عضویت ویژه
09128921121
سلام، مهمان
۰۳-۲۶-۱۳۹۲، ۱۲:۳۳ ب.ظ
شکل زمین
اگر از افراد معمولی پرسیده شود “شکل زمین چگونه است؟” معمولاً پاسخ مدور و شکل توپ فوتبال خواهد بود. حتی ممکن است پاسخ هایی نظیر دایره ای و بیضوی نیز بشنوید. همه این پاسخ ها درست است، اما GIS نیاز به تعریف دقیق تری دارد. فهم ما از شکل زمین در قالب یک مدل ریاضی، زیربنای تمامی کارها در GIS است.
شکل زمین بیضوی است
در میانه قرن ۱۸، نقشه برداری فرانسوی، اندازه گیری هایی در استوا (پرو) و مدار قطب شمال (Lapland) انجام داد و نشان داد که کره زمین در استوا حالت برآمده دارد. از این رو شکل زمین بیضوی است و نه کره.
همانگونه که کره بر اساس دایره است، بیضوی نیز بر اساس بیضی است. با چرخاندن یک بیضی حول یکی از محورهایش، بیضوی تشکیل می شود. شکل بیضوی تقریب بهتری از شکل زمین است. به صورت دقیق تر، زمین به دور کوتاه ترین محور خود چرخیده است و از این رو یک بیضوی پهن شده را بوجود آورده است.
شکل زمین بیضوی دوار است
اگرچه از جهت فنی شکل زمین بیضوی است اما تفاوت بین کوچکترین و بزرگترین محور آن زیاد نیست و از این رو شکل آن به دایره نزدیک است. به همین خاطر گاهاً بیضوی دوار (spheroid) خوانده می شود. در سیستم های تصویری چون wgs84 و wgs72 که از نمونه سیستم های تصویر بیضوی دوار هستند، تفاوت بزرگترین و کوچکترین محور ها کمتر از ۰٫۳۴ درصد است.
چرا به بیضوی های دوار مختلفی برای معرفی شکل زمین نیازمندیم
شکل زمین به صورت کاملاً متقارن نیست. فناوری ماهواره انحرافات بیضوی متعددی را آشکار کرده است. به طور مثال جنوبی ترین نقطه در کوچکترین محور (قطب جنوب) از بزرگترین محور (استوا) نزدیک تر از شمالی ترین نقطه (قطب شمال) از محور استوا است. بیضوی های دوار مختلفی در جهان برای در نظر گرفتن این انحراف به کار گرفته می شود. به طور مثال International 1924 و the Bessel 1841در اروپا به کار گرفته می شوند در صورتی که در آمریکای شمالی GRS80 معمول ترین بیضوی دوار مورد استفاده است.
اگر این انحراف را در نظر نگیریم و از تنها یک بیضوی دوار برای کل جهان استفاده کنیم، با خطاهایی در حد چند صد متر در اندازه گیری مواجه خواهیم شد. به علت رشد فناوری، بهبود روش های اندازه گیری و حتی دلایل سیاسی ممکن است برای یک منطقه از چندین بیضوی دوار استفاده شود.
چه زمانی از دایره استفاده کنیم
اگرچه بیضوی دوار به بهترین نحو شکل زمین را نشان می دهد اما گاهاً شکل زمین به صورت دایره در نظر گرفته می شود تا محاسبات ریاضی را ساده تر کرد.
می توان این دایره را بر اساس کوچکترین یا بزرگترین محور زمین در نظر گرفت. معمول ترین روش مورد قبول ساخت این دایره به گونه ای است که مساحت سطح مشابه ای با بیضوی دوار داشته باشد. (به این دایره authalic sphere گفته می شود.) قطر معمول ترین این دایره ۱۲,۷۴۱٫۹۹۴ کیلومتر است.
اگر مقیاس نقشه شما کمتر از (نقشه کوچک مقیاس) باشد شما می توانید از دایره authalic برای شکل زمین استفاده کنید. (برای درک این مقیاس به مثال رو به رو توجه کنید : نقشه آمریکا در مقیاس ۱:۵,۰۰۰,۰۰۰ بر روی کاغذ حدوداً ۱۲۲ سانتی متر پهنا دارد. ) در این مقیاس، تفاوت بین کره و بیضوی دوار آنچنان معنادار نیست. اگر شما از مقیاس های بزرگتر از این مقیاس استفاده کنید بایستی از بیضوی دوار استفاده کنید.
در نرم افزارهای Esri اگر کره را برای کار خود مشخص نکنید، نرم افزار کره authalic با قطر ۱۲,۷۴۱٫۹۹۴ کیلومتر را برای کار شما انتخاب خواهد کرد.
اگر از افراد معمولی پرسیده شود “شکل زمین چگونه است؟” معمولاً پاسخ مدور و شکل توپ فوتبال خواهد بود. حتی ممکن است پاسخ هایی نظیر دایره ای و بیضوی نیز بشنوید. همه این پاسخ ها درست است، اما GIS نیاز به تعریف دقیق تری دارد. فهم ما از شکل زمین در قالب یک مدل ریاضی، زیربنای تمامی کارها در GIS است.
شکل زمین بیضوی است
در میانه قرن ۱۸، نقشه برداری فرانسوی، اندازه گیری هایی در استوا (پرو) و مدار قطب شمال (Lapland) انجام داد و نشان داد که کره زمین در استوا حالت برآمده دارد. از این رو شکل زمین بیضوی است و نه کره.
همانگونه که کره بر اساس دایره است، بیضوی نیز بر اساس بیضی است. با چرخاندن یک بیضی حول یکی از محورهایش، بیضوی تشکیل می شود. شکل بیضوی تقریب بهتری از شکل زمین است. به صورت دقیق تر، زمین به دور کوتاه ترین محور خود چرخیده است و از این رو یک بیضوی پهن شده را بوجود آورده است.
شکل زمین بیضوی دوار است
اگرچه از جهت فنی شکل زمین بیضوی است اما تفاوت بین کوچکترین و بزرگترین محور آن زیاد نیست و از این رو شکل آن به دایره نزدیک است. به همین خاطر گاهاً بیضوی دوار (spheroid) خوانده می شود. در سیستم های تصویری چون wgs84 و wgs72 که از نمونه سیستم های تصویر بیضوی دوار هستند، تفاوت بزرگترین و کوچکترین محور ها کمتر از ۰٫۳۴ درصد است.
چرا به بیضوی های دوار مختلفی برای معرفی شکل زمین نیازمندیم
شکل زمین به صورت کاملاً متقارن نیست. فناوری ماهواره انحرافات بیضوی متعددی را آشکار کرده است. به طور مثال جنوبی ترین نقطه در کوچکترین محور (قطب جنوب) از بزرگترین محور (استوا) نزدیک تر از شمالی ترین نقطه (قطب شمال) از محور استوا است. بیضوی های دوار مختلفی در جهان برای در نظر گرفتن این انحراف به کار گرفته می شود. به طور مثال International 1924 و the Bessel 1841در اروپا به کار گرفته می شوند در صورتی که در آمریکای شمالی GRS80 معمول ترین بیضوی دوار مورد استفاده است.
اگر این انحراف را در نظر نگیریم و از تنها یک بیضوی دوار برای کل جهان استفاده کنیم، با خطاهایی در حد چند صد متر در اندازه گیری مواجه خواهیم شد. به علت رشد فناوری، بهبود روش های اندازه گیری و حتی دلایل سیاسی ممکن است برای یک منطقه از چندین بیضوی دوار استفاده شود.
چه زمانی از دایره استفاده کنیم
اگرچه بیضوی دوار به بهترین نحو شکل زمین را نشان می دهد اما گاهاً شکل زمین به صورت دایره در نظر گرفته می شود تا محاسبات ریاضی را ساده تر کرد.
می توان این دایره را بر اساس کوچکترین یا بزرگترین محور زمین در نظر گرفت. معمول ترین روش مورد قبول ساخت این دایره به گونه ای است که مساحت سطح مشابه ای با بیضوی دوار داشته باشد. (به این دایره authalic sphere گفته می شود.) قطر معمول ترین این دایره ۱۲,۷۴۱٫۹۹۴ کیلومتر است.
اگر مقیاس نقشه شما کمتر از (نقشه کوچک مقیاس) باشد شما می توانید از دایره authalic برای شکل زمین استفاده کنید. (برای درک این مقیاس به مثال رو به رو توجه کنید : نقشه آمریکا در مقیاس ۱:۵,۰۰۰,۰۰۰ بر روی کاغذ حدوداً ۱۲۲ سانتی متر پهنا دارد. ) در این مقیاس، تفاوت بین کره و بیضوی دوار آنچنان معنادار نیست. اگر شما از مقیاس های بزرگتر از این مقیاس استفاده کنید بایستی از بیضوی دوار استفاده کنید.
در نرم افزارهای Esri اگر کره را برای کار خود مشخص نکنید، نرم افزار کره authalic با قطر ۱۲,۷۴۱٫۹۹۴ کیلومتر را برای کار شما انتخاب خواهد کرد.
