Sistema de coordenadas geograficas

Geodesia
Las Bases (Fundamentales) Geodesia Geodinámica Geomática Historia
Conceptos Distancia geográfica geoide figura de la tierra (radius y circunferencia) Coordenadas geodésicas Dato geodésico Geodésico Representación de posición horizontal latitud / Longitud Proyección de mapas Elipsoide de referencia geodesia satelital Sistema de referencia espacial Relaciones espaciales posiciones verticales
Technologies Navegación mundial Se sentó. Sistemas (GNSS) pos global Sistema (GPS) GLONASS (Rusia) Beidou (BDS) (China) Galileo (Europa) NAVIC (India) Quasi-Zenith Sat. sis. (QZSS) (Japón) Cuadrícula global discreta y geocodificación
Estándares (historia) NGVD 29 Dato del nivel del mar 1929 OSGB36 Ordnance Survey Gran Bretaña 1936 SK-42 Systema Koordinat 1942 goda ED50 Dato Europeo 1950 SAD69 Dato Sudamericano 1969 80 GRS Sistema de Referencia Geodésico 1980 ISO 6709 Coord punto geográfico. 1983 NAD 83 Datum norteamericano 1983 WGS 84 Sistema Geodésico Mundial 1984 NAVD 88 N. American Vertical Datum 1988 ETRS89 Ref. Terrestre Europea. sis. 1989 GCJ-02 Dato ofuscado chino 2002 URI geográfico Enlace de internet a un punto 2010 Sistema Internacional de Referencia Terrestre Identificador del sistema de referencia espacial (SRID) Mercator transversal universal (UTM)
v t e

Las líneas de longitud son perpendiculares y las líneas de latitud son paralelas al ecuador.

La sistema de coordenadas geográficas (GCS) Es un esférico or coordenadas geodésicas sistema para medir y comunicar posiciones. directamente en el La Tierra as latitud y longitud. Es el más simple, más antiguo y más utilizado de los diversos sistemas de referencia espacial que están en uso, y forma la base para la mayoría de los demás. Aunque la latitud y la longitud forman una coordenada tupla como un sistema de coordenadas Cartesianas, el sistema de coordenadas geográficas no es cartesiano porque las medidas son ángulos y no están en una superficie plana.^{[fuente auto-publicada?]}

Una especificación GCS completa, como las enumeradas en el EPSG e ISO 19111, también incluye una selección de datum geodésico (incluyendo un Elipsoide terrestre), ya que diferentes datums producirán diferentes valores de latitud y longitud para la misma ubicación.

Historia

La invención de un sistema de coordenadas geográficas generalmente se atribuye a Eratóstenes of Cirene, quien compuso su ahora perdido Geografía en el Biblioteca de Alejandría en el siglo III a. Un siglo después Hiparco of Nicea mejorado en este sistema determinando la latitud a partir de mediciones estelares en lugar de la altitud solar y determinando la longitud por tiempos de eclipses lunares, más bien que cálculo muerto. En el siglo I o II, Marino de Tiro compiló un extenso diccionario geográfico y mapa del mundo trazado matemáticamente utilizando coordenadas medidas al este desde un primer meridiano en la tierra más occidental conocida, designada Islas afortunadas, frente a la costa de África occidental alrededor del Canarios or Islas de cabo verde, y medido al norte o al sur de la isla de Rodas off Asia Menor. Ptolomeo le atribuye la adopción total de la longitud y la latitud, en lugar de medir la latitud en términos de la longitud de la pleno verano día.

Siglo II de Ptolomeo Geografía usó el mismo meridiano principal pero midió la latitud desde el Ecuador en cambio. Después de que su obra fuera traducida al arábica en el siglo 9 Al-Khwārizmī's Libro de la Descripción de la Tierra corrigió los errores de Marinus y Ptolomeo con respecto a la longitud de la Mar Mediterráneo,^{[nota 1]} causando cartografía árabe medieval para usar un meridiano principal alrededor de 10 ° al este de la línea de Ptolomeo. La cartografía matemática se reanudó en Europa después de Máximo Planudes' recuperación del texto de Ptolomeo un poco antes de 1300; el texto fue traducido a latín at Florencia by Jacopo d'Angelo alrededor de 1407.

En 1884, el Estados Unidos recibió el Conferencia Internacional de Meridianos, a la que asistieron representantes de veinticinco naciones. Veintidós de ellos acordaron adoptar la longitud de la Observatorio Real in Greenwich, Inglaterra como la línea de referencia cero. El República Dominicana votaron en contra de la moción, mientras que Francia y Brasil se abstuvo Francia adoptó Greenwich Mean Time en lugar de las determinaciones locales del Observatorio de Paris de estudiantes en el año 1911.

Latitud y longitud

Diagrama de la latitud ϕ y longitud λ mediciones de ángulos para un modelo esférico de la Tierra.

La "latitud" (abreviatura: Lat., ϕ, o phi) de un punto en la superficie de la Tierra es el ángulo entre el plano ecuatorial y la línea recta que pasa por ese punto y por (o cerca de) el centro de la Tierra.^{[nota 2]} Las líneas que unen puntos de la misma latitud trazan círculos en la superficie de la Tierra llamados paralelas, ya que son paralelos al ecuador y entre sí. El Polo Norte es 90° N; el South Pole es 90° S. El paralelo 0° de latitud se designa como Ecuador, la plano fundamental de todos los sistemas de coordenadas geográficas. El ecuador divide el globo en Del Norte y Hemisferios del sur.

La "longitud" (abreviatura: Long., λ, o lambda) de un punto en la superficie de la Tierra es el ángulo este u oeste de una referencia meridiano a otro meridiano que pasa por ese punto. Todos los meridianos son mitades de grandes elipses (llamado a menudo grandes círculos), que convergen en los polos norte y sur. el meridiano de la Autoridad Británica Observatorio Real in Greenwich, en el sureste de Londres, Inglaterra, es el internacional primer meridiano, aunque algunas organizaciones, como la francesa Institut national de l'information geographique et forestière—continuar utilizando otros meridianos para fines internos. El primer meridiano determina el Eastern y hemisferios occidentales, aunque los mapas a menudo dividen estos hemisferios más al oeste para mantener el Viejo Mundo en un solo lado. El antípoda meridiano de Greenwich es 180°W y 180°E. Esto no debe confundirse con el Línea internacional del tiempo, que diverge de él en varios lugares por razones políticas y de conveniencia, incluso entre el extremo oriental de Rusia y el extremo occidental Islas aleutianas.

La combinación de estos dos componentes especifica la posición de cualquier lugar en la superficie de la Tierra, sin consideración de độ cao o profundidad. La cuadrícula visual en un mapa formada por líneas de latitud y longitud se conoce como retícula. El origen/punto cero de este sistema se encuentra en el Golfo de Guinea unos 625 km (390 millas) al sur de Tema, Ghana, un lugar a menudo llamado jocosamente isla nula.

Dato geodésico

Para no tener ambigüedades acerca de la dirección de la superficie "vertical" y "horizontal" sobre la cual están midiendo, los cartógrafos eligen una elipsoide de referencia con un origen y una orientación dados que mejor se ajusten a su necesidad del área a mapear. Luego eligen el mapeo más apropiado del sistema de coordenadas esféricas en ese elipsoide, llamado sistema de referencia terrestre o datum geodésico.

Los datos pueden ser globales, lo que significa que representan toda la Tierra, o pueden ser locales, lo que significa que representan un elipsoide que se ajusta mejor a solo una parte de la Tierra. Los puntos en la superficie de la Tierra se mueven entre sí debido al movimiento de las placas continentales, el hundimiento y el movimiento diurno. Marea terrestre movimiento provocado por la luna y el sol Este movimiento diario puede llegar a ser de un metro. El movimiento continental puede ser de hasta 10cm / XNUMX cm / XNUMX cm /XNUMX cm de diámetro un año, o 10 m en un siglo A sistema meteorológico área de alta presión puede causar un hundimiento de 5 mm. Escandinavia está subiendo por 1cm / XNUMX cm / XNUMX cm /XNUMX cm de diámetro un año como resultado del derretimiento de las capas de hielo del última edad de hielo, pero vecino Escocia está aumentando solo 0.2cm / XNUMX cm / XNUMX cm /XNUMX cm de diámetro. Estos cambios son insignificantes si se utiliza un dato local, pero son estadísticamente significativos si se utiliza un dato global.

Los ejemplos de datos globales incluyen Sistema geodésico mundial (WGS 84, también conocido como EPSG:4326), el dato por defecto utilizado para el Sistema de Posicionamiento Global,^{[nota 3]} y del Marco y sistema de referencia terrestre internacional (ITRF), utilizado para estimar deriva continental y deformación de la corteza. La distancia al centro de la Tierra se puede utilizar tanto para posiciones muy profundas como para posiciones en el espacio.

Los datos locales elegidos por una organización cartográfica nacional incluyen el Dato norteamericano, el Europeo ED50, y los británicos OSGB36. Dada una ubicación, el datum proporciona la latitud ${\ Displaystyle \ phi}$ y longitud ${\ Displaystyle \ lambda}$. En el Reino Unido se utilizan tres sistemas comunes de latitud, longitud y altura. WGS 84 difiere en Greenwich del utilizado en los mapas publicados OSGB36 por aproximadamente 112 metro. el sistema militar ED50, usado por NATO, difiere de alrededor de 120 m a 180 m.

La latitud y la longitud en un mapa hecho contra un dato local pueden no ser las mismas que las obtenidas de un receptor GPS. Convertir coordenadas de un datum a otro requiere un transformación de datos como una Transformación de Helmert, aunque en determinadas situaciones un simple traducción puede ser suficiente.

En el popular software GIS, los datos proyectados en latitud/longitud a menudo se representan como un Sistema de coordenadas geográficas. Por ejemplo, datos en latitud/longitud si el datum es el Datum norteamericano de 1983 se denota por 'GCS North American 1983'.

Longitud de un grado

en el GRS 80 o WGS 84 esferoide en el nivel del mar en el ecuador, un segundo de latitud mide 30.715 metros, un minuto de latitud son 1843 metros y un grado de latitud son 110.6 kilómetros. Los círculos de longitud, los meridianos, se encuentran en los polos geográficos, y el ancho oeste-este de un segundo disminuye naturalmente a medida que aumenta la latitud. Sobre el Ecuador a nivel del mar, un segundo longitudinal mide 30.92 metros, un minuto longitudinal es 1855 metros y un grado longitudinal es 111.3 kilómetros. A 30° un segundo longitudinal es de 26.76 metros, en Greenwich (51°28′38″N) 19.22 metros, y a 60° es de 15.42 metros.

en el WGS 84 esferoide, la longitud en metros de un grado de latitud en latitud ϕ (es decir, la cantidad de metros que tendría que viajar a lo largo de una línea norte-sur para moverse 1 grado en latitud, cuando está en la latitud ϕ), es sobre

${\displaystyle 111132.92-559.82\,\cos 2\phi +1.175\,\cos 4\phi -0.0023\,\cos 6\phi }$

La medida devuelta de metros por grado de latitud varía continuamente con la latitud.

De manera similar, la longitud en metros de un grado de longitud se puede calcular como

${\displaystyle 111412.84\,\cos \phi -93.5\,\cos 3\phi +0.118\,\cos 5\phi }$

(Esos coeficientes se pueden mejorar, pero tal como están, la distancia que dan es correcta dentro de un centímetro).

Ambas fórmulas devuelven unidades de metros por grado.

Un método alternativo para estimar la longitud de un grado longitudinal en latitud ${\ Displaystyle \ phi}$ es asumir una Tierra esférica (para obtener el ancho por minuto y segundo, se divide por 60 y 3600, respectivamente):

${\displaystyle {\frac {\pi }{180}}M_{r}\cos \phi \!}$

donde Radio meridional promedio de la Tierra ${\ estilo de visualización \ estilo de texto {M_ {r}} \, \!}$ is 6,367,449 m. Dado que la Tierra es un esferoide achatado, no esférico, ese resultado puede desviarse varias décimas por ciento; una mejor aproximación de un grado longitudinal en la latitud ${\ Displaystyle \ phi}$ is

${\displaystyle {\frac {\pi }{180}}a\cos \beta\,\!}$

donde el radio ecuatorial de la Tierra ${\ Displaystyle a}$ iguales 6,378,137 m y ${\displaystyle \textstyle {\tan \beta ={\frac {b}{a}}\tan \phi }\,\!}$; para el GRS 80 y WGS 84 esferoides, b/a calcula que es 0.99664719. (${\ estilo de visualización \ estilo de texto {\ beta} \, \!}$ que se conoce como la latitud reducida (o paramétrica)). Aparte del redondeo, esta es la distancia exacta a lo largo de un paralelo de latitud; obtener la distancia a lo largo de la ruta más corta será más trabajo, pero esas dos distancias siempre están dentro de los 0.6 metros entre sí si los dos puntos están separados por un grado de longitud.

Codificaciones alternativas

Como cualquier serie de números de varios dígitos, los pares de latitud y longitud pueden ser difíciles de comunicar y recordar. Por lo tanto, se han desarrollado esquemas alternativos para codificar las coordenadas GCS en cadenas alfanuméricas o palabras:

• al Sistema de localización de Maidenhead, popular entre los operadores de radio.
• al Sistema Mundial de Referencia Geográfica (GEOREF), desarrollado para operaciones militares globales, reemplazado por el actual Sistema de Referencia de Área Global (GARS).
• Abrir código de ubicación o "Códigos Plus", desarrollados por Google y liberados al dominio público.
• Geohash, un sistema de dominio público basado en Morton Curva de orden Z.
• Código de mapa, un sistema de código abierto desarrollado originalmente en TomTom.
• Lo que3words, un sistema patentado que codifica las coordenadas GCS como conjuntos de palabras pseudoaleatorias dividiendo las coordenadas en tres números y buscando palabras en un diccionario indexado.

Estos no son sistemas de coordenadas distintos, solo métodos alternativos para expresar las medidas de latitud y longitud.

Vea también

• Grados decimales – Mediciones angulares, típicamente para latitud y longitud
• Distancia geográfica – Distancia medida a lo largo de la superficie de la tierra
• Sistema de información geográfica – Sistema de captura, gestión y presentación de datos geográficos
• Esquema de URI geográfico – Esquema URI para ubicaciones geográficasPáginas que muestran descripciones de wikidata como respaldo
• ISO 6709, representación estándar de la ubicación del punto geográfico por coordenadas
• Referencia lineal – método de referencia espacialPáginas que muestran descripciones de wikidata como respaldo
• dirección primaria – Sistema de coordenadas celestes utilizado para especificar las posiciones de los objetos celestesPáginas que muestran descripciones breves de objetivos de redirección
• Sistema de coordenadas planetarias
  • Sistema de coordenadas selenográficas
• Sistema de referencia espacial – Sistema para especificar ubicaciones en la Tierra
• Jan Smits (2015). Datos matemáticos para descripciones bibliográficas de materiales cartográficos y datos espaciales. Coordenadas geográficas. ICA Comisión de Proyecciones de Mapas.

Notas

Referencias

Fuentes

Enlaces externos

• Media relacionado con Sistema de coordenadas geograficas en Wikimedia Commons