Пособие по преобразованию между различными системами координат
Службы позиционирования, включая навигацию на основе GPS и картографические сайты, такие как Google Maps и Yahoo! Maps, становятся популярными среди пользователей. Множество организаций уже используют сервисы, связанные с использованием информации о географических координатах, и еще больше компаний пойдут по этому пути, как только осознают преимущества и потенциал подобных приложений. В 2006 году аналитическая компания Gartner отметила, что "приложения, связанные с позиционированием, станут массовыми в течение следующих двух-пяти лет" и что уже "значительное число организаций развернули мобильные бизнес-приложения, использующие позиционирование". (В разделе приведена ссылка на этот отчет.)
Когда организация решает реализовать приложение, использующее географическую систему координат, обычно написание такого приложения становится задачей разработчика. Построение приложения, использующего географические координаты, включает в себя много больших и маленьких задач, и одной из таких задач, относительно простой, будет преобразование координат из одной системы в другую. В этой статье представлен код, который выполняет такое преобразование и может помочь сэкономить множество часов работы.
Две различные системы координат
Прежде чем погрузиться в код, представленный в этой статье, необходимо обсудить координатные системы, для поддержки которых этот код предназначен: известная система широты и долготы и универсальная поперечная проекция Меркатора (Universal Transverse Mercator - UTM). Также нужно коснуться военной системы координат (Military Grid Reference System - MGRS), которая основана на UTM.
Широта и долгота
Системы широты и долготы, вероятно, самый известный способ определения географических координат. В ней местоположение представляется двумя числами. Широта - это угол от центра земли к некоторой параллели на земной поверхности. Долгота - это угол от центра земли к некоторому меридиану на земной поверхности. Широта и долгота могут быть выражены в десятичных градусах (DD) или градусах, минутах и секунда (DMS); в последнем случае получаются числа в таком формате - 49°30"00" S 12°30"00" E. Этот формат обычно используется в GPS-навигаторах.
Земля разделена экватором (0° широты) на северное и южное полушария, и нулевым меридианом (0° долготы), воображаемой линией от северного к южному полюсу, которая проходитчерез город Гринвич в Великобритании и делит планету на восточное и западное полушарие. Диапазон широт в северном полушарии от 0 до 90 градусов, а в южном полушарии - от 0 до -90 градусов. Диапазон восточного полушария от 0 до 180 градусов, а западного полушария от 0 до -180 градусов.
Например, точка с координатами 61.44, 25.40 (в формате DD) или 61°26"24""N, 25°23"60""E (в формате DMS) находится в южной Финляндии. А точка с координатами -47.04, -73.48 (DD) или 47°02"24""S, 73°28"48""W (DMS) находится в южном Чили. На рисунке 1 приведено изображение Земли с перекрывающимися линиями параллелей и меридианов:
Дополнительную информацию можно найти в разделе .
Поперечная проекция Меркатора
Система координат UTM - это метод, использующий сетку для определения координат. Система UTM делит Землю на 60 зон, каждая из которых основана на поперечной проекции Меркатора. Проекция карты в картографии - это способ представить двумерную неровную поверхность на плоскости, как обычную карту. На приведена поперечная проекция Меркатора:
Зоны долготы в UTM пронумерованы от 1 до 60; все зоны кроме двух, о которых будет рассказано позже, имеют ширину 6° от востока до запада. Зоны долготы полностью покрывают поверхность Земли между широтами 80°S и 84°N.
Также есть 20 зон широты, каждая в 8° высотой; эти зоны пронумерованы от C до X, буквы I и O пропущены. Зоны A, B, Y и Z находятся за пределами этой системы, они покрывают Арктику и Антарктику. На приведены UTM зоны для Европы. На этом рисунке видны две нестандартные зоны долготы: зона 32V расширена для покрытия всей южной Норвегии, а зона 31V сокращена, чтобы покрывать только водное пространство.
Координаты в UTM представлены в формате зона долготы зона широты восточное склонение северное склонение , где восточное склонение - это проекционное расстояние от центрального меридиана зоны долготы, северное склонение - это проекционное расстояние от экватора. Значения восточного и северного склонений задаются в метрах. Например, координаты широты/долготы 61.44, 25.40 в UTM представлены как 35 V 414668 6812844; координаты широты/долготы -47.04, -73.48 соответствуют координатам 18 G 615471 4789269 в UTM.
Класс CoordinateConversion
CoordinateConversion - это главный класс, объекты которого создаются при необходимости выполнения преобразования координат. В листинге 1 приведены существенные public методы вместе с внутренними private классами, входящими в класс CoordinateConversion:
Листинг 1. CoordinateConversion
public class CoordinateConversion { public CoordinateConversion() { } public double utm2LatLon(String UTM) { UTM2LatLon c = new UTM2LatLon(); return c.convertUTMToLatLong(UTM); } public String latLon2UTM(double latitude, double longitude) { LatLon2UTM c = new LatLon2UTM(); return c.convertLatLonToUTM(latitude, longitude); } //..реализация пропущена private class LatLon2UTM { public String convertLatLonToUTM(double latitude, double longitude) { //..реализация пропущена } //..реализация пропущена } private class LatLon2MGRUTM extends LatLon2UTM { public String convertLatLonToMGRUTM(double latitude, double longitude) { //..реализация пропущена } //..реализация пропущена } private class MGRUTM2LatLon extends UTM2LatLon { public double convertMGRUTMToLatLong(String mgrutm) { //..реализация пропущена } //..реализация пропущена } private class UTM2LatLon { public double convertUTMToLatLong(String UTM) { //..реализация пропущена } //..реализация пропущена } private class Digraphs { //используется для получения двухбуквенных кодов //при преобразовании от долготы/широты к MGRS //..реализация пропущена } private class LatZones { //включает методы для определения зон широты //..реализация пропущена }В следующем разделе подробно рассматриваются преобразования между долготой/широтой и UTM.
Преобразование от широты/долготы к UTM
Координаты преобразуются от широты/долготы в UTM с помощью метода String latLon2UTM(double latitude, double longitude) . Реализация этого метода создает экземпляр внутреннего класса LatLon2UTM c = new LatLon2UTM(); и возвращает координаты UTM в виде 15-символьной строки с точностью 1 метр. Реализация методов класса LatLon2UTM приведена в листинге 2:
Листинг 2. public String convertLatLonToUTM(double latitude, double longitude)
public String convertLatLonToUTM(double latitude, double longitude) { validate(latitude, longitude); String UTM = ""; setVariables(latitude, longitude); String longZone = getLongZone(longitude); LatZones latZones = new LatZones(); String latZone = latZones.getLatZone(latitude); double _easting = getEasting(); double _northing = getNorthing(latitude); UTM = longZone + " " + latZone + " " + ((int) _easting) + " "+ ((int) _northing); return UTM; }Этот метод выполняет преобразование, вызывая различные методы для получения зоны широты и зоны долготы, вычисления восточного и северного склонения и т.д. Входные данные проверяются в методе validate() , если выражение (latitude < -90.0 || latitude > 90.0 || longitude < -180.0 || longitude >= 180.0) принимает значение true, то сбрасывается исключительная ситуация IllegalArgumentException .
Метод setVariables() в листинге 3 устанавливает различные переменные, требующиеся для вычисления преобразований (дополнительная информация представлена в статье "The Universal Grids", ссылка на которую приведена в разделе :
Листинг 3. protected void setVariables(double latitude, double longitude)
protected void setVariables(double latitude, double longitude) { latitude = degreeToRadian(latitude); rho = equatorialRadius * (1 - e * e) / POW(1 - POW(e * SIN(latitude), 2), 3 / 2.0); nu = equatorialRadius / POW(1 - POW(e * SIN(latitude), 2), (1 / 2.0)); double var1; if (longitude < 0.0) { var1 = ((int) ((180 + longitude) / 6.0)) + 1; } else { var1 = ((int) (longitude / 6)) + 31; } double var2 = (6 * var1) - 183; double var3 = longitude - var2; p = var3 * 3600 / 10000; S = A0 * latitude - B0 * SIN(2 * latitude) + C0 * SIN(4 * latitude) - D0 * SIN(6 * latitude) + E0 * SIN(8 * latitude); K1 = S * k0; K2 = nu * SIN(latitude) * COS(latitude) * POW(sin1, 2) * k0 * (100000000) / 2; K3 = ((POW(sin1, 4) * nu * SIN(latitude) * Math.pow(COS(latitude), 3)) / 24) * (5 - POW(TAN(latitude), 2) + 9 * e1sq * POW(COS(latitude), 2) + 4 * POW(e1sq, 2) * POW(COS(latitude), 4)) * k0 * (10000000000000000L); K4 = nu * COS(latitude) * sin1 * k0 * 10000; K5 = POW(sin1 * COS(latitude), 3) * (nu / 6) * (1 - POW(TAN(latitude), 2) + e1sq * POW(COS(latitude), 2)) * k0 * 1000000000000L; A6 = (POW(p * sin1, 6) * nu * SIN(latitude) * POW(COS(latitude), 5) / 720) * (61 - 58 * POW(TAN(latitude), 2) + POW(TAN(latitude), 4) + 270 * e1sq * POW(COS(latitude), 2) - 330 * e1sq * POW(SIN(latitude), 2)) * k0 * (1E+24); }Метод getLongZone() в листинге 4 и класс LatZones , доступный в , используются, чтобы узнать зону долготы и зону широты. Зона долготы вычисляется по параметру longitude , а зоны широты обычно представлены как константы, с помощью массива в классе LatZones .
Листинг 4. protected String getLongZone(double longitude)
protected String getLongZone(double longitude) { double longZone = 0; if (longitude < 0.0) { longZone = ((180.0 + longitude) / 6) + 1; } else { longZone = (longitude / 6) + 31; } String val = String.valueOf((int) longZone); if (val.length() == 1) { val = "0" + val; } return val; }Метод getNorthing() в листинге 5 и метод getEasting() в листинге 6 вычисляют значения северного и восточного склонения. Оба метода используют переменные, установленные в методе setVariables() из .
Листинг 5. protected double getNorthing(double latitude)
protected double getNorthing(double latitude) { double northing = K1 + K2 * p * p + K3 * POW(p, 4); if (latitude < 0.0) { northing = 10000000 + northing; } return northing; }Листинг 6. protected double getEasting()
protected double getEasting() { return 500000 + (K4 * p + K5 * POW(p, 3)); }В листинге 7 приведены несколько примеров результатов работы программы, включая координаты в формате широта/долгота и соответствующие им UTM координаты:
Листинг 7. Тестовые преобразования от широты/долготы к значениям в UTM
(0.0000 0.0000) "31 N 166021 0" (0.1300 -0.2324) "30 N 808084 14385" (-45.6456 23.3545) "34 G 683473 4942631" (-12.7650 -33.8765) "25 L 404859 8588690" (-80.5434 -170.6540) "02 C 506346 1057742" (90.0000 177.0000) "60 Z 500000 9997964" (-90.0000 -177.0000) "01 A 500000 2035" (90.0000 3.0000) "31 Z 500000 9997964" (23.4578 -135.4545) "08 Q 453580 2594272" (77.3450 156.9876) "57 X 450793 8586116" (-89.3454 -48.9306) "22 A 502639 75072"Преобразование от UTM к широте/долготе
Преобразование от координат в формате UTM к широте/долготе выполняется несколько проще, чем обратный процесс. В статье "The Universal Grids" в разделе ) приведены формулы преобразований. В листинге 8 приведен код метода convertUTMToLatLong() . Этот метод возвращает массив double значений, где первый элемент (с индексом массива ) - это широта, а второй элемент (с индексом массива ) - это долгота. Так как строковый параметр содержит координаты UTM с точностью до 1 метра, то и координаты в широте/долготе будут иметь такую же точность.
Листинг 8. public double convertUTMToLatLong(String UTM)
public double convertUTMToLatLong(String UTM) { double latlon = { 0.0, 0.0 }; String utm = UTM.split(" "); zone = Integer.parseInt(utm); String latZone = utm; easting = Double.parseDouble(utm); northing = Double.parseDouble(utm); String hemisphere = getHemisphere(latZone); double latitude = 0.0; double longitude = 0.0; if (hemisphere.equals("S")) { northing = 10000000 - northing; } setVariables(); latitude = 180 * (phi1 - fact1 * (fact2 + fact3 + fact4)) / Math.PI; if (zone > 0) { zoneCM = 6 * zone - 183.0; } else { zoneCM = 3.0; } longitude = zoneCM - _a3; if (hemisphere.equals("S")) { latitude = -latitude; } latlon = latitude; latlon = longitude; return latlon; }Метод convertUTMToLatLong() разбивает координаты UTM во входном строковом параметре, которые имеют формат 34 G 683473 4942631 , и использует метод getHemisphere() для определения полушария, где находится место с указанными координатами. Определить полушарие просто: зоны широты A , C , D , E , F , G , H , J , K , L и M находятся в южном полушарии, а остальные зоны находятся в северном полушарии.
Метод setVariables() , показанный в листинге 9, устанавливает значения переменных, требуемых для вычисления, и затем немедленно вычисляют широту. Долгота вычисляется с использованием зоны долготы.
Листинг 9. protected void setVariables()
protected void setVariables() { arc = northing / k0; mu = arc / (a * (1 - POW(e, 2) / 4.0 - 3 * POW(e, 4) / 64.0 - 5 * POW(e, 6) / 256.0)); ei = (1 - POW((1 - e * e), (1 / 2.0))) / (1 + POW((1 - e * e), (1 / 2.0))); ca = 3 * ei / 2 - 27 * POW(ei, 3) / 32.0; cb = 21 * POW(ei, 2) / 16 - 55 * POW(ei, 4) / 32; cc = 151 * POW(ei, 3) / 96; cd = 1097 * POW(ei, 4) / 512; phi1 = mu + ca * SIN(2 * mu) + cb * SIN(4 * mu) + cc * SIN(6 * mu) + cd * SIN(8 * mu); n0 = a / POW((1 - POW((e * SIN(phi1)), 2)), (1 / 2.0)); r0 = a * (1 - e * e) / POW((1 - POW((e * SIN(phi1)), 2)), (3 / 2.0)); fact1 = n0 * TAN(phi1) / r0; _a1 = 500000 - easting; dd0 = _a1 / (n0 * k0); fact2 = dd0 * dd0 / 2; t0 = POW(TAN(phi1), 2); Q0 = e1sq * POW(COS(phi1), 2); fact3 = (5 + 3 * t0 + 10 * Q0 - 4 * Q0 * Q0 - 9 * e1sq) * POW(dd0, 4) / 24; fact4 = (61 + 90 * t0 + 298 * Q0 + 45 * t0 * t0 - 252 * e1sq - 3 * Q0 * Q0) * POW(dd0, 6) / 720; lof1 = _a1 / (n0 * k0); lof2 = (1 + 2 * t0 + Q0) * POW(dd0, 3) / 6.0; lof3 = (5 - 2 * Q0 + 28 * t0 - 3 * POW(Q0, 2) + 8 * e1sq + 24 * POW(t0, 2)) * POW(dd0, 5) / 120; _a2 = (lof1 - lof2 + lof3) / COS(phi1); _a3 = _a2 * 180 / Math.PI; }Метод setVariables() использует значения восточного и северного склонений для установки требуемых переменных. Эти переменные принадлежат обоим классам и устанавливаются в методе convertUTMToLatLong(String UTM) из .
Другие методы
Также содержит другие public и private методы и классы. Например, туда включены методы и классы для преобразования координат между широтой/долготой и MGRS вместе с вспомогательными методами, выполняющими преобразование градусов в радианы и наоборот, и различными математическими операциями, такими как POW, SIN, COS, and TAN.
Заключение
В этой статье приведено немного теории по мировым системам координат вместе с Java-классов для выполнения преобразования координат из одной системы в другую. Хотя не все формулы для преобразования координат были подробно здесь рассмотрены, они доступны в разделе . Обычно теоретические сведения не требуются в ежедневном процессе разработки, кроме редких случаев, когда нет другого способа, как я недавно убедился, когда мне пришлось выполнять задачу преобразования координат.
Мне потребовалось выполнять преобразования между широтой и долготой, UTM и MGRS, так что я выполнил базовые исследования и реализовал эти преобразования в Java-классе. Для меня разработка заняла несколько часов, и я надеюсь, что и другие также смогут сэкономить несколько часов для других задач и сочтут полезным использование класса CoordinateConversion в собственной работе.
Дней 10 назад в эфире на 20-ке познакомился с Володей, RW9AW. Не прошло и двух недель, как он со своим сыном Иваном UA9AGR у меня на кухне! Выяснилось, что оба заядлые путешественники и по дороге они успели побывать в гостях у Саши R1NA:-) Но я немного о другом. Я про славян из бывшего СССР. Если бы это было в чопорной Европе, то месяц бы шли переговоры о дате приезда, визах, отеле, валюте оплаты услуг транспорта, какой флаг вывесить в аэропорту в день приезда и другие протокольные нюансы. У нас всё проще: главное чтобы в этот день из дома не уехал:-) 
По приезду чай с какавой, помощь раненому в дороге Володе (кстати "рану" - ушибленный палец ноги привёз из Карелии - лестницы у R1NA крутые:-) Надо думать и водка была крепкая:-) Выяснилось, что общая история на протяжении 70 лет еще долго будет давать о себе знать: понимаем друг друга с полуслова, вышедшие ныне из упортебления слова из "совкового" лексикона, цитаты из Высоцкого (из Пушкина, кстати, тоже, хотя нынешнее поколение его знает примерно как творчество Байрона). И вместе с тем много нового: из первых уст про челябинский метеорит,
Контест:тактика и практика
Вот. Попил кофе, полюбопытствовал как прошёл контест у других. Много интересного, хотя сам контест уже традиционный и его положение не совсем поспевает за временем. То что корреспондентов не хватает для полноценного контеста, к сожалению, уже не секрет несколько лет. Я об этом уже писал, графики приводил. :-) Через полчаса после начала тура работать уже не с кем, логгер ругается и даже очень тщательное прослушивание диапазона не добавляет новых корреспондентов, не говоря уже про темп связей. Поскольку я не слишком тяготею к получению спортивных разрядов, (следует признать что это исключение которое противоречит самому смыслу соревнования:-) то не обратил внимание на аспект непривлекательности контеста в этом смысле. Моё внимание на это обратил Алексей UT0RM. Дабы не прослыть не совсем работающим телефоном, просто процитирую:
"Егор,приветствую!
Как ты знаешь,я участия не прнимал, но почти два часа слушал тест. Нового и интересного для себя в тесте не заметил. Хотя, справедливости ради, отмечу, что народ тотально поменял ключи на клавиатуру. Ну,так и должно было статься. Только ретроград или ленивый не видит в этом толк. Сам тест - всё как всегда, участников мало, темп никакой. Тебе и многим другим приходилось циуцлять в пустоту, что, наверное, не доставляло большого удовольствия. Моё твёрдое мнение-чемпионат в том виде как он проводится, давно себя изжил,а может причина глубже. Ну,не знаю. Но мне в таком тесте стало не интересно. P.S.скрин с участниками чемпионата крикрепил
"
CQ: С Новым Годом!
Вот и пролетел еще один год. Внучка выросла настолько что уже понимает что означает охрана природы: её новогодняя работа на конкурс природозащитников не содержит ни одной сломаной еловой или сосновой веточки. Разве что руки-веточки, но они подняты с земли.
Поздравляю всех с наступающим Новым 2019 годом! Желаю всем без исключения в Новом году счастья, чтобы ушли проблемы, а радости (и деньги:-) не переставали приходить. Чтобы вас любили близкие и уважали все остальные. Желаю чтобы помимо личного счастья и благополучия ваших семей, в этом году вы достали всех DX, подтвердили все недостающие до вашего DXCC 9B страны, заняли достойные по вашему мнению места в соревнованиях, получили массу удовольствия от общения на наших круглых столах и чаще встречали знакомые позывные на диапазонах! 73!
Прогресс наступает
Уже пару лет не секрет, что SDR технологии всё более и более вытесняют традиционную радиотехнику из корпусов трансиверов. После нескольких "пристрелочных" вариантов в следствии бурного развития трансиверного софта появляются уже пракnически полные SDR трансиверы. Выясняется, что они намного удобнее традиционных. Особенно удобным оказалась "фишка" перекочевавшая из области мобильной связи - точпад. Как выразился бы человек моложе 25 лет - "отпад" :-) Вот полюбуйтесь.
КВ СВД
:-) Эту аббревиатуру поймут только русские....
На самом деле все догадались что на фото широкополосная логоперодическая 18-ти элементная антенна. Конечно на НЧ диапазонах со специальными ухищрениями, но работает от 1 до 30 мгц (если не лучше). Я могу ориентироваться только по своему опыту - по дороге на работу проходил мимо посольства Нигерии, там такая стояла. Ну и слышно было иногда... :-) Достаточно распространённая антенна для этих целей. Помните кино "ТАСС уполномочен заявить" , Трианон. :-) Так что реально большая антенна. Я бы сказал даже не винтовка, а гаубица:-)
Попытка показать FunCube1
В интернете нашёл самый экономичный в смысле объёма выходнного файла инструмент показать вам видео с экрана: как происходит приём теле с FunCube-1. Но выяснилось, что защита Windows в половине случаев EXE-шный файл блокирует:-) Так что кто посмелее, и не закрылся брандмауэром "наглухо" может попробовать посмотреть как происходит приём пакетов с теперь горячо любимого всеми кубесатика. В файле "законсервирован" еще и проигрыватель:-)
Вот короткий (забыл звук:-) 3 мБ а вот нормальный, со звуком и две минуты http://ham.cn.ua/vhf/FunCube.exe
Диплом, объявленный со спутника
FUNCUBE-1
Freq
145930
khz Mode
BPSK
Report
339
Как полезно бывает смотреть спутники. Вот новость только что и с борта AO-73 FunCube-1 в тексте телеметрии:
04.10.2014 19:17:23, 229636, FM5, The 73 on 73 award is organised by Paul Stoetzer, N8HM. Further details at http://amsat-uk.org/2014/08/18/73-on-73-award-announcement/
А вот, собственно, положение: от Поля Стойцера N8HM
Я рад заявить, что субсидирую новую награду, чтобы пропагандировать активность через AO-73 (FUNcube-1). Требования для получения этого диплома очень просты:
1. Сработайте 73 уникальных (позывных) станции на AO-73.
2. Контакты должны быть сделаны после 1 Сентября, 2014.
3. Больше нет никаких требований:-)
Награда для вас бесплатная (за счёт взносов на AMSAT-UK. и программа Fox AMSAT-NA). QSLs не требуются. Когда Вы выполните требования диплома, шлите вашу заявку в виде выписки из лога, включая callsign каждой станции, вид работы, номер орбиты, дата и время UTC на Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. , а также адрес на который следует отправить диплом. Насладитесь радиолюбительским Космосом - транспондером AO-73!
73 Paul Stoetzer, Вашингтон N8HM, DC
Краткая руководство по работе с инструментом пересчета
Обсудить в форуме Комментариев 6
Пересчёт точек из одной системы координат в другую (например, из СК-42 в WGS-84) - часто встречающаяся задача. Эти преобразования можно сделать при помощи бесплатной программы PHOTOMOD GeoCalculator от компании «Ракурс». В программе предустановлена база наиболее часто употребляемых в нашей стране систем координат. Их можно довольно гибко модифицировать под собственные нужды, а так же добавлять собственные. Кроме того, программа прекрасно работает под Wine, что может быть полезно для пользователей ОС Linux.
Ниже приводится описание типичного процесса пересчёта координат.
Для осуществления пересчёта необходимо провести подготовку координат к загрузке в программу. GeoСalculator понимает текстовые файлы (.txt, .csv) в которых разделителем колонок выступает запятая, а разделителем целой и дробной части числа – точка. Всего может быть не более 4 колонок: 1-я – имя точки; 2-я – широта точки, 3-я – долгота точки; 4-я – высота точки. Подготовить набор данных можно с помощью OO Calc или Excel.
Обратите внимание, что в примере текстового файла первая строчка содержит имена столбцов таблицы - эта строчка необязательна, более того, программа попытается её пересчитать, так что будьте внимательны.
В одной (любой) из половинок рабочего окна программы, предназначенном для точек, загружаем точки для пересчёта. Все они должны находиться в одной системе координат. Затем, в окошке над точками выбираем ту систему координат в которой они находятся. В окошке напротив выбираем систему координат в которую мы хотим точки пересчитать. Например, WGS84 широта/долгота. Проблема заключается в том, что в безе GeoСalculator формат записи координат WGS84 широта/долгота - градусы минуты секунды, а нам для последующей работы было бы более удобно иметь их в десятичных градусах. Чтобы произвести соответствующие настройки идём: Базы данных → Система координат.
выбираем ш ирота-долгота WGS 84 и нажимаем кнопку Изменить . Появляется окно с настройками СК:
Жмём на кнопку выбора единиц измерения для широты и долготы и выставляем «градусы», меняем название системы координат на более подходящее, например, «WGS84-десятичные градусы» (если не изменить название, то у вас в базе будет 2 системы координат с одинаковым названием и вы будете в них путаться), сохраняем.
Итак, всё готово для пересчёта. Можно нажимать стрелочку в левом верхнем углу окна для осуществления пересчёта в соответствующем направлении.
Когда пересчёт осуществлён, сохраняем результат в файл.txt. Остался последний штрих: GeoСalculator вычислил значения высоты для наших точек (колонка «H») - их можно удалить с помощью Excel или OO Calc. Теперь, у нас есть необходимый текстовыйфайл с координатами в WGS-84.
Обсудить в форуме
Произведение операций с картографическими данными дело непростое. Обычному человеку самостоятельно провести расчёты, а тем более перевести геодезические координаты в географические координаты практически невозможно. Помимо специальных навыков, для проведения подобной манипуляции с данными нужно обладать сведениями, общими и частными характеристиками данных.
Под картографическими данными объектов недвижимости следует понимать их координаты. На обычной географической карте мира данные координаты обозначаются широтой и долготой. Однако в таких масштабах точно определить местоположение таких относительно мелких объектов, как дом или участок в несколько соток невозможно.
В этих целях ещё в Советском Союзе была разработана система координат СК63 (система координат 1963 года). Однако она не определяет индивидуальные координаты объектов, а лишь является способом их обозначения. На основе неё вся территория РФ была поделена на зоны, условно обозначенные латинскими буквами.
В целом, система использует три показателя:
- ширина и длина, обозначенные условно;
- высота – согласно Балтийской системе высот.
СК63 использовалась до недавних пор. На сегодняшний день на её основе разработаны иные, местные системы координат МСК для каждого региона в отдельности. А некоторые регионы по сей день используют СК63.
Однако основные инструменты обозначения остались неизменными. За основу берётся масштаб, равный 1:100 000.
Масштаб может быть увеличен или уменьшен в зависимости от насыщенности местности объектами недвижимости.
Данные для перевода геодезических данных в географические
Так как для каждого региона определены свои МСК, то и перевести геодезические данные в географические можно лишь при наличии ключевых данных по соответствующей МСК. МСК представлена в виде плоскости, но с указанием высоты координат. Так, ключевыми данными по МСК являются:
- Масштаб топографии.
- Ширина карты относительно общемировой параллели.
- Длина карты относительно меридиана.
- Отклонение касательно эллипса.
- Ключ расчёта.
Все данные помимо ключа расчёта можно получить, сравнив топографическую карту и стандартную карту России. Необходимо сопоставить масштаб и выявить точную ширину и длину в градусах. Ключ расчёта до недавних пор имел статус государственной тайны, так как ещё в 1963 году правительством Советского Союза было принято такое решение.
Хотя на сегодняшний день информация официально считается общедоступной, в официальных источниках её не найти. Однако на таких ресурсах, как mapbasic.ru имеется более или менее свежая информация по ключам.
Ключ расчёта представляет собой набор точек отсчета и отклонений на топографической карте. Например, ключ МСК Республики Адыгея выглядит следующим образом: «8, 1001, 7, 37.98333333333, 0, 1, 1300000, -4511057.628». Чтобы понять, на какую точку указывает каждая из этих цифр нужно иметь на руках геодезическую карту местности.
Данные на геодезических картах указываются в целых и дробных числах. По сути, перевод таких координат в географические заключается в переводе данных из целых и дробных цифр в стандартные координаты в виде градусов, минут и секунд.
Перевести геодезические координаты объекта недвижимости в географические на сегодняшний день представляется задачей сложной. Всё дело заключается в закрытости подробной информации и нелинейности картографических данных, из-за чего в итоге расчётов могут возникнуть сдвиги от нескольких метров до нескольких километров.
Однако разработано множество программ, которые облегчают процесс проведения пересчёта. Одной из них является GPSMapEdit. К сожалению, российских программ не существует, и для расчёта необходимо самостоятельно вводить данные ключевых точек (ключ расчёта), причём делать это нужно очень точно. Но даже в этом случае сдвигов в несколько метров не избежать, так как ключи большинства регионов до сих пор не доработаны.
К примеру, переложение данных из геодезической карты в географическую и наоборот по ключам МСК – 50 (Москва) зона 2 получается точным, чего не скажешь обо всех регионах.
Другим способом является осуществление расчётов на специальных сайтах, где установлены геокалькуляторы с учётом данный российских топографических карт. К примеру:
- latlong.ru – сайт довольно популярный и по основным регионам (Москва, Санкт-Петербург) выдаёт точные результаты. Но всё зависит от вводных данных. Нужно просто ввести имеющие координаты по ГСК-2011 (Основа МСК) или координаты по GPS. Однако возможно сдвиги в несколько километров.
- www.the-mostly.ru – простой и удобный калькулятор для перевода картографических координат в виде десятичных дробей в стандартные показатели широты и долготы в градусах, минутах, секундах. Точная ссылка на вкладку: http://the-mostly.ru/konverter_geograficheskikh_koordinat.html.
Поискав на просторах интернета, можно найти десятки подобных сайтов, но никто не гарантирует точность расчётов и уж тем более не обеспечивает правовой статус перевода. Ведь в основном перевод может пригодиться для представления в государственные органы или же исполнения указаний органов власти.
Самым надёжным способом признаётся обращение в местный орган геодезии и картографии. Помимо точных ключей по местным топографическим картам, у специалистов по геодезии государственных органов имеется необходимая квалификация для гарантии точности расчётов.
Под ответом органа ставиться печать государственного образца, которая подстрахует от ответственности в случае чего.
Для чего нужен перевод?
Необходимость перевода координат объекта недвижимости может понадобиться в разных жизненных ситуациях. Это может быть как определение границ участка, так и расположение будущих зданий и сооружений на участке земли.
Вот классический пример.: Строительная компания при оформлении разрешительных документов для строительства предоставила в государственный орган карту местности с указанием на границы будущей постройки и затрагиваемые смежные участки земли. При проведении проверки со стороны госоргана выяснилось, что в части участка имеется исторический памятник – древнее захоронение. При выдаче разрешения на строительство на карте, как правило - географической, указывается точки, которые нельзя затрагивать. Возникает необходимость перевода указанных координат на карту местности, по которой рассчитывались границы строительства.
В подобных случаях просто необходимо обратиться в государственную службу геодезистов, чтобы при ошибочности данных перевести ответственность со строительной компании на госорган.
Стоит отметить, что даже наличие специальных знаний и навыков не могут гарантировать точность расчётов, так как карты представляют собой плоскость, тогда как реальный объект недвижимости располагается на трёхмерной поверхности. Именно данная нелинейность реальных показателей являются причиной ошибок в несколько метров, порой даже километров при определении местоположения таких объектов на карте.
Данные в местной системе координат очень часто используются в государственном реестре недвижимости. Так на основе экспорта в ГИС КАРТА данных из кадастрового плана территории, как это осуществляется читайте в статье Конвертирование xml-выписок Росреестра , можно получить электронную карту без установленных параметров системы координат.
Если знать параметры местной системы координат, то их можно прописать в паспорте электронной карты. В нашем примере используются данные в МСК-12 зона 2 для территории Мари-Турекского района Республики Марий Эл, которые взяты из статьи МСК-12 Республика Марий Эл параметры для mapinfow.prj . Так же параметры МСК можно взять из файла Субъектов РФ.xml , расположенного в корне папки установленной 11 версии Панорамы (ГИС Карта).
Сразу оговоримся, что данные параметры местной системы координат получены РАСЧЕТНЫМ ПУТЕМ в программной среде при сопоставлении данных Публичной кадастровой карты Росреестра (КОТОРЫЕ ИМЕЮТ ЯВНОЕ СМЕЩЕНИЕ при открытом опубликовании) и данных кадастровых планов (КПТ) территориальных управлений кадастровых палат. Таким образом эти параметры требуют корректировки. В данной статье рассказывается лишь о порядке необходимых действий для преобразования данных из одной системы координат (местной) в другую систему.
Этап 1. Для настройки параметров системы координат в ГИС КАРТА выберите в меню «Задачи/Паспорт карты» или нажмите клавишу F8, во всплывшем окне необходимо выбрать соответствующие: тип карты – 1; эллипсоид – 2; значения осевого меридиана, смещение на восток и север, угол поворота и масштабный коэффициент – 3. Пример строки для Mapinfo:
«МСК-12 зона 2», 8, 1001, 7, 50.55, 0, 1, 2250000, -5914743.504.
Обозначения параметров в строке представлены для Mapinfo и ГИС Карта в нижеследующей таблице. Эти параметры можно записать в xml-файл, для дальнейшего использования и быстрой установки параметров из данного файла.
| Параметры строки | Обозначение в Mapinfo | Строка паспорта ГИС Карта |
|---|---|---|
| «МСК 12 - зона 2» | название СК, «Выбор проекции» | Тип карты – топографическая универсальная местная |
| 8 | тип проекции «Поперечная Меркатора» | Проекция – Transveres Mercator |
| 1001 | регион «Pulkovo 1942, Germany, Krassovsky» | Эллипсоид – Красовский 1940 |
| 7 | единица измерения «метр» | |
| 50.55 | нулевая долгота «50 градусов 33 минуты» | Осевой меридиан — 50 градусов 33 минуты |
| 0 | нулевая широта «0 градусов» | Параллель главной точки — пропускаем |
| 1 | масштабный множитель «1» | Масштабный коэффициент – 1.000 |
| 2250000 | восточное смещение «2250000 метров» | Смещение на восток – 2250000.00 |
| -5914743.504 | северное смещение «-5914743.504 метров» | Смещение на север — -5914743.504 |
Этап 2. Для преобразования данных МСК в другую систему координат необходимо создать новую карту или открыть существующую карту с соответствующими параметрами, например СК-95, как представлено на рисунке. Номер зоны для данного района – 9.
Этап 3. Переходим в карту с МСК, выделяем все объекты карты, и через меню «Правка/Копировать выделенные объекты» копируем их в буфер обмена. Далее переходим через меню «окно» в карту с СК-95 и через меню «правка/вставить объекты карты» вставляем данные, которые автоматически пересчитываются из МСК в СК-95.
Внимание: Разработчики Панорамы такой способ пересчета не рекомендуют. Лучше после этапа 1 запустить через меню «Задачи/Запуск приложений» или кнопка F12 приложение во вкладке «Преобразование данных (карт)/Преобразование векторной карты», где настраиваются выходные параметры карты (в правой части окна), которые будут сохранены под тем же именем, что и исходная карта, но в подпапке Modifi.
