Центральное понятие ГИС, с которым сталкивается начинающий пользователь, - это системы координат, которые определяют положение объектов на земной поверхности. Без минимального представления о системах координат в ГИС трудно начать эффективно работать с геоданными и соответствующим программным обеспечением.
Перед тем, как прочесть эту заметку, необходимо отметить, что понимание приходит только с практикой. В начале можно следовать инструкциям в уроках и ознакомиться с несколькими видео по теме.
Существует две группы систем координат (далее СК):
- Географические. Единицы измерения угловые и координаты представлены десятичными градусами).
- Спроецированные (также могут называться плоские, прямоугольные, декартовы). Единицы измерения линейные и координаты могут быть выражены как метры, футы, километры и т.д. Данные находящиеся в этой системе координат часто называют спроецированными. В основе любой спроецированной системы координат лежит географическая система координат (чаще всего – WGS 84), преобразованная в плоскую с помощью того или иного типа проекции
Интерактивная карта ESRI для понимания проекций
Архитектору проще всего понять и использовать спроецированные системы координат, т.к. они ближе всего к обычному восприятию геоподосновы в САПР-форматах (например, dwg, dgn).
Часто перед архитектором встает задача определить, какую спроецированную систему координат использовать для своего проекта, чтобы корректно экспортировать в CAD и выводить схемы на печать! Подробнее см. раздел выбора спроецированной системы координат
Подробнее о системах координат, типах проекций и т.д. можно прочесть в онлайн-руководстве «Краткое введение в ГИС», раздел “Системы координат”.
Спроецированные системы координат
Спроецированных систем координат очень много. Причина – невозможность описать сложную поверхность Земли какой-то одной формулой и развернуть ее на плоскость в любом месте. Попытаемся в двух словах обозначить роль той или иной спроецированной системы координат: различные системы координат помогают упростить и сделать более точным переход от поверхности геоида к плоской карте.Своеобразной иллюстрацией к вышесказанному может стать схема локального датума, который определяет выравнивание эллипсоида относительно поверхности геоида для минимизации искажений при проецировании на плоскость (Рисунок 1). Красной линией обозначен геоид, черной – эллипсоид, который является сильным упрощением геоида.
Важная особенность работы с системами координат: данные в разных системах координат обыкновенно «понимают» друг друга, что позволяет собирать в одном проекте совершенно различные данные.
Рисунок 1 Пример локального датума для выравнивания эллипсоида относительно геоида. Таким образом уменьшаются искажения при проецировании на плоскость. Источник
Примеры распространенных географических систем координат:
- WGS 84 (код EPSG 4326) – Всемирная геодезическая система 1984 г. В WGS 84 могут быть открытые геоданные, GPS-треки, координаты фотографий на мобильных устройствах. Именно на этой системе координат основано множество других систем координат, поэтому в префиксе названий часто стоит WGS 84.
- Пулково 1942 (т.н. СК 42) (РФ)
- ПЗ-90 (РФ)
Примеры распространенных спроецированных систем координат:
- WGS 84 / Pseudo-Mercator (код ESPG 3857) – популярная спроецированная система координат, которую используют картографические онлайн-сервисы для отображения в браузере. Не подходит для печатных карт и схем
- WGS 84 / UTM zone (номер зоны) (код ESPG 326XX) - спроецированная система координат, основанная на универсальной поперечной проекции Меркатора (Universal Transverse Mercator). Наиболее подходящая группа систем координат для задач архитектора. Для использования необходимо определить номер зоны. Например, для Москвы это зона 37N.
- МСК-(номер) или другая локальная СК - местная спроецированная система координат РФ, используется в проектных работах, кадастре и тп.. Зачастую топосъемка в РФ выполняется в местной системе координат, ряд параметров которой могут быть засекречены. Это делает невозможным автоматическое преобразование в распространенные системы координат. Яркий пример - Москва, где проектные организации работают в "план-схеме"
Системы координат и открытые геоданные
Обычно используется 3 СК в работе с открытыми геоданными- географическая СК WGS 84 (код 4326)
- Спроецированная Pseudo-Mercator (код 3857) в метрах. Эта СК чаще всего используется в интернет-браузерах для отображения на веб-картах.
- Спроецированная WGS 84/UTM zone XX (код 326XX), в метрах. Для Москвы, например, - WGS 84/UTM zone 37N (код 32637). Подходит для печати и работы с CAD. Подбирается для конкретной территории.
Как выбрать спроецированную систему координат для проекта?
Самое простое - это выбрать спроецированную систему координат из категории UTM.Выбор зоны UTM при помощи интерактивной веб-карты, см. описание к карте
Разбираемся с СК из категории UTM на видео
О системах координат в QGIS https://youtu.be/TmyRIZihNh8СК слоя (данных) и СК проекта https://youtu.be/SwBeu9tjoAk
Выбираем СК при помощи интернет-сервиса или файла разграфки https://youtu.be/QUf8F9D7ZS4. Ссылка на разграфку (источник http://gis-lab.info/qa/proj-sk-faq.html#19)
Дополнительно
О системах координат на gis-lab.info: часто задаваемые вопросыО системах координат: видео-лекция (англ) https://www.youtube.com/watch?v=iM5Jxjomvnc
Местные системы координат и системы координат на РФ
Часто геоданные различных территорий РФ имеют свои местные системы координат. Они предустановлены в NextGIS QGIS.
Геоданные в местной СК могут содержать файл проекции .prj, где есть описание СК. Не всегда QGIS ее может прочесть, тогда требуется вмешательство специалиста или самостоятельное создание новой СК внутри QGIS.
Примеры региональных МСК http://www.mapbasic.ru/msksolutions
В целом, СК для РФ базируются не на эллипсоиде WGS 84, а на других эллипсоидах, поэтому при перепроецировании на в систему координат на WGS 84 возникают погрешности.
Подходящие системы координат для отображения всей территории РФ или ее части
Все эти системы координат в своей основе - конические. Подробнее см. статью здесь
Пример описания Albers-Siberia для всей территории РФ:
+proj=aea +lat_1=52 +lat_2=64 +lat_0=0 +lon_0=105 +x_0=18500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +towgs84=28,-130,-95,0,0,0,0 +no_defs
Системы координат Москвы
Основная система координат, которую используют различные госучреждения и в которой выполняются топосъемки, - это пространственная местная система координат МСК Москвы (Поддерживаемые системы координат и высот).Совместить данные МСК Москвы с открытыми геоданными (в том числе из официальных источников) затруднительно, присутствует секретная составляющая, поэтому используется "план-схема" (по сути, отсутствие каких-либо описаний СК в самом файле геоданных).
Существует также и ПМСК, МСК-50 (Московская система координат 50 МСК-50) и СК-95
См. положение о ПМСК Москвы по ссылке.
Для создания пользовательской СК, которая может совместить данные МСК Москвы с открытыми геоданными с некоторой погрешностью, в QGIS можно использовать след. описание:
См. положение о ПМСК Москвы по ссылке.
Для создания пользовательской СК, которая может совместить данные МСК Москвы с открытыми геоданными с некоторой погрешностью, в QGIS можно использовать след. описание:
+proj=tmerc +lat_0=55.66666666667 +lon_0=37.5 +k=1 +x_0=16.098 +y_0=14.512 +ellps=bessel +towgs84=316.151,78.924,589.650,-1.57273,2.69209,2.34693,8.4507 +units=m +no_defs
Шаги в QGIS (см. скриншот выше): открываем Settings - Custom Projections; в новом окне нажимаем "+" для создания новой системы; указываем имя в Name, а в Format выбираем тип описания Proj String и вставляем туда описание. Нажимаем на всякий случай Validate и OK.
Возможно изменять параметры x_0 и y_0 вручную для лучшего совмещения на конкретном участке (в других невязка увеличится), например, x_0=12 + y_0=13.512 и вставить измененный код в новую систему координат.
По умолчанию в новых версиях QGIS используется вместо устаревшего proj более современный стандарт описания WKT, он куда более подробный. QGIS автоматически конвертирует описание из proj в WKT.
Комментариев нет:
Отправить комментарий