Государственная плоская система координат

Система координат государственной плоскости ( SPCS ) представляет собой набор из 125 географических зон или систем координат, разработанных для определенных регионов Соединенных Штатов . Каждый штат США содержит одну или несколько зон плоскости штата, границы которых обычно следуют границам округов . имеется 108 зон На территории Соединенных Штатов , еще 10 на Аляске , пять на Гавайях , по одной в Пуэрто-Рико и Виргинских островах Соединенных Штатов и одна на Гуаме . Система широко используется для хранения географических данных органами власти штатов и местными властями. Его популярность обусловлена как минимум двумя факторами. Во-первых, для указания местоположений используется простая декартова система координат, не более сложная сферическая система координат ( географическая система координат широты а и долготы ). Используя простые координаты XY декартовой системы координат, можно использовать методы «плоской съемки», что ускоряет и упрощает расчеты. Во-вторых, система обладает высокой точностью внутри каждой зоны (погрешность менее 1:10 000). За пределами определенной зоны плоскости штата точность быстро снижается, поэтому система бесполезна для регионального или национального картографирования.

Большинство зон государственной плоскости основаны либо на поперечной проекции Меркатора , либо на равноугольной конической проекции Ламберта . Выбор между двумя картографическими проекциями зависит от формы штата и его зон. Государства, вытянутые в направлении восток-запад, обычно делятся на зоны, которые также вытянуты с востока на запад. В этих зонах используется коническая коническая проекция Ламберта , поскольку она хорошо сохраняет точность вдоль оси восток-запад из-за конуса проекции, пересекающего поверхность Земли по двум линиям широты. Зоны, длинные в направлении север-юг, используют поперечную проекцию Меркатора , поскольку она лучше сохраняет точность вдоль оси север-юг, поскольку окружность цилиндра проекции ориентирована вдоль меридиана долготы. Ручка Аляски, максимальный размер которой находится по диагонали, использует косую проекцию Меркатора, которая минимизирует совокупную ошибку в направлениях X и Y.

История

В 1933 году Министерство транспорта Северной Каролины обратилось в Береговую и геодезическую службу США с просьбой помочь в создании комплексного метода преобразования криволинейных координат (широты и долготы) в удобную для пользователя двумерную декартову систему координат. Этот запрос превратился в систему координат государственной плоскости (SPCS), которая в настоящее время является наиболее широко используемым выражением координатной информации в местных и региональных геодезических и картографических приложениях в Соединенных Штатах и их территориях. ^[1] С тех пор оно несколько раз пересматривалось. Когда компьютеры начали использоваться для картографирования и ГИС , декартова сетка системы государственной плоскости и упрощенные вычисления ускорили пространственную обработку и облегчили работу с пространственными данными.

Несмотря на то, что вычислительная мощность компьютеров радикально возросла с момента появления ГИС, размер наборов пространственных данных и сложность задач геообработки, предъявляемых к компьютерам, также возросли. Таким образом, система координат плоскости состояния по-прежнему полезна.

Первоначально системы координат плоскости штата были основаны на североамериканской системе координат 1927 года (NAD27). Позже более точная североамериканская система координат 1983 года (NAD83) стала стандартом ( геодезическая система координат — это способ связи системы координат с физической Землей). Совсем недавно была предпринята попытка повысить точность данных NAD83 с использованием технологии, которая не была доступна в 1983 году. Эти усилия известны как «Опорная сеть высокой точности» (HARN) или «Сеть высокоточной GPS» (HPGN). Кроме того, основной единицей измерения расстояния иногда являются футы, а иногда и метры. Таким образом, полностью описанная система координат часто выглядит примерно так: «Северная плоскость штата Вашингтон, NAD83 HARN, геодезические футы США». Эта информация нужна для того, чтобы точно преобразовать данные из одной системы координат в другую.

Проблемы

Основная проблема с системой координат плоскости состояния заключается в том, что каждая зона использует другую систему координат. Это не является серьезной проблемой, пока потребности человека находятся в пределах зоны плоскости данного штата, как это имеет место в случае с правительствами большинства округов и городов. Однако необходимость преобразования пространственных данных из одной системы координат в другую может оказаться обременительной. Иногда региональная область интересов, например агломерация, охватывающая несколько округов, пересекает границу зоны уровня штата. мегаполис Сиэтл в Вашингтоне Примером этого является . Округ Кинг , в который входит город Сиэтл , использует систему координат «Северная плоскость штата Вашингтон», а округ Пирс , в который входит город Такома , использует «Южную плоскость штата Вашингтон». Таким образом, любое региональное агентство, желающее объединить региональные данные, полученные от местных органов власти, должно преобразовать хотя бы часть данных в общую систему координат.

Государственная система координат плоскости 2022 года

Национальная геодезическая служба объявила о модернизации Национальной системы пространственных координат , и замена системы координат государственной плоскости станет частью модернизации. Количество зон будет существенно больше, чем в системе 1983 года. Одной из новых функций станет зона штата для проектов, охватывающих более одной зоны. ^[2] NGS рассчитывает выпустить новую систему пространственной привязки и новые зоны в 2025 году. ^[3] Как и в случае с более ранними системами, название новой системы — State Plane координатная система 2022 года — указывает на год раньше фактического года выпуска.

См. также

Ссылки

^ Дойл, Дэвид Р. (январь 2004 г.). «Набор геодезических инструментов NGS, часть 7: вычисление координат государственной плоскости» . Журнал «Профессиональный геодезист» .
^ «Начальная система координат государственной плоскости» . Национальная геодезическая служба . 12 июля 2023 г. Проверено 29 ноября 2023 г.
^ Деннис, Майкл (май – июнь 2023 г.). Будущее уже здесь: представляем государственную систему координат плоскости 2022 года (PDF) . Рабочая неделя ФИЖ 2023 г. с. 12.

Внешние ссылки

[1] Дойл, Дэвид Р. (январь 2004 г.). «Набор геодезических инструментов NGS, часть 7: вычисление координат государственной плоскости» . Журнал «Профессиональный геодезист» .

[2] «Начальная система координат государственной плоскости» . Национальная геодезическая служба . 12 июля 2023 г. Проверено 29 ноября 2023 г.

[3] Деннис, Майкл (май – июнь 2023 г.). Будущее уже здесь: представляем государственную систему координат плоскости 2022 года (PDF) . Рабочая неделя ФИЖ 2023 г. с. 12.

[1]

[2]

[3]