我很幸运地去了一所小学,那里的黑板上有一幅很酷的向下滚动的世界地图,教室里有地球仪。我记得我和我的朋友们站在世界各地,闭着眼睛把一个手指放在地球表面。有人旋转着地球,随着国家一次又一次地从我身边掠过(大概……我并不是在偷看什么的),旋转终于稳定下来,我盲目地按下手指,我的命运决定了。我无可辩驳地,毫无疑问地预测了我成年后会住在哪里,因为那是科学。

虽然我仍然住在加拿大,但对我的10岁的丑陋有一些疑问,这是一个在这个故事中遇到真实的一件事是我能够坐在课堂上,看世界各种方式描绘的世界。一个,一个挂在墙上的世界的平面图。另一个,我可以旋转的3D地球。

完全有效的。

事实上,有成千上万种公认的方法可以测量和观察二维或三维世界。每个方法都是由坐标系定义的。

* *记录抓噪声

等等!倒带。为什么人们要把事情弄得这么复杂?仅仅是画一张地图就有1000多种不同的方法吗?真的吗?是的,真的。但不用害怕,这是坐标系101。你想要基本的,我们会帮你。

什么是坐标?

如果我猜的是B1,我会得到一个Hit,用绿色标记。如果我说坐标E6(红色),我会错过。维基

曾经玩战舰吗?这是一款使用笛卡尔坐标系统作为机制一部分的经典游戏。

这款游戏基于一个网格系统,字母代表水平轴上的一个位置,数字代表垂直轴上的一个位置,游戏中使用字母和数字的组合来标记网格上的一个特定位置。在这个特定的位置,你希望“击中”对手的隐藏船只。

这个位置是一个坐标:点线、刻度或表面上的特定点

谈到地图坐标是用来表示地球上特定点的数值。这些通常是成对传递的-水平X值和垂直Y值,如49.178010°,-122.842655°(aka。纬度和经度).

坐标在许多行业中都是非常有用的数据。测量员需要知道在地球上建造房屋的确切地点在美国,公用事业需要能够将网络放在地下的特定位置在哪里他们不会被打扰,电信服务需要知道确切的信息在哪里设置服务塔支持他们的客户。如果没有坐标,生活将会非常混乱(可以说是不协调的)。

然而,没有任何上下文或规则,这些只是数字。他们可能在任何地方!或任何意义!就好像他们缺少某种系统来定义他们一样!

什么是坐标系?

英语,作为一种有时毫无意义的语言,也允许你把单词coordinate用作动词被定义的如“使共同的行动、运动或状态”。很方便地,一个坐标系就是这样做的。

坐标系统定义了一组通用的条件或规则,这些条件或规则适用于位于其中的所有坐标.你可以说"坐标系系统坐标.”

但是,事情并不总是那么简单。问题是,地球是一个非常奇怪和复杂的形状,而不是一个平滑和完美的球体,就像我在教室里体验的地球仪。它更像是一团橡皮泥,由一个蹒跚学步的孩子用又小又笨的手指捏成的球。山脉,山谷,平原,峡湾,峡谷,还有那么多的水。最重要的是,它不是静态的。月球的引力作用于海洋,构造板块继续缓慢运动,推动大陆四处移动,甚至两极也发生了变化。

所以你可以想象,当人们考虑这个在形状疯狂且不断变化的地球上定位位置的问题时,他们有很多不同的事情要考虑。有些人着眼于特定地区,比如一个省,而另一些人则创建了以潮汐水平为导向的系统。有些人忽略了这两件事,选择了完全不同的东西。

这就是为什么我们有成千上万地理坐标系统- 因为有很多正确的答案,具体取决于您需要的东西。

这数千个坐标系统能够共存,因为它们都由一组共同的规则或属性定义。在较高的层次上,地理坐标系统都具有:

地理坐标系与投影坐标系

回想起我在教室里的日子,旋转地球仪来决定我的未来,我意识到我也可以用黑板上挂着的平面地图来玩同样的游戏。我和我的朋友们难道没有选择让自己头晕目眩,然后跌跌撞撞地走向地图,指出那个方向的位置吗?

是的,我们本来可以的,如果我们的老师没有翻他的眼睛,说我们捣乱,威胁要拿走休息时间的话。

我们将能够这样做,因为预计的坐标系已被利用来翻译我们世界的3D现实(AKA。一个使用地理坐标系的地球)到平坦的2D描绘。为人类互动和课堂恶作剧(或学习)友好。

地理坐标系

既然你知道地理坐标系(GCS)由基准,角度单位和主要的子午线组成,让我们看看它如何实际工作。如果你看一张照片,可以更容易理解。

  1. 在这张图中,画了一个椭球面。这大致代表了地球的表面。
  2. 中心点的位置-这是X, Y, Z轴的交叉点。
  3. 本初子午线的定义-这是0度的垂直度量。它可以在不同的坐标系中的不同位置。
  4. 定义了Up,North,East,South和West的方向。
  5. 现在,方向设置,您可以看到地球如何分成象限。远离赤道和主要经络,给你负面或正值。这些值是坐标,并且可用于定位地球上的任何东西。

地理坐标系统

最常用的GCS之一是WGS 1984 (世界大地测量系统1984).这个系统通常用于共享全球位置尤其是GPS

虽然从GPS获得的信息可能非常有用,但仅仅依靠地理坐标系,不会解决您的所有坐标系统问题。

我们都看到并管理我们的移动设备上的“位置”设置,这使您的手机能够测量GPS坐标。这是伟大的,但是想象一下,只有一个来自GPS的数字,没有其他的数字。你真的知道你在哪里,但是你会在哎呀,在没有所有这些超级秘密的街道路线选项的情况下,你会在高峰时段流量中讨论它的晚餐吗?这就是为什么谷歌地图和Apple地图如今普遍存在的原因,以便在周围导航。

当坐标数据从GCS转移到投影坐标系统(PCS)时,坐标数据变得更加容易获取和有意义,PCS获取GCS中标识的位置,并告诉我们如何使用a将该信息绘制到平面上(如手机屏幕)投影方法.我知道如果我的生活中没有投影的坐标系统,我真的会迷失。

投影坐标系统

当谈到投影坐标系统(PCS)时,我们首先需要理解什么是“投影”。

基本上,剥橘子皮的方法不止一种。你有一个漂亮的球形橙子,只想被吃掉。你剥去它的皮,切一片放进嘴里。百胜。橙子皮曾经缠绕在你的橙子上,现在可以平躺在桌子上,因为你撕开橙子皮的方式。第一个橙子太棒了,你得再来一个。另一块橘子皮平躺在桌子上,这一块有不同的泪痕。投影就是我们“剥开”地球并将其平展的方法。

然而,说到地图,我们并不是在“剥去地球的皮,把它夷为平地”。我们试图将球形的东西呈现为矩形(或其他形状),以一种一致的方式呈现出来,而不会因为眼泪而破坏图像。我们使用了许多不同的投影方法,因为从3D空间移动到2D空间总是会导致某种形式的失真。不同的投影算法被选择以不同程度地保持尽可能多的以下质量,但注意,所有四种都不能在2D中保持:

例如,查看Mercator投影的工作原理。要将所有内容放在平坦的矩形表面上,最接近杆子的国家可以看到它们最终显示的区域的扭曲,因为它们被拉伸以填充矩形空间。

墨卡托投影优先考虑区域的方向和一致性(它最初设计用于海上航行,帮助船只使用罗盘方向航行)。(来源:维基

这张截图是从真大尺寸-它允许你体验墨卡托投影是如何选择优先方向和符合区域(它最初是为海上导航设计的,帮助船只使用罗盘方向航行)。

以格陵兰岛与巴西为例,这是墨卡托投影的一个极端例子。虽然在墨卡托投影中格陵兰岛比巴西大,但实际上格陵兰岛面积为2166086平方公里,巴西面积为8515767平方公里。

这张截图是从https://thetruesize.com/- 这使您能够体验Mercator投影如何选择优先考虑方向和整合区域的顺序(最初为海洋导航设计,以帮助船舶使用罗盘方向航行)。

GCS和PCS之间的另一个关键区别是,由于PCS是平面的、二维的地球表面表示,PCS将使用线性单位来测量距离,而不是角度单位。像英尺、米、链或链这样的单位通常用于投影坐标系。

那么局部坐标系呢?

本地坐标系优化了A的精度特定的位置.地方政府、施工队和测量师经常使用这些方法,因为坐标系统需要覆盖的区域越窄,在投射时需要考虑的全球范围的失真就越少。

这就是为什么我们有成千上万的坐标系统——因为它们已经被创建和优化,以减少在特定位置的区域、距离、形状、方向或任何组合的失真。

例如,加拿大联邦政府依赖于NAD83 (North American Datum 1983),而加拿大不列颠哥伦比亚省使用NAD 1983 BC Albers,它定义了特定于省边界的投影方法。

Reprojecting空间数据

正如您所看到的,由于坐标系的美妙世界,空间数据可以包含各种形状和尺寸。在拥有更多选项的同时使您可以灵活地完成所需的内容,这也意味着其他人都有更多的选择来做他们想要的东西。这可以让事情变得棘手。

在共享或集成空间数据集时,您将不可避免地需要执行转换您使用的所有数据的数据转换任务以使用公共坐标系。这是所谓的“恢复数据”。

执行重新注入是在处理空间数据时需要发生的最常见操作之一。虽然有各种方法来执行重新注入,但最简单的方法是使用支持此功能的软件。

数据集成软件FME使您能够在执行其他转换任务的同时执行重新投影。无论您使用数据的情况如何,FME都涵盖了所有主要的重投影任务。

你可以使用FME:

综上所述,加强您对坐标系统理解的最佳方法是亲自接触一些数据。抓取一些开源空间数据,或者使用FME社区免费提供的数据开始!亚搏国际在线官网有许多相关的教程和文章让你开始。在你开始之前,确保下载FME免费30天试用版

这里有一些有用的资源,可以帮助你开始协调你的坐标:

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关于数据

詹娜里昂

珍娜是安全公司的产品负责人。亚搏在线她最初获得了艺术与设计学士学位。一个人是如何从绘画转向技术的?这是一个很长的故事,但是要知道她的激情是创造,而你在产品方面做了很多工作。在业余时间,她喜欢烹饪、手工制作和背包旅行。

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