橢球/橢球–我們的扁球形地球?

赤道的地球隆起?

每個人都可能告訴你我們的地球是一個球體…

但這并不完全是完美的。

它是一個扁球體，在赤道處膨脹，在兩極有些擠壓。

因為 field of geodesy 我們星球的形狀已經眾所周知了。讓我們深入研究一下。

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什么是GIS中的橢球體？?

大地測量學家采用橢球模型來確定 latitude and longitude coordinates .

橢圓的長軸是赤道半徑。短軸從極點到中心。

參考橢球體主要用作指定點坐標的曲面，例如緯度（北/南）、經度（東/西）和高程（高度）。

制圖學和測量學中最常見的參考橢球是 World Geodetic System (WGS84) . 1866年的克拉克橢球體被重新計算為 North American Datum of 1927 (NAD27) .

當比較NAD27和NAD84時，經緯度坐標可以在數十米的角度上偏移（經緯度坐標相同）。

水平基準如何與橢球體相關？?

水平基準使我們能夠測量地球表面的距離和方向。大多數 horizontal datums 在赤道上定義一條零線，我們從中測量南北（緯度）。

還有一條零線在 Greenwich Meridian 我們從中測量東西（經度）。

這些線條一起為 latitude and longitude 以十進制度數表示。這些緯度和經度位置（地理坐標系）基于一個近似于地球表面的橢球面或橢球面——一個基準面。

所有坐標均參照一個基準，如下圖所示：

數據用數學術語描述了地球的形狀。基準面定義橢球體的半徑、反展平、半長軸和半短軸。

以下是WGS84基準：

• 半長軸：6378137.0 m

• 半短軸：6356752.3 m

• 反展平：294.978698214

由于旋轉力使地球變平?

牛頓爵士提出地球由于旋轉力而在兩極變平。當地球繞軸自轉時，離心力使地球在赤道處膨脹。這就是為什么地球被更好地模擬成一個橢球體，它是一個在兩極稍有扁平的球體。

在19世紀和20世紀，世界各地采用了不同的橢球體。調查在不同的大陸進行。每次測量都會產生不同的橢球參數。

例如，澳大利亞的調查得出了一個“更佳”的橢球體。歐洲的“更佳”橢球體不同于南美和亞洲。沒有一個統一的全球橢球體。每一次大陸測量都是用它自己的橢球參數進行隔離的。沒有明確的 *** 來結合這些全球調查測量。在特定區域缺乏勘測點，缺乏計算資源，導致全球橢球體無法形成。

將橢球體與大地水準面擬合?

水平坐標系給了我們并排的緯度和經度。另一方面，垂直基準是典型水平坐標系的另一個組成部分。

我們在一個三維的行星上，除了表面上水平坐標系的邊到邊之外，還有上下起伏。為了處理起起伏伏的情況，我們有一個垂直的基準面，它為零測量提供了一個位置。平均海平面通常被理解為我們起伏的基礎。這叫做 geoid .

大地水準面（圖片由NASA/JPL提供）

垂直基準面是塊狀和不規則的。這是因為地球上不同地方的密度不同。存在重力異常，如山區質量較大。

這意味著海平面并不像大家想象的那么平滑。大地水準面不是恒定的，它們在不同的地方也不同。當你在地球上移動時，大地水準面會有起伏。地球并不像我們想象的那樣圓。當它們以大地水準面的形式回到我們身邊時，我們在它們上面有團塊或波動。大地水準面把這些塊放回到我們平滑的水平基準坐標系中。

橢球高度是上下最基本的版本。橢球體使用 horizontal datum 如wgs84。它使表面光滑，沒有凸起或不規則。大地水準面的數學描述很復雜。因此，我們用不同的橢球來近似它，如wgs84。

橢球體的不同歷史精度?

地球在赤道比在兩極凸出約70000英尺。

自19世紀初以來，橢球體的尺寸至少計算了20個不同的時間，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據，并不代表地球的真實形狀。1880年，克拉克橢球被用作三角測量計算的基礎。

美國采用的之一個大地測量基準是基于克拉克橢球體，其起點位于堪薩斯州，被稱為米德牧場。

…現在我們有地心基準，像wgs84和nad83，它們的長軸和短軸。

來源：開源地理空間基金會中文分會

來源鏈接：https://www.osgeo.cn/post/ *** 4

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