Карта жасаудағы координат жүйелері
Карта жасау әлемінде орналасқан жер туралы ақпарат бүкіл процестің негізі болып табылады. Жер бетіндегі нүктені дәл анықтау үшін сол нүктенің «қайда» екенін білдірудің стандартты тәсілі қажет. Міне, осы жерде координат жүйелері рөл атқарады. Координаталық жүйелер карталарды үнемі жасауға, оқуға, талдауға және басқа деректермен біріктіруге мүмкіндік беретін әмбебап тіл ретінде қызмет етеді. Анық координаттар жүйесі болмаса, карталарды пайдалану қиын болар еді, себебі нысандардың орнын дәл анықтау мүмкін емес, әсіресе карталар әртүрлі көздерден алынған немесе аймақтық жоспарлау, навигация және апаттарды бақылау сияқты техникалық мақсаттарда пайдаланылған кезде.
Координаталық жүйелерді түсіну
Координаталық жүйе - белгілі бір келісілген мәндерге негізделген нүктенің орнын білдіру әдісі. Картаға түсіруде координаталар әдетте екі немесе үш өлшемде көрсетіледі: шығыс-батыс (x), солтүстік-оңтүстік (y) және кейде биіктік (z). Координаталық жүйе оқшау өмір сүрмейді. Ол Жер моделін (деректер), карта проекцияларын және өлшем бірліктерін қамтитын кеңірек құрылымның, геокеңістіктік анықтамалық жүйенің бөлігі.
Географиялық координаттар жүйесі (ендік және бойлық)
Ең кең таралған координаттар жүйесі - ендік пен бойлықты пайдаланатын географиялық координаттар жүйесі. Бұл координаттар Жердің шамамен эллипсоидты пішініне негізделген. Ендік экватордан (0°) солтүстік полюске (90° N) және оңтүстік полюске (90° S) дейінгі бұрышты өлшейді. Бойлық Гринвичтегі бастапқы меридианнан (0°) шығысқа немесе батысқа қарай 180° дейінгі бұрышты өлшейді.
Географиялық координаттар көбінесе бірнеше форматта жазылады, мысалы:
1. Градустар Минут Секунд (DMS): 7° 48' 30” Оңтүстік ендік, 110° 22' 15” Шығыс бойлық
2. Ондық дәреже (DD): -7.80833, 110.37083
3. Градустар және ондық минуттар (DM): 7° 48.500' оңтүстік ендік, 110° 22.250' шығыс бойлық
Географиялық жүйенің артықшылығы - оның жаһандық сипаты және GPS-пен кеңінен қолданылуы. Дегенмен, ендік пен бойлық координаттары ұзындық бірліктерімен емес, бұрыштармен берілген. Сондықтан, қашықтықты немесе ауданды географиялық координаттардан тікелей есептеу метрге негізделген координаттар жүйесіндегідей оңай емес.
Проекцияланған координаттар жүйесі (жазықтық координаттар)
Карта жасау мақсаттары үшін, әсіресе қала карталары, кеңістіктік карталар немесе инженерлік карталар сияқты ірі масштабты карталар үшін, көбінесе проекцияланған координаттар жүйесі қолданылады. Бұл жүйе Жердің қисық бетін жазық жазықтыққа проекциялайды, сондықтан координаттар ұзындық бірліктерінде (әдетте метрмен) көрсетіледі. Проекцияланған координаттар әдетте шығыс (X) және солтүстік (Y) координаттары болып табылады.
Проекциялық жүйелер келесі жағдайларда өте пайдалы:
– Қашықтық пен ауданды өлшеу тиімдірек.
– Кеңістіктік талдау (қабаттасу, буферлеу, ауданды есептеу) белгілі бір аймақтар үшін дәлірек болады.
– Деректерді егжей-тегжейлі ауқымда біріктіру, мысалы, жол желілері, жер шекаралары немесе инфрақұрылым.
Дегенмен, әрбір проекцияның бұрмаланулары болады, соның ішінде пішіннің, ауданның, қашықтықтың және бағыттың бұрмалануы. Сондықтан проекция түрін таңдау өте маңызды және картаның мақсатына және картаға түсірілетін аумақтың орналасқан жеріне бейімделуі керек.
Datum: Координаталық жүйенің негізі
Адамдар көбінесе координаталарға деректер туралы айтпай-ақ сілтеме жасайды, дегенмен деректер координаталардың Жер моделіне қатысты орнын анықтайды. Деректер эллипсоидтың өлшемі мен пішінін және оның нақты Жерге қалай «орналасқанын» анықтайтын параметр болып табылады.
Жалпы деректер мысалдары:
– WGS84 (Дүниежүзілік геодезиялық жүйе 1984): GPS пайдаланатын жаһандық стандарт.
– NAD83 (Солтүстік Америка), ETRS89 (Еуропа) және басқа да ұлттық деректер.
– Индонезияда WGS84-ке қатысты DGN95 сияқты деректер, сондай-ақ ұлттық картаға түсіруде қолданылатын басқа да анықтамалық жүйелер бар.
Егер деректер әртүрлі болса, бірдей болып көрінетін координаттар бірнеше метрге немесе тіпті ондаған метрге ауытқып кететін орындарды көрсетуі мүмкін. Дәл картаға түсіруде бұл айырмашылық айтарлықтай.
Карта жасаудағы UTM жүйесінің мысалы
Ең танымал проекциялық координат жүйелерінің бірі - UTM (Universal Transverse Mercator). UTM Жерді әрқайсысының ені 6° болатын 60 аймаққа бөледі. Әрбір аймақтың өзіндік координаттар жүйесі бар. Мысалы, Индонезия орналасқан жеріне байланысты бірнеше аймақта, мысалы, 46, 47, 48, 49, 50, 51 және 54 аймақтарда орналасқан.
UTM артықшылықтары:
– Өлшеуіштерді бірлік ретінде пайдалану есептеулерді жеңілдетеді.
– Әр аймақта салыстырмалы түрде аз бұрмалану.
– Географиялық ақпараттық жүйелерде және картографиялық зерттеулерде кеңінен қолданылады.
Дегенмен, кемшілігі - картаға түсіру аймағы аймақ шекараларын кесіп өткен кезде, координаттар әртүрлі аймақтық жүйелерде болғандықтан, деректерді өңдеу күрделене түседі.
Жергілікті координат жүйелері және карта торлары
Географиялық және UTM сияқты жаһандық жүйелерден басқа, жергілікті координат жүйелері де бар. Бұл жүйелер құрылыс жобалары, тау-кен өндірісі немесе шағын аумақтарды картаға түсіру сияқты нақты қажеттіліктерге арналған. Жергілікті жүйелер әдетте қарапайым және нақты жұмыс аймағына сәйкес келетіндей етіп жасалған, бұл бұрмалануды азайтады және өлшеулерді практикалық етеді.
Сонымен қатар, басылған карталарда көбінесе көрнекі сілтеме ретінде тор (шашылған сызықтар немесе ендік-бойлық сызықтары) болады. Торлар карта пайдаланушыларына нысандардың орнын тез оқуға және орналасқан жер туралы есеп беруді жеңілдетуге көмектеседі, мысалы, топографиялық немесе әскери карталарда.
Координаталық жүйелердің ГАЖ және GPS-пен байланысы
Қазіргі дәуірде карта жасау ГАЖ (Географиялық ақпараттық жүйе) және GPS (Ғаламдық позициялау жүйесі) технологияларымен тығыз байланысты. GPS әдетте координаттарды географиялық форматта және WGS84 деректерінде береді. Карталарды жасау үшін ГАЖ-де GPS деректері пайдаланылған кезде, көбінесе келесі процестер қажет:
– Репроекция: координаттар жүйесін географиялықтан проекцияға өзгерту (мысалы, UTM-ге).
– Деректерді түрлендіру: деректерді пайдаланылған басқа деректерге сәйкестендіру үшін реттейді.
– Масштаб пен дәлдікті реттеу: деректердің жоспарланған карта масштабына сәйкес келетініне көз жеткізу.
Сандық картаға түсірудегі жиі кездесетін қателік - әртүрлі координат жүйелерінен алынған деректерді тиісті түрлендірусіз араластыру. Бұл нысандардың орналасуын ауыстыруы, дәл емес қабаттасуларды тудыруы немесе дұрыс емес талдауларды тудыруы мүмкін.
Координаталық жүйелердің дәлдігі және таңдауы
Карталарды жасау кезінде координаттар жүйесін таңдау келесілерді ескеруі керек:
1. Аудан көлемі: өте үлкен аумақтар үшін белгілі бір географиялық жүйе немесе проекция қолайлырақ; шағын аумақтар үшін жергілікті проекция дәлірек болуы мүмкін.
2. Картаның мақсаты: навигациялық карталар біркелкі бағыттарды талап етеді, тақырыптық карталар аумаққа немесе таралуға көбірек назар аударуы мүмкін, инженерлік карталар дәл метрлік координаттарды талап етеді.
3. Деректер көзі: егер деректердің көп бөлігі WGS84-те болса, сол деректерді сақтау интеграцияны жеңілдетеді.
4. Карта масштабы: масштаб неғұрлым үлкен болса (соншалықты егжей-тегжейлі болса), деректер дәлдігі мен дұрыс проекция соғұрлым маңызды болады.
Кәсіби жұмыс аясында ұлттық стандарттар немесе картографиялық агенттіктер (мысалы, геокеңістіктік агенттіктер) агенттіктер арасындағы деректердің үйлесімділігін қамтамасыз ету үшін әдетте ұсынылған координаттар жүйесінің нұсқауларын ұсынады.
Жабу
Координаталық жүйелер карта жасауда негізгі элементтер болып табылады, себебі олар орналасқан жерді анықтау және кеңістіктік деректерді біріктіру үшін негіз болып табылады. Географиялық координаттар (ендік-бойлық) жаһандық сілтемелер мен GPS сияқты жалпы пайдалану үшін жарамды, ал UTM сияқты проекцияланған координаттар қашықтық пен ауданды метрмен өлшеуді жеңілдетеді. Деректер мен проекцияларды назардан тыс қалдыруға болмайды, себебі олар позициялық дәлдікке айтарлықтай әсер етеді. Координаталық жүйелерді, соның ішінде оларды қалай таңдау және қолдану керектігін түсіну арқылы алынған карталар білім беруден бастап кеңістіктік жоспарлау мен шешім қабылдауға дейінгі әртүрлі мақсаттар үшін дәлірек, бірізді және сенімді болады.
