Współrzędne geodezyjne i szerokość, długość geograficzna

Czy słusznie byłoby powiedzieć, że współrzędne geodezyjne (phi i lambda) są takie same jak szerokość i długość geograficzna?

To wielkie pytanie, ponieważ odkrywa ważne źródła powszechnych nieporozumień. Krótka odpowiedź brzmi, że chociaż szerokość i długość geograficzna są oczywiście formą szerokości i długości geograficznej, nie są jedynymi, a różnice nie są trywialne, dlatego powinniśmy być ostrożni, aby ich nie pomylić.

We wszystkich przypadkach szerokość i długość geograficzna to liczby używane do oznaczania punktów na powierzchni ziemi. Zwykle definicja długości geograficznej jest prosta, ponieważ wszystkie oprócz najbardziej szczegółowych modeli powierzchni Ziemi zakładają, że jest ona symetryczna obrotowo. (Geoidy , które uwzględniają anomalie grawitacyjne, są możliwym wyjątkiem, ale ten poziom szczegółowości jest zwykle używany tylko do opracowania dokładnych współrzędnych elewacji bez modyfikowania leżącej poniżej szerokości i długości geograficznej.) Linie długości geograficznej są południkami i można je wyznaczyć pod kątem zrobić z wyznaczonym południkiem pochodzenia, „głównym południkiem”.

Istnieje wiele różnych rodzajów szerokości geograficznej. Najlepiej omawia się je w kontekście, w którym podano elipsoidalny model Ziemi, taki jak elipsoidy WGS84 lub GR80 . Szerokość geograficzna zależy od elipsoidy odniesienia. (Jest to ważne, gdy używa się danych odnoszących się do historycznych elipsoid , takich jak elipsoida Clarke 1866. W przypadku nowszych elipsoid, ustalonych za pomocą pomiarów satelitarnych, różnice są tak małe, że mogą być interesujące tylko wtedy, gdy potrzeby w zakresie dokładności i precyzji są wyjątkowo duże (sub metr).)

• Szerokość geograficzna to (podpisany) kąt między lokalną normalną (kierunek „prosto w górę”) a płaszczyzną równika. Powinno to być domyślne rozumienie przez profesjonalistę tego, co oznacza „szerokość geograficzna”, chociaż różni się od definicji nauczanej dzieciom - i dlatego jest powszechnym zrozumieniem wśród laików - co odpowiada szerokości geograficznej geocentrycznej (dla modelu sferycznego). Oba mogą różnić się o dziesiątki kilometrów, znaczny ułamek jednego stopnia.

• Geocentryczna szerokość geograficzna jest natomiast (podpisanym) kątem określonym przez kierunek od środka ziemi do punktu. Rozróżnienie między szerokościami geocentrycznymi i geodezyjnymi zostało zilustrowane w linkach, a także w mojej odpowiedzi w Jak obliczyć promień ziemi na danej szerokości geograficznej? .

• Dodatkowe szerokości geograficzne zostały zdefiniowane, aby pomóc w tworzeniu dokładnych map, które mają określone właściwości, takie jak zgodność, równość powierzchni („authalic”) lub izometryczny. (Zmieniając nieco szerokość geograficzną, „rzutujemy” elipsoidę na kulę, a następnie stosujemy rzut z kuli na płaszczyznę, aby utworzyć mapę. Ten ostatni krok jest stosunkowo prosty, ponieważ nie musi obsługiwać skomplikowanych formuł elipsoidalnych , podczas gdy początkowa zmiana szerokości geograficznej zwiększa ogólną dokładność mapy).

• „Izometryczny szerokości geograficznej” nie jest nawet w stopniach; jest to zasadniczo współrzędna północna dla rzutu Mercatora.

Kiedy zmieniamy model Ziemi (elipsoida odniesienia), otrzymujemy zupełnie inny zestaw szerokości geograficznych. Często dzieje się tak, gdy szerokość geograficzną opartą na elipsoidzie uważa się za szerokość geograficzną opartą na modelu sferycznym. Niedawno przeanalizowałem wynikowy błąd na stronie Jak dokładna jest przybliżenie Ziemi jako kuli? , znalezienie przemieszczeń (między prawidłową lokalizacją wyznaczoną przez szerokość geograficzną a widoczną lokalizacją) może wynosić nawet 20 km. Różnice między różnymi używanymi szerokościami geograficznymi (patrz „dodatkowe szerokości geograficzne” powyżej) mogą być tego samego rzędu wielkości, więc nawet w przypadku bardzo zgrubnych celów mapowania należy zwrócić uwagę na to, co się dzieje.

Dodatkowe referencje

Dobrym, ale wysoce technicznym źródłem informacji o wielu formach szerokości geograficznej jest

Bugayevskiy, Lev M. & John P. Snyder, Map Projections, A Reference Manual. Taylor i Francis, Londyn (1995).

Wzory znajdują się na str. 33–37, a tabela szerokości izometrycznych znajduje się w załączniku 5.

Tak, aby zacytować Wikipedię :

We współrzędnych geodezyjnych powierzchnia Ziemi jest aproksymowana przez elipsoidę, a lokalizacje w pobliżu powierzchni opisano w kategoriach szerokości i szerokości geograficznej (lambda) i wysokości (h)

Ale, jak skomentował Alex Markov, należy pamiętać o bazach danych

Myślę, że byłoby to dla ciebie odpowiednie wyjaśnienie (proszę przeczytać je wszystkie.) ...

Współrzędne geodezyjne

Geograficzna szerokość i długość geograficzna punktu na powierzchni ziemi, określona za pomocą geodezyjnego pomiaru odległości (głównie metodą triangulacji) i namiaru (azymutu) od kilku innych punktów, których współrzędne geograficzne są znane. Współrzędne geodezyjne obliczane są na powierzchni elipsoidy odniesienia, która jest charakterystyką kształtu i wymiarów ziemi. Różnią się one w niewielkim stopniu od szerokości i długości geograficznej mierzonej metodami astronomicznymi, ze względu na niedokładności w pomiarach przyjętej elipsoidy i odchylenia od pionu. Wraz ze współrzędnymi geodezyjnymi punktu brana jest również pod uwagę wysokość.

Wielka radziecka encyklopedia, wydanie trzecie (1970–1979).

Mam nadzieję, że Ci to pomoże...