سیستم مختصات جغرافیایی چیست؟

اگر در یک شهر بخواهیم موقعیت محل سکونت خود را اعلام نماییم، از نشانی پستی استفاده می‌کنیم. روش آدرس دهی پستی در خارج از شهرها و آبادیها مناسب نیست. ضمنا دقت محاسباتی نیز ندارد. بنابراین در علم ریاضی و ژئودزی برای تعیین موقعیت در کل کره زمین به جای آدرس پستی از یک سیستم مختصاتی استفاده می‌کنیم. با استفاده از سیستم مختصات جغرافیایی موقعیت هر نقطه بر روی زمین را می‌توان با دو عدد مشخص کرد. یکی طول جغرافیایی (Longitude) و دیگری عرض جغرافیایی (Latitude). برای تشریح این سیستم مختصات مدارها و نصف النهارات را باید بشناسیم.

مدارها:

با توجه به شکل، بزرگترین دایره عظیمه فرضی که بصورت افقی می‌باشد خط استواست و سایر دوایر موازی مدارها هستند.

نصف النهارها:

خطوطی که قطب شمال و جنوب را بر روی دایره به هم وصل می‌کنند نصف النهارها هستند. که یکی از آنها به عنوان نصف النهار مبدا انتخاب شده است.

طول و عرض جغرافیایی:

همانطوریکه در شکل مشخص شده است زاویه ای که هر نقطه مانند p با صفحه استوا می سازد عرض جغرافیایی(Latitude) و زاویه ای که نصف النهار هر نقطه با نصف النهار مبدا می سازد طول جغرافیایی (Longitude) می‌باشد.

تعریف سیستم مختصات جغرافیایی :

سیستم مختصات جغرافیایی یک سیستم مختصاتی است که:

• مرکز آن مرکز زمین می‌باشد.
• محور Y آن از مرکز زمین به قطب شمال امتداد دارد.
• صفحات فرضی که از محور Y می گذرند نصف النهار نامیده می شوند.
• یکی از نصف النهارها که از گرینویچ می گذرد به عنوان نصف النهار مبدا انتخاب شده است.
• محور X آن از مرکز زمین به نصف النهار مبدا (گرینویچ) امتداد دارد.
• صفحه ای که از مرکز زمین می گذرد و بر محور Y عمود است صفحه استوا نامیده می شود.

• زاویه ای که آن خط با صفحه استوا می‌سازد عرض جغرافیایی (φ) نامیده می‌شود.
• زاویه ای که آن خط با نصف انهار مبدا می سازد طول جغرافیایی (λ) نامیده می‌شود.
• فاصله نقطه تا سطح بیضوی ارتفاع(h) نامیده می‌شود.

سیستم تصویر چیست؟

سطح زمین یک سطح دارای پستی و بلندی زیاد و غیر هندسی می‌باشد. برای تهیه نقشه سطح زمین، ابتدا یک سطح هندسی با فرمول ریاضی تعریف می‌شود. این سطح هندسی همان بیضوی مبنا است. عوارض سطح زمین بر روی این بیضوی مبنا تصویر می‌شود. سپس از روی بیضوی به یک سطح دیگر که قابل گسترش بصورت یک صفحه باشد تصویر می‌گردد. این سطح قابل گسترش معمولا مخروط،استوانه و یا یک صفحه انتخاب می‌شود. مدل ریاضی که عوارض بر اساس آن از روی بیضوی به روی سطح قابل گسترش تصویر می‌شوند، سیستم تصویر نامیده می‌شود.

سیستم مختصات یا سیستم تصویر UTM چیست؟

UTM مخفف Universal Transverse Mercator می‌باشد. که به معنای سیستم مختصات مرکاتور معکوس جهانی می‌باشد. در این سیستم مختصات از یک استوانه به عنوان سطح واسط استفاده می‌شود. استوانه یک سطح گسترش پذیر می‌باشد. یعنی استوانه با یک برش، قابل تبدیل شدن به یک سطح صاف می‌باشد. برای تصویر عوارض از روی بیضوی بر روی نقشه از استوانه استفاده می‌شود. در این سیستم کل بیضوی به 60 منطقه یا زون تقسیم می‌گردد. هر یک از این زونها دارای سیستم مختصات مستقل بوده و 6 درجه طول جغرافیایی را شامل می‌شوند. نقشه مناطقی که بیش از 6 درجه در طول جغرافیایی گسترش دارند، بصورت یکپارچه در این سیستم قابل نمایش نیست. به همین دلیل این سیستم مختصات، برای نقشه‌های بزرگ و متوسط مقیاس مناسب است. و معمولا برای نقشه‌های با مقیاس کوچک مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. نقشه‌های 1:2000 و 1:25000 سازمان نقشه‌برداری کشور از این سیستم استفاده می‌نمایند.

وضعیت ایران در سیستم مختصات UTM:

ایران در این سیستم مختصاتی در زونهای 38و 39و40 و41 قرار دارد. بطور کلی شماره زون UTM از فرمول زیر بدست می‌آید: zone=Round(landa/6)+31 طول جغرافیایی تقسیم بر عدد 6. سپس حذف قسمت اعشاری. بعلاوه عدد 31.

وضعیت کره زمین در سیستم مختصات UTM:

شماره زون UTM از 1 در غربی ترین نقطه زمین تا 60 در شرقی ترین نقطه متغیر می باشد:

لینک های مرتبط

تبدیل مختصات جغرافیایی به UTM
محاسبه ضریب مقیاس نقشه برداری
وب سایت سازمان نقشه برداری کشور
سیستم مختصات جغرافیایی در ویکی پدیا

برای اطلاعات بیشتر در مورد فرمولها و سایر جزئیات محاسباتی، به سایت ویکیپدیا مراجعه نمایید. کتاب سیستم مختصات اشنایدر هم مرجع مناسبی در این زمینه است. این کتاب در کتابخانه سازمان نقشه برداری کشور موجود است. تمامی فرمولها در این دو منبع موجود می‌باشد. توضیحات بیشتر