Coğrafi koordinat sistemi

Bilgibank, Hoşgeldiniz
Gezinti kısmına atla Arama kısmına atla
Boylam çizgileri dikeydir ve enlem çizgileri ekvatora paraleldir.

Coğrafi koordinat sistemi, coğrafyada kullanılan her koordinat sisteminin, bir dizi sayı, harf veya sembol ile belirlenmesini sağlayan bir koordinat sistemidir.[n 1] Koordinatlar, sıklıkla, sayılardan birinin dikey bir konumu temsil ettiği ve sayıların iki veya üçünün yatay bir konumu temsil edecekleri şekilde seçilir. Ortak koordinat seçimi, enlem, boylam ve yüksekliktir.[1]

Tarihce

Coğrafi koordinat sisteminin icadı, genellikle, M.Ö. 3. yüzyılda İskenderiye Kütüphanesi'ndeki Eratosthenes'in şimdi kayıp olan Cyrene coğrafya'sından oluşur.[2] Bir yüzyıl sonra, Nicaea Hipparchus, güneş irtifasından ziyade yıldız ölçümlerinden enlemi bularak ve ölü hesaplamadan ziyade ay tutulmalarının eşzamanlı zamanlamalarını kullanarak boylamı belirleyerek bu sistemde iyileşme sağladı. 1. veya 2. yüzyılda, Tire Marinus, Kanarya veya Cape çevresindeki batı Afrika kıyılarından Fortunate Isles olarak adlandırılan batıdaki bilinen topraklardaki asal bir meridyenden doğu tarafta ölçülen koordinatları kullanarak kapsamlı bir gazeteci ve matematiksel olarak çizilmiş dünya haritası derledi Verde Adaları ve Küçük Asya'dan uzakta bulunan Rodos adasının kuzeyi veya güneyinde ölçmekteydi. Ptolemaios, yaz ortası gününün uzunluğu açısından enlemi ölçmek yerine, o boylam ve enlemin tam olarak ölçüllerek bulunmasını kabul etti.[3] 2. yüzyıl Coğrafyası, aynı asal meridyeni kullanıyordu, ama Ptolemaios bunun yerine ekvatordan ölçülen enlemi kullanıyordu. 9. yüzyılda eserlerinin Arapça'ya çevrilmesinin ardından Al-Khwārizmī'nin Yer Tanımı Kitabı, Marinus'u ve Ptolemeios'un Akdeniz'in uzunluğu ile ilgili hatalarını düzeltti.[n 2] Ortaçağ Arapça haritacılığa, birincil bir meridyen kullanmaya neden oldu. Ptolemaios hattının 10 ° doğusundadır. Matematiksel kartografi, Maximus Planudes'in Ptolemaios'un metnini 1300'den biraz önce kurtarması sonrasında Avrupa'da yeniden başladı; Metin, 1407 civarında Jacobus Angelus tarafından Floransa'da Latince'ye çevrildi.

1884'te Birleşik Devletler, yirmi beş ülkenin temsilcilerinin katıldığı Uluslararası Meridyen Konferansına ev sahipliği yaptı. Yirmi iki, ülke sıfır referans hattı olarak İngiltere Greenwich'teki Kraliyet Gözlemevi boylamı kabul etmeyi kabul etti. Dominik Cumhuriyeti bu harekete karşı oy kullanırken Fransa ve Brezilya çekimser kaldı.[4] Fransa 1911'de Paris Gözlemevi tarafından yerel tespitlerin yerine Greenwich Ortalama Saati kabul etti.

Coğrafi enlem ve boylam

Line across the Earth
Ekvator

Dünya yüzeyindeki bir noktanın "enlem"in (kısaltması: Lat.,φ veya phi) ekvatoral düzlem ile bu noktadan geçen ve Dünya'nın merkezine doğru (veya yakınına) geçen düz çizgi arasındaki açıdır.[n 3] Ekvatora paralel oldukları ve birbirlerine paralel oldukları için, Dünya'nın yüzeyinde aynı enlem iz çevrelerinin noktalarını birleştiren çizgiler paralel olarak adlandırılır. Kuzey kutbu 90° N; Güney kutbu 90° S'dir. Enlemin 0° paralelinde ekvator, tüm coğrafi koordinat sistemlerinin temel düzlemi olarak gösterilir. Ekvator, Kuzey ve Güney Yarımküreler olarak bölüşür.

Line across the Earth
İlk Meridyen

Dünya yüzeyindeki bir noktanın "boylam" (kısaltması: Long, λ veya lambda), referans meridyenin doğudaki veya batıdaki, o noktadan geçen başka bir meridyene açısıdır. Bütün meridyenler, kuzey ve güney kutuplarında birleşen büyük elipslerin yarısı (genellikle büyük daireler olarak adlandırılır) 'dır. İngiltere'nin güney doğu Londra'daki İngiltere Kraliyet Gözlemevi meridyeni uluslararası asal meridyen olmakla birlikte, Fransız Enstitüsü Géographique Ulusal Örgütü gibi bazı kuruluşlar diğer meridyenleri iç amaçlar için kullanmaya devam etmektedir. Asal meridyen Doğu ve Batı yarımküreleri belirler, ancak haritalar sıklıkla bu yarı küreleri daha batısına bölerek Eski Dünyayı tek bir tarafta tutarlar. Greenwich antipodal meridyeni hem 180° W (batı) hem de 180° E (dogu)'dir. Bu, Uzakdoğu Rusya ile çok Batılı Aleut Adaları da dahil olmak üzere siyasi nedenlerle çeşitli yerlerden kopuk Uluslararası Tarih Çizgisi ile sınırlandırılacaktır.

Bu iki bileşenin kombinasyonu, yükseklik veya derinlik göz önüne alınmaksızın, Dünya yüzeyindeki herhangi bir konumunu belirtir. Enlem ve boylam çizgileri tarafından oluşturulan ızgaraya bir "bölme" denir.[5] Bu sistemin başlangıç noktası/sıfır noktası Gana Körfezi'nde, Tema, Gana'nın 625 km (390 mil) güneyinde bulunmaktadır.


Verileri kullanarak ölçme yüksekliği

Sorunun karmaşıklığı

Topoğrafik bir özelliğin Yerkürenin üzerinde, veya yukarısındaki bir konumunu tamamen belirtmek için, ayrıca, Yerkürenin merkezinden veya yüzeyden dikey mesafeyi belirtmek gerekir.

Dünya bir küre değildir, ancak iki eksenli bir yumurtamsı'ya yaklaşan düzensiz bir şekildir. Neredeyse küresel, ancak ekvator yarıçapını kutuplar boyunca ölçülen yarıçaptan %0.3 daha büyük bir ekvatoryal çıkıntıya sahiptir. Daha kısa eksen, yaklaşık dönme ekseni ile çakışmaktadır. ilk denizciler, denizi düşey bir referans noktası olarak kullanılabilecek düz bir yüzey olarak düşünse de, aslında durum böyle değil. Toprak, yerçekimi alanı içinde eşit potansiyel enerji katmanlarına sahiptir. Yükseklik, bu yüzeye dik açılı, kabaca Dünya'nın merkezine doğru olan bir ölçümdür, ancak yerel farklılıklar, dengeleyici tabakaları düzensiz hale getirir (kabaca elipsoidal olmasına rağmen). Yüksekliği tanımlamak için hangi tabakanın kullanılacağı seçime bağlıdır.

Ortak temeller

Ortak yükseklik taban çizgileri şunları içerir:

  • Verim elipsoidinin yüzeyi, elipsoidal bir yükseklik ile sonuçlanır.
  • Yerçekimi jeoidinin tarif ettiği ortalama deniz seviyesi, ortometrik yüksekliği verir.
  • Bilinen bir referans yüksekliğine göre dinamik bir yükseklik sağlayan dikey bir referans noktasıdır.

Enlem boylam yükseklik bir konum için üç boyutlu jeodezik koordinatları veya coğrafi koordinatları sağlar.[6]

Veriler

Harita üreticileri, üzerinde "dikey" ve "yüzey" in yönünü belirgin kılmak için belirli bir orijin ve yönlendirmeyi, haritaladıkları alan için ihtiyaçlarına en iyi uyan bir referans elips kullanırlar. Daha sonra, küresel koordinat sisteminin bu elipsoid üzerine, karasal referans sistemi veya jeodezik referans denilen en uygun eşlemesini seçerler.

Datalar küresel olabilir, yani bütün dünyanın temsil edildiği anlamına gelir, ya da yerel olabilirler, yani yeryüzünün yalnızca bir bölümüne en uygun elipsoidi temsil ettiği anlamına gelir. Yeryüzünün yüzeyindeki noktalar, ay ve gelgitlerin yol açtığı kıta plakası hareketi, çöküntüsü ve gündüz hareketi nedeniyle birbirine göre hareket eder. Bu günlük hareket bir metrelik kadar olabilir. Kıtasal hareket, yılda 10 cm'e, yüzyılda 10 metreye kadar olabilir. Bir hava durumu sistemi yüksek basınç alanı 5 mm'lik bir batmaya neden olabilir. Son buzul çağındaki buz tabakalarının erimesiyle İskandinavya yılda 1 cm artıyor ancak komşu İskoçya sadece 0,2 cm yükseliyor. Bu değişiklikler, yerel bir referans noktası kullanılıyorsa önemsizdir, ancak genel bir referans noktası kullanılıyorsa istatistiksel olarak önemlidir.[1]

Global data örnekleri, kıtasal sürüklenme ve kabuk deformasyonunu tahmin etmek için kullanılan Global Positioning System ve Uluslararası Karasal Referans Çerçevesi (ITRF) için kullanılan varsayılan Jeodezik Sistem (WGS 84) içerir.[7] Dünya merkezine olan mesafe hem çok derin konumlarda hem de uzaydaki konumlar için kullanılabilir.[1]

Ulusal bir kartoğrafya organizasyonu tarafından seçilen yerel veriler, Kuzey Amerika Verileri, Avrupa ED50 ve İngiliz OSGB36'yı içerir. Bir konum verildiğinde, referans noktası boylam ve enlemini sağlar. Birleşik Krallık'ta, kullanılan enlem, boylam ve yükseklik üç sistemi vardır. WGS 84, Greenwich'de OSGB36 yayınlanan haritalarından 112m kadar farklıdır. NATO tarafından kullanılan ED50, 120m'den 180m'e kadar farklılık göstermektedir.[1]

Yerel bir referansa karşı yapılmış bir haritada enlem ve boylam, bir GPS alıcısından elde edilenle aynı olmayabilir. Haritalama sistemindeki koordinatlar bazen kabaca basit bir çeviri kullanarak başka bir veriye dönüştürülebilir. Örneğin, ETRF89'dan (GPS) Irish Grid'e dönüştürmek için, doğuya 49 metre ekleyin ve kuzeyden 23.4 metre çıkarın.[8] Daha genel olarak, bir done, Helmert dönüşümleri adı verilen bir işlem kullanılarak herhangi bir başka veriye dönüştürülür. Bu, küresel koordinatları Kartezyen koordinatlara dönüştürmeyi ve yedi parametre dönüşümü (çeviri, üç boyutlu rotasyon) uygulamayı ve geri dönüştürmeyi içerir.[1]

Harita projeksiyonu

Haritada bir coğrafi konumun konumunu belirlemek için bir harita projeksiyonu, jeodezik koordinatları bir haritada iki boyutlu koordinatlara dönüştürmek için kullanılır; Verinin elipsoidal koordinatlarını ve yüksekliğini bir haritanın düz bir yüzeyine yansıtmaktadır. Referans konumları ızgarasına uygulanan bir harita projeksiyonuyla birlikte referans noktası, konumları çizmek için bir ızgara sistemi oluşturur. Mevcut kullanımdaki ortak harita projeksiyonları, Evrensel Çapraz Mercator (UTM), Askeri Izgara Referans Sistemi (MGRS), Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Izgarası (USNG), Küresel Alan Referans Sistemi (GARS) ve Dünya Coğrafi Referans Sistemi (GEOREF)[9] Bir haritadaki koordinatlar genelde belirli bir kökenle ilişkili olarak kuzeydoğu N ve doğuya doğru E ofsetleri ile ilgilidir.

Kaynak

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 A guide to coordinate systems in Great Britain (PDF), D00659 v2.3, Ordnance Survey, Mar 2015, 2015-06-22 alınmıştır 
  2. McPhail, Cameron (2011), Reconstructing Eratosthenes' Map of the World (PDF), Dunedin: University of Otago, pp. 20–24 .
  3. Evans, James (1998), The History and Practice of Ancient Astronomy, Oxford: Oxford University Press, pp. 102–103, ISBN 9780199874453 .
  4. Greenwich 2000 Limited (9 June 2011). "The International Meridian Conference". Wwp.millennium-dome.com. orijinal 6 August 2012 tarihide arşivlendi. 31 October 2012 Alınmıştır. 
  5. American Society of Civil Engineers (1994-01-01). Glossary of the Mapping Sciences (in English). ASCE Publications. p. 224. ISBN 9780784475706. 
  6. Kwok, Geodetic Survey Section Lands Department Hong Kong. "Geodetic Datum Transformation, p.24" (PDF). Geodetic Survey Section Lands Department Hong Kong. 4 March 2014 Alınmıştır. 
  7. Bolstad, Paul. GIS Fundamentals, 4th Edition (PDF). Atlas books. p. 89. ISBN 978-0-9717647-3-6. 
  8. "Making maps compatible with GPS". Government of Ireland 1999. orijinal 21 July 2011 tarihide arşivlendi. 15 April 2008 Alınmıştır. 
  9. "Grids and Reference Systems". National Geospatial-Intelligence Agenc. 4 March 2014 Alınmıştır. 
  1. Uzmanlaşmış eserlerde, "coğrafi koordinatlar", coğrafi koordinatlar ve jeodezik koordinatlar gibi diğer benzer koordinat sistemlerinden ayırt edilir. Bakınız, örneğin Sean E. Urban ve P. Kenneth Seidelmann, Astronomical Almanac'a Açıklayıcı Ek, 3. Ed., (Mill Valley CA: Üniversite Bilim Kitapları, 2013) s. 20 ve 23.
  2. The pair had accurate absolute distances within the Mediterranean but underestimated the circumference of the earth, causing their degree measurements to overstate its length west from Rhodes or Alexandria, respectively.
  3. Enlem ve boylamın alternatif versiyonları, Dünya'nın merkezine göre ölçen yer merkezli koordinatları; Jeodezi koordinatları, Elipsoid olarak Dünya'yı modeller; Ve coğrafi koordinatlar, koordinatların verildiği konumdaki bir çekül çizgisine göre ölçülür.