen der Welt

1. Geographische Koordinaten

Starten Sie Arcview und öffnen Sie eine neue Ansicht. Fügen Sie Designs (die Schaltfläche) aus dem Verzeichnis gisfilesex2af hinzu. Wählen Sie World94.shp und Deg30.shp . Ziehen Sie Deg30.shp unter World94.shp, sodass das Layout der Länder auf dem Raster von 30-Grad-Rechtecken überlagert wird. Färben Sie die Länder und 30-Grad-Rechtecke nach Bedarf neu. Um die Deg30-Rechtecke klar zu machen und nur ihre Umrisse anzuzeigen, doppelklicken Sie auf dieses Thema in der Werkzeugpalette und doppelklicken Sie im sich öffnenden Legenden-Editor-Fenster auf das farbige Rechteck. Klicken Sie im daraufhin geöffneten Fenster Füllpalette auf das durchsichtige Rechteck in der oberen linken Ecke der angezeigten schattierten Rechtecke, wählen Sie dann im Legendenwerkzeugfenster Übernehmen und die Anzeige der Gradfelder wird nur auf Umrisse ausgerichtet. Um den Namen der Ansicht in Welt in geografischen Koordinaten zu ändern, verwenden Sie Ansicht/Eigenschaften und ändern Sie das Feld Name in den neuen Namen. Hier ist ein Beispiel für das, was Sie sehen werden.

Bewegen Sie den Cursor in der Ansicht und Sie sehen ein Zahlenpaar über der Ansicht in der Symbolleiste rechts neben "scale", das sich ändert, wenn Sie den Cursor bewegen. Diese geben die Position des Cursors an und aus den angezeigten Werten können Sie erkennen, dass diese Koordinaten in dezimalen Breiten- und Längengraden angegeben sind.

Fragen: Wie groß ist die räumliche Ausdehnung der angezeigten Ansicht in Bezug auf Breiten- und Längengrade? Wo liegt der Punkt (0,0) Breite und Länge auf der Erdoberfläche? Was stellt dieser Standort dar?

2. Robinson-Projektion

Erstellen Sie eine neue Ansicht, indem Sie im Projektfenster auf Neu klicken, während das Ansichtssymbol hervorgehoben ist. Dies sollte zur Erstellung eines neuen Ansichtsfensters mit der Bezeichnung View2 führen. Fügen Sie dieser Ansicht wie zuvor die Themen World94.shp und Deg30.shp hinzu.

Klicken Sie auf Ansicht/Eigenschaften und Sie sehen ein geöffnetes Fenster mit Optionen für die Projektion. Klicken Sie auf die Schaltfläche Projektion. Unter Projektionen der Welt sehen Sie einen Projektionstyp mit der Bezeichnung Robinson . Klicken Sie in den beiden geöffneten Fenstern auf OK, und die Ansicht wird so umgewandelt, dass sie in einer Robinson-Projektion angezeigt wird. Dies ist ein relativ neuer Kartenprojektionsstil für die Erde, der die gesamte Erde an jedem Ort mit minimaler Verzerrung darstellen soll. Wenn Sie den Mauszeiger über diesen Bereich bewegen, sehen Sie, dass die Koordinaten jetzt in einer ganz anderen Einheit liegen, nämlich Meter im projizierten Koordinatensystem.

Gehen Sie zurück zu Ansicht/Eigenschaften und klicken Sie unter Projektionstyp auf den Pfeil rechts neben Robinson , wodurch ein Anzeigefenster geöffnet wird, in dem Sie Geografisch auswählen können. Klicken Sie auf OK, OK , und die Ansicht wird wieder in das ursprüngliche Erscheinungsbild umgewandelt.

Gehen Sie zurück zu Ansicht/Eigenschaften und projizieren Sie die Ansicht erneut in die Robinson-Projektion. Hier ist ein Bild der Welt in der Robinson-Projektion. Um Ihre Ansichtswelt in Robinson Projection wie im Bild gezeigt zu beschriften, verwenden Sie wie zuvor Ansicht/Eigenschaften, um das Feld Name zu ändern.

3. Blick aus dem Weltraum

Erstellen Sie eine weitere neue Ansicht (Ansicht 3) nach dem gleichen Verfahren wie zuvor, und fügen Sie World94.shp und Deg30.shp als Designs hinzu.

Gehen Sie zur Sequenz Ansicht/Eigenschaften und wählen Sie diesmal unter Projektionstyp Ansicht aus dem Weltraum (die letzte Option in der Liste der Projektionen der Welt ). Sie werden eine schöne 3-D-Ansicht des Globus von einem Aussichtspunkt über Massachusetts, USA, sehen. Wenn Sie sehen möchten, wie die Welt von oben in Rabat, Marokko, aussieht, gehen Sie zurück zum Projektionsauswahlfenster, klicken Sie auf Benutzerdefiniert und geben Sie dann -7 für den Mittelmeridian und 32 für den Referenz-Breitengrad ein (der Projektionsname ändert sich in "Orthographic" wenn Sie dies tun). Und da ist die Welt um Rabat, Marokko! Ändern Sie den Ansichtsnamen in World from Above Rabat, Marokko, indem Sie das gleiche Verfahren wie zuvor verwenden.

Fügen Sie der Ansicht das Design Cities.shp hinzu und wählen Sie Vielleicht möchten Sie versuchen, die Welt von einigen anderen Orten aus zu betrachten. Sie können die Koordinaten von Orten auf der Erde erhalten, indem Sie die Erde in der geografischen Projektion betrachten. Spielen Sie ein bisschen herum und haben Sie Spaß!

So würde ein Blick auf die Welt vom Weltraum über Rabat, Marokko, aussehen.

4. Layout der Projektionen der Welt

Das Projekt sollte jetzt drei Ansichten der Welt enthalten: in geographischen Koordinaten, die Robinson-Projektion und die Ansicht aus dem Weltraum. Stellen Sie sicher, dass sie alle geöffnet sind. Klicken Sie im Projektfenster auf das Layout-Symbol und klicken Sie auf Neu. Dadurch wird ein leeres Layoutfenster erstellt. Verwenden Sie das Kartensymbol am rechten Ende der unteren Symbolleiste, um einen Bereich im Layout für Ansicht 1 (Welt in geografischen Koordinaten) zu erstellen und die Ansicht diesem Bereich hinzuzufügen. Wiederholen Sie die Übung für Ansicht2 (Welt in Robinson-Projektion) und Ansicht3 (Welt von oben Rabat, Marokko).

Beschriften Sie die Weltansichten mit dem Textwerkzeug in der unteren Werkzeugleiste. Wenn Ihre Beschriftung zu klein ist (der Standardwert ist 14 Punkt), verwenden Sie Window/Show Symbol Palette, um die Palette aufzurufen, klicken Sie auf die Schaltfläche ABC, um die Font-Palette zu erhalten, und ändern Sie dann die Schriftgröße auf vielleicht 24 oder 36 Punkt. Wenn Sie den Schriftzug einfärben möchten, wählen Sie das Pinselsymbol in der Werkzeugpalette und scrollen Sie in der Farbpalette von Vordergrund zu Text nach vorne und wählen Sie dann die Farbe für den Text. Beschriften Sie einige der Hauptmeridiane und Parallelen in der geografischen Koordinatenansicht.

Wenn möglich, drucken Sie das Layout aus. Speichern Sie das Projekt ( Datei/Projekt speichern unter ), damit Sie es später nicht erneut erstellen müssen, wenn Sie es erneut benötigen.

Projektionen von Afrika

In diesem Teil der Übung werden wir eine Kartenprojektion untersuchen, die für die Kartierung des afrikanischen Kontinents verwendet werden könnte.

1. Geographische Koordinaten

Erstellen Sie ein neues Projekt, indem Sie auf Datei/Neues Projekt klicken. Speichern Sie bei Bedarf Änderungen an Ihrem vorherigen Projekt, bevor es automatisch geschlossen wird. Öffnen Sie eine neue Ansicht. Fügen Sie der Ansicht die Themen Afrbord.shp und Latlong.shp hinzu. Dies sind ein Umriss afrikanischer Länder und ein 5-Grad-Raster von Breiten- und Längengraden als Linienthema. Positionieren Sie das Latlong-Thema über dem Afrika-Thema, sodass Sie das Raster über dem Kontinent sehen können. Hier ist ein Bild von dem, was Sie sehen sollten:

Frage: Wie groß ist die geografische Ausdehnung Afrikas? Geben Sie die östlichen und westlichen Längengrade für Afrika und die für die nördliche und südliche Ausdehnung des Kontinents genau an. Identifizieren Sie den Äquator und verwenden Sie das Werkzeug (machen Sie afrbord.shp zum aktiven Thema und doppelklicken Sie mit diesem Werkzeug auf ein Kartenpolygon), um die Namen der Länder zu bestimmen, die der Äquator in Afrika durchquert. Wenn wir einen vertikalen Schnitt aus der Welt entfernt hätten, der entlang der Meridiane verläuft, die die östlichsten und westlichsten Punkte Afrikas definieren, wie viel hätten wir dann ausgeschnitten?

2. Transversale Mercator-Projektion

Die transversale Mercator-Projektion wird gebildet, indem Erdkoordinaten auf einen Zylinder projiziert werden, der die Erde entlang eines Längenmeridians tangiert. Dies ist eine konforme Projektion, was bedeutet, dass kleine Formen beibehalten werden. Die einzigen Parameter, die zum Definieren dieser Projektion erforderlich sind, sind die Länge des Mittelmeridians und eine Referenzbreite, obwohl auch ein Skalierungsfaktor, falscher Rechtswert und falscher Hochwert angegeben werden können. Die Verzerrung nimmt zu, wenn Sie sich vom Mittelmeridian entfernen. Diese Projektion wird häufig verwendet, um Verzerrungen bei der Anzeige von Landmassen zu minimieren, die sich von Norden nach Süden erstrecken.

Erstellen Sie eine neue Ansicht, Ansicht2, und fügen Sie der Ansicht wie zuvor Afrbord.shp und Latlong.shp hinzu. Gehen Sie zu Ansicht/Eigenschaften und stellen Sie sicher, dass Karteneinheiten mit Dezimalgrad beschriftet sind, da die Ansicht, die Sie betrachten, in geografischen Koordinaten vorliegt. Klicken Sie auf Projektion , wählen Sie Benutzerdefiniert aus, und wählen Sie unter den angebotenen Projektionsoptionen die Transverse Mercator-Projektion aus. Wählen Sie 20 als Mittelmeridian, klicken Sie auf OK und OK. Sie können Afrika vergrößern, um ein Bild wie das unten gezeigte zu erstellen. Beachten Sie, dass der Meridian bei 20 E der einzige gerade Meridian ist, alle anderen Meridiane sind gekrümmte Linien.

3. Layout der Projektionen von Afrika

Das Projekt sollte jetzt zwei Ansichten von Afrika enthalten: in geographischen Koordinaten und in der transversalen Mercator-Projektion. Stellen Sie sicher, dass beide geöffnet sind. Klicken Sie im Projektfenster auf das Layout-Symbol und klicken Sie auf Neu. Dadurch wird ein leeres Layout-Fenster erstellt. Verwenden Sie das Kartensymbol am rechten Ende der unteren Symbolleiste, um einen Bereich im Layout für Ansicht 1 zu erstellen und die Ansicht diesem Bereich hinzuzufügen. Wiederholen Sie die Übung für View2.

Beschriften Sie die Ansichten von Afrika mit dem Zeichenwerkzeug (Beschriftet mit T in der unteren Symbolleiste). Wenn Ihre Beschriftung zu klein ist (der Standardwert ist 14 Punkt), verwenden Sie Fenster / Symbolpalette anzeigen, um die Palette anzuzeigen, klicken Sie auf die Schaltfläche ABC, um die Schriftpalette zu erhalten, und ändern Sie dann die Schriftgröße auf vielleicht 24 oder 36 Punkt. Beschriften Sie einige der Hauptmeridiane und Parallelen in der geografischen Koordinatenansicht.

Wenn möglich, drucken Sie das Layout aus. Speichern Sie das Projekt (Datei/Projekt speichern unter), damit Sie es später nicht erneut erstellen müssen, wenn Sie es erneut benötigen.

Projektionen von Marokko

1. Geographische Koordinaten

Erstellen Sie ein neues Projekt, öffnen Sie eine Ansicht und fügen Sie der Ansicht die Themen afrbord.shp , latlong.shp und Cities.shp hinzu.

Um nur Marokko auszuwählen, kann eine Sonderanzeige zum Thema Afrika wie folgt eingerichtet werden:

  • Markieren Sie das Thema Afrbord.shp in der Legendenleiste der Ansicht
  • Wählen Sie Thema/Eigenschaften aus den Pulldown-Menüs und klicken Sie im angezeigten Anzeigefenster auf das kleine Hammersymbol (dieses Hammersymbol bedeutet "das Thema abfragen").
  • Anschließend wird Ihnen ein Abfrage-Generator-Menü angezeigt. Doppelklicken Sie unter Felder auf [Name], sodass es im leeren Fenster unter der Spalte Felder angezeigt wird, doppelklicken Sie dann auf die Schaltfläche = in der Mitte der Anzeige und stellen Sie sicher, dass = zur unten angezeigten Abfrage hinzugefügt wird, und scrollen Sie schließlich das Fenster mit der Bezeichnung Werte herunter und wählen Sie "Morocco" , doppelklicken Sie darauf, um sicherzustellen, dass es das Abfragefenster betritt. Im Abfragefenster sollte nun die Zeile angezeigt werden:

Wenn Sie nicht alle Komponenten der Abfrage korrekt erstellt haben, klicken Sie im Fenster Abfrage-Generator auf Abbrechen und beginnen Sie erneut mit der Erstellung der Abfrage.

Hier ist ein Bild von Marokko in geografischen Koordinaten.

Das Breiten-/Längen-Raster wird in 5-Grad-Intervallen von Breiten- und Längengrad angezeigt. Um zu bestimmen, welchen Breiten- oder Längengrad eine bestimmte Linie darstellt, markieren Sie das Thema latlong.shp in der Legendenleiste und verwenden Sie das Informationswerkzeug in der Symbolleiste. Wenn Sie auf jede Zeile klicken, erhalten Sie in einem kleinen Anzeigefenster die Informationen zu dieser Zeile. Sie können das gleiche Tool verwenden, um die Namen der Städte in Cities.shp zu bestimmen (denken Sie daran, Cities.shp zum aktiven Theme zu machen, damit dies funktioniert).

Fragen: Wie groß ist die geografische Ausdehnung Marokkos im nächsten Grad im Norden, Süden, Osten und Westen? den Längengrad und Breitengrad von Rabat.

2. Lambert-konforme Kegelprojektion

Die Lambert Conformal Conic Projektion ist eine Standardprojektion zur Darstellung von Karten von Landgebieten, deren Ost-West-Ausdehnung im Vergleich zu ihrer Nord-Süd-Ausdehnung groß ist. Obwohl die Nord-Süd-Ausdehnung Marokkos fast so groß ist wie die Ost-West-Ausdehnung, nehmen wir diese Projektion als Beispiel. Diese Projektion ist in dem Sinne "konform", dass Breiten- und Längenlinien, die auf der Erdoberfläche senkrecht aufeinander stehen, im projizierten Bereich auch senkrecht aufeinander stehen. Parameter, die die Lambert-konforme Kegelprojektion definieren, sind der Mittelmeridian, eine Referenzbreite und zwei Standardparallelen. Der Mittelmeridian sollte durch die Mitte des interessierenden Bereichs verlaufen, der Referenz-Breitengrad sollte dort liegen, wo Sie den Mittelpunkt eines Koordinatensystems vermuten (normalerweise in der Mitte oder unterhalb der Ausdehnung der geografischen Merkmale). Als allgemeine Regel sollten sich die beiden Standardparallelen ungefähr 1/6 vom unteren und 1/6 vom oberen Rand der geografischen Ausdehnung der kartierten Features befinden. Diese Richtlinien gelten sowohl für die hier besprochene Lambert-konforme Kegelprojektion als auch für die im nächsten Abschnitt beschriebene Albers-Equal-Area-Projektion.

Erstellen Sie eine neue Ansicht (View2), fügen Sie afrbord.shp und latlong.shp hinzu und wählen Sie wie zuvor nur Marokko für die Anzeige aus.

Um Marokko in der Lambert Conformal Conic-Projektion anzuzeigen, markieren Sie das Design afrbord.shp, gehen Sie zu Ansicht/Eigenschaften , stellen Sie die Karteneinheiten auf Dezimalgrade ein und klicken Sie auf die Projektionsleiste, klicken Sie auf Benutzerdefiniert und wählen Sie im angezeigten Fenster Projektionseigenschaften die Option Projektion: Lambert Conformal Conic . Setzen Sie den Mittelmeridian auf -7, stellen Sie Standardparallel 1 auf 29, Standardparallel 2 auf 34,5 und den Referenz-Breitengrad auf 25 ein. Klicken Sie in den beiden Anzeigefenstern auf OK, um die Ansicht in den projizierten Bereich umzuwandeln. Beachten Sie, wie sich die Meridiane nun von einem Ursprung im Rotationszentrum der Erde aus auffächern (eine Folge der Verwendung einer konischen Projektion, die auf der Rotationsachse der Erde zentriert ist). Die gezeigte Anzeige ist diejenige, die durch Aufschneiden des Kegels auf der Rückseite und Aufklappen des Kegels, so dass er flach auf dem Tisch liegt, erzeugt würde.

Hier ist ein Beispiel für die Lambert-konformen Kegelmeridiane und Parallelen

Marokko ist ein dunkler Punkt in der Mitte der Meridiane. Verwenden Sie das Zoom-Werkzeug, um Marokko hervorzuheben. Der für diese Projektion verwendete Mittelmeridian betrug 7 W, die als vertikale Linie, falls vorhanden, auf dem Display erscheinen würde. Eine nähere Ansicht von Marokko ist unten gezeigt.

2. Albers Equal-Area-Projektion

Die Albers Equal Area Projektion hat die Eigenschaft, dass die durch ein beliebiges Paar von Parallelen und Meridianen begrenzte Fläche genau zwischen dem Bild dieser Parallelen und Meridiane im projizierten Bereich reproduziert wird, d. h. die Projektion behält die korrekte Fläche der Erde bei, obwohl die Richtung verzerrt wird , Abstand und Form etwas.

Erstellen Sie eine neue Ansicht (View3), fügen Sie afrbord.shp und latlong.shp hinzu und wählen Sie Marokko wie zuvor aus.

Um Marokko in der Albers Equal-Area-Projektion anzuzeigen, markieren Sie das Thema afrbord.shp, gehen Sie zu Ansicht/Eigenschaften , stellen Sie die Karteneinheiten auf Dezimalgrad ein, klicken Sie auf die Projektionsleiste, klicken Sie auf Benutzerdefiniert und wählen Sie im angezeigten Fenster Projektionseigenschaften die Option Projektion: Albers Flächengleicher Kegelschnitt . Setzen Sie den Mittelmeridian auf -7, stellen Sie Standardparallel 1 auf 29, Standardparallel 2 auf 34,5 und den Referenz-Breitengrad auf 25 ein. Klicken Sie in den beiden Anzeigefenstern auf OK, um die Ansicht in den projizierten Bereich umzuwandeln. Das Bild, das Sie sehen, sieht dem der Lambert-Projektion sehr ähnlich.

Wenn Sie einen Breiten- und Längengrad von 5 Grad nehmen, wie in den Ansichten gezeigt, ist das Verhältnis des Ost-West-Abstands zwischen den Meridianen zum Nord-Süd-Abstand zwischen den Parallelen Cos (Breitengrad) : 1. Zum Beispiel , bei 30 Grad N, Cos(30) = 0,866, also ist das Verhältnis 0,866 : 1, bei 45 Grad N, Cos(45) = 0,707, also ist das Verhältnis 0,707 : 1. In der projizierten Albers-Ansicht (Ansicht 3), Das Ergebnis ist, dass quadratische Kästchen mit Breiten- und Längengrad als langgestreckte Vierecke mit einer längeren Basis als ihre Oberkante erscheinen. Diese Dehnung wird deutlicher, wenn Sie sich den Polen nähern. Sie können dies sehen, wenn Sie aus Marokko herauszoomen. In geographischen Koordinaten geht der Effekt der realen Konvergenz der Meridiane verloren, da das Breiten- und Längengradgitter einen Satz senkrechter Linien bilden.

5. Layout der Projektionen von Marokko

Das Projekt sollte nun drei Ansichten des Marokkos enthalten: in geographischen Koordinaten, die Lambert Conformal Conic Projection und die Albers Equal-Area Conic Projection. Stellen Sie sicher, dass sie alle geöffnet sind. Klicken Sie im Projektfenster auf das Layout-Symbol und klicken Sie auf Neu . Dadurch wird ein leeres Layoutfenster erstellt. Verwenden Sie das Kartensymbol am rechten Ende der unteren Symbolleiste, um einen Bereich im Layout für Ansicht 1 zu erstellen und die Ansicht diesem Bereich hinzuzufügen. Wiederholen Sie die Übung für View2 und View3.

Beschriften Sie die Ansichten von Marokko mit dem Textwerkzeug (Beschriftet mit T in der unteren Symbolleiste). Wenn Ihre Beschriftung zu klein ist (der Standardwert ist 14 Punkt), verwenden Sie Fenster/Symbolpalette anzeigen, um die Palette anzuzeigen, klicken Sie auf die Schaltfläche ABC, um die Schriftpalette zu erhalten, und ändern Sie dann die Schriftgröße auf vielleicht 24 oder 36 Punkt. Beschriften Sie einige der Hauptmeridiane und Parallelen in der geografischen Koordinatenansicht.

Drucken Sie das Layout aus. Speichern Sie das Projekt (Datei/Projekt speichern unter), damit Sie es später nicht erneut erstellen müssen, wenn Sie es erneut benötigen.

Diese Materialien können für Studium, Forschung und Bildung verwendet werden, aber bitte erwähnen Sie die Autoren und das Center for Research in Water Resources, The University of Texas at Austin. Alle kommerziellen Rechte vorbehalten. Copyright 1997 Zentrum für Wasserressourcenforschung.


1 Antwort 1

Räumliche Referenzsysteme sind Koordinatensysteme, die auf einem Modellellipsoid oder Projektionskoordinatensystemen definierte geographische Koordinatensysteme sein können.

Ein Projektionskoordinatensystem wird durch vier Parametergruppen definiert:

  1. Modell Ellipsoid,
  2. Projektionstyp
  3. Projektionsparameter
  4. Maßeinheit

EPSG-Codes beziehen sich auf vollständige räumliche Bezugssysteme oder Modellellipsoide.

Sie sagen, dass Sie einen EPSG-Code für Projektionskoordinatensysteme benötigen, die WGS84 als Modellellipsoide und Mercator-, Lambert-konforme konische und stereografische Projektionen verwenden. Diese Projektionen erfordern zusätzliche Parameter wie den Mittelmeridian und die Ursprungsbreite. Die Auswahl der Parameter hängt von Ihrer Interessenregion ab.

Du könntest anfangen mit EPSG:4326 das ist ein geographisches Koordinatensystem mit Graden als Einheiten.

Da sich Ihr Interessengebiet im Süden Brasiliens zu befinden scheint, sollten Sie als Nächstes Folgendes in Betracht ziehen: EPSG: 32722 das bleibt für Universal-Quer-Mercator-Zone 22S und verwendet das WGS84-Ellipsoid.

Betrachten Sie für eine Lambert-konforme Kegelprojektion ESRI:102015 das bleibt für Südamerika Lambert Conformal Conic. Dieser Raumbezug verwendet ein Modellellipsoid, das sich von WGS84 unterscheidet, daher kann dies ein Problem für Sie darstellen. Die Standardparallelzahlen für diese Projektion sind 5S und 42S, was bedeutet, dass die Verzerrung für Regionen größer wäre, die von diesen Breitengraden entfernt liegen, d. h. die nördliche Hemisphäre oder die antarktischen Regionen.

Endlich für einen stereografischen Polar, den Sie in Betracht ziehen könnten EPSG:3031. Ein Antarktische Polar-Stereografie Projektionskoordinatensystem, das WGS84 als Modellellipsoid verwendet.


Was ist der Zweck der Kegelprojektion?

Achten Sie noch viel mehr darauf. Und wofür werden Kegelprojektionen verwendet?

Die Verzerrung an den Polen ist so extrem, dass viele Karten die verwenden konische Projektionen Entfernen Sie die Polarregionen. Konische Projektionen sind in der Regel benutzt für Zonen mittlerer Breite mit Ost- und Westausrichtung. Sie werden normalerweise nur auf Teile (wie Nordamerika oder Europa) einer Hemisphäre angewendet.

Wissen Sie auch, was eine polykonische Projektion ist und warum sie nützlich ist? Das Polykonische Projektion. Pro: Es ist besonders nützlich für die Kartierung großer Gebiete in den mittleren Breiten. Nachteil: Landmassenformen außerhalb der mittleren Breiten werden verzerrt, je weiter weg, desto mehr verzerrt.

Was sind außerdem die Vorteile der konischen Projektion?

Der Bürgermeister Vorteil der Lambert-konformen Konisch Karte Projektion So bleibt die Konformität erhalten. Obwohl Abstände einigermaßen genau sind und entlang von Standardparallelen beibehalten werden, sind sie nicht flächentreu, da die Verzerrung von Standardparallelen weg zunimmt.

Wo sind Kegelprojektionen am genauesten?

Konische Projektionen sind am genauesten bei A. Breitengrade, die vom Kegel berührt werden.


Lambert-konformer Kegelschnitt zu geographischen Transformationsformeln

Auf dieser Seite wird erläutert, wie Lambert-konforme Kegelprojektionskoordinaten ( N , E ) in ihre geographischen Äquivalente umgewandelt werden und umgekehrt.

Projektionsparameter

Die Gleichungen auf dieser Seite verwenden die folgenden Parameter, die für die jeweilige Projektion spezifisch sind, in die oder aus der konvertiert wird. Die korrekten Werte für verschiedene Neuseeland-Projektionen finden Sie im Abschnitt "Projektionen".

ein Haupthalbachse des Referenzellipsoids
f Ellipsoide Abflachung
Breitengrad der ersten Standardparallele
Breitengrad der zweiten Standardparallele
Ursprungsbreite
Ursprungslängengrad
Falscher Nordwert
Falscher Osten
Breitengrad des Berechnungspunktes
λ Längengrad des Berechnungspunktes
Nein Hochwert des Berechnungspunktes
E Rechtswert des Rechenpunktes

Die folgenden Gleichungen sind in drei Abschnitte unterteilt:

Projektionskonstanten

Bevor Transformationen vorgenommen werden können, müssen mehrere zusätzliche Parameter berechnet werden (. ). Diese Parameter sind für eine Projektion konstant.

und werden durch die Auswertung mit und erhalten,

, und werden durch Auswertung mit , und erhalten,

erhält man durch Auswertung mit

Geografisch zu Lambert-konforme Projektion

Die Umrechnung von geografischen Koordinaten (, ) in Projektionskoordinaten ( N , E ) erfolgt in mehreren Schritten. Bestimmen Sie zuerst und

unter Verwendung der Breite des Berechnungspunktes () und der obigen Formeln. Bewerten Sie dann den Längengrad des Berechnungspunkts () mit:

Der Projektionshochwert ( N ) des Berechnungspunktes wird berechnet mit:

Schließlich wird der Projektionsostwert ( E ) des Berechnungspunktes berechnet mit:

Lambert-konforme Projektion auf geografische

Die Umrechnung von Lambert-Projektionskoordinaten (N, E) in geographische Koordinaten (f, l) erfolgt in mehreren Schritten. Bestimmen Sie zunächst , ,

, und verwenden Sie die folgenden Formeln:

Der Breitengrad des Berechnungspunktes muss iterativ berechnet werden. Die erste Näherung ergibt sich aus:

Dieser Wert von sollte erneut in die obige Formel eingesetzt werden, bis sich aufeinanderfolgende Werte nicht ändern. Dies wird typischerweise nach drei Iterationen erreicht.
Der Längengrad des Berechnungspunktes () wird bestimmt mit:


Verweise

Das GISS gibt die bei einem Vorfall verwendeten Dateinamenskonventionen an andere GIS-Spezialisten weiter, einschließlich der GIS-Mitarbeiter der Hosting-Einheit und der regionalen GIS-Mitarbeiter. Bei einem Vorfall stellt der Situation Unit Leader (SITL)​ (oder, falls kein SITL vorhanden ist, der Leiter der Planungsabteilung oder der Typ 3 oder Typ 4 Incident Commander) sicher, dass die in der Situation Unit arbeitenden Personen die NWCG-Standards einhalten, einschließlich der Benennungsstandards Konventionen. NWCG-Standards stellen einen nationalen behördenübergreifenden Standard dar und sollten auf Vorfallebene nicht außer Kraft gesetzt werden.


Abschnitt sieben: Projizierte Koordinatensysteme (AKA „Projektionen“)

In den letzten drei Abschnitten haben wir uns angesehen, wie Referenzellipsoide mit Geoiden über Passpunkte kombiniert werden, um Datumsangaben zu erstellen und wie geografische Gitter eine Winkelmaßeinheit verwenden, um Schnittpunkte von Nord-Süd- und Ost-West-Linien (Parallel und Meridiane) beginnend bei . zu beschriften einen Hauptmeridian am Beispiel des Breiten-Längen-Systems. Wir haben dann gelernt, dass die Kombination eines bestimmten Datums mit einem geografischen Gitter eine genaue Möglichkeit bietet, diese beschrifteten Punkte mithilfe des geografischen Koordinatensystems zu lokalisieren. In diesem letzten Abschnitt werden wir uns das endgültige Konzept ansehen, das Geodäsie mit GIS verbindet: projizierte Koordinatensysteme.

Es ist zwar möglich, ein geografisches Koordinatensystem im GIS zu verwenden und eine Karte mit Winkeleinheiten zu drucken, aber dieses System macht in unseren Köpfen keinen Sinn. Wenn ich Ihnen sage, dass die Fläche eines bestimmten Ortes 0,00034 Grad im Quadrat beträgt, wie groß ist diese dann? So groß wie Rhode Island oder so groß wie Texas? Sie (ich werde hier eine faire Annahme machen) haben höchstwahrscheinlich keine Ahnung. Wenn ich Ihnen eine Wegbeschreibung zu meinem Haus gegeben habe, indem ich sage: „Fahren Sie die Main Street entlang mit einem Kurs von 270 für 0,029 Breitengrad und biegen Sie auf der 9. Straße links ab. Sie finden mein Haus (das hellblaue) bei 2 08’59.96” N, 110 50’09.03” W”, Sie würden es wahrscheinlich schwer haben, es ohne die Verwendung einer GPS-App oder eines GPS-Empfängers zu finden. Insgesamt nehmen wir die Welt nicht in Winkeleinheiten, aber stattdessen von Lineareinheiten - Die Fläche eines Ortes beträgt 1 Meile im Quadrat oder Sie sagen den Leuten, sie sollen "2 Meilen westlich auf dem Main fahren und auf der 9. Straße rechts abbiegen".

Was uns zu unserem ersten Schritt führt, flache Karten zu erstellen, die lineare Maßeinheiten verwenden: „Entferne“ die Erdkruste und drücke sie flach. Sobald es flach ist, können wir ein Holzlineal verwenden und in linearen Einheiten (Zoll und Zentimeter) messen, und da eine Karte definiert ist als ein zweidimensionales maßstabsgetreues Modell der Erdoberfläche, das dem Benutzer eine Botschaft übermittelt, jeder Zoll oder Zentimeter würde eine reale Einheit wie Meilen oder Kilometer darstellen). Der Vorgang ist jedoch nicht so einfach wie das Entfernen der Erdkruste und das Flachdrücken. Wie das Schälen einer Mandarine und das Zerschlagen der Schale mit der Hand gegen einen Tisch, wenn Sie die Erdkruste abschälen und versuchen, eine flache Karte daraus zu machen, wird sie genauso aussehen – keine wirkliche Form und weit von nützlich.

ABBILDUNG 2.20: Eine flache Weltkarte zu erstellen ist so ähnlich und doch so anders, als einfach die Kruste zu entfernen und sie wie eine Mandarinenschale flach zu zerschlagen

Der Prozess, bei dem eine Projektionsmethode verwendet wird, um ein projiziertes 2D-Koordinatensystem (eine flache Karte von einem runden Globus) zu erstellen, ist komplizierter als das einfache Abschälen der Kruste und das flache Zerschlagen, und das Ergebnis ist ein Nebeneffekt, der als Kartenverzerrung bezeichnet wird, aber wie als Bonus für die Komplikation (wie wir gleich sehen werden) kommt ein viel übersichtlicheres, leichter verständliches Produkt. Wir werden im nächsten Abschnitt einige Zeit damit verbringen, die Idee der Projektionsmethoden zu untersuchen und projizierte Koordinatensysteme zu erstellen, aber für den Moment verstehen wir nur, dass es die Methode ist, die wir verwenden, um die Formen der runden Erde auf eine flache Karte zu übertragen.

Da wir bei der Erstellung projizierter Koordinatensysteme etwas Rund nehmen und es als etwas Flaches darstellen, haben wir nur die Wahl: 1. eine funky Form (wie die Orangenschale oben), die uns ohne Verzerrung präsentiert, oder 2. eine Projektion verwenden erstellen Sie eine vertrautere Form, z. B. ein Rechteck, aber führen Sie Verzerrungen in die Karte ein. Das Problem bei ersterem ist der Mangel an Nützlichkeit der funky Form (wie würden Sie die Fläche Südamerikas auf dieser Orangenschale messen?), und das Problem bei letzterem ist, dass es keine spezifische Projektionsmethode gibt, die oder reduziert bewahrt alle Arten von Verzerrungen.

Verzerrung ist ein Nebenprodukt des Projektionsprozesses. Da wir keine flachen Karten wollen, die wie die Orangenhaut aussehen, die wir oben sehen, werden einige Messungen verzerrt, wenn wir die Land- und Ozeanmassen wieder an ihren Platz verschieben. Um die Form der Kontinente zu erhalten, müssen wir sie dehnen und verschieben, was dazu führt, dass die Fläche nicht mehr wahr ist. Wenn wir versuchen, den Bereich beizubehalten, wird die Form verzerrt. Wenn die Kontinente verschoben und die Formen verzerrt werden, wird der Abstand zwischen ihnen beeinflusst. Wenn der Abstand eingehalten wird, werden Form und Fläche verzerrt. Die einzige Möglichkeit, alle Messungen wahr zu halten, besteht darin, die flache Karte in Form der zertrümmerten Orangenschale zu gestalten - was uns an den Anfang zurückführt, an dem die Karten nutzlos waren.

Einige Projektionsverfahren sind darauf ausgelegt, die Formen der dargestellten Bereiche beizubehalten (insbesondere „konform“), während andere darauf ausgelegt sind, den Abstand zu erhalten (insbesondere „äquidistant“), und wieder andere behalten Richtung, Form und Maßstab bei. Aufgelistet sind die sechs Hauptarten von Verzerrungen, denen wir bei Projektionen aus geographischen Koordinatensystemen begegnen:

  1. Form (die Form des Welt-Features im Vergleich zur auf der Karte gezeichneten Form)
  2. Fläche (die gemessene Fläche eines Weltmerkmals)
  3. Entfernung (die gemessene Entfernung zwischen zwei Weltmerkmalen)
  4. Richtung (die Himmelsrichtung zwischen zwei Weltmerkmalen, abzüglich der Entfernungsinformationen)
  5. Peilung (die Himmelsrichtung, die von einem Weltmerkmal zu einem anderen misst)
  6. Maßstab (Vergleich der Größe von zwei Weltmerkmalen mit den gleichen zwei auf einer Karte gezeichneten)

Oder wie es ein GIS-101-Student einmal formulierte: "Kartenverzerrung durch die Projektionsmethode ist etwas" SADD BS".

So gerne ich jedes Semester in eine Plastikkugel reißen würde, um das zu veranschaulichen, so praktikabel ist das nicht. Sehen Sie sich stattdessen das folgende Video an. Es macht eine großartige Arbeit, projizierte Koordinatensysteme und Verzerrungen zu erklären. Es wird Ihnen helfen, die Verzerrung und den Rest des Abschnitts zu verstehen.

2.7.1: Projektionen erstellen

Um zu verstehen, wie die runde Welt durch die Projektion flach gemacht wird, stellen Sie sich vor, Sie wären ein Erdforscher, der in der Mitte einer klaren Kugel steht. Nach dem High-Five mit den Jungs von Fragglerock schaust du hinaus und siehst alle Kontinente, die dich umgeben. Wenn Sie in Richtung Washington Monument blicken, haben Sie bemerkt, dass jemand damit in die Mitte eines Stücks steifen Kartons gestochen hat, ähnlich wie es ein Lunchserver mit einem ausgefüllten Ticket tun würde. Nennen wir dieses Stück Karton eine abwickelbare Fläche (wenn die abwickelbare Fläche flach ist, nennen wir dies azimutal). Dieses Blatt Papier ist aus Ihrer Sicht so groß, dass es einen Hintergrund für ganz Nord- und Südamerika schafft. Da der Karton steif ist, berührt er die Erde nur am Washington Monument (dem Tangentialpunkt) und „schwebt“ an allen anderen Punkten über der Oberfläche.

Aus dem Zentrum der Welt nimmst du deine handliche Light Gun of Science (LGoS) und beginnst, sie auf jede Stadt in Nord- und Südamerika zu richten. Wenn der Strahl Ihres LGoS eine Stadt durchquert und auf den Karton trifft, hinterlässt er eine beschriftete Markierung (es ist immerhin eine Light Gun of Science). So wie ein Filmprojektor das Bild vom Objektiv an die Wand wirft, projiziert Ihr LGoS einen beschrifteten Stadtpunkt vom Rand der Weltkugel auf den Karton.

Sie bemerken, dass die Entfernung, die das Licht vom Rand des Globus bis zum Karton in Washington DC zurücklegt, null ist, da der Karton an diesem Punkt den Globus berührt. Sie bemerken auch, dass die Entfernung, die das Licht zurücklegt, wenn es sich von DC entfernt, zunimmt. Und weil das Washington Monument nicht genau im Zentrum der Vereinigten Staaten liegt, ist die Strecke, die das Licht zwischen New York und der Pappe zurücklegen muss, kürzer als die Distanz zwischen Los Angeles und der Pappe.

ABBILDUNG 2.21: LGoS vs. Nord- und Südamerika
LGoS vs. Nord- und Südamerika: Technisch gesehen eine schräge gnomonische ProjektionDas Mapparium in der Mary Baker Eddy Library in Boston lässt Sie die Geographie der Erde ohne so viele Kompromisse erleben.

Nachdem Sie alle größeren Städte markiert haben, markieren Sie mit dem LGoS den gesamten Rand des nord- und südamerikanischen Kontinents. Sobald Sie die Pappe vom Washington Monument genommen haben, verbinden Sie die Punkte, um die Umrisse der beiden Landmassen zu zeichnen, ziehen Sie mit einem Lineal ein sauberes Raster über das Ganze und geben Sie ihm einen Namen, der den angezeigten Bereich und die Methode widerspiegelt verwendet, um es zu erstellen.

Herzlichen Glückwunsch, Sie haben Ihre erste Projektion gemacht.

ABBILDUNG 2.22: LGoS vs. Nord- und Südamerika
Das Ergebnis Ihrer Projektion. Schräge gnomonische Projektionen verzerren die Karte zunehmend vom Tangentialpunkt weg
Der Hauptpunkt
Projizierte Koordinatensysteme werden erstellt, wenn eine einzelne Lichtquelle verwendet wird, um ein Bild von Landmerkmalen auf eine ebene Oberfläche zu projizieren, um die runde Erde auf eine flache Karte zu übertragen und damit die markierten Punkte auf dem GCS mit den markierten Punkten zu verbinden auf dem PCS. Diese Methode hat einige Konsequenzen in Form von Verzerrungen, die als Form, Fläche, Größe, Peilung, Abstand und Richtung dargestellt werden, wobei zu beachten ist, dass die Verzerrung in der Nähe der Stelle, an der die entwickelbare Oberfläche das GCS berührt, die geringste Verzerrung aufweist, während diese Weit entfernte Orte haben die meisten Verzerrungen. Einige projizierte Koordinatensysteme sind so konzipiert, dass sie zwischen einem und drei Faktoren beibehalten, müssen dafür aber die anderen aufgeben.

2.7.2: Projektionsmethoden

Wie im ersten Abschnitt besprochen, besteht das Hauptziel beim Erstellen eines projizierten Koordinatensystems darin, eine flache Darstellung einer runden Erde (eine Karte) zu erstellen, die lineare Maßeinheiten verwendet (da wir am besten in linearen Einheiten denken), während die Verzerrung minimiert wird. Wenn Sie sich Ihre mit Ihrem LGoS erstellte Oblique Gnomonic Projection ansehen, gibt es Verzerrungen. Das Licht, das in Los Angeles eine längere Strecke von der Erdoberfläche zurücklegt, bevor es auf die entwickelbare Oberfläche trifft, vs. New York. Diese längere Bewegungsstrecke zwischen den 3D- und den 2D-Objekten ist die Quelle der zuvor diskutierten Verzerrung (zusammen mit der Notwendigkeit, die Landmassen zu dehnen, zu biegen und zu ziehen, damit sie in die gewünschte entwickelbare Oberfläche passen). Die schräge gnomonische Projektionsmethode erzeugt eine Verzerrung von Fläche und Entfernung. Wenn Sie also die Entfernung messen oder die Fläche auf der resultierenden Karte berechnen, werden Sie feststellen, dass die gemessenen Werte von den in der Praxis akzeptierten Werten abweichen (basierend auf Geodäsie) und diese Variation wird auf der Karte nicht konstant sein. Ihre Karte zeigt eine Zunahme der Fläche und des Abstands vom Tangentialpunkt (Washington Monument) weg.

Abbildung 2.23: Die drei Haupttypen von Projektionsmethoden - Azimutal (planar), zylindrisch und konisch

Während das LGoS-Beispiel eine alberne Visualisierung davon war, wie man ein projiziertes Koordinatensystem erstellen könnte, werden Kartenprojektionen in Wirklichkeit mit einem ziemlich komplizierten, mathematischen Verfahren erstellt. Da dies kein Geodäsie- oder Kalkülkurs ist, werden wir ihn in einen verallgemeinerten fünfteiligen Prozess vereinfachen.

  1. Zunächst wählen wir eine abwickelbare Oberfläche aus. In unserem LGoS-Beispiel haben wir eine entwickelbare Oberfläche gewählt, die als . bekannt ist azimutal oder planar, die unsere Wohnung begann und flach endete. Die anderen beiden häufigsten Beispiele für entwickelbare Oberflächen (aber keineswegs die Grenze) sind zylindrisch und konisch, die als Zylinder bzw. Kegel beginnen. Diese 3D-Optionen werden über die Erde geschoben, manchmal mit der Erde, die genau in die Form passt, und andere, bei denen die Erde etwas zu groß ist und sich an einigen Stellen außerhalb der Form wölbt.
  2. Der zweite Teil beim Erstellen einer Projektion besteht darin, einen Aspekt auszuwählen. Da die Erde mehr oder weniger eine Kugel ist, hat diese Kugel keine Beschränkungen, wie sie in einen Zylinder oder Kegel passen oder wie viele Möglichkeiten Sie ein Stück Pappe darauf kleben können. Wenn Sie sich das Spiel für Kleinkinder vorstellen, bei dem sie die Holzformen in die richtig passenden Löcher legen müssen, ist die Grenze der Spielstein und die Öffnung.

Mit einer Kugel und einem Zylinder oder Kegel sind jedoch keine Grenzen gesetzt. Solange die Kugel einen kleineren Durchmesser hat als der Zylinder oder der breiteste Teil des Kegels, spielt es keine Rolle, in welche Richtung Sie sie drehen, bevor Sie sie hineinlegen (in Wirklichkeit sind wir es auch nicht, wenn es um Projektionen geht begrenzt durch den Durchmesser, da wir die Erde einfach ausbeulen lassen, aber andererseits basieren alle Projektionen auf Mathematik und sind eine Darstellung der realen Welt). Aber zurück zu den Aspekten. Da es keine Einschränkung gibt, wie der Zylinder, der Kegel oder die azimutale Oberfläche über eine Kugel passt, müssen wir vor der Projektion einige gängige Möglichkeiten zum Drehen der Kugel definieren - normale Ausrichtung, transversale Ausrichtung und schräge Ausrichtung. Diese Begriffe variieren je nachdem, auf welche Projektion sie sich beziehen, d. h. normal für die eine kann nicht die gleiche Normale für die andere sein, aber im Allgemeinen ist normal die gebräuchlichste Art, die entwickelbare Oberfläche für diese Projektion über der Erde zu platzieren , quer bedeutet, die abwickelbare Fläche um 90 Grad von der Normalen zu drehen, und schräg sind alle Winkel dazwischen. Beide Konzepte werden in der folgenden Abbildung etwas genauer erklärt.

  1. Der dritte Teil des dreiteiligen Projektionsprozesses besteht darin, alle Punkte aus dem geografischen Raster auf dem GCS auf die abwickelbare Oberfläche zu übertragen. Wir haben gelernt, dass der Begriff Projektion aus der Idee stammt, Licht an einer einzigen Quelle durch den Globus zu leiten und das resultierende Bild zu verfolgen, und das ist es, was wir tun. Wenn das Bild, das ich zeichne, das geografische Gitter ist, kann ich auch die beschrifteten Schnittpunkte dieses Gitters übertragen (denken Sie daran, dass das ganze Ziel beim Erstellen eines GCS darin besteht, ein Gitter über die Erdoberfläche zu zeichnen und jedem Schnittpunkt der Horizontalen und vertikale Linien mit einer Adresse). Nachdem ich das beschriftete Raster von der Erde auf die abwickelbare Oberfläche übertragen habe, wobei die Erde um einen bestimmten Aspekt gedreht ist, kann ich eine Seite der 3D-abwickelbaren Oberfläche ausschneiden und flach ausrollen.
    Sobald ich das geografische Raster in die Projektion übertragen habe und die Adresse jedes Punktes entlang der Kante eines physischen Landkörpers kenne, kann ich jeden Punkt im projizierten Koordinatensystem an der richtigen Stelle markieren und im Wesentlichen eine Weltkarte Dot-to . erstellen -Punktieren und verbinden Sie alle Punkte auf der flachen Karte, um die Landmassen einzuzeichnen, die ich darstellen möchte.
  2. Zuletzt gebe ich der Projektion einen logischen Namen, der die abwickelbare Oberfläche und/oder den verwendeten Aspekt, die Verzerrung, die ich zu erhalten versuche, den Bereich der Welt, für den sie am besten geeignet ist, und da es ein harter Weg war, wiederzugeben Komm zu meiner neuen Projektion, vielleicht mein Name. Alle Projektionen werden mindestens eines dieser beschreibenden Wörter enthalten, und viele werden alle haben.

Konische Projektionen

Konische Vorsprünge verwenden eine abwickelbare Oberfläche, die in Form eines Kegels beginnt. Der Kegel wird über die Erde geschoben und ist entweder eine Tangente entlang einer einzelnen Linie oder eine Sekante entlang zweier paralleler Linien um den gesamten Planeten. Nachdem die Projektion abgeschlossen ist, wird der Konus entfernt und an einer Seite geschlitzt. Konische Projektionen reduzieren die Verzerrung, die den Tangenten- oder Sekantenlinien am nächsten ist, wobei die Verzerrung zunimmt, wenn man sich von diesen Bereichen entfernt.

Konische Projektionen können äquatorial (normal) sein - dh der Kegel ist tangential zum Äquator transversal - der Kegel ist tangential entlang eines Meridians oder schräg - der Kegel ist tangential zu einem anderen Pfad.

Beispiele für konische Projektionen sind Lambert konformer Kegelschnitt, Albers flächengleicher Kegelschnitt, und Äquidistante Kegelprojektionen

Zylindrische Projektionen

Zylindrische Projektionen verwenden einen über die Erde geschobenen Zylinder mit entweder einer einzelnen Tangentiallinie oder zwei Sekantenlinien. Nachdem die Kartenelemente auf den Zylinder projiziert wurden, wird dieser geschlitzt und flach gerollt. Zylindrische Projektionen sind wahrscheinlich die gebräuchlichsten, da sie zu einer rechteckigen Karte führen, die keine Verzerrungen wie eine azimutale Projektion aufweist. Zylindrische Projektionen, wie konische, haben die geringste Verzerrung in der Nähe der Tangente oder Sekantenlinie, dann nimmt die Verzerrung zu, wenn man sich davon entfernt.

Wie konisch hat zylindrisch die drei Hauptarten Projektionen: äquatorial (normal), quer, schräg. Beispiele für zylindrische Projektionen umfassen Mercator-, transversale Mercator-, schräge Mercator-, Plate Carr-, Miller-zylindrische, zylindrische flächentreue, Gall Peters-, Hobo Dyer-, Behrmann- und Lambert-zylindrische flächentreue Projektionen.

Quer Projektionen sind tangential entlang eines Meridians (meistens entlang des Nullmeridians, aber es ist nicht zwingend erforderlich). Transversale Mercator-Projektionen sind beliebt Universal Transverse Mercator (UTM) ist eine transversale Mercator-Projektion, die zu Navigationszwecken mit einem Gitter überlagert ist. UTM ist bei den Einstellungen Ihres GPS-Geräts genauso beliebt wie Breiten- und Längengrad.

Schräg Projektionen sind zylindrische Projektionen entlang einer Linie, die nicht der Äquator oder ein Meridian ist. Schräge zylindrische Projektionen werden verwendet, um Verzerrungen lokal zu reduzieren, nicht nur am Äquator oder Nullmeridian.

Azimutale (planare) Projektionen

Azimutale Planarprojektionen, auch als Planarprojektionen bekannt, sind Projektionen, bei denen eine rechteckige abwickelbare Fläche einen einzelnen Punkt oder eine Sekante entlang eines Pfades tangiert (die abwickelbare Fläche schneidet durch einen Teil der Erdkugel) und Kartenelemente von einer einzigen Lichtquelle projiziert werden . Es gibt sechs gängige Positionen für die Lichtquelle, von denen jede verwendet wird, um Verzerrungen auf unterschiedliche Weise zu reduzieren (siehe Tabelle).

Azimutale Projektionen können normal sein – bei einer azimutalen Projektion ist die abwickelbare Fläche entweder quer zum Nord- oder Südpol tangential – der Tangentialpunkt liegt irgendwo entlang des Äquators oder schräg – der Tangentialpunkt ist irgendwo anders (die Projektion, die Sie gemacht haben, war schräg) weil das Washington Monument weder an einem Pol noch am Äquator liegt)

Beispiele für azimutale Projektionen umfassen: Azimutale äquidistante, Lambert azimutale flächengleiche, gnomonische, stereographische und orthographische Projektionen.

2.7.3: Projektionsmethoden zur Reduzierung spezifischer Verzerrungen

Bestimmte Projektionen sollen spezifische Fehler in einer Karte reduzieren. Beginnend mit den entwickelbaren Oberflächen werden wir uns fünf der gebräuchlicheren Methoden ansehen, die verwendet werden, um spezifische Verzerrungen zu reduzieren: flächengleich, konform, äquidistant, wahre Richtung und Kompromiss.

Gleiche Fläche

Das Ziel von Equal Area Maps besteht, wie der Name schon sagt, darin, eine Karte zu erstellen, auf der jeder der dargestellten Landmassen die gleiche Fläche zugewiesen wird. Flächengleiche Projektionen sind nützlich, wenn die relative Größe und Flächengenauigkeit von Kartenmerkmalen wichtig ist (z. B. die Anzeige von Ländern / Kontinenten in Weltkarten), sowie für die Darstellung räumlicher Verteilungen und allgemeine thematische Kartierungen wie Bevölkerungs-, Boden- und geologische Karten.

Im Bild rechts ist die Karte von einer Reihe orangefarbener Ellipsen bedeckt, genannt Verzerrungsellipsen. Verzerrungsellipsen, bekannt als Tissots Indikatrix, beginnen einen Kreis, der auf dem Globus platziert ist. Wenn die Projektion erstellt wird, verzerren die Verzerrungsellipsen in einer Weise, die der Verzerrung der Karte an der Stelle entspricht, auf die sie zentriert sind. Diese Methode ermöglicht es einem Benutzer, die Verzerrung der Karte ohne Messgeräte zu visualisieren. Verzerrungsellipsen werden auf der endgültigen Karte nicht angezeigt, sondern dienen nur zu Visualisierungszwecken. Wenn wir die Verzerrung der Ellipsen untersuchen, ist die Form verzerrt, aber die Fläche bleibt durchgehend konstant. Dies sagt uns, dass die Fläche der Faktor ist, der erhalten wird.

Abbildung 2.28: Zylindrische flächentreue Gall-Peters-Projektion

Konform

Konforme Karten dienen der Erhaltung von Form, Entfernung und Peilung auf Kosten von Fläche und Maßstab. Genau wie im Westflügel-Clip und dem BuzzFeed „Maps Lie“ wird erklärt, dass Kontinente außerhalb des Äquators größer sind. Wenn wir verstehen, dass es unmöglich ist, alle sechs Eigenschaften zu erhalten, und konforme Karten, wie die Mercator-Projektion, darauf abzielen, Form und Abstand zu bewahren, verstehen wir, dass Mercator nicht die Absicht hatte, irgendjemanden zu „anlügen“, noch wollte er etwas erschaffen Soziale Ungleichheit. Er wollte nur eine hochwertige Karte zum Navigieren. Durch die Beibehaltung von Form, Entfernung und Peilung eignen sich konforme Kartenprojektionen für Navigationskarten, Wetterkarten, topografische Karten und großflächige Vermessungen.

Im Bild sehen wir die Verzerrungsellipsen als Kreise. Dies sagt uns, dass die Form erhalten bleibt, aber der Bereich vom Äquator weg verzerrt ist. Ist die Mercator-Projektion bei Betrachtung dieses Bildes eine tangentiale oder sekantenentwicklungsfähige Fläche?

Äquidistant

Äquidistante, ähnliche, aber andere als konforme Projektionen zielen darauf ab, den Abstand zu wahren, jedoch nur von der Tangentiallinie oder -linien. Dies bedeutet, dass bei Verwendung einer äquidistanten Karte die gemessene Entfernung von der Stelle, an der die abwickelbare Oberfläche mit dem Globus in Kontakt kam, korrekt ist, aber die zwischen anderen Punkten gemessenen Entfernungen sind falsch. Äquidistante Projektionen werden in Flug- und Seenavigationskarten sowie bei Funk- und seismischen Kartierungen verwendet. Sie werden auch in Atlanten und thematischen Kartierungen verwendet.

Im Bild sehen wir die Ellipsen als Kreise, die am Äquator nicht in Form oder Größe verzerrt sind, sondern mit zunehmender Entfernung immer größer werden. Im Vergleich zum konformen Beispiel sehen wir, dass die Kontinente in ihrer Form verzerrt werden, aber die Verzerrungsellipsen enden nicht weit von den Nord- und Südkanten.

Wahre Richtung

Ähnlich wie bei der äquidistanten Projektion, die mit einer zylindrischen abwickelbaren Fläche beginnt, beginnt die wahre Richtung mit einer azimutalen abwickelbaren Fläche. Ähnlich wie bei Ihrer schrägen gnomonischen Projektion bleiben alle Richtungen und die Peilung vom Washington Monument weg erhalten, aber wenn Sie zwischen Los Angeles und New York messen, ist die Messung falsch. Richtungsgetreue Projektionen werden in Anwendungen verwendet, bei denen es wichtig ist, Richtungsbeziehungen aufrechtzuerhalten, wie z. B. Flug- und Seenavigationskarten.

Kompromiss

Kompromissprojektionen versuchen, alle Verzerrungen in einer Karte auszugleichen. Dies bedeutet, dass keiner der sechs „perfekt“ ist, aber jeder ist im Gleichgewicht mit den anderen, da kein Ort im Vergleich zu einem anderen Ort auf der Karte grob verzerrt ist. Kompromisskarten werden verwendet, um das Aussehen des fertigen Produkts, zum Beispiel einer Wand- oder Buchkarte, zu erhalten. Zwei gängige Arten von Kompromisskarten sind die Robinson- und die Winkel-Tripel-Projektion (beide werden wir uns im Labor ansehen).

In dem Bild, das eine Robinson-Projektion ist, sehen wir, dass keine der Ellipsen in Größe, Form oder Abstand voneinander schrecklich verzerrt ist. Aber da sie alle auf alle sechs Arten verzerrt sind, wäre diese Karte nicht perfekt für die Navigation, die Beibehaltung des Bereichs für Messungen oder den Vergleich der Formen mit einem Globus.

Abbildung 2.31: Robinson-Projektion

2.7.4: Projektionsmethoden auf projizierte Koordinatensysteme

Bisher haben wir Projektionsmethoden und nicht projizierte Koordinatensysteme untersucht. Genau wie beim Erlernen geographischer Koordinatensysteme gab es Schritte, um vom Geoid zu einem Referenzellipsoid, zu einem geographischen Gitter, zu einem Datum und schließlich zu einem geographischen Koordinatensystem zu gelangen. Projektionsmethoden hören auf, nur Methoden zu sein, und fangen an, projizierte Koordinatensysteme zu sein, nachdem zwei weitere Schritte durchgeführt wurden: 1. Eine lineare Maßeinheit wird festgelegt und 2. ein Koordinatensystemursprung wird festgelegt. Alle Koordinatensysteme haben einen einzigen Ursprungspunkt, einen Punkt, der normalerweise mit Null bezeichnet wird, aber einige Systeme, wie UTM, verwenden einen anderen Ursprungswert, um negative Zahlen zu verhindern. Unabhängig davon, ob der Ursprung mit Null, Null oder etwas anderem beschriftet ist, ist die Aktion dieselbe, wenn jeder der Schnittpunkte entlang der X- und Y-Achse beschriftet ist, wobei von den Ursprungswerten aufwärts oder abwärts gezählt wird.

Durch die Verwendung einer Vielzahl von Ursprungspunkten, die sich aus der Bewegung um eine Sekantenlinie oder der Aufteilung der Differenz zwischen einer Tangentiallinie ergeben, kann die Verzerrung je nach Aspekt des Projektionsverfahrens entweder entlang der X- oder Y-Achse am geringsten sein. Diese Bewegung ermöglicht neben einer großen Auswahl an Referenzellipsoiden, dass die von uns erstellten Karten höchste Genauigkeit und Präzision bei geringster Verzerrung aufweisen, während weiterhin lineare Einheiten verwendet werden.

Wie oben erwähnt, benötigt ein projiziertes Koordinatensystem den zweiten Faktor, der aus einer Projektionsmethode stammt, um die linearen Einheiten festzulegen, die es verwenden wird, am häufigsten Fuß, Meter und internationale Fuß. Wenn die Schnittpunkte eines geografischen Gitters durch Messen entweder vom Äquator oder vom Hauptmeridian aus beschriftet werden, sind Winkel einfacher zu verwenden, da wir es mit einer Kugel zu tun haben, die später eine affine Transformation durchläuft, um ein Ellipsoid zu werden. Wenn wir Messungen auf einer flachen Karte – einer Projektion – vornehmen, wechseln wir dann zu linearen Maßeinheiten, die viel bequemer und für uns sinnvoller sind.

Zur Überprüfung umfasst ein Projektionsverfahren das Auswählen einer entwickelbaren Oberfläche, wie beispielsweise eines Kegels, Zylinders oder einer flachen Ebene (azimutal), und eines Aspekts, Auswählen, in welche Richtung die Erde innerhalb der gegebenen entwickelbaren Oberfläche gedreht werden soll. Es wird zu einem projizierten Koordinatensystem, wenn eine lineare Einheit und eine einzelne Sekantenlinie oder ein Paar von Tangentiallinien ausgewählt wurden, bevor die Land- und Meeresmassen auf die entwickelbare Oberfläche übertragen werden, die dann geschnitten und in eine flache Karte entrollt wird. Die Auswahl der Platzierung der Sekanten- oder Tangentiallinien definiert die Position des Systemursprungs, da diese Linien die geringste Verzerrung aufweisen. Das Auswählen und Verschieben der Sekanten- oder Tangentiallinien wird mit Software wie ArcGIS erleichtert, da Sie einfach eingeben können, welche Linie(n) Sie verwenden möchten, und alle erforderlichen Anpassungen vorgenommen werden.

Wie Sie im Laufe des Semesters lernen werden, gibt es im GIS mehrere Wörter, die falsch verwendet werden oder eine doppelte Bedeutung haben können. Dies soll Sie in keiner Weise (wirklich) verwirren, sondern es ist nur eine Sprache, die von vielen Leuten verwendet wurde, von denen die meisten aus anderen Wissenschaften kamen. Da GIS eine relativ junge Wissenschaft ist, kommt das meiste davon, einschließlich der Terminologie, von anderen Orten. Dies hat neben einer ganzen Menge "DIY GIS" zu einer ganzen Reihe von Wörtern geführt, die entweder falsch, teilweise richtig verwendet werden oder die zwei, manchmal drei Bedeutungen haben. Der Begriff "Projektion" ist eines dieser Wörter, das neben einigen Bedeutungen (die zum Glück meistens richtig und meistens ähnlich sind) als eher "allumfassender" Begriff verwendet wird, um "geographisches Koordinatensystem" zu bedeuten. , "projiziertes Koordinatensystem", "Projektionsmethode" und "Daten von einem Koordinatensystem in ein anderes umwandeln".

Technisch bezieht sich das Wort "Projektion" oder "zu projizieren" auf die Aktion zum Erstellen einer Projektion und "Projiziertes Koordinatensystem (PCS)" ist das Ergebnis der Aktion, nachdem eine Lineareinheit und ein Systemursprung festgelegt wurden. "Lambert Conformal Conic" beispielsweise wird hier jedoch fast immer ein projiziertes Koordinatensystem (und auch geographische Koordinatensysteme) als "Projektion" bezeichnet, einfach weil es kürzer und einfacher ist. Dieser Text versucht, die richtigen Begriffe an den richtigen Stellen zu verwenden, während Sie noch den Prozess lernen, aber später wird "Projektion" verwendet, um sowohl die Aktion als auch das Produkt zu bezeichnen - aber bis dahin werden Sie in der Lage sein, es zu bemerken der Unterschied im Kontext.

Wir haben bereits erwähnt, dass sich das Wort Projektion auf die Methode bezieht, die verwendet wird, um den ersten Teil eines projizierten Koordinatensystems zu erstellen. Diese Idee wird wieder auftauchen, wenn wir beginnen, Koordinatensysteme (sowohl geographische als auch projizierte) in der GIS-Software zu untersuchen. Für jedes projizierte Koordinatensystem hat es einen sehr spezifischen Namen, der angibt, wo es verwendet werden soll und mit welcher Methode es erstellt wurde, sowie zusätzliche Informationen über die Methode, mit der es erstellt wurde - einschließlich des Namens. Das heißt, der Name des PCS ist das spezifischste, was darin besteht, wo Sie dieses bestimmte PCS verwenden sollten und in welcher Methode es erstellt wurde, und ist nicht gerade redundant, da es immer Fälle gibt, die von der Norm abweichen, Sie finden die Projektionsmethode aufgeführt, die etwas weniger spezifisch ist. Beispielsweise sehen Sie USA Contiguous Lambert Conformal Conic als spezifischer Name eines projizierten Koordinatensystems und Lambert Contigal Conic als Projektionsmethode. Der Name Lamber Conformal Conic bedeutet, wie wir bereits erfahren haben, dass die Projektionsmethode einen Kegel als entwickelbare Oberfläche verwendet und mit projizierten Koordinatensystemen verwendet werden soll, die die Form (konform) innerhalb der angrenzenden Vereinigten Staaten beibehalten müssen.

2.7.5: Praktische Projektionen

Bisher haben wir uns in diesem Kapitel mit der Idee der Geodäsie und Vermessung der Erde befasst, die die ungerade Form der Erde als Geoid und mathematisches Ellipsoid darstellt und messbare Orte auf der Erdoberfläche erzeugt, indem Referenzellipsoide und Datumsangaben kombiniert werden, um geographische Koordinatensysteme zu erstellen , wie man die Idee der Projektionen verwendet, um eine runde Erde in eine flache Karte umzuwandeln, und schließlich, wie verschiedene Projektionen entworfen sind, um unterschiedliche Verzerrungen zu minimieren. Wütend! Das sind viele Informationen – aber wir sind noch nicht ganz fertig. Ein solides Verständnis davon, wie GCS und Projektionen erstellt werden, ist unerlässlich, um zu verstehen, wie wir sie in GIS verwenden, daher werden wir dieses Kapitel mit ein wenig praktischen Projektionen abschließen.

Landkarte Skala

Bevor wir uns ansehen, wie man eine Projektion auswählt, schauen wir uns zunächst die Idee des Kartenmaßstabs an. Der Kartenmaßstab ist einfach das mathematische Verhältnis der Entfernung zwischen zwei auf einer Karte dargestellten Punkten und denselben zwei Punkten in der realen Welt, ausgedrückt auf zwei Arten:

  1. Eine Äquivalenzerklärung oder Verbale Skala
  2. Eine repräsentative Fraktion
  3. Maßstabsleisten

Äquivalenzerklärung oder verbale Skala

Eine Äquivalenzerklärung (auch bekannt als verbale Skala) ist, wenn der relative Maßstab ausdrücklich auf einer Karte definiert ist: 1 cm = 1 Kilometer 1 Zoll = 10 Meilen, 5 Nanometer = 12 Kilometer (auch wenn letzteres etwas albern wäre). Für jede gemessene Einheit auf der Karte würde man in der realen Welt die gleiche Entfernung zurücklegen. Für die Karte, bei der ein Zoll zehn Meilen entspricht, können Sie, wenn Sie ein Holzlineal verwenden und einen Zoll auf der Karte messen, davon ausgehen, dass die Entfernung zwischen diesen beiden Punkten in der realen Welt 10 Meilen beträgt.

Der Haken an einer Äquivalenzaussage ist jedoch, dass die Aussage nur für diese Einheiten gültig ist. Wenn Sie dieselbe Karte wie oben in Zentimetern messen würden, könnten Sie nicht davon ausgehen, dass die Entfernung zwischen einem Zentimeter zehn Meilen beträgt. Sie könnten jedoch mit der Einheitenumrechnung davon ausgehen, dass 2,54 Zentimeter auf der Karte 10 Meilen entsprechen würden, aber das bedeutet, dass Sie eine Menge Mathematik und Umrechnungen durchführen würden. Wenn Sie also nicht wissen, in welchen Einheiten das Publikum Ihrer Karte am besten denkt, sollten Sie stattdessen repräsentative Brüche verwenden.

Repräsentative Fraktionen

Ähnlich wie bei Äquivalenzaussagen ist ein repräsentativer Bruch einheitslos. Als Verhältnis wie 1:24.000 1:100.000 1:1.000.000 usw. dargestellt, entspricht eine Einheit auf der Karte den angegebenen Einheiten in der realen Welt. Mit anderen Worten, eine Karte im Maßstab 1:24.000 bedeutet, dass ein Zoll in der realen Welt 24.000 Zoll entspricht ODER 1 Zentimeter in der realen Welt 24.000 Zentimetern entspricht. Bei repräsentativen Brüchen müssen Sie nicht davon ausgehen, in welchen Einheiten Ihr Publikum am besten denkt, aber Sie gehen auch davon aus, dass es weiß, wie viele Zoll eine Meile sind, da die repräsentativen Brüche jeweils nur mit einer einzigen Einheit funktionieren.

Maßstabsleisten

Schließlich sehen wir bei Karten oft Maßstabsbalken unten eingezeichnet. Wie bei einer Äquivalenzaussage wird der Maßstabsbalken in einer festgelegten Maßeinheit und nicht in einem repräsentativen Bruchteil angezeigt. Anders als bei der Äquivalenzaussage können Sie jedoch möglicherweise ein Lineal mit einem anderen Einheitsmaßstab verwenden, um die Karte zu messen. Wenn die Maßstabsleiste der Karte in Zoll und Meilen angezeigt wird, können Sie die Entfernung mit einem Zentimeterlineal ermitteln in Meilen. Sie sind nicht genau durch die Maßeinheit des Lineals eingeschränkt, aber da die Maßstabsleiste für eine Art von Einheiten eingerichtet ist, können Sie die Einheiten nicht hin und her umrechnen, aber Sie könnten erfolgreich eine andere Art von Lineal verwenden .

  • Eine Anmerkung: Bei der Reproduktion von Karten bleibt nur ein Maßstabsbalken konstant. Äquivalenzangaben und repräsentative Brüche gelten nur für die Kartengröße, auf die ursprünglich Bezug genommen wurde. Wenn eine Karte kleiner oder größer kopiert wird, sind die beiden Verhältnisse falsch, während die Maßstabsleiste korrekt bleibt.

Großer und kleiner Maßstab

In GIS und Kartographie verwenden wir häufig die Begriffe Großmaßstab und Kleinmaßstab, die ebenso oft verwechselt werden. Wenn wir den repräsentativen Bruchmaßstab einer Karte betrachten und eine große Zahl im Nenner sehen, neigen wir dazu, falsch schlussfolgern Sie, dass die Karte der große Maßstab ist, wenn tatsächlich ein großer Nenner zu einer kleinen Zahl führt (eine Zahl, die weit von einer auf der Zahlenlinie entfernt ist) - also eine Karte mit kleinem Maßstab. Karten mit großem Maßstab haben einen kleinen Nenner, bei dem die Zahl näher bei eins auf dem Zahlenstrahl liegt.

Die Verwirrung ist klar. Wenn Sie eine Karte mit einem repräsentativen Maßstabsbruch mit großem Nenner und größerer geografischer Ausdehnung sehen, gehen Sie zunächst davon aus, dass die Karte einen großen Maßstab hat. Wenn wir immer wieder auf den repräsentativen Bruch zurückblicken, sehen wir, dass Brüche mit einem kleineren Nenner auf der Zahlengeraden näher bei eins liegen (und ein Maßstab von 1:1 ist die reale Welt) und Brüche mit größeren Nennern weiter vom repräsentativen entfernt sind Größe ist die gleiche wie die reale Welt. Um es klar zu sagen, denken Sie, dass kleinere Nenner zu größeren Features führen (eher wie in der realen Welt) und größere Features zu Karten in großem Maßstab führen.

Abbildung 2.32: Karten mit kleinem und großem Maßstab

Projektionsauswahl

Eine der am häufigsten gestellten Fragen, die sich GIS-Studenten stellen, nachdem sie sich mit Projektionen vertraut gemacht haben, lautet: "Welche Projektion ist für mein Projekt am besten geeignet"? Dies ist eine dieser Fragen, die die unglückliche Antwort "Nun, das kommt darauf an" hat. Wenn Sie sich ansehen, wie Projektionen erstellt werden und welche Verzerrungen bei ihrer Verwendung auftreten, werden Sie feststellen, dass die Auswahl der "richtigen" Projektion nur ein Verständnis der Vorteile und Rückschläge jeder Art von Projektion ist. Obwohl es keine wirklichen „Regeln“ für die Projektionsauswahl gibt, gibt es einige Richtlinien, die Ihnen bei der Auswahl helfen:

  1. Welche Verzerrung können Sie zugunsten derjenigen aufgeben, die Sie wirklich brauchen?
    • Alle projizierten Koordinatensysteme weisen eine gewisse Verzerrung auf, da wir gelernt haben, dass es keine Projektionen gibt, die alle Arten gleichzeitig beibehalten. Die wichtigste Entscheidung, welche Projektion für ein Projekt verwendet werden soll, ist die Verzerrung. Wenn Sie ein Projekt haben, das sich mit der Auflösung des geänderten Bereichs befasst, führt die Auswahl einer Projektion, die die Form behält, zu Fehlern in den gelösten Messungen. Auf der anderen Seite, wenn Sie Ihre Arbeit am Ende des Projekts präsentieren, wird die Beibehaltung der Projektion, der erhaltene Bereich und die verzerrte Form für Ihren Leser ziemlich seltsam aussehen.
  2. Wie groß ist Ihr Projektgebiet?
    • Nachdem wir nun verstanden haben, wie groß der Maßstab in Bezug auf GIS und Kartografie ist, können wir Projektionen auf die gleiche Weise untersuchen. Wie wir bei Referenzellipsoiden gelernt haben, geht eine bessere Genauigkeit und Präzision mit einer besseren Lokalisierung einher, und dasselbe gilt für Projektionen. Die Auswahl einer lokalisierten Projektion verringert die Verzerrung in der Nähe des Tangentialpunkts, und diese Verzerrung nimmt mit zunehmender Entfernung zu. Daher ist die Auswahl einer Projektion für die Verwendung in Florida und deren Anwendung auf Oregon höchstwahrscheinlich eine schlechte Idee. Und wenn Sie ein Projekt abschließen, das die gesamten Vereinigten Staaten abdeckt, ist es auch eine schlechte Idee, eine Projektion zu wählen, die entweder für Oregon oder Florida (oder die ganze Erde) entworfen wurde.
  3. In welcher Maßeinheit (Fuß, Zoll, Grad. ) soll Ihre Karte gemessen werden?
    • Wir wissen, dass geographische Koordinatensysteme aus einem Datum, einem Referenzellipsoid und einer Winkelmaßeinheit bestehen (z. B. Grad mit dem Breiten-/Längengrad-System) – was bedeutet, dass in einem GCS erfasste räumliche Objekte in dieser Maßeinheit gemessen werden . Wenn Sie beispielsweise einen GIS-Layer von Straßen erstellen und das gewählte GCS WGS84 ist, wird die Länge der Straßen in Grad gemessen. Wenn wir eine Projektion erstellen, indem wir uns von rund (in Winkeln gemessen) zu flach bewegen, können wir von einer Winkelmaßeinheit zu einer linearen Maßeinheit wie Fuß und Meter wechseln. Wenn Sie den in WGS84 erstellten Straßen-Layer verschieben und verschieben, oder Projekt es, vom GCS WGS84 zu einer flachen Karte (sagen wir WGS84 California (Teale) Albers), sind Sie jetzt in der Lage, in Fuß, Yard und Meilen zu messen.
  4. Was ist das Endziel Ihres Projekts?
    • Wir werden zwar in Kapitel neun ziemlich viel Zeit damit verbringen, dies zu diskutieren, aber vorerst können wir uns nur das Endziel ansehen, wie die Karte aussehen sollte. Wird es an einer Wand angezeigt und Sie müssen Form und Größe beibehalten oder für die Navigation verwendet werden, bei der Entfernung und Peilung wichtig sind. Die Wahl der richtigen Projektion führt zum richtigen Endprodukt.

Beispiele für projizierte Koordinatensysteme

Bis zu diesem Punkt haben wir ziemlich viel Zeit damit verbracht, den Prozess der Erstellung projizierter Koordinatensysteme zu untersuchen: die Projektionsmethoden, die Verzerrungen, die sich aus dem Prozess ergeben, Arten von entwickelbaren Oberflächen und Arten von Aspekten. Um ein qualitativ hochwertiger GIS-Techniker zu sein, ist es wichtig, den Prozess der Erstellung dieser Koordinatensysteme zu verstehen, die wir täglich verwenden. Mit diesem Verständnis können Sie bessere Entscheidungen über Karten, Produkte und Lösungen treffen. In der GIS-Software finden Sie alle Informationen darüber, wie eine bestimmte Projektion erstellt wurde, die Ihnen helfen, ihre Stärken und Schwächen zu verstehen.

Im nächsten Abschnitt werden vier gängige projizierte Koordinatensysteme untersucht und untersucht, wie sie erstellt wurden, was uns - wie oben erwähnt - die Vorteile der Auswahl dieser Projektion für ein bestimmtes Projekt aufzeigt.

Normaler Mercator und Quermercator

Die normale Mercator-Projektion ist eine der häufigsten und umstrittensten Projektionen auf dem Markt. Genau wie im Westflügel-Clip, den wir uns angesehen haben, ist die Mercator-Projektion eine konforme zylindrische Projektion, die den Äquator tangiert und Form, Abstand und Richtung bewahrt. Angrenzend an die Tangentiallinie ist die Verzerrung minimal, nimmt jedoch schnell zu, wenn man sich nach Norden oder Süden bewegt. Die Mercator-Projektion (und ihr Cousin, Web Mercator) wird für große Gebiete (kleinen Maßstab) in der Nähe der mittleren Breiten verwendet.

Die transversalen Mercator-Projektionen drehen, wie wir im vorherigen Abschnitt gelernt haben, die Tangentiallinie von einer Parallelen zu einem Meridian, wodurch die Verzerrung entlang einer Nord-Süd-Linie reduziert wird, wobei diese Verzerrung nach Osten oder Westen zunimmt.

Abbildung 2.33: Normale und transversale Mercator-projizierte Koordinatensysteme
Normales projiziertes Mercator-Koordinatensystem Transversales Mercator-projiziertes Koordinatensystem

Lambert konforme konische

Wenn wir uns den Namen ansehen, wissen wir sofort, dass diese Projektion entworfen wurde, um Form, Abstand und Peilung (konform) zu erhalten und aus einer konischen entwickelbaren Oberfläche erstellt wurde (und von einem Typen namens Lambert entworfen wurde). Die 1772 von Johann Heinrich Lambert entworfene Lambert Conformal Conic Projection wird verwendet, um große Gebiete (kleinen Maßstab) abzubilden, insbesondere in den mittleren Breiten, wo die Sekantenlinien bei ungefähr 20°N und 60°S liegen.

Abbildung 2.34: Lambert-konformes konisches projiziertes Koordinatensystem

Universal-Quer-Mercator (UTM)

Universal Transverse Mercator ist technisch gesehen ein planares Koordinatensystem – eine speziell entwickelte Methode zum Auffinden eines Ortes auf einer zweidimensionalen Karte, die auf einer Projektion basiert. Wie bei der Lambert-konformen Kegelprojektion können wir uns den Namen - Universal Transverse Mercator - ansehen, um zu sehen, dass die Projektion auf der transversalen Mercator-Projektion basiert. Der „universelle“ Teil entsteht, indem die Quermethoden leicht geändert werden, anstatt eine Tangente an einer Linie zu sein und den gesamten Globus zu projizieren. . Die Sekantenlinien werden dann gedreht und ein weiterer Streifen wird entnommen (360° / 6° = 60 Zonen). Durch das Zusammenfügen aller 60 Zonen wird eine vollständige Weltprojektion mit reduzierter Verzerrung in jeder Zone (im Vergleich zu einem einzigen Meridian) erstellt. Wie bei der transversalen Mercator-Projektion ist jedoch die Verzerrung an den Polen zu extrem (die Sweetspots liegen zwischen 84°N und 80°S) und UTM wird nicht verwendet.

Abbildung 2.35: Projiziertes universelles transversales Mercator-Koordinatensystem

Da UTM ein planares Koordinatensystem ist, verwendet es ein an einem Ursprung befestigtes kartesisches Koordinatensystem und beschriftet XY-Schnittpunkte durch Messen des linearen Abstands von diesem Ursprung. Dennoch liefert das UTM-System das geografische Raster auf einzigartige Weise – mit 60 verschiedenen Ursprüngen, einer für jede Zone.

Unter Verwendung des Äquators als X-Achse wird jede UTM-Zone genau in der Mitte halbiert, wodurch ein Mittelmeridian entsteht, mit 3° im Osten und 3° im Westen (und der Y-Achse). Nördlich des Äquators befindet sich die Nordzone, die mit der Nummer der Zone und einem N, wie Zone 18N, und einem S für Süden, wie Zone 18S, bezeichnet wird. Wenn der Ursprung mit 0,0 gekennzeichnet wäre, wo sich Äquator und Mittelmeridian in jeder Zone schneiden, bedeutet dies, dass es negative Zahlen geben müsste - die westlich des Mittelmeridians und südlich des Äquators. Um den negativen Zahlen entgegenzuwirken, wurde die 0,0 willkürlich in 500.000 und 10.000.000 geändert, was bedeutet, dass die Koordinaten westlich des Mittelmeridians ab 499.999 Meter und südlich des Äquators ab 9.999.999 Meter abwärts zählen. Da UTM-Messungen aus einer Projektion und nicht aus einem GCS stammen, sind die Begriffe falscher Ostwert und falscher Nordwert werden anstelle von Norden und Osten verwendet, wie wir es bei Breitengrad und Längengrad sehen.

Wütend! Das waren viele Informationen in zwei Absätzen. Schauen wir uns einige Beispiele an, um zu verstehen, was wir gerade gelesen haben.

State-Plane-Koordinatensystem (SPCS)

Das planare UTM-Koordinatensystem ist ein großartiges Beispiel für ein „globales“ System, das entwickelt wurde, um Verzerrungen zu minimieren und Positionen über einen großen Bereich zu lokalisieren, indem eine Reihe von mehreren, kleineren Projektionen zusammengefügt wird. Ein hervorragendes Beispiel für ein „lokales“ Koordinatensystem mit demselben Zweck ist das Koordinatensystem der Zustandsebene oder SPCS.

SPCS unterteilt die Vereinigten Staaten in Abschnitte für Bundesstaaten und in vielen Fällen unterteilt Bundesstaaten in Zonen, alles mit dem Ziel, Verzerrungen zu reduzieren und Standorte zu kennzeichnen. Verwenden Sie für Ost-West-Trendstaaten wie Tennessee und Colorado eine Lambert Conformal Conic-Projektion, während Nord-Süd-Trendstaaten wie Illinois und Mississippi eine Transverse Mercator-Projektion verwenden (Der Panhandle of Alaska fiel in keine der beiden Kategorien, daher wurde ein Oblique Mercator verwendet). Wenn wir über das bisher Gelernte nachdenken, warum wurden die Lambert Conformal Conic und Transverse Mercator Projektionen verwendet?

Zusätzlich dazu, dass jeder Bundesstaat unabhängig projiziert wurde, um Verzerrungen zu reduzieren, wurden die meisten Bundesstaaten tatsächlich weiter aufgeschlüsselt, wie beispielsweise Colorado, das drei Zonen umfasst - Colorado North (0501), Colorado Central (0502) und Colorado South (0503). Dies bedeutet, dass die Verzerrung für jeden Abschnitt so gering wie möglich ist. Zu beachten ist, dass die Verzerrung zwar für jede Zone stark reduziert wird, die Interzonen-Verzerrung jedoch größer als gewünscht sein kann, insbesondere wenn zwei benachbarte Zustände aus zwei Basisprojektionen erzeugt werden.

Wie UTM ist SPCS keine Projektion, sondern ein planares Koordinatensystem, das einen falschen Ursprung verwendet, der sich ursprünglich in Meades Ranch, Kansas befand (als das System auf dem nordamerikanischen Datum 1927 NAD27 basierte) und die Idee, Koordinaten mit zu zählen ein falscher Ostwert und ein falscher Nordwert. Mit dem Bemühen, Winkelmaßeinheiten (Grad) zur Vereinfachung der Navigation in ein kartesisches Koordinatensystem umzuwandeln, wurde das SPCS 1930 entwickelt. Seitdem wurde das System einige Male überarbeitet, insbesondere 1983, nachdem NAD83 fertiggestellt wurde. und in jüngerer Zeit, als der Ursprung in den Mittelpunkt der Erde verschoben wurde, um die Berechnungen bei Verwendung des Systems mit GPS-Geräten zu verbessern. SPCS kann in Fuß, Metern und internationalen Fuß angegeben werden.

Ebenso wie bei UTM kann die Idee, eine Technik zu verwenden, bei der kleine Abschnitte projiziert und zu einem großen Netzwerk zusammengeführt werden, für einen neuen GIS-Studenten schwierig sein, da die Antwort "In welcher Projektion befinden sich Ihre Daten?" bezüglich Daten in der Nähe von Denver wäre „SPCS Colorado Central (0502)“. SPCS wird oft als lokale Projektion verwendet (da jede Zone auf einer Projektion basiert), obwohl es technisch gesehen ein planares Koordinatensystem ist. Stellen Sie sich das so vor: Wenn Sie in Oregon arbeiten und die Daten so genau wie möglich haben möchten, wissen Sie, dass bei Verwendung von Oregon North der in der Projektion verwendete Kegel tangential zu einer Linie war, die durch den Mittelpunkt des Zone, im Vergleich zu einem Kegel, der das Zentrum der Vereinigten Staaten für eine kontinentbasierte Projektion tangiert. Wenn die Projektion für einen kleineren Bereich ausgelegt ist, wird die Verzerrung reduziert, größere Projektionen haben die geringste Verzerrung entlang der Tangentiallinie und zunehmende Verzerrung von dort aus. Wenn Ihr gesamter Bereich nur einige hundert Meilen groß ist, ist die Verzerrung vernachlässigbar, und wenn der Bereich mehrere tausend Meilen groß ist, ist die Verzerrung spürbar.


Was ist der Zweck des Referenz-Breitengrads in Lambert Conformal Conic? - Geografisches Informationssystem

[Anmerkung: Obwohl der Text dieses Artikels von mir stammt, unterliegen die meisten Projektionsbilder in diesem Artikel dem Copyright von Professor Peter H. Dana vom Fachbereich Geographie der University of Texas in Austin aus dem Jahr 1994 und werden mit seiner Genehmigung von verwendet Map Projections Vorlesungsnotizen auf der Geographer's Craft Project-Website der University of Colorado in Boulder. Bitte besuchen Sie diese Websites für detailliertere Informationen und Referenzen zu diesem Material.]

[Für weiterführende Literatur: Zusätzliche Referenzen und Hyperlinks sind auf der UTM-Konverter-Seite von Cibola verfügbar.]

Der Zweck dieses Artikels besteht darin, einige grundlegende Konzepte der Kartenerstellung vorzustellen, insbesondere das Konzept von Projektion. Ich hoffe, dass Sie am Ende des Artikels ein etwas tieferes Verständnis dieser Papierstücke haben, mit denen wir von Zeit zu Zeit spielen, und ein klareres Bild der Bedeutung der verschiedenen Koordinatensysteme, die wir in diesem Bereich verwenden.

Das Problem

Grob gesagt besteht das Problem der Projektion darin, Teile einer nahezu kugelförmigen Oberfläche zu verformen, beispielsweise wie diese:

in eine ebene Fläche, die Sie zusammenklappen, in Ihren Rucksack packen und zum Navigieren verwenden können. Dafür gibt es viele Möglichkeiten, und jede Methode hat ihre Vorteile für spezifische Anwendungen.

Breitengrad/Längengrad: das geografische Koordinatensystem

Das Breitengrad/Längengrad- (oder "Lat/Längen")-System basiert auf Winkeln von zwei spezifischen Referenzebenen, die die Erde schneiden. Die Kreise auf der Erdoberfläche, die von diesen beiden Ebenen geschnitten werden, werden "Großkreise" genannt, weil sie den gleichen Durchmesser wie die Erde selbst haben. Der "Prime Meridian" ist der Großkreis, der durch den Nord- und Südpol und durch Greenwich, England, verläuft. Dieser Meridian erhält die willkürliche Koordinate von 0 Grad Länge. Der Kreis, den wir "Äquator" nennen, hat die Koordinate von 0 Grad Breite.

Abgesehen davon, dass die Erde nicht wirklich kugelförmig ist (und damit den Unterschied zwischen "geodätischen" und "geozentrischen" Breitengraden unter den Teppich kehren), kann man auf Basis dieser Bezugsebenen ein "polares" Koordinatensystem definieren. In Bezug auf die Grafik von Professor Dana unten ist der Längengrad der als "Theta" markierte Winkel (der griechische Buchstabe, der wie ein "O" mit einem horizontalen Balken aussieht) und der Breitengrad ist der Winkel "phi" (Kreis mit einer vertikalen Linie durch ihn). ). Die Äquatorialebene ist in dieser Figur die "X-Y"-Ebene, und die Ebene, in der der Nullmeridian liegt, ist die "X-Z"-Ebene.

Um negative Koordinaten zu vermeiden, haben Längengrade immer Werte zwischen 0 und 180 Grad und erhalten je nach Position relativ zu Greenwich eine zusätzliche Bezeichnung "West" oder "Ost". Ebenso liegen Breitengrade immer zwischen 0 und 90 Grad und werden basierend auf ihrer Position relativ zum Äquator mit "Nord" oder "Süd" bezeichnet.

Nicht projizierte Karten

Der einfachste Weg, eine ebene Karte aus der (fast) kugelförmigen Erde zu erstellen, besteht darin, die Breiten- und Längenkoordinaten als einfache kartesische Koordinaten zu verwenden und die Koordinaten der Kartenmerkmale auf Millimeterpapier zu zeichnen.Dies wird als "unprojiziertes Koordinatensystem", "äquidistante zylindrische Projektion" oder "Plate Carre" bezeichnet und kann manchmal nützlich sein --- ein beliebtes APRS-Programm tut genau dies, indem es Karten in projizierten Koordinatensystemen in Breitengrad/Längenabstand umwandelt und dann plottet sie zusammen mit nicht transformierten Lat/Lon-Koordinaten von APRS-Stationen. So sieht der größte Teil Nordamerikas auf einer nicht projizierten Lat/Lon-Karte aus (beachten Sie die Karte der Bezirke der New Mexico State Police in Rot und die Wildnisgebiete in Grün).

Leider weisen die nicht projizierten Lat/Lon-Karten gravierende Mängel auf: Maßstab, Fläche und Form sind alle verzerrt. Die Verzerrung ist in der Nähe der Pole am schlimmsten, aber überall vorhanden. Da wir oft Karten benötigen, die eine gewisse Qualität der realen Welt genau widerspiegeln, müssen wir einen anderen Weg finden, sie für diese Zwecke vorzubereiten.

Kartenprojektion

Der mathematische Vorgang der Abbildung einer gekrümmten Oberfläche auf eine Ebene wird als "Projektion" bezeichnet. Es ist am einfachsten (wenn auch nicht genau), sich den Vorgang so vorzustellen, als würde man eine Glühbirne in der Mitte einer Kugel platzieren und das Licht durch die Kugel auf eine Kartenoberfläche strahlen ("projizieren"). Man kann sich mehrere Möglichkeiten vorstellen, dies zu tun, aber hier sind zwei der gebräuchlicheren Projektionsarten:

    Zylindrische Vorsprünge: Platzieren Sie die Kugel in einer zylindrischen Oberfläche und projizieren Sie Oberflächen-Features auf den Zylinder. Der Zylinder könnte die Oberfläche nur entlang eines Großkreises berühren, in diesem Fall wird er als tangentialer zylindrischer Vorsprung bezeichnet, oder könnte die Oberfläche entlang zweier kleiner Kreise schneiden, in diesem Fall wird er als sekantenzylindrischer Vorsprung bezeichnet. Steht die Zylinderachse senkrecht zur Planetenachse, spricht man von einer "queren" Zylinderprojektion. Unten sind Abbildungen, die tangentiale zylindrische und transversale tangentiale zylindrische Projektionsgeometrien zeigen.

Für jeden Projektionstyp (kegelförmig, zylindrisch, querzylindrisch) gibt es viele Möglichkeiten, Details mathematisch auf die Projektionsfläche abzubilden, jedoch resultiert immer eine gewisse Verzerrung aus dem Prozess. Wenn die Projektion so ist, dass die Entfernungsskala an jedem Punkt in jeder Richtung gleich ist, wird die Projektion als "konform" bezeichnet. Wenn die Projektion so ist, dass alle kartierten Flächen das gleiche Verhältnis zu ihrer Fläche in der realen Welt haben, wird die Projektion als "gleiche Fläche" bezeichnet. Eine Abbildung kann nicht sowohl konform als auch flächengleich sein.

Mercators Projektion

Vor den 1970er Jahren war eine der am häufigsten verwendeten Weltkarten eine Mercator-Projektion-Weltkarte (normalerweise gab es eine in jedem Grundschulklassenzimmer). Die Mercator-Projektion ist eine zylindrische konforme Projektion. Die Mercator-Projektion leidet unter extremen Verzerrungen, je weiter man sich vom Äquator entfernt, und deshalb zeigt eine solche Karte Kanada, als ob es einen großen Teil des Planeten einnimmt. Unten ist ein Beispiel für eine Mercator-Projektion von Kontinentküsten (aus der USGS-Publikation "Cartographic Projection Procedures for the UNIX Environment"):

Beachten Sie, wie die Breitengrade immer weiter auseinander liegen, wenn man sich vom Äquator entfernt. Da die Abbildung konform ist, ist der Maßstab in jedem Bereich der Karte in alle Richtungen konstant, aber Sie können sehen, dass der Maßstab oben auf der Karte anders sein muss als am Äquator.

Das wichtigste Merkmal, das die Projektion von Mercator so nützlich macht, ist, dass eine gerade Linie, die zwischen zwei beliebigen Punkten gezogen wird, a loxodrome oder Rumpellinie --- ausgefallene Wörter, die "Linien von konstanter wahrer Haltung" bedeuten. Dies gilt im Allgemeinen für keine andere Kartenprojektion und macht es für die Low-Tech-Seenavigation phänomenal bequem: Zeichnen Sie eine gerade Linie zwischen Start- und Zielort, messen Sie den Winkel, den diese Linie mit den Längengraden bildet, und folgen Sie diesem wahren Kurs --- Du wirst es irgendwann schaffen. Keine der anderen hier besprochenen Projektionen hat diese Eigenschaft, auch wenn wir dies bei der Arbeit an großmaßstäblichen Karten in UTM annehmen.

Transversale Mercator-Projektion

Die transversale Mercator-Projektion ist genau wie die Mercator-Projektion, nur der Tangentialkreis ist ein Längengrad (der "Mittelmeridian" der Projektion) anstelle des Äquators. Eine transversale Mercator-Projektion unterliegt der gleichen Verzerrung wie eine auf die Seite gedrehte Mercator-Projektion. Was es praktisch macht, ist, dass die Verzerrung nahe dem Mittelmeridian minimiert wird und Karten für jeden Bereich unter Verwendung eines Mittelmeridians erstellt werden können, der nahe genug ist, dass die Verzerrung nicht so wichtig ist.

Zur Veranschaulichung hier eine Abbildung der westlichen Hemisphäre in transversaler Mercator-Projektion mit einem Mittelmeridian von 90 Grad West:

Beachten Sie, wie die Verzerrung dramatisch zunimmt, je weiter man sich vom Mittelmeridian entfernt. In dieser Abbildung werden Längengradlinien alle fünfzehn Grad gezeichnet. Beachten Sie die Form der Region innerhalb des ersten Paars von Längengradlinien. Wir werden später darauf zurückkommen.

Gerade Linien in der transversalen Mercator-Projektion sind NICHT Rumpellinien.

Die universelle transversale Mercator-Projektion

Die Universal Transverse Mercator (UTM)-Projektion ist nur eine spezifische Verwendung der Transversalen Mercator-Projektion. UTM-"Zonen" mit einer Breite von sechs Grad werden definiert, und Karten von Regionen innerhalb dieser Zonen werden in der transversalen Mercator-Projektion unter Verwendung des Meridians in der Mitte der Zone erstellt. Die Breite der Zone ist klein genug, dass die Verzerrung innerhalb vernünftiger Grenzen liegt --- tatsächlich könnte man eine gegebene UTM-Projektion für eine Zone verwenden, die sich bis zu 4 Grad vom Mittelmeridian erstreckt (eine Tatsache, die manchmal für UTM-projizierte Karten verwendet wird, die sich überschneiden Zonengrenzen). Wenn Sie sich auf das Bild der transversalen Mercator-Projektion der westlichen Hemisphäre beziehen, war der dem Zentralmeridian am nächsten liegende 30-Grad-Streifen nicht so stark verzerrt – also muss ein Sechs- (oder sogar acht)-Grad-Streifen noch weniger verzerrt sein. Die Verzerrung ist für unsere Zwecke über die Dauer einer siebeneinhalbminütigen (d. h. einem Achtel Grad) USGS-Viereckskarte innerhalb dieser Zone nicht signifikant.

Die erste UTM-Zone (Zone 1) erstreckt sich von 180 Grad westlicher Länge bis 174 Grad West, mit einem Mittelmeridian von 177 Grad West. Die UTM-Zone 13 (in der Albuquerque liegt) hat einen Mittelmeridian von 105 Grad westlicher Länge und erstreckt sich von 108 Grad West bis 102 Grad West. Die folgende Abbildung zeigt die UTM-Zonen und die darin verwendeten alphabetischen Bezeichner.

Beachten Sie übrigens, dass dieses Bild der UTM-Zonen eine unprojizierte Weltkarte ist. Beobachten Sie den Vergleich mit der Weltkarte in der Mercator-Projektion und der Karte der westlichen Hemisphäre in der transversalen Mercator-Projektion.

Beachten Sie beim Betrachten des UTM-Zonendiagramms, dass es tatsächlich einige Ausnahmen von der Regel gibt, dass Zonen 6 Grad breit sind. Schauen Sie sich zum Beispiel die UTM-Zone 32V und die Zonen 31X-37X an. Diese Wahl wird getroffen, damit bestimmte Länder mit einer bestimmten Projektion kartiert werden, anstatt eine Zonengrenze zu überspannen. In der Nähe des Nordpols führt die Erweiterung einer Zone nicht wirklich zu einer starken Verzerrung der Features, daher ist dies sinnvoll.

UTM eignet sich am besten für die Kartierung von Regionen mit mehr Nord-Süd-Ausdehnung als Ost-West-Ausdehnung.

Lambert-konforme konische Projektion

Ich schließe diese Projektion hier nur ein, weil sie häufig für Luftfahrtkarten verwendet wird. Wir verwenden sie nicht oft in Boden-SAR, aber diejenigen von Ihnen, die ICS-Abteilungsleiter sind, können ihnen bei Luftmissionen durchaus begegnen. Die Lambert-konforme Kegelprojektion ist eine Sekantenkegelprojektion, und Sie finden die Projektionsparameter ("Standardparallelen") auf der Titelseite markiert:

Man könnte Lambert Conformal Conic für die Projektion einer Karte wählen, wenn das durch die Karte dargestellte Gebiet mehr Ost-West-Ausdehnung als Nord-Süd-Ausdehnung hat.

Polykonische Projektion

Diese erwähne ich nur am Rande, vor allem weil sehr alte USGS-Karten sie verwenden. Zum Beispiel das Cubero, NM Quad, das Sie im GEOTIFF-Format von sar.lanl.gov herunterladen können, wurde 1957 erstellt und 1971 fotorevidiert --- es zeigt in der unteren linken Ecke die folgenden Informationen:

(Hinweis: Die GEOTIFF-Datei selbst wurde von USGS in die UTM-Projektion reprojiziert --- die durch die Transformation des digitalen Bildes erzeugte Verzerrung ist sogar im winzigen Bild oben sichtbar --- sie erklärt, warum der gesamte Text gedreht wurde.) Obwohl die in diesen alten Karten verwendete Kartenprojektion keinen Einfluss darauf hat, wie wir sie verwenden (es gibt immer noch sowohl ein UTM- als auch ein Lat/Lon-Gitter auf der Karte, das wir verwenden können), ist es wichtig zu wissen, dass die Karte anders vorbereitet wurde als andere im Staat. Wenn Sie an einer Suche in einem Gebiet arbeiten, das die Grenze eines Gebiets überspannt, dessen USGS-Karte kürzlich nicht aktualisiert wurde, stellen Sie möglicherweise nicht nur fest, dass das Kartendatum (NAD27 vs. NAD83) nicht kompatibel ist, sondern auch Kartenprojektion. In diesem Fall wird es Ihnen nicht gut tun, die beiden Karten zusammenzufügen und zu versuchen, sie zu kacheln!

Die polykonische Projektion ist eine Kompromissprojektion, die alle Arten von Verzerrungen in der Karte minimieren soll, aber sie ist weder konform noch flächentreu: Keine Art von Verzerrung wird wirklich eliminiert. Karten, die in polykonischer Projektion erstellt wurden, können nicht gut gekachelt werden, da diese Verzerrungen selbst dann sichtbar werden, wenn drei Karten nebeneinander gekachelt werden. Die USGS verwendete die polykonische Projektion in Karten, die zwischen 1879 und 1957 erstellt wurden. Auch nachdem die USGS die polykonische Projektion eingestellt hatte, bezeichneten sie einige Karten weiterhin als in dieser Projektion enthalten. (Referenz: Snyder, J.P.: Map Projections used for large-scale quadrangles by the U.S. Geological Survey).

Fazit

Obwohl wir mit dem Begriff "UTM" vertraut sind und ihn als Namen für ein Koordinatensystem verwenden, ist es wichtig zu verstehen, dass die von uns verwendeten Koordinatensysteme auf der Projektion basieren, die zur Vorbereitung unserer Karten verwendet wird. Es ist auch wichtig, die Natur der durch die Kartenprojektion erzeugten Verzerrung zu verstehen und wie diese Verzerrung den Nutzen auf bestimmte Anwendungen einschränkt.

Ich habe Kartenkoordinatensysteme nur kurz erwähnt. In einem zukünftigen Artikel werde ich eine eher technische Diskussion des UTM-Koordinatensystems und seiner Beziehung zum Breiten-/Längengrad präsentieren und auch einige andere Odd-Ball-Koordinatengitter vorstellen, die auf jeder USGS-Topokarte vorhanden sind (und normalerweise von SAR-Grunzen ignoriert werden). .

Verweise:

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Wie kann ich mit R ein Koordinatensystem in ein NetCDF einfügen?

Ich habe mit NetCDF-Dateien von Daymet gearbeitet und mein Projekt beinhaltet das Extrahieren von Daten aus verschiedenen Dateien, das Ändern und das Erstellen neuer Dateien in R, die dann in Arcmaps analysiert werden. Die Verwendung des Make NetCDF-Raster-Layer-Werkzeugs mit x und y als Dimensionen funktioniert gut mit unveränderten Daten vom Tag, aber ändert nichts an den Dateien, die ich selbst erstellt habe. Die Verwendung von Koordinatenvariablen funktioniert für beide, aber das Produkt ist verzerrt. Betrachtet man die Unterschiede zwischen den von mir erstellten Dateien, besteht der einzige Unterschied darin, dass die von mir erstellten keine Raumbezugskoordinaten haben.

In der unveränderten Datei ist ein Raumbezug oder eine Projektion vorhanden, die wie in den Metadaten aussieht:

' 5 Variablen (außer Dimensionsvariablen):
float time_bnds[nv,time]
Zeit: Tage seit 1980-01-01 00:00:00 UTC

' kurz lambert_conformal_conic[]
grid_mapping_name: lambert_conformal_conic
longitude_of_central_meridian: -100
latitude_of_projection_origin: 42.5
false_easting: 0
false_northing: 0
standard_parallel: 25
standard_parallel: 60
semi_major_axis: 6378137
inverse_flattening: 298.257232666016

Mit dem netcdf r-Paket konnte etwas ähnlich aussehender Code erstellt werden:

' corddef <- ncvar_def("lambert_conformal_conic","", list(), prec="short") ncatt_put(ncout, "lambert_conformal_conic", "grid_mapping_name", "lambert_conformal_conic") ncatt_put(ncout,"lambert_conformal_conic"","lambert_conformal_conic"" , "-100") ncatt_put(ncout,"lambert_conformal_conic","latitude_of_projection_origin", "42.5") ncatt_put(ncout,"lambert_conformal_conic","false_easting",0) ncatt_put(ncout,"lambert_conforme_northing","falsch "0") ncatt_put(ncout,"lambert_conformal_conic","standard_parallel", "25") ncatt_put(ncout,"lambert_conformal_conic","standard_parallel_2", "60") ncatt_put(ncout,"lambert_conformal_conic","semi_major_137", ") ncatt_put(ncout,"lambert_conformal_conic","inverse_flattening", "298.257232666016")

' 5 Variablen (außer Dimensionsvariablen):
float time_bnds[time] (Chunking: [1])
Einheiten: Tage seit 1980-01-01 00:00:00 UTC
short lambert_conformal_conic[] (fortlaufender Speicher)
grid_mapping_name: lambert_conformal_conic
longitude_of_central_meridian: -100
latitude_of_projection_origin: 42.5
false_easting: 0
false_northing: 0
standard_parallel: 25
standard_parallel_2: 60
semi_major_axis: 6378137
inverse_flattening: 298.257232666016

Der Versuch, in Arcmaps ein Raster daraus zu erstellen, führt jedoch immer noch zu nichts, daher habe ich mich gefragt, ob es eine bessere Möglichkeit gibt, die Informationen über die Projektion direkt in die neue Datei, die ich erstelle, einzufügen, damit Arcmaps automatisch lesen können Information.


Was ist der Zweck des Referenz-Breitengrads in Lambert Conformal Conic? - Geografisches Informationssystem

Der Nennmaßstab beträgt 1:62.500. Ab 2003 werden die Daten in der Regel in geografischen Koordinaten (Längen- und Breitengrad), Dezimalgrad und dem North American Datum (NAD) von 1983 verteilt. Dies ist der Standard-Raumbezug des ArcSDE-Feature-Datasets, in dem die Daten gespeichert sind . Die Daten wurden jedoch ursprünglich in einer benutzerdefinierten Lambert Conformal Conic-Projektion entwickelt und über mehrere Jahre in diesem Koordinatensystem verteilt.

Die Daten wurden in den späten 1960er Jahren und 1984-85 aus 7,5- und 15-minütigen topografischen USGS-Vierecke digitalisiert. Fehler bei der Position eines bestimmten Merkmals hängen von der Genauigkeit der Originalkarten und von der Genauigkeit der Digitalisierung ab. Schätzungen gehen davon aus, dass Features einen durchschnittlichen Standortfehler von mindestens plus/minus 30 m aufweisen. Ergänzende_Informationen: Die Daten wurden ursprünglich als Teil des ILLIMAP-Systems entwickelt und in den späten 1960er und frühen 1970er Jahren erstellt, um Karten von Bohrlochstandorten in Illinois für die geologische Forschung durch das ISGS und andere zu erstellen. Es war eine der ersten Bemühungen des Landes, die Grenzen öffentlicher Landvermessung digital zu erfassen. Die Hauptbegründer der ersten Version waren Geologen der ISGS: Dave Swann, Paul DuMontelle, Dick Mast und Lindell Van Dyke. Die Daten wurden zunächst aus topografischen 7,5- und 15-minütigen USGS-Karten digitalisiert, und diese Arbeit umfasst etwa zwei Drittel des vorliegenden Datensatzes. Die Genauigkeit wurde wie folgt angegeben: „Für die Townships, die aus 7,5-Minuten-Vierecks digitalisiert wurden, liegen 95,2 Prozent der ILLIMAP-Distanzen innerhalb von 30 Metern der aufgezeichneten Plat-Distanzen und alle innerhalb von 180 Metern. In Townships, die aus 15-Minuten-Vierecks digitalisiert wurden, liegen 82,5 Prozent der ILLIMAP-Entfernungen innerhalb von 30 Fuß und 98,7 Prozent innerhalb von 60 Fuß." (ISGS-Rundschreiben 451, S. 13)

Weitere Informationen zum Ursprung des Datasets finden Sie in den Metadaten für das Feature-Dataset IL_Public_Land_Survey_System. Siehe auch ISGS Circular 451 (ILLIMAP - A Computer-Based Mapping System for Illinois, Swann, DuMontelle, Mast & Van Dyke, 1970). In dieser Veröffentlichung werden die ursprüngliche Digitalisierungsarbeit, die Koordinatenumrechnungen und die Genauigkeit der Ergebnisse erörtert.

Die Datenbank wurde von der ISGS Computer Services Unit unter der Leitung von Van Dyke bis 1985 gepflegt, dann wurden die Daten in ein Arc/Info-Coverage umgewandelt. Die Umwandlung wurde vom Environmental Systems Research Institute (ESRI) in Redlands, Kalifornien, durchgeführt, das im Rahmen eines Vertrags mit dem ISGS über das Illinois Department of Energy and Natural Resources und sein Lands Ungeeignet for Mining Program zusammenarbeitete. Das verbleibende Drittel des Staates wurde zu dieser Zeit (1984-85) aus 7,5-Minuten-Vierecke digitalisiert.

Im Jahr 2003 wurde der Datensatz vom ESRI ArcInfo-Coverage-Datenmodell auf das ESRI ArcSDE Enterprise-Geodatabase-Datenmodell umgestellt. Die Daten werden in einem relationalen Datenbankmanagementsystem (RDBMS) von Oracle gespeichert und mit der ArcGIS-Software verwaltet.

Aktuelle Aktualisierungen der Daten:

Im März 1998 wurde der aktuelle Datensatz aus Gründen der Metadaten- und Versionsverwaltung als Edition 1.0 bezeichnet.

Edition 1.0 dieser Daten wurde im März 1998 auf interne logische Konsistenz überprüft. Infolgedessen wurden mehrere nicht benötigte .AAT- und .PAT-Elemente verworfen, Tics ersetzt, drei baumelnde Bögen korrigiert und COVER-ID-Werte neu berechnet, um eindeutig zu sein . Weitere Einzelheiten finden Sie im Bericht zur logischen Konsistenz und den Prozessschritten für März 1998. Der aktualisierte Datensatz wurde als Edition 1.1 bezeichnet.

Im Juni 2003 wurde der Datensatz mithilfe des ArcSDE-Geodatabase-Modells in ein Oracle RDBMS gespeichert. Damals wurde dieses Metadatendokument erheblich aktualisiert. Das Ergebnis (und aktuellste Ausgabe) wird als Edition 2.0 bezeichnet.

Illinois State Geological Survey, 1984, 199803, 200306, Illinois PLSS-Gemeinden: ISGS GIS-Datenbank GISDB.IL_PLSS_Township_Range_Py, Illinois State Geological Survey, Champaign, Illinois.

Online-Links:

West_Bounding_Coordinate: -91.4244 East_Bounding_Coordinate: -87.3840 North_Bounding_Coordinate: 42.4951 South_Bounding_Coordinate: 36.9540

Anfangsdatum: ca. 1921 Enddatum: 1979 Aktualität_Referenz: Daten der Quellkarten.

Geospatial_Data_Presentation_Form: digitale Vektordaten

Horizontale Positionen werden in geografischen Koordinaten angegeben, dh Breiten- und Längengrad. Breitengrade werden auf die nächsten 0,000001 angegeben. Längengrade werden auf die nächsten 0,000001 angegeben. Breiten- und Längengradwerte werden in Dezimalgrad angegeben.

Das verwendete horizontale Datum ist das North American Datum von 1983.
Das verwendete Ellipsoid ist das Geodätische Referenzsystem 80.
Die große Halbachse des verwendeten Ellipsoids ist 6378137.000000.
Die Abflachung des verwendeten Ellipsoids beträgt 1/298.257222.

IL_PLSS_Township_Range_Ln

STAATS GRENZE Boolean - Gibt an, ob die Linie Teil der Staatsgrenze ist (Quelle: ISGS)

WertDefinition
0falsch
1wahr

STADTLINIE Boolean - Gibt an, ob die Linie Teil einer Gemeinde- und Bereichsgrenze ist (Quelle: ISGS)

WertDefinition
0falsch
1wahr

BASISLINIE Gibt an, ob eine Linie Teil einer Basislinie ist und wenn ja, welche Basislinie (Quelle: ISGS)

WertDefinition
0nicht Teil einer Grundlinie
2Teil der Basislinie von 1805 in Süd-Indiana, die mit dem 2. Hauptmeridian verbunden ist
3Teil der Basislinie von 1805 in Süd-Illinois, die mit dem 3. Hauptmeridian verbunden ist
4Teil der Basislinie von 1815 in West-Illinois, die mit dem 4. Hauptmeridian verbunden ist

MERIDIAN Gibt an, ob die Linie Teil eines Hauptmeridians ist und wenn ja, welcher Meridian (Quelle: ISGS)

WertDefinition
0nicht Teil eines Hauptmeridians
2Teil des 2. Hauptmeridians
3Teil des 3. Hauptmeridians
4Teil des 4. Hauptmeridians

MERIDBND Gibt an, ob die Linie Teil der Grenze zwischen Gebieten ist, die von verschiedenen Hauptmeridianen und Basislinien kartiert wurden, und wenn ja, welche (Quelle: ISGS)

WertDefinition
0keine Grenze zwischen Bereichen, die von verschiedenen Meridianen und Basislinien kartiert wurden
23Grenze zwischen den vom 2. und 3. Hauptmeridian kartierten Gebieten
34Grenze zwischen den vom 3. und 4. Hauptmeridian kartierten Gebieten

MERIDIAN Der Wert des Hauptmeridians, von dem aus der Abschnitt kartiert wurde (Quelle: Allgemein anerkannte Nomenklatur)

WertDefinition
2Kartiert vom 2. Hauptmeridian und der Basislinie von 1805 im Süden von Indiana
3Kartiert vom 3. Hauptmeridian und der Basislinie von 1805 im südlichen Illinois
4Kartiert vom 4. Hauptmeridian und der Basislinie von 1815 im Westen von Illinois

TWPNUM Die ganzzahlige Ortskennung (Quelle: Allgemein anerkannte Nomenklatur)

Wertebereich
Minimum:1
Maximal:46

RNGNUM Die ganzzahlige Bereichskennung (Quelle: Allgemein anerkannte Nomenklatur)

Wertebereich
Minimum:1
Maximal:14

RNGDIR Gibt an, ob der Bereich östlich oder westlich des Hauptmeridians liegt (Quelle: Allgemein anerkannte Nomenklatur)

WertDefinition
EOsten
WWesten

TWPDIR Gibt an, ob die Gemeinde nördlich oder südlich der Basislinie liegt (Quelle: Allgemein anerkannte Nomenklatur)

WertDefinition
NeinNorden
SSüd

Entity_and_Attribute_Overview: Der Datensatz enthält Linienattribute, die die folgenden Grenzen identifizieren: Bundesstaat, Gemeinde und Bereich sowie von verschiedenen Meridianen kartierte Gebiete. Hauptmeridiane und Basislinien werden ebenfalls identifiziert.

Polygonattribute identifizieren Meridian, Township, Bereich.

Wer hat den Datensatz erstellt?

Kontakt_Anweisungen: Bitte beachten Sie den Abschnitt Verteilungsinformationen.

Warum wurde der Datensatz erstellt?

Wie wurde der Datensatz erstellt?

Datum: März 1998 (Prozess 1 von 2) Eine vollständige Historie des Ursprungs dieses Datensatzes finden Sie in den Metadaten für den Feature-Dataset IL_Public_Land_Survey_System.

Im März 1998 wurde eine interne logische Konsistenzprüfung durchgeführt. Siehe den Bericht zur logischen Konsistenz. Infolgedessen wurden an den Daten folgende Änderungen/Aktualisierungen vorgenommen:

TICS - Der Datensatz hatte acht Tics entlang der Nordgrenze des Staates. Zur besseren Tic-Verteilung wurden diese durch zehn Tics von quad100 aus dem ISGS GISDB-Archiv, gleichmäßig über den Staat verteilt, ersetzt. Benutzer, die Registrierungs-Tics zur Verwendung mit diesen Daten (oder einer Teilmenge dieser Daten) benötigen, sollten jedoch damit rechnen, einen aufgabenspezifischen Tic-Satz zu erstellen, der normalerweise auf Abschnittsecken basiert.

ENTFERNEN VON ELEMENTEN - Die folgenden leeren .AAT-Elemente wurden gelöscht: STATE2C.OLD#, STATE2C.OLD-ID, ORIG-ID, SYMBOL, SYMB.

EINZIGARTIGE COVER-ID-WERTE - COVER-ID-Werte in .AAT und .PAT wurden als gleich (COVER# - 1) berechnet, um sie eindeutig zu machen.

Zu diesem Zeitpunkt wurde beschlossen, eine Aufzeichnung der GIS-Versionen dieses Datensatzes zu führen. Der Datensatz vor der Überprüfung wurde (willkürlich) als Edition 1.0 bezeichnet. Nach Abschluss der Überprüfung wurde der Datensatz als Edition 1.1 bezeichnet.

Person, die diese Aktivität durchgeführt hat:

Die verschiedenen Coverage-Feature-Classes wurden mit ArcCatalog 8.2 importiert. Einige Felder, die mit dem Feature-Dataset IL_Public_Land_Survey_System redundant sind, wurden gelöscht.

Vor dem Import wurde der Raumbezug des Datensatzes in Geografisch, Dezimalgrad, NAD83 mit doppelter Genauigkeit geändert. Der bisherige Raumbezug war die übliche ISGS Lambert Conformal Conic Projektion.

Auch diese Metadatendatei wurde zu diesem Zeitpunkt erheblich umgeschrieben und aktualisiert.

Person, die diese Aktivität durchgeführt hat:

, ISGS-Nutzungsbedingungen.

Online-Links:

, University of Illinois Web-Datenschutzerklärung.

Online-Links:

, Urheberrechtsrichtlinie der Universität (in den Allgemeinen Regeln für Organisation und Verfahren der Universität, Artikel III, Abschnitt 4).

Online-Links:

, Richtlinie zur angemessenen Verwendung von Computern und Netzwerksystemen an der University of Illinois in Urbana-Champaign.

Online-Links:

Wie zuverlässig sind die Daten, welche Probleme bleiben im Datensatz?

Die Attribute des ArcInfo-Coverages, aus dem diese Daten abgeleitet wurden, wurden 1990 mit einer Vielzahl von visuellen Techniken (Polygonschattierung, Linienschattierung und Linienstärken, die an Attributwerte gebunden sind) und GIS-Verarbeitungstechniken (Prüfung auf logische Konsistenz) überprüft. Die Werte der Bogenattribute wurden verifiziert, indem Diagramme mit Bögen erzeugt wurden, die nach Bezeichnung farbcodiert waren. Diese wurden visuell auf Fehler überprüft. Polygonattributwerte wurden auf ähnliche Weise verifiziert.

Es gibt keine quantitative Bewertung der Attributgenauigkeit, jedoch wird diese Abdeckung seit 1984 von ISGS- und DNR-Mitarbeitern umfassend genutzt, und es kann davon ausgegangen werden, dass die meisten Attributfehler erkannt und korrigiert wurden. Außerhalb der entsprechenden Wertedomänen sind keine Bogen- oder Polygonattributwerte bekannt.

Die Daten wurden ursprünglich in den späten 1960er und frühen 1970er Jahren aus topografischen 7,5- und 15-Minuten-USGS-Karten digitalisiert, und diese Arbeit umfasst etwa zwei Drittel des vorliegenden Datensatzes. Die Genauigkeit wurde wie folgt angegeben: „Für die Townships, die aus 7,5-Minuten-Vierecks digitalisiert wurden, liegen 95,2 Prozent der ILLIMAP-Distanzen innerhalb von 30 Metern der aufgezeichneten Plat-Distanzen und alle innerhalb von 180 Metern. In Townships, die aus 15-Minuten-Vierecks digitalisiert wurden, liegen 82,5 Prozent der ILLIMAP-Entfernungen innerhalb von 30 Fuß und 98,7 Prozent innerhalb von 60 Fuß.“ Weitere Informationen zur ursprünglichen Genauigkeit des Datensatzes finden Sie im ISGS-Rundschreiben 451 ( ILLIMAP - Ein computergestütztes Kartierungssystem für Illinois, Swann, DuMontelle, Mast & Van Dyke, 1970).

1985 wurden die Daten in ein Arc/Info-Coverage umgewandelt. Die Umwandlung wurde vom Environmental Systems Research Institute (ESRI) in Redlands, Kalifornien, durchgeführt, das im Rahmen eines Vertrages mit dem ISGS über das Illinois Department of Energy and Natural Resources und sein Lands Ungeeignet for Mining Program zusammenarbeitete. Das verbleibende Drittel des Staates wurde zu dieser Zeit (1984-85) aus 7,5-Minuten-Vierecke digitalisiert. Details zum Digitalisierungsprozess sind nicht verfügbar. Es ist davon auszugehen, dass die Positionsgenauigkeit für neu digitalisierte Bereiche verbessert wurde. Es ist jedoch auch wahrscheinlich, dass die Positionsgenauigkeit der zuvor vorhandenen Daten aufgrund der automatisierten Coverage-Verarbeitung, z. B. der Verwendung des ArcEdit CLEAN-Befehls, beeinträchtigt wurde.

Anschließend wurde die horizontale Positionsgenauigkeit punktuell durch manuelle Überlagerung von Quell- und Hardcopy-Plots verifiziert. Bögen innerhalb der Linienbreite der Quellkarten wurden als akzeptabel erachtet. Die Größe des Stichprobensatzes ist unbekannt. Fehler bei der Position eines bestimmten Merkmals hängen von der Genauigkeit der Originalkarten und von der Genauigkeit der Digitalisierung ab. Aktuelle Schätzungen gehen davon aus, dass Features im Datensatz einen durchschnittlichen Standortfehler von mindestens plus/minus 30 m aufweisen.

Die Quellkarten unterliegen den USGS-Mapping-Genauigkeitsstandards.

Alle bekannten Grenzlinien des indischen Vertrags aus den Quellkarten sind enthalten. Einige Daten wurden aus topographischen USGS-7,5-Minuten-Vierecke digitalisiert, und einige aus 15-Minuten-Vierecke. Als Ergebnis variiert der Maßstab innerhalb der Abdeckung.

Eine Beschreibung der logischen Konsistenzanalyse, die an den ursprünglichen ILLIMAP-Daten in den späten 1960er und frühen 1970er Jahren durchgeführt wurde, finden Sie im Abschnitt mit dem Titel Accurracy of ILLIMAP auf den Seiten 12-15 des ISGS-Rundschreibens 451.

Im März 1998 wurde eine logische Konsistenzprüfung durchgeführt. Damals wurden die Daten im ArcInfo-Coverage-Format gepflegt.

Folgende Kontrollen wurden durchgeführt:

Der Datensatz wurde BESCHRIEBEN und die Coverage-Dateien aufgelistet, um die vorhandenen Feature-Typen zu bestimmen. In diesem Datensatz wurden die folgenden Feature-Typen gefunden und überprüft: Polygone, Bögen, Beschriftungen, Knoten und Annotationen. Das Vorhandensein von räumlichen Indizes wurde ebenfalls überprüft.

Bei PAT- und AAT-Dateien wurde jedes Element auf Folgendes überprüft: Domäne der zulässigen Werte, Einhaltung der Werte mit der Domäne, Definition von Attributelementen, Anforderung aller eindeutigen Werte für ein Element, Logik der Elemente, die gegenüber anderen Elementen neu definiert wurde, und Länge des Artikelnamens hinsichtlich der Konvertierung in das Shapefile-Format.

Der Topologiestatus des Datensatzes wurde geprüft, ebenso LABELERRORS, NODEERRORS (sofern zutreffend) und die PROJECTION-Definition.

Das Vorhandensein einer BND-Datei wurde überprüft.

Das Vorhandensein und der Standort von TICS wurden überprüft.

Wie kann jemand eine Kopie des Datensatzes erhalten?

Gibt es rechtliche Beschränkungen für den Zugriff oder die Verwendung der Daten?

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Erstellt von mp Version 2.8.25 am Do Apr 02 09:54:09 2009


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