Strategi, kriteria, atau aturan apa yang digunakan untuk memilih sistem koordinat?

61

Strategi, kriteria, atau aturan apa yang Anda gunakan untuk memilih sistem koordinat

  • (a) menyimpan,
  • (b) menganalisis, dan
  • (c) menampilkan data GIS?

(Dengan rendah hati saya menawarkan jawaban saya untuk pertanyaan terkait tentang analisis DAS sebagai contoh pertimbangan yang terlibat dalam (b).)

Apa jebakan yang harus diwaspadai?

Tautan ke situs Web yang Anda temukan sangat membantu dalam hal ini, dipersilakan

coordinate-system datum whuber
sumber
6
Saya mengantisipasi serangkaian tanggapan karena solusinya mungkin tergantung pada apa tujuan aplikasi GIS Anda, jadi jangan ragu untuk menawarkan jawaban Anda, bahkan jika orang lain telah diposting!
whuber
@Kirk Kuykendall membuat poin yang sangat baik dalam konteks pemetaan Web (yang dapat berfungsi sebagai balasan untuk utas ini) dalam komentar di gis.stackexchange.com/q/10438/664 .
whuber
Sistem koordinat yang Anda gunakan hanya penting jika Anda mementingkan akurasi. Insinyur dan surveyor tidak menggunakan UTM.
Jerry
1
@ Jerry, saya sangat tidak setuju dengan maksud Anda. Insinyur dan Surveyor lebih mementingkan akurasi daripada siapa pun. Inilah sebabnya mengapa dalam kebanyakan kasus mereka memilih untuk menggunakan titik kontrol lokal sebagai asal untuk Sistem koordinat mereka. Tapi itu tidak relevan, karena jawaban Anda tidak benar-benar berbicara tentang cara memilih sistem koordinat.
Devdatta Tengshe
Jerry, @Devdatta benar karena alasan tambahan: pilihan sistem koordinat mengubah kesan visual peta juga, jadi lebih dari akurasi yang dipertaruhkan: kita perlu khawatir tentang bagaimana pembaca peta memahami output kartografi dan yang dapat sangat dipengaruhi oleh sistem koordinat. Tetapi kembali ke keakuratan: beberapa pilihan (buruk) dari sistem koordinat menciptakan ketidakakuratan yang tak terbatas , menyiratkan bahwa untuk tujuan apa pun Anda harus memperhatikan akurasi hingga taraf tertentu.
whuber

Jawaban:

30

Sebuah. Merupakan praktik yang baik untuk menyimpan versi data dalam proyeksi di mana ia ditangkap. Proyeksi ulang dapat menjadi proses yang membingungkan, dan penting untuk memiliki yang asli. Saya memiliki preferensi untuk menyimpan di WGS84 demi kesederhanaan.

b. Bergantung pada perangkat lunak Anda, Anda mungkin perlu memproyeksikan ulang menjadi proyeksi berbasis meter seperti UTM. Dukungan untuk geodetik asli sedang ditambahkan (PostGIS, SQL server). Untuk analisis raster, lebih baik menyimpan data dalam format yang disediakan untuk menghindari kehilangan data melalui interpolasi.

c. Sistem pemetaan web telah distandarisasi pada spherical mercator, dan untuk melapisi ubin mereka harus ada dalam proyeksi ini. Untuk overlay vektor pada google maps Anda menggunakan WGS84. Jika Anda tidak menargetkan pemetaan web biasanya akan ada proyeksi lokal yang standar.

Matthew Snape
sumber
4
Saya menerima jawaban ini, meskipun relatif tidak populer, karena tampaknya itu sendiri mengakui perbedaan antara format di mana koordinat disimpan dan format bagaimana mereka digunakan untuk analisis dan pemrosesan. Meskipun semua jawaban lain menarik dan bermanfaat - saya berterima kasih atas semuanya dan telah meningkatkan semuanya - pertanyaannya tidak menanyakan masalah distorsi dalam proyeksi, yang tampaknya menjadi fokus dari banyak balasan.
whuber
35

Saya menemukan FlexProjector kemarin. Ini secara interaktif memungkinkan seseorang menjelajahi berbagai proyeksi dunia, mengubah parameternya, dan bahkan menemukan proyeksi baru sambil segera menampilkan hasil di layar, lengkap dengan Tissot Indicatrix (walaupun saya belum tahu apakah perkiraannya akurat atau tidak ).

teks alternatif

Proyektor Flex adalah open source (GPL2) dan lintas platform (linux, mac, windows), ditulis oleh Bernhard Jenny, Institute of Cartography ETH Zurich. Benar-benar hadiah luar biasa bagi profesi dan komunitas geospasial.

matt wilkie
sumber
1
+1 Terima kasih telah berbagi ini. Ini sangat berguna sehingga kita tidak perlu terlalu peduli seberapa akurat keindeksan Tissot :-), tetapi pada cuplikan layar sampel semuanya terlihat seperti elips sejati, yang merupakan pertanda baik.
whuber
15

Untuk informasi terperinci, indah, dan disajikan dengan baik pada hampir semua aspek proyeksi peta pada skala dunia, saya tidak dapat memuji halaman Proyeksi Peta Carlos Furuti dengan cukup.

Sejumlah besar informasi di sana bisa menakutkan dan membuat orang takut kadang-kadang, jadi di sini ada dua halaman awal yang perlu diperhatikan: Menilai dan Mengukur Distorsi menggunakan Tissot Indicatix . Semua lingkaran dalam gambar berikut terdiri dari area dan jarak yang sama di tanah. (Matt Perry memiliki skrip gdal / ogr pendek untuk menghasilkan bentuk tissot di sini ). Kedua lihat tabel Ringkasan proyeksi dengan gambar mini.

Proyeksi Mercator dengan Tissot Indicatrix

matt wilkie
sumber
1
Terima kasih, Matt. Referensi yang bagus. Perhatikan, bagaimanapun, bahwa naskah Matt Perry hanya mendekati Indicot Indicatrices; dalam beberapa kasus memberikan nilai yang sangat menyimpang. Baik dia dan Carlos Furuti tampaknya tidak memperhatikan bahwa seseorang dapat menghitung TI secara akurat menggunakan lingkaran kecil (misalnya, radius 10 meter) dan kemudian hanya skala dengan jumlah yang konstan di sekitar pusatnya untuk ditampilkan pada peta. Tetapi, pada umumnya, bahkan representasi yang terdistorsi itu berguna.
whuber
Terima kasih atas tagihan dan koreksi Bill. Saya telah mengambil pernyataan pada nilai nominal. Bagaimana cara menentukan apakah indicatrix valid?
matt wilkie
1
Bentuk-bentuk dari indexat memberikan petunjuk yang berguna. Lihatlah orang-orang di mana distorsi terbesar terjadi, terutama yang memiliki eksentrik yang kuat. Jika tidak lagi berbentuk elips - misalnya, jika mulai terlihat seperti pisang - Anda dapat yakin bahwa perhitungannya tidak valid. The Tissot indicatrix adalah pendekatan orde kedua turunan dari proyeksi dan, dengan demikian, tentu selalu elips sempurna.
Whuber
Sekarang pertanyaannya sendiri: Membuat Tissot Indicatrix yang akurat
matt wilkie
13

Strategi kami adalah menggunakan hal yang sama untuk a, b dan c. Proyeksi ulang mahal.

(Kami menyimpan, menganalisis, dan menampilkan data dalam proyeksi yang paling banyak digunakan oleh pengguna kami - zona UTM nasional kami - atau salah satunya. Ini adalah Norwegia, proyeksi Mercator apa pun sangat menyimpang. Namun, proyeksi WGS84 / Google EPSG: 4326 / EPSG: 900913 adalah yang relevan lainnya yang harus kita tangani. YMMV)

relet
sumber
1
Relet mengatakan itu semua. Proyeksi yang sama digunakan untuk ketiganya dan jarang diubah. Yang mana yang digunakan? Proyeksi lokal, tidak ada orang di sini menggunakan hal-hal lain - dalam kasus saya Mercator Transversal lokal (bukan UTM) dan sangat jarang proyeksi geografis.
Jonatr
Ketika Anda mengatakan Anda "menggunakan yang sama untuk ... c" dan "proyeksi ulang itu mahal," apakah Anda berdebat menentang penggunaan kemampuan proyeksi on-the-fly GIS?
Whuber
Benar-benar tidak. Tetapi masuk akal untuk menyimpan data dalam proyeksi yang akan paling banyak digunakan, jika ada perbedaan yang jelas.
Relet
9

Tanpa membahas banyak detail (yang dapat diperoleh dari beberapa sumber yang disebutkan dalam jawaban sebelumnya) jawaban kartografi standar adalah "itu tergantung pada penggunaan dan audiens Anda." Semua proyeksi mendistorsi setidaknya satu dari yang berikut: bentuk, area, atau arah. Misalnya, jika analisis Anda memerlukan pengukuran area yang akurat, Anda harus menggunakan proyeksi yang menjaga area. Pilihan Anda juga akan tergantung pada area geografis yang diminati: apakah itu besar (seluruh bumi, seluruh benua) atau relatif kecil (kota, county, atau bahkan wilayah dalam beberapa kasus). Sistem koordinat UTM dan State Plane (berdasarkan proyeksi) dapat bekerja dengan baik di area ini, tetapi mereka tidak berguna di seluruh benua. Audiens Anda juga penting karena mereka mungkin memiliki proyeksi tertentu yang biasa mereka lihat (bahkan jika mereka tidak mengetahuinya), atau standar tertentu yang mereka harapkan. Satu hal yang pasti, bahkan jika Anda menyimpan dataset Anda dalam koordinat geografis, saya tidak akan merekomendasikan untuk menggunakan GC untuk representasi kartografi yang sebenarnya kecuali Anda benar-benar harus - membentuk, area, dan arah yang SEMUA diabaikan, dan selain itu, peta yang dihasilkan cenderung jelek.

kathi Hannaford
sumber
+1 Terima kasih karena telah memperkenalkan beberapa pertimbangan penting dan menjawab ketiga bagian (a, b, dan c) dari pertanyaan tersebut. Saya berharap untuk melihat lebih banyak tanggapan seperti ini.
whuber
8

Seperti halnya Relet dan Jonatr, kami menggunakan sistem koordinat lokal jika memungkinkan, yang dalam kasus kami adalah Albers. Alasan kami :

Semua sistem koordinat bersifat arbitrer. Dengan sistem koordinat, kami hanya berarti sistem alfanumerik dimana posisi objek geografis dapat dijelaskan secara jelas. Dengan sewenang-wenang, maksud kami tidak ada keajaiban tentang bagaimana sistem ini dikembangkan ... mereka sepenuhnya dibuat-buat. Satu-satunya tujuan mereka adalah untuk memungkinkan pengguna untuk secara gamblang menggambarkan posisi suatu objek dalam ruang geografis. Tidak masalah sistem apa yang Anda gunakan: bola (Global Reference System) atau planar (Albers, Lambert, UTM, State Plane, dll, dll ...), selama Anda dapat menempatkan objek di lokasi yang benar.

Singkatnya:

  1. sistem koordinat memungkinkan Anda untuk menggambarkan posisi geografis suatu objek,
  2. posisi objek itu penting,
  3. bagaimana posisi objek dijelaskan (yaitu koordinat) tidak penting.

Satu-satunya masalah nyata bagi kami adalah bahwa jika data dari berbagai sumber akan diintegrasikan, mereka semua harus berada di bidang koordinat yang sama. Karena keterbatasan teoritis UTM:

  1. Zona UTM terbatas pada 3 ° di kedua sisi meridian pusat,
  2. pemetaan di luar batasan 3 ° menghasilkan distorsi udara yang tidak dapat diterima
  3. Yukon mencakup 4 zona UTM ...

... dan fakta sederhana bahwa pengguna kami ingin dapat:

  1. mengintegrasikan berbagai data spasial,
  2. buat peta yang menjangkau beberapa zona UTM

... tapi jangan coba-coba tentang koordinat sebenarnya, kami telah meninggalkan UTM untuk Albers.

Instrumental dalam menetapkan standar ini adalah "Standar untuk Penggunaan Proyeksi Peta di British Columbia untuk Inventarisasi Sumber Daya, Budaya dan Warisan Kementerian Lingkungan Hidup, Tanah dan Taman dan Kementerian Hutan untuk Komite Inventarisasi Sumber Daya Kelompok Data Digital" (tautan) (bagaimana) itu untuk judul yang sulit? :)

matt wilkie
sumber
1
Itu adalah judul yang sangat sulit.
Relet
Pernyataan Anda bahwa "semua sistem koordinat sewenang-wenang" tampaknya terbang di hadapan sebagian besar literatur modern tentang proyeksi, yang menunjukkan bagaimana seseorang dapat memilih proyeksi untuk mencapai trade-off yang optimal di antara efek distorsi untuk analisis yang Anda inginkan. . Tampaknya juga menunjukkan bahwa hampir semua proyeksi akan cocok untuk pekerjaan apa pun , yang - dengan kata lain - adalah sikap tidak konvensional. Apakah saya mungkin salah mengartikan apa yang Anda katakan di sini?
Whuber
@whuber: kata "sewenang-wenang" di sini dimaksudkan untuk menyampaikan gagasan bahwa kita, manusia, menerapkan konstruksi mental pada kenyataan di luar sana. Jika kita menggunakan misalnya, sistem angka 12 basis, sistem koordinat akan sangat berbeda namun dapat menggambarkan dunia juga. Saya tidak bermaksud mengatakan bahwa tidak masalah sistem mana yang digunakan. Pada kenyataannya, pilihan sistem sering merupakan keputusan paling mendasar yang harus dibuat.
matt wilkie
Poin sentral dalam hal ini adalah bahwa kueri lokasi yang sama di Albers dan UTM menghasilkan angka yang berbeda, tetapi lokasi dalam hubungannya dengan yang lain sangat mirip sehingga membuat perbedaan menjadi tidak berarti. Demikian juga perhitungan luas dan jarak yang dibandingkan antara Albers & UTM cukup dekat sehingga perbedaan dapat dianggap sebagai gangguan statistik pada skala ini. (Kami biasanya menangani fitur di ratusan dan ribuan Km: Taman, Zona Manajemen Game, dll.)
matt wilkie
Terimakasih atas klarifikasinya. Pandangan luas Anda tentang sistem koordinat, meskipun benar, tampaknya mengabaikan fakta bahwa banyak komputasi hanya mungkin dalam sistem koordinat tertentu atau jauh lebih efisien dalam sistem tertentu. Dengan demikian, meskipun sistem tertentu mungkin memposisikan titik-titik dengan presisi yang tepat, mereka tidak menggambarkan bagaimana kita ingin bernalar tentang dunia dengan sama baiknya, dengan cara apa pun. ( Misalnya, basis 12 tidak membuat perbedaan, tetapi diproyeksikan vs geografis tidak.) Itu mungkin menjelaskan mengapa tidak paradoks bahwa memilih sistem koordinat adalah keputusan penting.
whuber
5

Saya menjawab pertanyaan tidak terkait :) di forum qgis sebelumnya ...

Itu akan tergantung pada CRS yang Anda gunakan. Semua sistem koordinat melengkungkan realitas dengan satu atau lain cara. mereka membengkokkan penggambaran grafik sehingga pengukuran terlokalisasi dan lebih akurat untuk area "bertubuh kecil", atau mereka membengkokkan pengukuran sehingga kita menyukai apa yang kita lihat. Seperti di US48 albers adalah "gambaran" umum AS dengan kurva yang bagus di perbatasan Kanada, dan Maine lebih besar dari Texas, kurva dengan baik berpusat di suatu tempat di midwest. Namun ada area yang relatif kecil (di tengah) di mana pengukuran dapat dilakukan secara akurat. UTM dan Stateplane dibuat agar AS melokalisasi dan memungkinkan pengukuran yang akurat. Ya pengukuran geodetik akan selalu berbeda dari panjang objek kecuali Anda membangun objek dengan ukuran 3d. Saya tidak terbiasa dengan metode pengukuran qgis tetapi Anda ingin menggunakan pengukuran geodetik sebagai yang akurat. Ini akan menjadi yang paling dekat (pahami bahwa sistem koordinat yang Anda gunakan menggunakan perkiraan elips bumi di mana Anda berada, dan yang dapat memiliki sedikit + atau - built in) untuk menjadi pengukuran yang sama dengan dunia nyata. Semoga ini bisa membantu Juga jangan lupa bahwa lat lama bukan sistem koordinat, ini adalah sistem sudut (dengan demikian deg unit)

2010/10/21 Frederick Löbig

  • Sembunyikan teks yang dikutip - Hai daftar,

ketika saya menghitung panjang polyline dengan bidang-kalkulator, nilainya berbeda dari yang diukur dengan alat-pengukuran. Saya pikir ini adalah masalah dengan perbedaan geodetik antara panjang sebenarnya, dan flat diproyeksikan lenth.

Pertanyaan saya sekarang adalah: Apakah kedua nilai itu tepat?

Salam, Freddy

Menggunakan situs web ESPG Anda harus dapat menemukan sistem lokal yang akan memberikan kualitas grafis dan kegunaan pengukuran. Referensi spasial

EPSG dot Org

Diskusi lebih lanjut tentang lat, lon harus mengikuti sekarang ... Lat Lon wiki

Saya telah memberikan contoh bahwa Anda mengambil bola basket dan memegang tongkat kayu (tongkat) yang menunjuk langsung ke tengah (bola basket). ketika Anda membayangkan tongkat melintasi tengah bumi dan melalui persimpangan khatulistiwa / median rata-rata greenwich yang akan lat 0, lon 0. Memindahkan palu ke timur atau barat meningkatkan sudut dari 0,0 baik dengan angka positif atau dalam kasus belahan bumi barat dengan - atau angka negatif -100 lon, 52 lat. ini 100 derajat diukur dari pusat bumi di sebelah barat median rata-rata greenwich, dan 52 derajat di utara khatulistiwa (median). Ambil bola basket dan tongkat dan lakukan sendiri. Sangat membantu untuk memahami lat lon.

teks alternatif

Brad Nesom
sumber