Из географических координат в прямоугольные

Как перевести географические координаты в прямоугольные

Из географических координат в прямоугольные

11:01, 11 апреля 2017 48   0   20366

Не всем понятно, как, а главное — зачем, делается перевод привычных географических координат в прямоугольные. Это вызвано проблемой, что шарообразную поверхность нашей планеты приходится переносить на плоскость карты, поэтому искажения неизбежны.

Гораздо удобнее искать положение точки, когда для плоского изображения применяется система прямоугольных (прямолинейных) координат.

Этот вид исчисления иначе называется проекцией Гаусса — Крюгера, поскольку именно эти двое немецких ученых ее разработали для корректного отображения на карте искривленной земной поверхности.

В нашей стране она до сих пор наиболее применима для военной картографии, геодезии и инженерного проектирования. У стран Запада популярно применение похожей системы координат UTM.

К сведению! Так же полезным будет знать как найти точку по координатам широты и долготы.

Алгоритмы перевода географических координат в прямоугольные

Для быстрого пересчета географических координат в прямолинейные и обратно действуют особые алгоритмы, которые стали основой автоматических программ по такому сервису.

Разработаны также онлайн конвертеры, пересчитывающие как координаты Гаусса — Крюгера, так и UTM, когда градус нахождения объекта, даже его минута и секунда превращаются в точные метры — и наоборот, когда метры трансформируются в градусы.

В программу либо конвертер вводятся параметры широты с долготой, на которых расположен наш объект, а на выходе имеем величины x (горизонтальный параметр) и y (вертикальный параметр). Аналогично делается обратный перевод.

Формула пересчета (ключ) учитывает:

  • нумерацию зоны по Гауссу-Крюгеру (из имеющихся 60-ти);
  • коэффициент масштаба (для Гаусса-Крюгера это единица, для UTM это 0,9996);
  • тригонометрические функции;
  • начальную параллель;
  • осевой меридиан;
  • большую и малую полуоси;
  • условные смещения, присущие начальной параллели по северу, а также центральному меридиану по востоку;
  • величину приплюснутости;
  • эксцентриситет.

В спутниковой навигации ГЛОНАСС и GPS действует постоянное отслеживание координат любого заданного формата. Можно задать величины, чтобы показывалась широта и долгота, а одновременно отображались метры либо километры.

Кстати! Долгое время СССР ключи перевода засекречивал — он выдавался военными для геодезии по специальному запросу.

Что представляют собой прямоугольные координаты

Основа проекций эллипса на плоскость — что по Гауссу-Крюгеру, что по системе UTM — это принцип прямолинейных исчислений Декарта.

Система плоских прямоугольных координат

  • За горизонтальную ось X берется абсцисса (параллель), идущая на восток, за вертикальную Y — ордината (меридиан), идущая на север, за начало отсчета O — их пересечение.
  • Точка, отмеченная на плоскости карты, измеряется вертикальным расстоянием до линии оси X (это будет величина y), плюс горизонтальным до линии оси Y (это будет величина x).
  • Плоскость делится осями на 4 части — так называемых квадранта с нумерацией против часовой стрелки (I, II, III, IV): I квадрант верхний правый (северо-восток), II верхний левый (северо-запад), III нижний левый (юго-запад), IV нижний правый (юго-восток).

Величины имеют как плюсовое значение, так и минусовое, что зависит от положения относительно квадранта:

  • I квадрант имеет обе положительные величины (x, y);
  • II квадрант задает смешанные величины (-x, y);
  • III квадранту присущи обе отрицательные величины (-x,-y);
  • IV квадрант обладает также смешанными величинами (x,-y).

Далее системы имеют существенные различия.

Для проекции  Гаусса-Крюгера отображаемая на карте территория разделена на 60 зон, где расстояние между меридианами приравнено к 6º. Отсчет идет от Гринвича к востоку и к экватору на север. За коэффициент масштаба взята единица. Точкой отсчета выступает пересечение выбранного меридиана с экватором.

Для разработанной американцами системы UTM характерны аналогичные деления на 60 зон, но расчетный меридиан иной — первая по нумерации зона ведет начало от меридиана 177º западной долготы.

Также отличия касаются масштабного коэффициента — он равен 0,9996.

В системе UTM отсутствуют отрицательные значения — для этого к западной абсциссе приплюсовывают 500 километров, а к южной ординате — 10 тысяч километров.

Где применяются прямоугольные системы

Прямоугольные системы актуальны для карт с малым масштабом, для координации между спасателями и военными, для области военной и геодезической картографии, в проектировании объектов на территории, инженерных работах, составлении схематических проектов.

Но основное применение — это геодезия, армия и флот. Именно вооруженные силы большинства государств перешли на прямоугольные координаты, отмечая ими военные объекты.

Источник: https://pohod.info/orientirovanie/geograficheskie-i-prjamougolnye-koordinaty.html

Конвертировать обозначения координат—Справка | ArcGIS for Desktop

Из географических координат в прямоугольные

Преобразует обозначения координат, содержащиеся в одном или двух полях, из одного формата в другой.

Более подробно о поддерживаемых форматах обозначений

  • Входная таблица может быть текстовым файлом или любой таблицей, которая поддерживается ArcGIS. Точечные объекты также допустимы.

  • Система координат значений в полях X (Долгота) и Y (Широта) указана с параметром Входная система координат (Input Coordinate System). По умолчанию это система координат GCS_WGS_1984, если только входная таблица не является классом пространственных объектов, для которого по умолчанию используется координатная система входных объектов.

  • Выходной класс объектов представляют собой класс точечных объектов, где каждое входное положение с допустимым обозначением представлено в виде точки. Записи с неправильными обозначениями не будут иметь никакой геометрии, а значения во вновь добавленных выходных полях будут пустыми.

  • Точечная геометрия не создается для входных записей с некорректными обозначениями. Запустите инструмент Проверить геометрию (Check Geometry), чтобы найти записи, которые не были конвертированы.
  • Поддерживаются следующие форматы:

    • Десятичные градусы (DD)
    • Градусы с десятичными минутами (DDM)
    • Градусы-минуты-секунды (DMS)
    • Global Area Reference System (GARS)
    • GEOREF – Мировая географическая система привязки (World Geographic Reference System)
    • Универсальная поперечная Меркатора (UTM)
    • United States National Grid (USNG)
    • Военная система прямоугольных координат (MGRS)
  • Для DD_1,DDM_1 и DMS_1 значения широты и долготы, необходимые для представления положения, сокращены до одной строки и хранятся в одном поле.

    Для DD_2, DDM_2 и DMS_2 значения широты и долготы представлены в виде двух отдельных полей.

    Для DD_NUMERIC значения широты и долготы хранятся в двух отдельных полях типа Double.

    GARS, GEOREF, UTM_ZONES, UTM_BANDS, USNG и MGRS являются однострочными форматами координат, что означает, что координату содержит только одно поле.

    Дополнительные сведения см. в описании параметра Формат входных координат (Input Coordinate Format).

  • Все несистемные поля из входной таблицы, в том числе входные поля, перемещаются в выходной класс точечных объектов.

    Имена выходных полей соответствуют обозначению выходных координат; например, если выходной формат – MGRS, имя нового выходного поля будет MGRS.

    Если в выходных данных уже существует поле с тем же именем, что и входное поле, имя скопированного поля добавляется с уникальным номером.

  • Инструмент Добавить координаты XY (Add XY Coordinates) можно использовать для добавления двух полей – POINT_X и POINT_Y – в выходной класс точечных объектов. Эти поля содержат координаты точки в единице системы координат класса пространственных объектов.

ConvertCoordinateNotation_management (in_table, out_featureclass, x_field, y_field, input_coordinate_format, output_coordinate_format, {id_field}, {spatial_reference}, {in_coor_system})

ПараметрОбъяснениеТип данных

Таблица, содержащая поля с обозначениями координат, подлежащими конвертации.

Table View

Выходной класс пространственных объектов точек. Таблица атрибутов будет содержать все поля входной таблицы вместе с полями, содержащими конвертированные значения в выходном формате.

Feature Class

Поле из входной таблицы, содержащей значение долготы. Для DD_2, DD_NUMERIC, DDM_2 и DMS_2 это поле долготы.

Для DD_1, DDM_1 и DMS_1 в этом поле содержатся значения широты и долготы в одной строке.

Для GARS, GEOREF, UTM_ZONES, UTM_BANDS, USNG и MGRS в этом поле содержится буквенно-числовая система обозначения в одном текстовом поле.

При выборе одного из этих одностроковых форматов параметр y_field игнорируется.

Field

Поле из входной таблицы, содержащей значение широты. Для DD_2, DD_NUMERIC, DDM_2 и DMS_2 это поле долготы.

Для DD_1, DDM_1 и DMS_1 в этом поле содержатся значения широты и долготы в одной строке.

Для GARS, GEOREF, UTM_ZONES, UTM_BANDS, USNG и MGRS в этом поле содержится буквенно-числовая система обозначения в одном текстовом поле.

При выборе одного из этих одностроковых форматов этот параметр игнорируется.

Field

Формат координат входных полей. По умолчанию используется DD_2.

  • DD_1 —Значения широты и долготы содержатся в одном поле. Два значения разделяются пробелом, запятой или косой чертой.
  • DD_2 —Значения широты и долготы находятся в двух отдельных полях.
  • DDM_1 —Значения широты и долготы содержатся в одном поле. Два значения разделяются пробелом, запятой или косой чертой.
  • DDM_2 — Значения широты и долготы находятся в двух отдельных полях.
  • DMS_1 —Значения широты и долготы содержатся в одном поле. Два значения разделяются пробелом, запятой или косой чертой.
  • DMS_2 —Значения широты и долготы находятся в двух отдельных полях.
  • GARS —Global Area Reference System (Глобальная система координат). Карта мира разделяется на ячейки на основе координат широты и долготы.
  • GEOREF —Всемирная система географических координат. Система, основанная на сетке, с помощью которой карта мира разделяется на на квадраты со сторонами 15 градусов и подразделяется на квадраты меньшего размера.
  • UTM_ZONES —Буква N или S после номера зоны UTM обозначает северное или южное полушарие.
  • UTM_BANDS —Буква после номера зоны UTM обозначает один из 20 поясов долготы. N или S не обозначают полушарие.
  • USNG —United States National Grid. Практически в точности повторяет MGRS, однако, в качестве датума использует Североамериканский датум 1983 (NAD83).
  • MGRS —Military Grid Reference System (Военная система прямоугольных координат). Использует координаты UTM для разделения карты мира на пояса по 6 градусов по долготе и 20 поясов по широте, однако, MGRS затем подразделяет зоны сетки на 100 000-метровые участки меньшего размера. Эти 100000-метровые сетки затем разделяются на сетки размером 10000 метров, 1000 метров, 100 метров, 10 метров и 1 метр.
  • SHAPE —Доступно только если в качестве входных данных выбран слой точечных объектов. Координаты каждой из точек используются для определения выходного формата.

DD, DDM, DMS и UTM также являются допустимыми ключевыми словами, которые можно использовать путем простого ввода (в диалоговом окне) или передачи значения в скрипте. Тем не менее, ключевые слова, содержащие нижнее подчеркивание и уточнение, больше сообщают о значениях поля.

String

Формат координат, в который будут конвертироваться входные обозначения. По умолчанию используется DD_2.

  • DD_1 —Значения широты и долготы содержатся в одном поле. Два значения разделяются пробелом, запятой или косой чертой.
  • DD_2 —Значения широты и долготы находятся в двух отдельных полях.
  • DD_NUMERIC —Значения долготы и широты хранятся в двух отдельных полях типа Double. Значения западной долготы и южной широты хранятся со знаком “минус”, а в DD_2 значения являются текстовыми, а для указания направления используются буквы N (С), S (Ю), E (В) и W (З).
  • DDM_1 —Значения широты и долготы содержатся в одном поле. Два значения разделяются пробелом, запятой или косой чертой.
  • DDM_2 — Значения широты и долготы находятся в двух отдельных полях.
  • DMS_1 —Значения широты и долготы содержатся в одном поле. Два значения разделяются пробелом, запятой или косой чертой.
  • DMS_2 —Значения широты и долготы находятся в двух отдельных полях.
  • GARS —Global Area Reference System (Глобальная система координат). Карта мира разделяется на ячейки на основе координат широты и долготы.
  • GEOREF —Всемирная система географических координат. Система, основанная на сетке, с помощью которой карта мира разделяется на на квадраты со сторонами 15 градусов и подразделяется на квадраты меньшего размера.
  • UTM_ZONES —Буква N или S после номера зоны UTM обозначает северное или южное полушарие.
  • UTM_BANDS —Буква после номера зоны UTM обозначает один из 20 поясов долготы. N или S не обозначают полушарие.
  • USNG —United States National Grid. Практически в точности повторяет MGRS, однако, в качестве датума использует Североамериканский датум 1983 (NAD83).
  • MGRS —Military Grid Reference System (Военная система прямоугольных координат). Использует координаты UTM для разделения карты мира на пояса по 6 градусов по долготе и 20 поясов по широте, однако, MGRS затем подразделяет зоны сетки на 100 000-метровые участки меньшего размера. Эти 100000-метровые сетки затем разделяются на сетки размером 10000 метров, 1000 метров, 100 метров, 10 метров и 1 метр.

DD, DDM, DMS и UTM также являются допустимыми ключевыми словами, которые можно использовать путем простого ввода (в диалоговом окне) или передачи значения в скрипте. Тем не менее, ключевые слова, содержащие нижнее подчеркивание и уточнение, больше сообщают о значениях поля.

String

Этот параметр игнорируется, поскольку все несистемные поля переносятся в выходную таблицу.

Field

Пространственная привязка выходного набора классов объектов. По умолчанию используется GCS_WGS_1984.

Инструмент проецирует, используя указанную пространственную привязку. Если входная и выходная координатные системы используют разные датумы, применяется трансформация по умолчанию – на основе входной и выходной координатных систем и экстента данных.

Spatial Reference

Пространственная привязка входных данных. Если входная пространственная привязка не может быть получена из входной таблицы, по умолчанию используется система GCS_WGS_1984.

Coordinate System

Основное использование инструмента “Конвертировать обозначения координат” (Convert Coordinate Notation) с одним входным полем.

# import arcpy moduleimport arcpy # set locals variablesin_tab = r”c:\dataotation.gdb\loc_mgrs”out_pts = r”c:\dataotation.gdb\loc_final” # call Convert Coordinate Notation with MGRS as input field.# leaving out spatial reference parameter will default to WGS 1984 arcpy.ConvertCoordinateNotation_management(in_tab, out_pts, “m10d”, “#”, “MGRS”, “DD_1”)

Основное использование инструмента “Конвертировать обозначения координат” (Convert Coordinate Notation) с двумя входными полями.

# importsimport arcpy arcpy.env.workspace = r”c:\data\mtf.gdb” # set parameter valuesinput_table = 'rit_up_DD'output_points = 'ritLOC'x_field = 'LON'y_field = 'LAT'input_format = 'DD_2'output_format = 'GARS'id_field = 'CITY_NAME'spatial_ref = arcpy.SpatialReference('WGS 1984') try: arcpy.ConvertCoordinateNotation_management(input_table, output_points, x_field, y_field, input_format, output_format, id_field, spatial_ref) print(arcpy.GetMessages(0)) except arcpy.ExecuteError: print(arcpy.GetMessages(2)) except Exception as ex: print(ex.args[0])

Пример использования ConvertCoordinateNotation форматами UTM_ZONES и UTM_BANDS .

# importsimport arcpy arcpy.env.workspace = r”c:\data\ccn.gdb” # export_utm58 table contains coordinates in UTM_BANDS format # where N and S indicate latitude bands, # for example, 58S4144921393176 – here 58S is latitude bandinput_table = 'export_utm58' # the coordinate values in output point table will be in UTM_ZONES format# for example, 58N4144921393176 – note that it is now 58N because# the point is in UTM 58 North zoneoutput_points = 'utm_zone18' spatial_ref = arcpy.SpatialReference('WGS 1984') try: arcpy.ConvertCoordinateNotation_management(input_table, output_points, “LOCS”, “”, “UTM_BANDS”, “UTM_ZONES”, “”, spatial_ref) print(arcpy.GetMessages(0)) except Exception as ex: print(ex.args[0]) Пример ConvertCoordinateNotation, конвертирующий выходные текстовые значения координат в десятичных градусах в числовые значения с плавающей точкой. Помните, что вместо S и W будет использоваться знак “минус”.
# importsimport arcpy # output from Convert Coordinate Notation tool# for DD_2 (and also for DD_1) format, the output values are in string format# for example, for DD_1, the output values may be '43.63872N 116.24135W'in_table = r”c:\data\ccn.gdb\ccn_dd1″ # add a field of type DOUBLE to store the numeric longitude valuearcpy.AddField_management(in_table, “DDLonDbl”, “DOUBLE”) # now call CalculateField tool to convert the values, 'W' is negativeexpr = “””def convertToDouble(fldval): val = float(fldval[:-1]) if fldval[-1:] == 'W': return val * -1.0 else: return val””” # DDLon field contains longitudes in a string fieldarcpy.CalculateField_management(in_table,”DDLonDbl”,”convertToDouble(!DDLon!)”,”PYTHON_9.3″,expr) # add another field to store the numeric longitude valuearcpy.AddField_management(in_table, “DDLatDbl”, “DOUBLE”) # call CalculateField again to convert the values, 'S' is negativeexpr = “””def convertToDouble(fldval): val = float(fldval[:-1]) if fldval[-1:] == 'S': return val * -1.0 else: return val””” # DDLat field contains latitudes in a string fieldarcpy.CalculateField_management(in_table,”DDLatDbl”,”convertToDouble(!DDLat!)”,”PYTHON_9.3″,expr) Отзыв по этому разделу?

Источник: https://desktop.arcgis.com/ru/arcmap/10.3/tools/data-management-toolbox/convert-coordinate-notation.htm

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.