Hệ tọa độ tham chiếu dữ liệu không gian
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.36 MB, 49 trang )
Chương 2
HỆ TỌA ĐỘ
THAM CHIẾU DỮ LIỆU
KHÔNG GIAN
2.1. GIỚI THIỆU
Dữ liệu đòa lý là dữ liệu liên quan vò trí và thuộc
tính của các đối tượng trên bề mặt Trái Đất.
Hệ tọa độ là tham số dùng để xác đònh vò trí của
đối tượng trong không gian. Không gian có thể là
2D hoặc 3D.
Đơn vò của tọa độ có thể là đơn vò đo góc hoặc
đơn vò khoảng cách.
Hệ tọa độ = datum + phép chiếu bản đồ
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.1. GIỚI THIỆU
Datum là những tham số mô tả về hình dạng,
kích thước,… của Trái Đất, gồm có: Horizontal
Datum và Vertical Datum.
Horizontal Datum được xác lập dựa trên ellipsoid;
Vertical Datum được xác lập dựa trên geoid.
Geoid và Ellipsoid là 2 bề mặt tham chiếu dùng
để mô phỏng hình dạng thực của Trái Đất.
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.2. MÔ HÌNH TOÁN HỌC
BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.2. MÔ HÌNH TOÁN HỌC
BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT
2.2.1. Mô hình Geoid
Đònh nghóa: Geoid là mặt nước biển trung
bình yên tónh, kéo dài xuyên qua các lục
đòa và hải đảo tạo thành một bề mặt cong
khép kín.
Tính chất: Tại bất kỳ một điểm nào trên mặt
Geoid, pháp tuyến cũng luôn luôn trùng với
phương của dây dọi qua điểm đó.
Ứng dụng: Dùng để đo chênh cao
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.2. MÔ HÌNH TOÁN HỌC
BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT
2.2.1. Mô hình Geoid
Geoid là bề mặt đặc
trưng cho hình dạng của
Trái đất và khó có thể biểu
diễn bởi một hình dạng
toán học nào
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.2. MÔ HÌNH TOÁN HỌC
BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT
2.2.2. Mô hình Ellipsoid
Phương pháp thành
lập: xoay một hình
ellipse quanh bán
trục nhỏ, với kích
thước xấp xỉ Geoid.
(f) a = (a – b)/a
Hai
loại
ellipsoid:
ellipsoid Trái đất (toàn
cầu) và ellipsoid tham
chiếu (đòa phương).
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.2. MÔ HÌNH TOÁN HỌC
BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT
2.2.2. Mô hình Ellipsoid
Stt
Ellipsoid
Bán trục lớn
a (m)
Nghòch đảo độ dẹt
(1/f)
1 Clarke 1880
6.378.249,145
293,465
2 Everest 1830
6.377.276,345
300,8017
3 Krasovsky 1940
6.378.245
298,3
5 Helmert 1906
6.378.270
297
6 WGS-84
6.378.137
298,257223563
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.2. MÔ HÌNH TOÁN HỌC
BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT
Mối quan hệ giữa Trái đất và mô hình biểu diễn
Hệ tọa độ đòa phương
ùBề mặt Trái đất
Bề mặt ellipsoid đòa phương
Bề mặt ellipsoid quốc tế
Hệ tọa độ quốc tế
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.2. MÔ HÌNH TOÁN HỌC
BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT
Mối quan hệ giữa Trái đất và mô hình biểu diễn
1. Mực nước biển
2. Ellipsoid
4. Lục đòa
5. Geoid
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
3. Phương dây dọi
2.2. MÔ HÌNH TOÁN HỌC
BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.2. MÔ HÌNH TOÁN HỌC
BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT
Xây dựng mô hình toán học biểu diễn Trái đất
Bề mặt trái đất
H
h
Geoid
N
Ellipsoid
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.3. CÁC HỆ TỌA ĐỘ THƯỜNG GẶP
2.3.1. Hệ tọa độ đòa lý
Dùng để xác đònh vò trí của đối tượng trên bề
mặt Trái Đất.
Được xác lập bởi một datum và các tham số
khác, có 3 thành phần cơ bản: kinh độ, vó độ
và độ cao.
A geographic coordinate system (GCS) uses a
three-dimensional spherical surface to define
locations on the earth. A GCS is often
incorrectly called a datum, but a datum is
only one part of a GCS. A GCS includes an
angular unit of measure, a prime meridian,
and a datum (based on a spheroid).
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.3. CÁC HỆ TỌA ĐỘ THƯỜNG GẶP
2.3.1. Hệ tọa độ đòa lý
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.3. CÁC HỆ TỌA ĐỘ THƯỜNG GẶP
2.3.1. Hệ tọa độ đòa lý
Kinh độ là góc giữa 2 mặt phẳng: kinh tuyến
gốc và kinh tuyến qua nơi xét.
Kinh độ có giá trò từ 0 – ±180o (Đông, Tây)
Đường kinh tuyến gốc là đường kinh tuyến
qua đài thiên văn Greewich, London.
The "longitude" (abbreviation: Long., λ, or
lambda) of a point on the Earth's surface is
the angle east or west from a reference
meridian to another meridian that passes
through that point.
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.3. CÁC HỆ TỌA ĐỘ THƯỜNG GẶP
2.3.1. Hệ tọa độ đòa lý
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.3. CÁC HỆ TỌA ĐỘ THƯỜNG GẶP
2.3.1. Hệ tọa độ đòa lý
Vó độ là góc giữa mặt phẳng xích đạo và
phương dây dọi.
Vó độ có giá trò từ 0 – ±90o (Bắc, Nam)
Xích đạo là đường vó tuyến gốc.
The "latitude" (abbreviation: Lat., φ, or phi) of
a point on the Earth's surface is the angle
between the equatorial plane and the
straight line that passes through that point
and is normal to the surface of a reference
ellipsoid which approximates the shape of
the Earth.
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.3. CÁC HỆ TỌA ĐỘ THƯỜNG GẶP
2.3.1. Hệ tọa độ đòa lý
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.3. CÁC HỆ TỌA ĐỘ THƯỜNG GẶP
2.3.1. Hệ tọa độ đòa lý
Chiều dài đường kinh tuyến và vó tuyến
Vò trí
Độ dài kinh tuyến (1o)
Độ dài vó tuyến (1o)
0°
110.574 km
111.320 km
15°
110.649 km
107.551 km
30°
110.852 km
96.486 km
45°
111.132 km
78.847 km
60°
111.412 km
55.800 km
75°
111.618 km
28.902 km
90°
111.694 km
0.000 km
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.3. CÁC HỆ TỌA ĐỘ THƯỜNG GẶP
2.3.2. Hệ tọa độ vuông góc phẳng theo múi chiếu
Thường tính theo mét, là
giá trò khoảng cách.
Trục OX là hình chiếu
của kinh tuyến giữa múi.
Trục OY là hình chiếu
của xích đạo.
Gốc tọa độ O được dời
về phía Tây 500km.
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.4. PHÉP CHIẾU BẢN ĐỒ
2.4.1. Khái niệm
Là những quy tắc toán học để chuyển từ
bề mặt ellipsoid lên mặt phẳng bản đồ.
Gọi chung là các phương trình chiếu.
Tổng quát:
x = f1(j,l)
y = f2(j,l)
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.4. PHÉP CHIẾU BẢN ĐỒ
2.4.2. Sai số chiếu hình
Mặt cong ellipsoid mặt phẳng bản đồ luôn
có sai số, gọi chung là các biến dạng.
Có 3 loại biến dạng: góc, diện tích, khoảng
cách.
Có những phép chiếu không có biến dạng
góc và diện tích, nhưng luôn có biến dạng
độ dài.
Tại những nơi không biến dạng tỷ lệ bằng 1
(tỷ lệ chung), những nơi khác lớn hoặc nhỏ
hơn 1, gọi là tỷ lệ riêng.
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.4. PHÉP CHIẾU BẢN ĐỒ
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Dựa vào vò trí tiếp xúc giữa bề mặt hỗ trợ
chiếu và mặt ellipsoid: phép chiếu đứng,
phép chiếu ngang và phép chiếu nghiêng.
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.4. PHÉP CHIẾU BẢN ĐỒ
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Dựa vào bề mặt hỗ trợ chiếu: phép chiếu
hình trụ, phép chiếu hình nón và phép chiếu
phương vò.
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
2.4. PHÉP CHIẾU BẢN ĐỒ
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Các phép chiếu hình trụ
Biên soạn: Ths. Phạm Thế Hùng
