Quali strategie, criteri o regole da utilizzare per selezionare i sistemi di coordinate?

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Per quali strategie, criteri o regole usi per selezionare i sistemi di coordinate

a) memorizzazione,
(b) analisi e
(c) visualizzazione dei dati GIS?

(Offro umilmente la mia risposta a una domanda correlata sull'analisi dello spartiacque come esempio delle considerazioni relative alla (b).)

Quali sono le insidie a cui prestare attenzione?

I collegamenti a siti Web che ritieni particolarmente utili al riguardo sono i benvenuti.

coordinate-system datum

— whuber
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Prevedo una serie variegata di risposte perché la soluzione potrebbe dipendere dagli obiettivi della tua applicazione GIS, quindi non esitare a offrire la tua risposta anche se altri sono stati pubblicati!

— whuber

@Kirk Kuykendall fa un punto eccellente in un contesto di mappatura Web (che potrebbe servire come risposta a questa discussione) in un commento su gis.stackexchange.com/q/10438/664 .

— whuber

Il sistema di coordinate che usi è importante solo se sei interessato alla precisione. Ingegneri e geometri non usano UTM.

— Jerry,

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@Jerry Non sono assolutamente d'accordo con il tuo punto. Ingegneri e Geometri sono più preoccupati della precisione di chiunque altro. Questo è il motivo per cui nella maggior parte dei casi hanno scelto di utilizzare un punto di controllo locale come origine per il loro sistema di coordinate. Ma questo è irrilevante, poiché la tua risposta non parla proprio di come selezionare un sistema di coordinate.

— Devdatta Tengshe

Jerry, @Devdatta è corretto per ulteriori motivi: la scelta del sistema di coordinate cambia anche l'impressione visiva della mappa, quindi è in gioco più della precisione: dobbiamo preoccuparci di come i lettori di mappe abbiano un senso dell'output cartografico e che può essere fortemente influenzato dai sistemi di coordinate. Ma tornando all'accuratezza: alcune (cattive) scelte dei sistemi di coordinate creano infinite quantità di inesattezze, il che implica che per qualsiasi scopo devi preoccuparti dell'accuratezza in una certa misura.

— whuber

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un. È buona norma archiviare una versione dei dati nella proiezione in cui sono stati acquisiti. La riproiezione può essere un processo con perdita di dati ed è importante avere l'originale. Ho una preferenza per la memorizzazione in WGS84 per motivi di semplicità.

b. A seconda del software in uso, potrebbe essere necessario riproiettare in proiezioni basate su un contatore come UTM. È stato aggiunto il supporto per la geodetica nativa (PostGIS, server SQL). Per l'analisi raster può essere preferibile conservare i dati nel formato fornito per evitare la perdita di dati attraverso l'interpolazione.

c. I sistemi di mappatura web si sono standardizzati sul mercatore sferico e per sovrapporre le tessere devono essere presenti in questa proiezione. Per sovrapporre i vettori su google maps usi WGS84. Se non stai prendendo di mira la mappatura web, di solito ci sarà una proiezione locale standard.

— Matthew Snape
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Accetto questa risposta, nonostante la relativa impopolarità, perché a quanto pare riconosce da sola la distinzione tra il formato in cui sono memorizzate le coordinate e i formati nel modo in cui vengono utilizzate per l'analisi e l'elaborazione. Sebbene tutte le altre risposte siano interessanti e utili - le sono grato e le ho votate tutte - la domanda non pone in merito a problemi di distorsione nella proiezione, che sembrano essere al centro di molte delle risposte.

— whuber

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Ho scoperto FlexProjector ieri. Permette in modo interattivo di esplorare varie proiezioni del mondo, modificare i loro parametri e persino inventare nuove proiezioni mentre mostra immediatamente i risultati sullo schermo, completo con Tissot Indicatrix (anche se non so ancora se sono approssimati o precisi ).

testo alternativo

Flex Projector è open source (GPL2) e multipiattaforma (Linux, Mac, Windows), scritto da Bernhard Jenny, Istituto di Cartografia ETH di Zurigo. Davvero un dono meraviglioso per le professioni e la comunità geospaziali.

— Wilkie opaco
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+1 Grazie per averlo condiviso. È così utile che non dovremmo preoccuparci di quanto siano precisi gli indicatori di Tissot :-), ma negli screenshot di esempio sembrano tutti delle vere ellissi, il che è un buon segno.

— whuber

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Per informazioni dettagliate, belle e ben presentate su quasi tutti gli aspetti delle proiezioni delle mappe su scala mondiale, non posso elogiare abbastanza le pagine di Proiezione delle mappe di Carlos Furuti .

La grande quantità di informazioni che possono esserci può essere scoraggiante e spaventare le persone a volte, quindi ecco due pagine di partenza degne di nota per farti catturare: valutare e misurare la distorsione usando Tissot Indicatix . Tutti i cerchi nella seguente immagine comprendono la stessa area e distanza sul terreno. (Matt Perry ha un breve script gdal / ogr per la generazione di forme tissot qui ). In secondo luogo, consultare la tabella Riepilogo delle proiezioni con anteprime.

Proiezione di Mercatore con Tissot Indicatrix

— Wilkie opaco
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Grazie Matt. Buone referenze. Si noti, tuttavia, che la sceneggiatura di Matt Perry si avvicina solo alle Indicatrices di Tissot; in alcuni casi fornisce valori debolmente distorti. Sia lui che Carlos Furuti sembrano non aver notato che si può calcolare accuratamente un TI usando un piccolo cerchio (ad es. Raggio di 10 metri) e poi ridimensionarlo di una quantità costante attorno al suo centro per la visualizzazione su una mappa. Ma, nel complesso, anche la rappresentazione distorta è utile.

— whuber

Grazie per l'heads up e la correzione Bill. Avevo preso le affermazioni al valore nominale. Come si determina se un indicatore è valido?

— Matt Wilson

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Le forme delle indicatrici forniscono un utile indizio. Guarda quelli in cui si verificano le maggiori distorsioni, in particolare quelli che hanno forti eccentricità. Se non sono più ellissi, ad esempio se iniziano a sembrare banane, puoi essere certo che il calcolo non è valido. L'indicatore Tissot è un'approssimazione del secondo ordine alla derivata della proiezione e, come tale, è necessariamente sempre un'ellisse perfetta.

— whuber

Ora una domanda a sé stante: la creazione di un accurato indicatore Tissot

— matt wilkie,

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La nostra strategia è quella di utilizzare lo stesso per a, bec. La riproiezione è costosa.

(Archiviamo, analizziamo e visualizziamo i dati nella proiezione più utilizzata dai nostri utenti - la nostra zona UTM nazionale - o uno di questi in realtà. Essendo la Norvegia, qualsiasi proiezione di Mercatore distorce molto. Tuttavia, le proiezioni WGS84 / Google EPSG: 4326 / EPSG: 900913 sono gli altri rilevanti che abbiamo a che fare con. YMMV)

— relet
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Relet ha detto tutto. Le stesse proiezioni sono usate per tutte e tre e raramente cambiate. Quale viene usato? La proiezione locale, nessuno qui usa altre cose - nel mio caso il Transverse Mercator locale (non UTM) e molto raramente la proiezione geografica.

— Jonatr,

Quando dici che "usi lo stesso per ... c" e "riproiezione è costosa", stai discutendo contro l'uso delle capacità di proiezione al volo di GIS?

— whuber

Assolutamente no. Ma ha senso archiviare i dati nella proiezione che saranno maggiormente utilizzati, se si riscontra una chiara disparità.

— Rilasciato il

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Senza entrare in molti dettagli (che possono essere ottenuti da alcune delle risorse menzionate nelle risposte precedenti) la risposta cartografica standard è "dipende dal tuo uso e dal tuo pubblico". Tutte le proiezioni distorcono almeno una delle seguenti: forma, area o direzione. Ad esempio, se l'analisi richiede misurazioni accurate dell'area, è necessario utilizzare una proiezione che preserva l'area. La tua scelta dipenderà anche dall'area geografica di interesse: è grande (l'intera terra, un intero continente) o relativamente piccola (una città, una contea o persino una regione in alcuni casi). I sistemi di coordinate UTM e State Plane (basati su proiezioni) possono funzionare bene in queste aree, ma sono inutili in un intero continente. Il tuo pubblico è anche importante perché potrebbe avere una proiezione particolare che sono abituati a vedere (anche se non lo conoscono) o uno standard particolare che si aspettano. Una cosa è certa, anche se memorizzi il tuo set di dati in coordinate geografiche, non consiglierei mai di usare GC per una rappresentazione cartografica effettiva a meno che non sia assolutamente necessario: la forma, l'area e la direzione sono TUTTE distorte, e inoltre la mappa risultante sarà probabilmente brutta.

— Kathi Hannaford
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+1 Grazie per aver introdotto alcune considerazioni importanti e aver affrontato tutte e tre le parti (a, b e c) della domanda. Spero di vedere più risposte come questa.

— whuber

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Come per Relet e Jonatr, se possibile, utilizziamo un sistema di coordinate locali, che nel nostro caso è Albers. Il nostro ragionamento :

Tutti i sistemi di coordinate sono arbitrari. Per sistema di coordinate intendiamo semplicemente un sistema alfanumerico con il quale le posizioni degli oggetti geografici possono essere descritte in modo inequivocabile. Per arbitrario, intendiamo che non c'è magia nel modo in cui questi sistemi sono stati sviluppati ... sono completamente inventati. Il loro unico scopo è consentire agli utenti di descrivere in modo inequivocabile la posizione di un oggetto nello spazio geografico. Non importa quale sistema usi: sferico (Global Reference System) o planare (Albers, Lambert, UTM, State Plane, ecc, ecc ...), purché tu possa posizionare gli oggetti nella posizione corretta.

In sintesi:

un sistema di coordinate consente di descrivere la posizione geografica di un oggetto,

la posizione dell'oggetto è importante,

come viene descritta la posizione dell'oggetto (cioè le coordinate) non è importante.

L'unico vero problema per noi è che se i dati provenienti da una varietà di fonti devono essere integrati, devono risiedere tutti nello stesso piano di coordinate. A causa delle limitazioni teoriche di UTM:

Le zone UTM sono limitate a 3 ° su entrambi i lati del meridiano centrale,

la mappatura oltre il limite di 3 ° comporta una inaccettabile distorsione aerea

lo Yukon si estende su 4 zone UTM ...

... e il semplice fatto che i nostri utenti desiderano essere in grado di:

integrare una varietà di dati spaziali,

creare mappe che si estendono su più zone UTM

... ma non dare uno spasso sulle coordinate effettive, abbiamo abbandonato UTM per Albers.

Strumentale nella creazione di questo standard è stato "Standard per l'utilizzo dei Mappa proiezioni in British Columbia per la risorsa, inventari culturali e il patrimonio Ministero dell'Ambiente, Terre e dei Parchi e del Ministero delle Foreste per il Comitato inventario risorse Working Group Digital Data" (link) (come sta che per un titolo ingombrante? :)

— Wilkie opaco
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Questo è un titolo ingombrante fantastico.

— Relet

La tua affermazione che "tutti i sistemi di coordinate sono arbitrari" sembra volare di fronte alla maggior parte della letteratura moderna sulle proiezioni, il che mostra come si può selezionare una proiezione per ottenere un compromesso ottimale tra gli effetti delle distorsioni per le analisi previste . Sembra anche suggerire che quasi ogni proiezione sarebbe adatta a qualsiasi lavoro, il che - per dirla in parole povere - è una posizione non convenzionale. Ho forse interpretato male ciò che stai dicendo qui?

— whuber

@whuber: la parola "arbitrario" qui intende trasmettere l'idea che noi umani stiamo imponendo un costrutto mentale sulla realtà là fuori. Se ad esempio usassimo un sistema numerico di base 12, il sistema di coordinate sarebbe completamente diverso e potrebbe descrivere anche il mondo. Non intendo in alcun modo implicare che non importa quale sistema viene utilizzato. In effetti, la scelta del coord-sys è spesso la decisione più fondamentale da prendere.

— matt wilkie,

Il punto centrale in questo è che interrogare la stessa posizione in Albers e UTM produce numeri diversi, ma la posizione rispetto ad altre è così simile da rendere la differenza insignificante. Allo stesso modo i calcoli di area e distanza confrontati tra Albers e UTM sono abbastanza vicini da poter considerare il rumore statistico su questa scala. (Di solito ci occupiamo delle funzionalità delle centinaia e migliaia di Km: Parks, Game Management Zones, ecc.)

— matt wilkie

Grazie per il chiarimento. La vostra ampia visione dei sistemi di coordinate, sebbene corretta, sembra trascurare il fatto che molti calcoli sono possibili solo in alcuni sistemi di coordinate o sono molto più efficienti in alcuni sistemi. In quanto tale, anche se alcuni sistemi potrebbero posizionare i punti con un'adeguata precisione, non descrivono in alcun modo il modo in cui vogliamo ragionare sul mondo . ( Ad esempio, la base 12 non fa differenza, ma proiettata rispetto alla geografia.) Questo forse spiega perché non è paradossale che la scelta di un sistema di coordinate sia una decisione importante.

— whuber

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Ho risposto a una domanda non :) non correlata sul forum qgis in precedenza ...

Dipenderebbe da quale CRS stai usando. Tutti i sistemi di coordinate deformano la realtà in un modo o nell'altro. o deformano la rappresentazione grafica in modo che la misurazione sia localizzata e più accurata per un'area "piccola", oppure deformano la misurazione in modo che ci piaccia quello che vediamo. Come negli Stati Uniti48 albers è una "foto" comune degli Stati Uniti con una bella curva sul confine canadese, e Maine più grande del Texas, curva ben centrata da qualche parte nel midwest. Tuttavia, esiste un'area relativamente piccola (al centro) in cui le misurazioni possono essere eseguite con precisione. UTM e Stateplane sono realizzati per consentire agli Stati Uniti di localizzare e consentire misurazioni accurate. Sì, la misurazione geodetica sarà sempre diversa dalla lunghezza dell'oggetto a meno che non si costruisca l'oggetto con misure 3d. Non ho familiarità con i metodi di misurazione del qgis ma vorresti usare una misurazione geodetica come quella accurata. Arriverà più vicino (capisci che il sistema di coordinate che stai usando utilizza un'approssimazione dell'ellisse della terra in cui ti trovi e che potrebbe avere un bel po 'di + o - incorporato) per essere la stessa misura del mondo reale. Spero che questo aiuti Inoltre non dimenticare che lat long non è un sistema di coordinate, è un sistema angolare (quindi unità deg)

2010/10/21 Frederick Löbig

Nascondi testo tra virgolette - Hey elenco,

quando calcolo la lunghezza di una polilinea con il calcolatore di campo, il valore è diverso da quello misurato con lo strumento di misurazione. Penso che questo sia un problema con le differenze geodetiche tra la lunghezza reale e il piano proiettato lenth.

La mia domanda ora è: quale dei due valori è quello esatto?

Saluti, Freddy

Utilizzando il sito Web ESPG dovresti essere in grado di individuare un sistema locale che garantisca sia la qualità grafica che la fruibilità delle misurazioni. Riferimento spaziale

EPSG dot Org

Altre discussioni su lat, lon dovrebbe seguire ora ... Lat Lon wiki

Ho dato l'esempio che prendi un pallone da basket e tieni un tassello (bastone) che punta dritto verso il centro (del pallone). quando immagini il bastone che attraversa il centro della terra e attraverso l'intersezione dell'equatore / mediana media che sarebbe lat 0, lon 0. Spostare il tassello verso est o ovest aumenta l'angolo da 0,0 o di numeri positivi o nel caso dell'emisfero occidentale di - o numeri negativi -100 lon, 52 lat. questo è 100 gradi misurati dal centro della terra a ovest della mediana media di Greenwich e 52 gradi a nord dell'equatore (mediana). Prendi un pallone da basket e una canna e fallo da solo. È davvero utile capire lat lon.

testo alternativo

— Brad Nesom
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