Координатные системы и географические проекции

Строение Земли

Форма поверхности Геоид – это геометрическая фигура, ограниченная так называемой основной уровенной поверхностью Земли, то есть поверхностью, совпадающей с поверхностью мирового океана в состоянии полного покоя водных масс и продолженной под материками. Более грубым приближением является эллипсоид вращения, который в данном случае при совпадении малой оси с осью вращения Земли называется земным эллипсоидом (эллипсоидом Клеро). Эллипсоид, ориентированный в теле Земли из условия минимума погрешностей аппроксимации основной уровенной поверхности на некоторой её части, называется референц- эллипсоидом

Форма поверхности Для построения карты ученые использовали данные, полученные аппаратом GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer - спутник для исследования гравитационного поля и постоянных океанических течений).

Модель поверхности – карта Карта это построенное в картографической проекции, уменьшенное, обобщенное изображение поверхности Земли, другого небесного тела или внеземного пространства, показывающее расположенные на ней объекты или явления в определенной системе условных знаков. Карта математически определённая образно-знаковая модель действительности. Картаэто уменьшенное и искажённое вследствие кривизны Земли изображение горизонтальной проекции либо всей земной поверхности, либо значительной её части со всеми находящимися на ней объектами. При составлении карт строят сетку меридианов и параллелей, а также километровую сетку, стороны которой параллельны осям абсцисс и ординат.

Координаты величины, определяющие местоположение точки на поверхности земного шара. Координаты местности могут быть: географические, прямоугольные, полярные и др. Положение точек земной поверхности может быть определено в различных системах координат Система географических координат является единой для всех точек Земли. При этом уровенная поверхность принимается за сферу, координаты ϕ и λ определяются с помощью астрономических наблюдений. Система геодезических координат определяет положение точек на поверхности эллипсоида вращения - геодезические координаты В и L

Система координат (локальная, географическая)

Датум Базовые геодезические параметры (датамы) - обеспечивают связывание воедино различных картографических источников, систем спутниковой привязки (GPS) и навигации, исследований земной тектоники и построения ГИС. Геодезический (горизонтальный) датам - это референц эллипсоид плюс его расположение и ориентация относительно ссылочного каркаса (структуры) местности. Ссылочная структура местности - это Декартова 3D геоцентрическая система координат с началом в центре масс Земли, осью Z, проходящей через Северный полюс и плоскостью XZ, пересекающей Гринвичскую обсерваторию. Это геодезическое определение датама не учитывает локальные ошибки при практической реализации датама, то есть произвольные и систематические ошибки в установке и измерении контрольных точек геодезической сети. В то время, как референц эллипсоид, его расположение и ориентация определяют датам концептуально, его геодезические контрольные точки и их координаты определяют датам в физическом смысле.

Геореференс Координатная система + размер растра Понятие применимо лишь для растровых карт. То есть, карта может иметь одну и ту же координатную систему, но разный размер растра. В этом случае у карт будет разный геореференс.

Проекции карт(типы) Картографическая проекция - математически определенный способ отображения поверхности земного эллипсоида на плоскости. Картографическая проекция устанавливает аналитическую зависимость между географическими координатами точек земного эллипсоида и прямоугольными координатами тех же точек на плоскости. Картографические проекции различают: - по характеру искажений на равноугольные, равновеликие и произвольные, включающие равнопромежуточные; - по виду изображений параллелей и меридианов на цилиндрические, конические, азимутальные, поликонические, псевдоконические, псевдоцилиндрические, условные. Применение тех или иных картографических проекций зависит от назначения карты, конфигурации и положения картографируемой территории.

Конические проекции проекции, в которых параллели изображаются концентрическими окружностями, меридианы ортогональными им прямыми. В этих проекциях искажения не зависят от долготы. Особо пригодны для территорий, вытянутых вдоль параллелей. Карты всей территории СССР часто составлялись в равноугольных и равнопромежуточных конических проекциях.

Равнопромежуточная коническая один из главных масштабов равен единице

Равноугольная коническая масштаб зависит только от положения точки и не зависит от направления. Эллипсы искажений вырождаются в окружности.

Равновеликая коническая сохраняются площади; точнее, площади фигур на картах, составленных в таких проекциях, пропорциональны площадям соответствующих фигур в натуре. Эллипсы искажений всегда имеют одинаковую площадь, различаясь формой и ориентировкой.

Простая поликоническая

Псевдоконическая равновеликая Бонна

Цилиндрические проекции проекции, в которых меридианы изображаются равноотстоящими параллельными прямыми, а параллели прямыми, перпендикулярными к изображениям меридианов. Выгодны для изображения территорий, вытянутых вдоль экватора или какой-либо параллели. В навигации используется проекция Меркатора равноугольная цилиндрическая проекция. Проекция Гаусса Крюгера равноугольная поперечно-цилиндрическая

Цилиндрическая равноугольная Меркатора масштаб зависит только от положения точки и не зависит от направления. Эллипсы искажений вырождаются в окружности.

Цилиндрическая равновеликая сохраняются площади; точнее, площади фигур на картах, составленных в таких проекциях, пропорциональны площадям соответствующих фигур в натуре. Эллипсы искажений всегда имеют одинаковую площадь, различаясь формой и ориентировкой.

Цилиндрическая равнопромежуточная один из главных масштабов равен единице

Псевдоцилиндрическая БСАМ

Азимутальные проекции проекции, в которых параллели концентрические окружности, меридианы их радиусы, при этом углы между последними равны соответствующим разностям долгот. Частным случаем азимутальных проекций являются перспективные проекции.

Азимутальная равновеликая сохраняются площади; точнее, площади фигур на картах, составленных в таких проекциях, пропорциональны площадям соответствующих фигур в натуре. Эллипсы искажений всегда имеют одинаковую площадь, различаясь формой и ориентировкой.

Азимутальная равнопромежуточная один из главных масштабов равен единице

Азимутальная равноугольная масштаб зависит только от положения точки и не зависит от направления. Эллипсы искажений вырождаются в окружности.