大地基準(zhǔn)：NAD 27、NAD 83和WGS84?

NAD27切換到NAD83（圖片來源：NADCON-北美基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換實(shí)用程序）

水平參考基準(zhǔn)?

當(dāng)你需要準(zhǔn)確進(jìn)入 latitude and longitude coordinates 在GIS中，之一步是給它一個(gè)數(shù)據(jù)。大地基準(zhǔn)用坐標(biāo)唯一地定義了地球上的所有位置。

因?yàn)?*如果不參考它，您在地球上的哪個(gè)位置**？

因?yàn)榈厍蚴菑澢模贕IS中我們要處理 flat map projections 我們需要同時(shí)容納世界的曲線和平面視圖。在測量和 geodesy 我們用大地基準(zhǔn)精確地定義這些特性。

微信號(hào)：MeetyXiao
添加微信好友, 獲取更多信息
復(fù)制微信號(hào)

我們開始用一個(gè) sphere or ellipsoid。隨著時(shí)間的推移，測量人員收集了大量的表面測量數(shù)據(jù)，以便更可靠地估計(jì)橢球體。

當(dāng)你把這些測量值結(jié)合起來，我們得到**大地基準(zhǔn)**。基準(zhǔn)精確地指定地球表面的每個(gè)位置 latitude and longitude。例如，NAD27、NAD83和WGS84是大地基準(zhǔn)。

龐大的調(diào)查基準(zhǔn) *** ?

為了創(chuàng)建大地基準(zhǔn)，測量員進(jìn)行了 a mammoth collection of monument locations 在19世紀(jì)后期，測量員在每個(gè)參考位置安裝了黃銅或鋁盤。

每個(gè)紀(jì)念碑位置都是通過 mathematical techniques like triangulation。

從測量碑的統(tǒng)一 *** 來看，三角測量的結(jié)果是 North American Datum of 1927 (NAD 27)。之后，大地測量學(xué)發(fā)展了更精確的NAD83，我們今天仍然使用它。NAD 27和NAD 83為地球上的緯度和經(jīng)度位置提供了一個(gè)參照系。

測量員現(xiàn)在幾乎完全依靠 Global Positioning System (GPS) 確定地球上的位置，并將其納入現(xiàn)有的大地基準(zhǔn)。

例如，NAD27、NAD83和WGS84是北美最常見的大地基準(zhǔn)。

什么是1927年北美基準(zhǔn)面（NAD27）？?

米德斯牧場三角測量站，1927年北美基準(zhǔn)的基礎(chǔ)站

NAD27代表1927年的北美基準(zhǔn)。NAD27是對(duì)長基線調(diào)查的調(diào)整。總的來說，它在北美建立了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化水平位置 *** 。更具歷史意義 USGS topographic maps 美國陸軍工程兵團(tuán)的項(xiàng)目使用NAD27作為參考系統(tǒng)。

水平基準(zhǔn)提供了一個(gè)參考框架，作為在球體上特定點(diǎn)放置特定位置的基礎(chǔ)。大地測量學(xué)使用水平基準(zhǔn)作為模型，將球體/橢球體轉(zhuǎn)換為地球上具有緯度和經(jīng)度線的位置。大地基準(zhǔn)是地球上所有水平位置坐標(biāo)的基礎(chǔ)。地球上的所有坐標(biāo)都參考水平基準(zhǔn)。這個(gè) 1927年北美基準(zhǔn)（NAD27） 是北美主要的三個(gè)大地基準(zhǔn)之一。

NAD27使用了所有使用最小二乘平差收集的水平大地測量。該基準(zhǔn)面采用克拉克橢球面1866年，在堪薩斯州米德牧場具有固定的經(jīng)緯度。（北緯39°13'26.686〃，西經(jīng)98°32'30.506〃）

堪薩斯州被選為一個(gè)共同的參照點(diǎn)，因?yàn)樗拷彽拿绹闹行摹１泵烂恳稽c(diǎn)的緯度和經(jīng)度都是根據(jù)它的方向、角度和距離米德牧場而定的。任何一個(gè)緯度和經(jīng)度遠(yuǎn)離這個(gè)參考點(diǎn)的點(diǎn)都可以在1866年的克拉克橢球體上測量。

測量員在美國和加拿大收集了大約26000個(gè)站點(diǎn)。在每個(gè)測站，測量員收集緯度和經(jīng)度坐標(biāo)。 NOAA’s National Geodetic Survey used these survey stations and triangulation 形成NAD27基準(zhǔn)。

隨著時(shí)間的推移，車站的數(shù)量也在增加。例如，測量員對(duì)大約250000個(gè)測站進(jìn)行基準(zhǔn)測量。這組水平位置構(gòu)成了1983年北美基準(zhǔn)面（NAD83）的基礎(chǔ)。1983年，Nad27數(shù)據(jù)最終 替換為NAD83。

什么是1983北美基準(zhǔn)面（NAD83）？?

這個(gè) North American Datum of 1983 (NAD 83) 是北美使用的最新數(shù)據(jù)。它使用參考橢球GRS80提供緯度、經(jīng)度和一些高度信息。像1983年北美基準(zhǔn)（NAD83）這樣的大地基準(zhǔn)構(gòu)成了加拿大和美國所有水平位置坐標(biāo)的基礎(chǔ)。

這個(gè) 1983年北美基準(zhǔn) （NAD 83）是一個(gè)統(tǒng)一的水平或幾何基準(zhǔn)，是NAD27的繼承者，為加拿大和美國提供了空間參考。

NAD83通過使用來自地面和多普勒衛(wèi)星數(shù)據(jù)的更敏感的位置集，糾正了距離上NAD27的一些扭曲。NAD83是一個(gè)地心基準(zhǔn)（參考地球質(zhì)量中心），偏移約2米。即使在今天，大地測量學(xué)也在不斷地改進(jìn)水平大地測量基準(zhǔn)。

WGS84：用GPS統(tǒng)一全球橢球體模型?

直到全球定位系統(tǒng)（GPS）的主流應(yīng)用，全球橢球體統(tǒng)一模型才被開發(fā)出來。全球定位系統(tǒng)（GPS）衛(wèi)星發(fā)射的無線電波能夠在大陸和海洋上進(jìn)行極其精確的地球測量。由于計(jì)算能力和GPS技術(shù)的增強(qiáng)，全球橢球體模型得以建立。

這導(dǎo)致了全球橢球體模型的發(fā)展，如wgs72、grs80和wgs84（當(dāng)前）。這個(gè) World Geodetic System (WGS84) 是全球定位系統(tǒng)使用的參考坐標(biāo)系。

由于全球定位系統(tǒng)提供的全球測量數(shù)據(jù)，我們以前從未能夠如此精確地估計(jì)橢球體。它由參考橢球體、標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系、高程數(shù)據(jù)和大地水準(zhǔn)面組成。與NAD83類似，它使用地球的中心質(zhì)量作為坐標(biāo)原點(diǎn)。誤差被認(rèn)為是小于2厘米的中心質(zhì)量。

問題：什么是EPSG4326？答：EPSG4326只是使用EPSG識(shí)別WGS84的 *** 。這是 spatial reference list。

大地基準(zhǔn)：NAD83與NAD27?

NAD83通過使用來自地面和多普勒衛(wèi)星數(shù)據(jù)的更密集的位置集，糾正了距離上NAD27的一些扭曲。大約有250000個(gè)臺(tái)站用于開發(fā)NAD83基準(zhǔn)。相比之下，NAD27數(shù)據(jù)中僅使用了26000個(gè)。

NAD83質(zhì)心

其中一個(gè)主要區(qū)別是，NAD83使用以地球?yàn)橹行牡幕鶞?zhǔn)，而不是NAD27中的固定站。所有坐標(biāo)均參考了堪薩斯米德牧場（北緯39°13'26.686“，西經(jīng)98°32'30.506”）的NAD27基準(zhǔn)。國家大地測量很大程度上依賴多普勒衛(wèi)星定位地球的質(zhì)量中心。然而，NAD83并非地心偏移約2米。

1983年的北美基準(zhǔn)面是以參考橢球GRS80為基礎(chǔ)的，該參考橢球GRS80的物理尺寸大于NAD27的克拉克橢球。GRS80參考橢球體的半長軸為6378137.0米，半短軸為6356752.3米。相比之下，克拉克橢球體的半長軸為6378206.4 m，半短軸為6356583.8 m。

橢球體的不同歷史精度?

地球是圓的嗎？ Earth bulges out more at the equator than at the poles by about 70,000 feet.。

自19世紀(jì)初以來，橢球體的尺寸至少計(jì)算了20個(gè)不同的時(shí)間，精度有很大的不同。

早期測量橢球體的嘗試使用了少量的數(shù)據(jù)，并不代表地球的真實(shí)形狀。1880年，克拉克橢球被用作三角測量計(jì)算的基礎(chǔ)。美國采用的之一個(gè)大地測量基準(zhǔn)是基于克拉克橢球體，其起點(diǎn)位于堪薩斯州，被稱為米德斯牧場。

具有多個(gè)版本和縮寫的一個(gè)基準(zhǔn)?

自1986年以來，大地測量學(xué)對(duì)NAD83進(jìn)行了多次更新。實(shí)際上，由于這些變化，有多個(gè)版本的NAD83。例如，國家大地測量局自1986年進(jìn)行原始大地基準(zhǔn)估計(jì)以來，對(duì)NAD83基準(zhǔn)進(jìn)行了四次調(diào)整。

• NAD83（1986年） ：此版本旨在以地心為中心，使用GRS80橢球體。

• NAD83（1991年，Harn，Hpgn） ：1986-1997年高精度參考網(wǎng)（HARN）和高精度大地網(wǎng)修改了大地基準(zhǔn)。

• NAD83（緊身衣96） ：連續(xù)運(yùn)行的參考站（CORS）由永久運(yùn)行的全球定位系統(tǒng)（GPS）接收器組成。

• NAD83（CSR、CACS） ：加拿大空間參考系統(tǒng)和帶GPS處理的加拿大主動(dòng)控制系統(tǒng)。

• NAD83（NSRS 2007、2011） ：國家空間參考系統(tǒng)和當(dāng)前的測量標(biāo)準(zhǔn)，使用來自CORS的基于GNSS的多年調(diào)整位置。

NAD27切換到NAD83（圖片來源：NADCON–北美基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換實(shí)用程序）

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的重要性?

測量員（NOAA照片庫）

基準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)在大地基準(zhǔn)之間通常是不同的。例如，NAD27基準(zhǔn)中的緯度和經(jīng)度位置不同于NAD83或WGS84中的同一基準(zhǔn)。這種差異稱為 datum shift

根據(jù)您在北美的位置，對(duì)于水平精度，NAD27和NAD83可能在數(shù)十米內(nèi)有所不同。 The average correction between NAD27 and NAD83 is an average of 0.349″ northward and 1.822″ eastward.。

重要的是要注意物理位置沒有改變。很明顯，大多數(shù)紀(jì)念碑都沒有移動(dòng)。基準(zhǔn)面偏移是由于測量結(jié)果的改善而產(chǎn)生的。而且，當(dāng)更多的 *** 和大地測量學(xué) *** 改變時(shí)，這種情況也會(huì)發(fā)生。隨著時(shí)間的推移，這將導(dǎo)致更精確的大地基準(zhǔn)。構(gòu)成北美所有水平位置坐標(biāo)基礎(chǔ)的水平基準(zhǔn)得到了改善。

因?yàn)榈貓D是在歷史上不同的大地基準(zhǔn)上創(chuàng)建的， datum transformations are often necessary。尤其是在使用歷史數(shù)據(jù)時(shí)。例如， USGS topographic maps 通常使用NAD27數(shù)據(jù)發(fā)布。使用NAD83數(shù)據(jù)時(shí)需要應(yīng)用基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換。

我們何時(shí)需要基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換？?

基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是從非投影坐標(biāo)系到坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。坐標(biāo)變換是通過一系列數(shù)學(xué)方程來完成的。

大地基準(zhǔn)是投影的組成部分。所有坐標(biāo)均參照基準(zhǔn)。數(shù)據(jù)用數(shù)學(xué)術(shù)語描述了地球的形狀。基準(zhǔn)面定義橢球體的半徑、反展平、半長軸和半短軸。1983年的北美基準(zhǔn)（NAD 83）是美國的水平或幾何基準(zhǔn)。它提供緯度和經(jīng)度以及一些高度信息。

不幸的是，NAD83并不是您將遇到的唯一數(shù)據(jù)。在定義當(dāng)前基準(zhǔn)之前，使用不同的起點(diǎn)創(chuàng)建了許多地圖。即使在今天，人們?nèi)栽诶^續(xù)改變大地基準(zhǔn)，以使其更加精確。一個(gè)常見的問題是，不同的坐標(biāo)位置存儲(chǔ)在不同的參考系統(tǒng)中。當(dāng)組合來自不同用戶或ERA的數(shù)據(jù)時(shí)，將所有信息轉(zhuǎn)換為通用的大地基準(zhǔn)非常重要。

投影坐標(biāo)系基于地理坐標(biāo)，而地理坐標(biāo)又參照基準(zhǔn)。例如， State Plane coordinate systems 可參考NAD83和NAD27大地基準(zhǔn)。

NAD27基準(zhǔn)與NAD83基準(zhǔn)?

將NAD83和NAD27地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為投影狀態(tài)平面坐標(biāo)時(shí)，使用相同的投影 *** 。但是，由于大地基準(zhǔn)面不同，投影坐標(biāo)也會(huì)不同。在這種情況下，需要進(jìn)行基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換。

對(duì)于坐標(biāo)必須一致的任何類型的工作，使用相同的大地基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。如果您正在標(biāo)記財(cái)產(chǎn)或土地邊界、修建道路或規(guī)劃沿海淹沒情況，則必須了解并使用正確的大地基準(zhǔn)。

閱讀更多: Datum Transformations – Converting Coordinates from NAD27 to NAD83

來源：開源地理空間基金會(huì)中文分會(huì)

來源鏈接：https://www.osgeo.cn/post/1d5b0

本站聲明:網(wǎng)站內(nèi)容來源于 *** ,如有侵權(quán),請聯(lián)系我們,我們將及時(shí)處理。