تبديل البحث
تبديل القائمة
٤٣
١٢٥
٤٦
٢٫٥ ألف
ويكي عربية
تبديل القائمة الشخصية
غير مسجل للدخول
سيكون عنوان الآيبي الخاص بك مرئيًا للعامة إذا قمت بإجراء أي تعديلات.

الفرق بين المراجعتين لصفحة: «نظام الإحداثيات المسقطة»

نظام الإحداثيات المسقطة (Projected coordinate system) أو نظام الإحداثيات المستوي أو نظام الإحداثيات الشبكي، هو نوع من أنظمة الإشارة المكانية التي تمثل المواقع
المزيد من الإجراءات
مرئينص الويكي
لا ملخص تعديل
لا ملخص تعديل
 
(11 مراجعة متوسطة بواسطة نفس المستخدم غير معروضة)
سطر 1: سطر 1:
{{كاتب الصفحة}}
{{كاتب الصفحة}}
[[ملف:نظام الإحداثيات الإسقاطي.jpg|تصغير|يسار|بديل=نظام الإحداثيات الإسقاطي، مشهد تخيلي مولد باستخدام الذكاء الصنعي.|نظام الإحداثيات الإسقاطي، مشهد تخيلي مولد باستخدام الذكاء الصنعي.]]
[[ملف:نظام_الإحداثيات_المسقطة.jpg|تصغير|يسار|بديل=نظام الإحداثيات المسقطة، مشهد تخيلي مولد باستخدام الذكاء الصنعي.|نظام الإحداثيات المسقطة، مشهد تخيلي مولد باستخدام الذكاء الصنعي.]]
'''نظام الإحداثيات الإسقاطي''' {{إنج|Projected coordinate system}} ويُطلق عليه أيضًا اسم "نظام الإحداثيات المرجعية الإسقاطي" أو "نظام الإحداثيات المستوي" أو "نظام الإحداثيات الشبكي"، هو نوع من أنظمة الإشارة المكانية التي تمثل المواقع على كوكب الأرض باستخدام نظام الإحداثيات الديكارتية (x، y) على سطح مستوٍ أُنشئ بإسقاط خرائطي معين.<ref name="chang2016">{{cite book |last1=Chang |first1=Kang-tsung |title=Introduction to Geographic Information Systems |date=2016 |publisher=McGraw-Hill |isbn=978-1-259-92964-9 |page=34 |edition=9th}}</ref>
'''نظام الإحداثيات المسقطة''' {{إنج|Projected coordinate system}} ويُطلق عليه أيضًا اسم "نظام الإحداثيات المرجعية المسقطة" أو "نظام الإحداثيات المستوي" أو "نظام الإحداثيات الشبكي"، هو نوع من أنظمة الإشارة المكانية التي تمثل المواقع على كوكب الأرض باستخدام نظام الإحداثيات الديكارتية (x، y) على سطح مستوٍ أُنشئ بإسقاط خرائطي معين.<ref name="chang2016">{{cite book |last1=Chang |first1=Kang-tsung |title=Introduction to Geographic Information Systems |date=2016 |publisher=McGraw-Hill |isbn=978-1-259-92964-9 |page=34 |edition=9th}}</ref>


يُعرَّف كل نظام إحداثيات إسقاطي، مثل "نظام إسقاط مركاتور المستعرض العالمي"، وفقًا لأربعة عوامل رئيسة<ref name="ogc as">{{Cite web|url=https://docs.ogc.org/as/18-005r5/18-005r5.html|title=OGC Abstract Specification Topic 2: Referencing by coordinates Corrigendum|website=Open Geospatial Consortium|access-date=2018-12-25}}</ref>:
يُعرَّف كل نظام إحداثيات إسقاطي، مثل "نظام إسقاط مركاتور المستعرض العالمي"، وفقًا لأربعة عوامل رئيسة<ref name="ogc as">{{Cite web|url=https://docs.ogc.org/as/18-005r5/18-005r5.html|title=OGC Abstract Specification Topic 2: Referencing by coordinates Corrigendum|website=Open Geospatial Consortium|access-date=2018-12-25}}</ref>:


# اختيار إسقاط الخريطة (مع معايير محددة): عملية تحويل السطح الكروي للأرض إلى سطح مستوٍ تحويلا يحافظ على خصائص محددة مثل المسافات أو الأشكال.
# اختيار إسقاط الخريطة (مع معايير محددة): عملية تحويل السطح الكروي للأرض إلى سطح مستوٍ تحويلا يحافظ على خصائص محددة مثل المسافات أو الأشكال.
# اختيار المُسنِد الجيوديسي: إطار مرجعي ثلاثي الأبعاد يُستخدم لربط الإحداثيات الإسقاطية بمواقع حقيقية على الأرض.
# اختيار المُسنِد الجيوديسي: إطار مرجعي ثلاثي الأبعاد يُستخدم لربط الإحداثيات المسقطة بمواقع حقيقية على الأرض.
# نقطة الأصل: الموقع الذي تبدأ منه وحدات القياس في الإسقاط.
# نقطة الأصل: الموقع الذي تبدأ منه وحدات القياس في الإسقاط.
# اختيار وحدة القياس: عادةً ما تكون مترًا أو قدمًا.
# اختيار وحدة القياس: عادةً ما تكون مترًا أو قدمًا.


وقد حددت بالفعل مئات أنظمة الإحداثيات الإسقاطية المستخدمة لأغراض مختلفة في مناطق مختلفة من العالم.  
وقد حددت بالفعل مئات أنظمة الإحداثيات المسقطة المستخدمة لأغراض مختلفة في مناطق مختلفة من العالم.  


أطلق اسم "أنظمة الشبكة" على أوائل أنظمة الإحداثيات الإسقاطية المعيارية في بدايات القرن العشرين، مثل نظام مركاتور العالمي المستعرض ونظام إحداثيات المستوى الإقليمي والشبكة الوطنية البريطانية، ولا يزال استخدامه شائعًا في بعض المجالات مثل المجال العسكري الذي يشفر الإحداثيات كمراجع شبكية أبجدية رقمية.
أطلق اسم "أنظمة الشبكة" على أوائل أنظمة الإحداثيات المسقطة المعيارية في بدايات القرن العشرين، مثل نظام مركاتور العالمي المستعرض ونظام إحداثيات المستوى الإقليمي والشبكة الوطنية البريطانية، ولا يزال استخدامه شائعًا في بعض المجالات مثل المجال العسكري الذي يشفر الإحداثيات كمراجع شبكية أبجدية رقمية.


وأصبح مصطلح نظام الإحداثيات الإسقاطي هو المصطلح المهيمن لتمييزه عن الأنواع الأخرى من أنظمة الإشارة المكانية. ويستخدم في المعايير الدولية مثل "مجموعة بيانات المعلمات الجيوديسية (EPSG)" ومعيار  "ISO 19111" (نشره الاتحاد الجيومكاني المفتوح  كمواصفة تجريدية رقم 2)، وفي معظم برامج نظم المعلومات الجغرافية.<ref name="epsg">{{cite web |title=Using the EPSG geodetic parameter dataset, Guidance Note 7-1 | url=https://epsg.org/guidance-notes.html |website=EPSG Geodetic Parameter Dataset |publisher=Geomatic Solutions |access-date=15 December 2021}}</ref><ref name="ogc as"/>
وأصبح مصطلح نظام الإحداثيات المسقطة هو المصطلح المهيمن لتمييزه عن الأنواع الأخرى من أنظمة الإشارة المكانية. ويستخدم في المعايير الدولية مثل "مجموعة بيانات المعلمات الجيوديسية (EPSG)" ومعيار  "ISO 19111" (نشره الاتحاد الجيومكاني المفتوح  كمواصفة تجريدية رقم 2)، وفي معظم برامج نظم المعلومات الجغرافية.<ref name="epsg">{{cite web |title=Using the EPSG geodetic parameter dataset, Guidance Note 7-1 | url=https://epsg.org/guidance-notes.html |website=EPSG Geodetic Parameter Dataset |publisher=Geomatic Solutions |access-date=15 December 2021}}</ref><ref name="ogc as"/>


==نظام الإحداثيات الإسقاطي، رحلة عبر التاريخ==
==نظام الإحداثيات المسقطة، رحلة عبر التاريخ==
يعود تاريخ نظام الإسقاط الخرائطي ونظام الإحداثيات الجغرافية (GCS) - باستخدام خطوط الطول والعرض - إلى الحقبة الهلنستية، وشاع استخدامه خلال عصر التنوير في القرن الثامن عشر. ومع ذلك، فإن استخدامهما كأساس دقيق لتحديد المواقع بدلاً من خطوط الطول والعرض، يعتبر ابتكارًا يعود إلى القرن العشرين.
يعود تاريخ نظام الإسقاط الخرائطي ونظام الإحداثيات الجغرافية (GCS) - باستخدام خطوط الطول والعرض - إلى الحقبة الهلنستية، وشاع استخدامه خلال عصر التنوير في القرن الثامن عشر. ومع ذلك، فإن استخدامهما كأساس دقيق لتحديد المواقع بدلاً من خطوط الطول والعرض، يعتبر ابتكارًا يعود إلى القرن العشرين.


ومن أقدم هذه الأنظمة نظام الإحداثيات الملاحي للولاية (SPCS) الذي طُوِّر في الولايات المتحدة خلال ثلاثينيات القرن العشرين لأغراض المسح والهندسة، وذلك لأن إجراء الحسابات مثل حساب المسافات يكون أبسط بكثير في نظام الإحداثيات الديكارتي مقارنة بالمثلثات ثلاثية الأبعاد لنظام الإحداثيات الجغرافية.
ومن أقدم هذه الأنظمة نظام الإحداثيات المستوية للولاية (SPCS) الذي طُوِّر في الولايات المتحدة خلال ثلاثينيات القرن العشرين لأغراض المسح والهندسة، وذلك لأن إجراء الحسابات مثل حساب المسافات يكون أبسط بكثير في نظام الإحداثيات الديكارتي مقارنة بالمثلثات ثلاثية الأبعاد لنظام الإحداثيات الجغرافية.


أُصدرت النسخة الأولى من الشبكة الوطنية البريطانية في عام 1938، بناءً على تجارب عسكرية سابقة بالتعاون مع وكالة رسم الخرائط الوطنية لبريطانيا العظمى خلال الحرب العالمية الأولى.<ref name="russell">{{cite web |last1=Russell |first1=Don |title=Understanding Maps: The British National Grid |url=https://www.uncharted101.com/understanding-maps-the-british-national-grid/ |website=Uncharted 101 |access-date=21 December 2021}}</ref>
أُصدرت النسخة الأولى من الشبكة الوطنية البريطانية في عام 1938، بناءً على تجارب عسكرية سابقة بالتعاون مع وكالة رسم الخرائط الوطنية لبريطانيا العظمى خلال الحرب العالمية الأولى.<ref name="russell">{{cite web |last1=Russell |first1=Don |title=Understanding Maps: The British National Grid |url=https://www.uncharted101.com/understanding-maps-the-british-national-grid/ |website=Uncharted 101 |access-date=21 December 2021}}</ref>
سطر 41: سطر 41:
ولا تزال أنظمة الإسقاط الإحداثي شائعة جدًا في بيانات أنظمة المعلومات الجغرافية المخزنة في البنى التحتية للبيانات المكانية (SDI) للمناطق المحلية، مثل المدن والمقاطعات والولايات والمحافظات والبلدات الصغيرة.
ولا تزال أنظمة الإسقاط الإحداثي شائعة جدًا في بيانات أنظمة المعلومات الجغرافية المخزنة في البنى التحتية للبيانات المكانية (SDI) للمناطق المحلية، مثل المدن والمقاطعات والولايات والمحافظات والبلدات الصغيرة.


==خصائص نظام الإحداثيات الإسقاطي==
==خصائص نظام الإحداثيات المسقطة==
لما كان الغرض الأساسي من أي نظام إحداثيات هو قياس المواقع وتحديدها وإجراء الحسابات عليها بدقة ووضوح، كان لا بد من تعريف هذا النظام بدقة.  
لما كان الغرض الأساسي من أي نظام إحداثيات هو قياس المواقع وتحديدها وإجراء الحسابات عليها بدقة ووضوح، كان لا بد من تعريف هذا النظام بدقة.  


تُعد مجموعة بيانات المعلمات الجيوديسية (EPSG) الآلية الشائعة لنشر هذه التعاريف نشرا يمكن الآلات من قراءته. وهي تشكل المجموعة الأساس للعديد من برامج نظم المعلومات الجغرافية والبرمجيات الأخرى القادرة على تحديد المواقع.<ref name="epsg"/>
تُعد مجموعة بيانات المعلمات الجيوديسية (EPSG) الآلية الشائعة لنشر هذه التعاريف نشرا يمكن الآلات من قراءته. وهي تشكل المجموعة الأساس للعديد من برامج نظم المعلومات الجغرافية والبرمجيات الأخرى القادرة على تحديد المواقع.<ref name="epsg"/>


تتكون مواصفات نظام الإحداثيات الإسقاطي من ثلاثة أجزاء:
تتكون مواصفات نظام الإحداثيات المسقطة من ثلاثة أجزاء:


1. إحداثيات ديكارتية مجردة ثنائية الأبعاد وهي عبارة عن شبكة افتراضية تمكننا من تحديد موقع أي نقطة بشكل فريد ومحدد من خلال زوج من الأرقام يُعرفان بالإحداثيات. يُشار إلى هذه الإحداثيات عادةً بـ (x, y)، وتُسمى أيضًا بالإسقاط الشرقي والشمالي في أنظمة عديدة مثل نظام الإحداثيات المستعرض العالمي (UTM). ويتكون أي تعريف لنظام الإحداثيات من العناصر الأساسية التالية:
# إحداثيات ديكارتية مجردة ثنائية الأبعاد وهي عبارة عن شبكة افتراضية تمكننا من تحديد موقع أي نقطة بشكل فريد ومحدد من خلال زوج من الأرقام يُعرفان بالإحداثيات. يُشار إلى هذه الإحداثيات عادةً بـ (x, y)، وتُسمى أيضًا بالإسقاط الشرقي والشمالي في أنظمة عديدة مثل نظام الإحداثيات المستعرض العالمي (UTM). ويتكون أي تعريف لنظام الإحداثيات من العناصر الأساسية التالية:
::* سطح مستوٍ: يمثل هذا السطح الأساس الذي تُبنى عليه الشبكة الديكارتية. يمكن تخيل هذا السطح على أنه أرضية مسطح أو صفحة خريطة.
## سطح مستوٍ: يمثل هذا السطح الأساس الذي تُبنى عليه الشبكة الديكارتية. يمكن تخيل هذا السطح على أنه أرضية مسطح أو صفحة خريطة.
::* نقطة الأصل: تُعتبر هذه النقطة بمثابة نقطة البداية والمرجع الأساسي لجميع القياسات في النظام.
## نقطة الأصل: تُعتبر هذه النقطة بمثابة نقطة البداية والمرجع الأساسي لجميع القياسات في النظام.
::* مجموعتان من المحاور المتعامدة: يُشار إلى هذه المحاور عادةً بمحور x ومحور y، وهي عبارة عن خطوط مستقيمة متعامدة على بعضها البعض. يُمثل محور x الاتجاه الأفقي (الشرقي-الغربي)، بينما يُمثل محور y الاتجاه العمودي (الشمالي-الجنوبي).
## مجموعتان من المحاور المتعامدة: يُشار إلى هذه المحاور عادةً بمحور x ومحور y، وهي عبارة عن خطوط مستقيمة متعامدة على بعضها البعض. يُمثل محور x الاتجاه الأفقي (الشرقي-الغربي)، بينما يُمثل محور y الاتجاه العمودي (الشمالي-الجنوبي).
::* وحدة قياس: تُستخدم هذه الوحدة لقياس المسافات على طول المحاور. عادةً ما تُستخدم وحدات مثل المتر أو القدم في هذا النظام.
## وحدة قياس: تُستخدم هذه الوحدة لقياس المسافات على طول المحاور. عادةً ما تُستخدم وحدات مثل المتر أو القدم في هذا النظام.
:: يمكننا باستخدام هذه العناصر الأربعة تحديد موقع أي نقطة على السطح المستوي تحديدا فريدا من خلال قياس مسافاتها الموقعة من نقطة الأصل على طول كل من محاور x و y.  
#:يمكننا باستخدام هذه العناصر الأربعة تحديد موقع أي نقطة على السطح المستوي تحديدا فريدا من خلال قياس مسافاتها الموقعة من نقطة الأصل على طول كل من محاور x و y.  
2. اختيار الإسقاط الخرائطي الذي يُنشئ سطحًا مستويًا لنظام الإحداثيات المرتبط بالمواقع على الأرض. بالإضافة إلى النوع العام للإسقاط، وسيحدد تعريف نظام الإحداثيات المعلمات المراد استخدامها مثل نقطة المركز والموازيات القياسية ومقياس العامل والأصل الزائف وما إلى ذلك. تحول صيغ الإسقاط الأساسية باستخدام هذه المعلمات خطوط الطول والعرض مباشرة إلى إحداثيات (x ، y).
# اختيار الإسقاط الخرائطي الذي يُنشئ سطحًا مستويًا لنظام الإحداثيات المرتبط بالمواقع على الأرض. بالإضافة إلى النوع العام للإسقاط، وسيحدد تعريف نظام الإحداثيات المعلمات المراد استخدامها مثل نقطة المركز والموازيات القياسية ومقياس العامل والأصل الزائف وما إلى ذلك. تحول صيغ الإسقاط الأساسية باستخدام هذه المعلمات خطوط الطول والعرض مباشرة إلى إحداثيات (x ، y).
3. اختيار المعيار الجيوديسي، والذي يتضمن اختيار نموذج شكل الأرض (الإهليلجي). يربط هذا المعيار نظام الإحداثيات بالمواقع الفعلية على الأرض من خلال التحكم في إطار قياس خطوط العرض والطول (GCS). لذلك، سيكون هناك اختلاف كبير بين إحداثيات موقع في "UTM NAD83 Zone 14N" ونفس الموقع في "UTM NAD27 Zone 14N"، على الرغم من أن صيغ UTM متطابقة. والسبب في ذلك هو أن قيم خطوط العرض والطول الأساسية مختلفة.
# اختيار المعيار الجيوديسي، والذي يتضمن اختيار نموذج شكل الأرض (الإهليلجي). يربط هذا المعيار نظام الإحداثيات بالمواقع الفعلية على الأرض من خلال التحكم في إطار قياس خطوط العرض والطول (GCS). لذلك، سيكون هناك اختلاف كبير بين إحداثيات موقع في "UTM NAD83 Zone 14N" ونفس الموقع في "UTM NAD27 Zone 14N"، على الرغم من أن صيغ UTM متطابقة. والسبب في ذلك هو أن قيم خطوط العرض والطول الأساسية مختلفة.
يُطلق على هذا الجزء من التعريف في بعض برامج نظم المعلومات الجغرافية اسم اختيار نظام إحداثيات جغرافية محدد.
يُطلق على هذا الجزء من التعريف في بعض برامج نظم المعلومات الجغرافية اسم اختيار نظام إحداثيات جغرافية محدد.


===العرض أو الإسقاط===
نستخدم ما يسمى "الإسقاط الخرائطي" لتصوير الموقع الجغرافي على الخريطة، الذي يحول الإحداثيات الجيوديسية إلى إحداثيات مسطحة على الخريطة. يقوم هذا الإسقاط بترجمة الإحداثيات الارتفاعية للنقاط على سطح كروي الشكل إلى سطح مستوٍ للخريطة. ويكشل الأساس الجيوديسي مع إسقاط الخريطة المطبق على شبكة مواقع مرجعية نظامًا شبكيًا لتحديد المواقع.
من الأمثلة الشائعة على الإسقاطات الخرائطية:
# المركاتور العرضي (Transverse Mercator): يستخدم في نظام الإحداثيات العرضي المركاتور العالمي (Universal Transverse Mercator)، والشبكة الوطنية البريطانية (British National Grid)، ونظام الإحداثيات المستوية للولايات (State Plane Coordinate System) لبعض الولايات الأمريكية.
# نظام لامبرت المخروطي المحافظ على الشكل (Lambert Conformal Conic): يستخدم في بعض الولايات في نظام الإحداثيات المستوية للولايات (State Plane Coordinate System).
# المركاتور (Mercator): يستخدم في النظام الإحداثي السويسري (Swiss coordinate system).
باستخدام الإسقاط الخرائطي مع شبكة من الإحداثيات المرجعية، يتم إنشاء نظام شبكة لوضع المواقع على الخريطة.
تعتمد صيغ الإسقاط الخرائطي على هندسة الإسقاط بالإضافة إلى معاملات تعتمد على الموقع المحدد الذي نسقط الخريطة عليه. يمكن أن تختلف مجموعة المعلمات بناءً على نوع المشروع والتحويلات المختارة للإسقاط.
بالنسبة لإسقاط ميركاتور المستعرض (TMP) المستخدم في UTM، فإن المعلمات المرتبطة هي خط العرض وخط الطول للأصل الطبيعي، والشمال والشرق الزائفين، ومعامل المقياس العام.<ref name=OGP7_2>{{cite web |title=Geomatics Guidance Note Number 7, part 2 Coordinate Conversions and Transformations including Formulas |url = http://info.ogp.org.uk/geodesy/guides/docs/G7-2.pdf |publisher=International Association of Oil and Gas Producers (OGP) |access-date=5 March 2014 |pages=9–10 |url-status=dead |archive-url = https://web.archive.org/web/20140306005736/http://info.ogp.org.uk/geodesy/guides/docs/G7-2.pdf |archive-date=6 March 2014 }}</ref>
ونظرًا لكون المعلمات مرتبطة بموقع أو شبكة معينة، فإن صيغ الإسقاط لإسقاط ميركاتور المستعرض هي مزيج معقد من الدوال الجبرية والمثلثية.{{r|OGP7_2|page1=45–54}}
===الإحداثي الشرقي والإحداثي الشمالي===
لكل نظام إسقاط خرائطي نقطة أصل طبيعية، مثل النقطة التي تتطابق فيها الأسطح الإهليلجية والمستوية للخريطة، حيث تنتج صيغ الإسقاط الإحداثيات (0,0).
قد تنشئ إسقاطات الخرائط أصلًا زائفا محددًا بقيم الشمال والشرق الزائفين والتي تحرف الأصل الحقيقي لضمان القيم الموجبة لإحداثيات الشمال والشرق على الخريطة وبالتالي تسهيل القياس والاتصال والحساب، على سبيل المثال، في نظام UTM، منشأ كل منطقة شمالية هو نقطة على خط الاستواء تبعد 500 كيلومتر غرب خط الطول المركزي للمنطقة (تقع حافة المنطقة نفسها على بعد أقل بقليل من 400 كيلومتر إلى الغرب).
يحقق هذا التعديل الهدف المرجو، وهو منح جميع الإحداثيات داخل المنطقة قيمًا موجبة، بالنسبة لموقعها إلى الشرق أو الشمال من نقطة الأصل. لذلك، يشار إليها غالبًا باسم الإحداثي الشرقي والإحداثي الشمالي.
===الشمال الشبكي: وجهة الشمال على الخريطة===
الشمال الشبكي (GN) مصطلح ملاحي يشير إلى اتجاه الشمال على طول خطوط الشبكة الخاصة بإسقاط خرائطي معين. وهو يختلف عن الشمال الحقيقي (اتجاه القطب الشمالي) والشمال المغناطيسي (الاتجاه الذي تشير إليه إبرة البوصلة). وتوضح العديد من الخرائط الطبوغرافية، بما في ذلك خرائط هيئة المساحة الجيولوجية الأمريكية وهيئة المساحة البريطانية، الفرق بين الشمال الشبكي والشمال الحقيقي والشمال المغناطيسي.<ref>{{Cite book|last=Estopinal|first=Stephen V.|url=https://books.google.com/books?id=g_Jvc0zBVwgC&dq=Grid+north&pg=PA35|title=A Guide to Understanding Land Surveys|date=2009|publisher=John Wiley & Sons|isbn=978-0-470-23058-9|pages=35|language=en}}</ref>
يعتبر هذا التمييز بين الشمالات الثلاث مهم للملاحة الدقيقة، خاصةً في المسافات الطويلة. ومن الضروري معرفة أي نوع من الشمال يستخدمه الخريطة والبوصلة لتجنب أي خطأ في تحديد الاتجاه خاصة في الرحلات البرية أو البحرية الطويلة.
تمتدُّ خطوط الشبكة على خرائط المسح البريطانية لتقسم المملكة المتحدة إلى مربعات مساحتها كيلومتر واحد، إلى الشرق من نقطة وهمية تقع في المحيط الأطلسي، وتشير خطوط الشبكة إلى اتجاه الشمال الشبكي، الذي يختلف قليلاً عن الشمال الحقيقي.
يبلغ هذا الاختلاف قيمته الصفرية عند خط الزوال المركزي (الخط الواصل بين الشمال والجنوب) للخريطة، والذي يقع عند درجتين غرب خط الزوال الرئيسي، ويكون أكبر عند حواف الخريطة.
إن الفرق بين الشمال الشبكي والشمال الحقيقي صغير للغاية ويمكن تجاهله في معظم أغراض الملاحة. ومنشأ هذا الاختلاف بسبب أن المواءمة بين الخريطة المسطحة والأرض الكروية لا بد وأن تكون غير كاملة.
يُشار إلى الشمال الشبكي في القطب الجنوبي تقليديًا باتجاه الشمال على طول خط الطول الرئيسي.<ref>[http://quest.nasa.gov/antarctica/background/cara/movpole.html "Moving the South Pole"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110716140440/http://quest.nasa.gov/antarctica/background/cara/movpole.html |date=2011-07-16 }}, NASA Quest</ref> وتتغير الاتجاهات الحقيقية للشرق والغرب بسرعة في حالة مشابهة لحالة قفل المحور نظرًا لتقارب خطوط الطول عند القطبين. ويُعد الشمال الشبكي حلاً لهذه المشكلة.
==ترميز إحداثيات الشبكة==
تُحدّد المواقع في نظام الإحداثيات المُسقطة بمجموعات ثنائية تشبه الإحداثيات الديكارتية، تُعرف بإحداثيات الشرق والشمال أو (''x'', ''y''). تُمثل هذه المجموعة تقليديًا بذكر إحداثي الشرق أولًا، ثم إحداثي الشمال ثانيًا.
على سبيل المثال، تقع قمة جبل أسينيبوين (في خط العرض 50°52′10″ شمالاً وخط الطول 115°39′03″ غرباً على الحدود بين مقاطعتي كولومبيا البريطانية وألبرتا في كندا) في المنطقة الجغرافية الموحدة (UTM) رقم 11 عند الإحداثيات (0594934 متر شرقاً، 5636174 متر شمالاً).
وذلك يعني أنّ هذه النقطة تقع على مسافة تقارب 600 كيلومتر شرق الأصل الزائف للمنطقة 11 (أي 95 كيلومترًا شرقًا من خط الطول المركزي الحقيقي عند 117 درجة غربًا) وعلى مسافة تقارب 5.6 مليون متر شمالي خط الاستواء.
رغم أن هذه الأرقام الدقيقة سهلة التخزين والحساب في أنظمة المعلومات الجغرافية وقواعد البيانات الأخرى، إلا أنها صعبة التذكر والاستخدام بالنسبة للبشر. لذلك ظهرت ترميزات بديلة منذ منتصف القرن العشرين تختصر الأرقام أو تحولها إلى سلاسل أبجدية رقمية.
قد يُكتفى في بعض الأحيان بالاستفادة من إحداثيات مختصرة بناء على الموقع الجغرافي المعروف مسبقًا.<ref>{{cite web|url=http://www.bivouac.com/PgxPg.asp?PgxId=155 |title=Truncated Grid References |publisher=Bivouac.com – Canadian Mountain Encyclopedia|date=2006-11-17}}</ref>  إذ تُحدد الأرقام الأكثر أهمية (الأولى) المنطقة الجغرافية، بينما تُشير الأرقام الأقل أهمية (الأخيرة) إلى دقة غير ضرورية في معظم الحالات.
لذلك، يمكن للمستخدمين اختصار الإحداثيات المذكورة إلى <code>949-361</code> بحذف <code>05nnn34 56nnn74</code>، بافتراض أن الأرقام المهمة (3 و4 و5 في هذه الحالة) معروفة للطرفين.<ref name=NGA_grids>{{cite web |title=Grids and Reference Systems |url = http://earth-info.nga.mil/GandG/coordsys/grids/referencesys.html |publisher=National Geospatial-Intelligence Agency |access-date=4 March 2014 }}</ref>
غالبًا ما تستخدم ترميزات الحروف والأرقام رموزًا لتحل محل الأرقام ذات الأهمية بتقسيم العالم إلى مربعات شبكية كبيرة. على سبيل المثال، في النظام المرجعي للشبكة العسكرية، تقع الإحداثيات المذكورة أعلاه في الشبكة 11U (تمثل UTM 11 5xxxxxx mN)، وداخلها خلية الشبكة NS (تمثل الرقم الثاني 5xxxxxmE x6xxxxxm N)، وبالإبلاغ عن أكبر عدد ممكن من الأرقام المتبقية، ينتج إشارة مرجعية للشبكة MGRS 11U NS 949 361 (أو 11U NS 9493 3617 أو 11U NS 94934 36174).
[[ملف:Fictional Map 1.jpg|تصغير|يسار|بديل=خريطة نموذجية مع خطوط الشبكة.|خريطة نموذجية مع خطوط الشبكة.]]
يستخدم النظام المرجعي للشبكة الوطنية في المملكة المتحدة وغيرها من أنظمة الشبكات الوطنية أساليب مماثلة.حيث يُعطى كل خط شبكي للشرق والشمال رمزًا مكونًا من رقمين، استنادًا إلى النظام المرجعي للشبكة الوطنية البريطانية مع نقطة الأصل قبالة الساحل الجنوبي الغربي للمملكة المتحدة.
تنقسم المنطقة إلى مربعات يبلغ طول ضلعها 100 كيلومتر، يُشار إلى كل منها برمز مكون من حرفين. وتستخدم إشارة مرجعية شبكية رقمية داخل كل 100 كيلومتر مربع. نظرًا لأن الإحداثيات الشرقية والشمالية تبعد كيلومترًا واحدًا عن بعضها البعض، فإن الجمع بين إحداثية شمالية وإحداثية شرقية سيؤدي إلى إشارة مرجعية شبكية مكونة من أربعة أرقام تصف مربعًا مساحته كيلومتر مربع واحد على الأرض.
في الخريطة، نجد أن بلدة ليتل بلامبتون تستلقي في حضن المربع 6901، رغم أن التسمية المكتوبة للبلدة تتوزع بين المربعين 6802 و 6902. والأهم من ذلك، تقع معظم المباني (الرموز الموضحة في المربعات البرتقالية) داخل المربع 6901.
===دقة تحديد الموقع===
كلما زاد عدد الأرقام المضافة إلى مرجع الشبكة، زادت دقة المرجع. لتحديد موقع مبنى محدد في قرية "ليتل بلمبتون"، تتم إضافة رقمين إضافيين إلى المرجع المكون من أربعة أرقام لإنشاء مرجع مكون من ستة أرقام. يصف الرقمان الإضافيان موقعًا داخل مربع كيلومتر واحد.
تخيل (أو ارسم أو ضع فوقها بطاقة مرجعية) شبكة أخرى من 10×10 مربعات داخل مربع الشبكة الحالي. يمكن وصف أي من المربعات المائة في الشبكة 10×10 بدقة باستخدام رقم من 0 إلى 9 (حيث يكون 00 مربع أسفل اليسار و 99 مربع أعلى اليمين).
بالنسبة إلى كنيسة ليتل بلامبتون، يمنحنا هذا الرقمين (6 على المحور الأفقي (الشرقي) و 7 على المحور الرأسي (الشمالي))، نضيفهما إلى مرجع الشبكة المكون من أربعة أرقام بعد الرقمين اللذين يصفان نفس المحور الإحداثي، وبالتالي يصبح مرجع الشبكة المكون من ستة أرقام للكنيسة 696017.
يصف هذا المرجع مربعًا بمساحة 100 متر × 100 متر، وليس نقطة واحدة وتكون هذه الدقة في العادة كافية لأغراض الملاحة. رموز الخريطة ليست دقيقة بأي حال من الأحوال، على سبيل المثال، ستكون الكنيسة في المثال أعلاه تقريبًا 100 × 200 متر إذا كان الرمز إلى الحجم، لذلك في الواقع، يمثل منتصف المربع الأسود موقع الكنيسة الحقيقية على الخريطة، بغض النظر عن الحجم الفعلي للكنيسة.
يُقال إنّ دقة إحداثيات الشبكة تتزايد مع ازدياد عدد أرقامها، ويُمكن تحديد هذه الإحداثيات بدرجة عالية من الدقة باستخدام خرائط أوسع وأداة (رومر) أو بطاقة مرجعية دقيقة. ورغم استخدام هذا الأسلوب في المسح، إلا أنه لا يُستخدم عادةً للملاحة البرية للمشاة أو راكبي الدراجات الهوائية وغيرهم.
أدى الانتشار المتزايد وانخفاض تكلفة أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المحمولة باليد إلى إمكانية تحديد إحداثيات الشبكة بدقة كبيرة دون الحاجة إلى خريطة، ولكن من المهم معرفة عدد الأرقام التي يعرضها جهاز GPS لتجنب قراءة الأرقام الستة الأولى فقط.
عادةً ما تُقدم أجهزة تحديد الموقع العالمي (GPS) إحداثيات بتنسيق يتألف من عشرة أرقام مقسمة إلى مجموعتين، تُمثِّل كل منها قيمة الإحداثي الشرقي والشمالي. ومع كل زيادة في الدقة حيث تتغير الأرقام من 6 إلى 8 إلى 10، يُحدَّد الموقع بدقة أكبر بمقدار عشر مرات.
يُحدد مرجع الشبكة في المملكة المتحدةعلى سبيل المثال والذي يتكون من 6 أرقام مربعًا يبلغ طول ضلعه 100 متر. وبالتالي، يُحدد مرجع الشبكة المكون من 8 أرقام مربعًا يبلغ طول ضلعه 10 أمتار، في حين يُحدد المرجع المكون من 10 أرقام مربعًا يبلغ طول ضلعه مترًا واحدًا فقط.
لاستخراج مرجع الشبكة القياسي المتألف من 6 أرقام من قراءة جهاز تحديد الموقع المُكوَّنة من 10 أرقام، يتوجب حذف الأرقام الرابع والخامس والتاسة والعاشر على التوالي. وبالتالي فإنه من الضروري عدم الاعتماد على الأرقام الستة الأولى فقط.
==أمثلة عن نظم الإحداثيات المرجعية==
[[ملف:Universal_Transverse_Mercator_zones.svg|تصغير|يسار|بديل=نظام إحداثيات مركاتور المستعرض العالمي (UTM) مناطق متساوية المستطيلات على خريطة العالم مع المناطق الغير منتظمة باللون الأحمر.|نظام إحداثيات مركاتور المستعرض العالمي (UTM) مناطق متساوية المستطيلات على خريطة العالم مع المناطق الغير منتظمة باللون الأحمر.]]
* مركاتور المستعرض العالمي (UTM): يعد نظام UTM أحد أكثر أنظمة الإحداثيات الجغرافية شيوعًا. وهو نظام إسقاط مركاتور عرضي يقسم الكرة الأرضية إلى 60 منطقة، كل منها بعرض 6 درجات. ويستخدم نظام UTM إسقاط مركاتور المستعرض، وهو إسقاط مكافئ يحافظ على خطوط الطول المستقيمة.
* التصوير المجسم القطبي العالمي (UPS): يستخدم نظام UPS زوجًا من أنظمة الإحداثيات لتغطية القطب الشمالي والقارة القطبية الجنوبية. ويستخدم كل من النظامين إسقاطًا مجسمًا، وهو إسقاط يحافظ على الأبعاد النسبية للمناطق الصغيرة.
* نظام إحداثيات مستوى الولاية (SPCS): يستخدم نظام SPCS أكثر من 120 نظام إحداثيات (منطقة) لتغطية الولايات المتحدة. ويستخدم كل نظام إسقاطًا ملائمًا للمنطقة التي يغطيها.
*نظام الإحداثيات السويسري (LV95): يستخدم نظام LV95 في سويسرا. وهو نظام إسقاط مركاتور يحافظ على الأبعاد النسبية للمناطق الصغيرة.
*شبكة برمودا الوطنية: تُستخدم شبكة برمودا الوطنية في جزيرة برمودا. وهي نظام إسقاط مركاتور عرضي يتمحور حول خط غرينتش.
* النظام المرجعي الجيوديسي اليوناني 1987 (اليونان): يستخدم النظام المرجعي الجيوديسي اليوناني 1987 في اليونان. وهو نظام إسقاط مركاتور عرضي يتمحور حول خط غرينتش.
*الشبكة السويدية (RT90): تُستخدم شبكة RT90 في السويد. وهي نظام إسقاط مركاتور يحافظ على الأبعاد النسبية للمناطق الصغيرة.


==المراجع==
==المراجع==
سطر 67: سطر 156:
|site_name = ويكي عربية
|site_name = ويكي عربية
|type = article
|type = article
|description=نظام الإحداثيات الإسقاطي (Projected coordinate system) أو نظام الإحداثيات المستوي أو نظام الإحداثيات الشبكي، هو نوع من أنظمة الإشارة المكانية التي تمثل المواقع على كوكب الأرض
|description=نظام الإحداثيات المسقطة (Projected coordinate system) أو نظام الإحداثيات المستوي أو نظام الإحداثيات الشبكي، هو نوع من أنظمة الإشارة المكانية التي تمثل المواقع على كوكب الأرض
|locale = {{PAGELANGUAGE}}
|locale = {{PAGELANGUAGE}}
|image = خريطة الطواف حول البحر الإريثري.webp
|image = خريطة الطواف حول البحر الإريثري.webp
}}
}}
{{Short description|نظام الإحداثيات الإسقاطي (Projected coordinate system) أو نظام الإحداثيات المستوي أو نظام الإحداثيات الشبكي، هو نوع من أنظمة الإشارة المكانية التي تمثل المواقع}}
{{Short description|نظام الإحداثيات المسقطة (Projected coordinate system) أو نظام الإحداثيات المستوي أو نظام الإحداثيات الشبكي، هو نوع من أنظمة الإشارة المكانية التي تمثل المواقع}}

المراجعة الحالية بتاريخ 18:57، 9 ديسمبر 2023

كتبها لويكي عربية— عبد العزيز
نظام الإحداثيات المسقطة، مشهد تخيلي مولد باستخدام الذكاء الصنعي.
نظام الإحداثيات المسقطة، مشهد تخيلي مولد باستخدام الذكاء الصنعي.

نظام الإحداثيات المسقطة (بالإنجليزية: Projected coordinate system)‏ ويُطلق عليه أيضًا اسم "نظام الإحداثيات المرجعية المسقطة" أو "نظام الإحداثيات المستوي" أو "نظام الإحداثيات الشبكي"، هو نوع من أنظمة الإشارة المكانية التي تمثل المواقع على كوكب الأرض باستخدام نظام الإحداثيات الديكارتية (x، y) على سطح مستوٍ أُنشئ بإسقاط خرائطي معين.[1]

يُعرَّف كل نظام إحداثيات إسقاطي، مثل "نظام إسقاط مركاتور المستعرض العالمي"، وفقًا لأربعة عوامل رئيسة[2]:

  1. اختيار إسقاط الخريطة (مع معايير محددة): عملية تحويل السطح الكروي للأرض إلى سطح مستوٍ تحويلا يحافظ على خصائص محددة مثل المسافات أو الأشكال.
  2. اختيار المُسنِد الجيوديسي: إطار مرجعي ثلاثي الأبعاد يُستخدم لربط الإحداثيات المسقطة بمواقع حقيقية على الأرض.
  3. نقطة الأصل: الموقع الذي تبدأ منه وحدات القياس في الإسقاط.
  4. اختيار وحدة القياس: عادةً ما تكون مترًا أو قدمًا.

وقد حددت بالفعل مئات أنظمة الإحداثيات المسقطة المستخدمة لأغراض مختلفة في مناطق مختلفة من العالم.

أطلق اسم "أنظمة الشبكة" على أوائل أنظمة الإحداثيات المسقطة المعيارية في بدايات القرن العشرين، مثل نظام مركاتور العالمي المستعرض ونظام إحداثيات المستوى الإقليمي والشبكة الوطنية البريطانية، ولا يزال استخدامه شائعًا في بعض المجالات مثل المجال العسكري الذي يشفر الإحداثيات كمراجع شبكية أبجدية رقمية.

وأصبح مصطلح نظام الإحداثيات المسقطة هو المصطلح المهيمن لتمييزه عن الأنواع الأخرى من أنظمة الإشارة المكانية. ويستخدم في المعايير الدولية مثل "مجموعة بيانات المعلمات الجيوديسية (EPSG)" ومعيار "ISO 19111" (نشره الاتحاد الجيومكاني المفتوح كمواصفة تجريدية رقم 2)، وفي معظم برامج نظم المعلومات الجغرافية.[3][2]

نظام الإحداثيات المسقطة، رحلة عبر التاريخ

يعود تاريخ نظام الإسقاط الخرائطي ونظام الإحداثيات الجغرافية (GCS) - باستخدام خطوط الطول والعرض - إلى الحقبة الهلنستية، وشاع استخدامه خلال عصر التنوير في القرن الثامن عشر. ومع ذلك، فإن استخدامهما كأساس دقيق لتحديد المواقع بدلاً من خطوط الطول والعرض، يعتبر ابتكارًا يعود إلى القرن العشرين.

ومن أقدم هذه الأنظمة نظام الإحداثيات المستوية للولاية (SPCS) الذي طُوِّر في الولايات المتحدة خلال ثلاثينيات القرن العشرين لأغراض المسح والهندسة، وذلك لأن إجراء الحسابات مثل حساب المسافات يكون أبسط بكثير في نظام الإحداثيات الديكارتي مقارنة بالمثلثات ثلاثية الأبعاد لنظام الإحداثيات الجغرافية.

أُصدرت النسخة الأولى من الشبكة الوطنية البريطانية في عام 1938، بناءً على تجارب عسكرية سابقة بالتعاون مع وكالة رسم الخرائط الوطنية لبريطانيا العظمى خلال الحرب العالمية الأولى.[4]

فرضت ظروف الحرب الحديثة خلال الحرب العالمية الثانية على الجنود ضرورة تحديد مواقعهم والإبلاغ عنها بسرعة ودقة، مما دفع خدمة خرائط الجيش الأمريكي والدول المتحاربة الأخرى إلى طباعة الشبكات على الخرائط.[5]

خُطِط كل مسرح من مسارح الحرب في بادئ الأمر بإسقاط خاص به يشتمل على شبكة نظام ترميز فريد، الأمر الذي أربك العاملين به، وأدى ذلك إلى تطوير نظام إسقاط مركاتور المستعرض العالمي (UTM)، والمبني في الأصل على نظام طوره الجيش الألماني (الفيرماخت) على الأرجح.[6]

أُنشئ نظام الإشارة الشبكي العسكري الأبجدي الرقمي (MGRS) كمحطط ترميز لنظام المستعرض العالمي ميركاتور، لتبسيط التواصل وتسهيل عملية الإبلاغ الدقيق عن المواقع.[5]

ازدادت شعبية نظام إسقاط مركاتور المستعرض العالمي (UTM) بعد انتهاء الحرب العالمية الثانية، لا سيما في الأوساط العلمية.

ومع ذلك ونظرًا لعدم تطابق مناطق نظام ميركاتور مع الحدود السياسية، فقد لجأت العديد من الدول إلى اقتباس فكرة المملكة المتحدة في إنشاء نظم شبكية خاصة بها على الصعيدين الوطني والإقليمي، باستخدام إسقطاتٍ مخصصة.

شهدت هذه الأنظمة نموًا ملحوظًا، خاصة في الثمانينيات، بالتزامن مع انتشار نظم المعلومات الجغرافية.

تحتاج أنظمة المعلومات الجغرافية إلى تحديد المواقع بإحداثيات دقيقة وتجري عليها العديد من الحسابات، مما يجعل الهندسة الإحداثية (الديكارتية) الخيار الأمثل.

وأدى ظهور مجموعات بيانات أنظمة المعلومات الجغرافية العالمية والملاحة عبر الأقمار الصناعية في السنوات الأخيرة، إلى جانب وفرة سرعة المعالجة في الحواسب الشخصية، إلى عودة استخدام نظام الإحداثيات الجغرافي (GCS).

ولا تزال أنظمة الإسقاط الإحداثي شائعة جدًا في بيانات أنظمة المعلومات الجغرافية المخزنة في البنى التحتية للبيانات المكانية (SDI) للمناطق المحلية، مثل المدن والمقاطعات والولايات والمحافظات والبلدات الصغيرة.

خصائص نظام الإحداثيات المسقطة

لما كان الغرض الأساسي من أي نظام إحداثيات هو قياس المواقع وتحديدها وإجراء الحسابات عليها بدقة ووضوح، كان لا بد من تعريف هذا النظام بدقة.

تُعد مجموعة بيانات المعلمات الجيوديسية (EPSG) الآلية الشائعة لنشر هذه التعاريف نشرا يمكن الآلات من قراءته. وهي تشكل المجموعة الأساس للعديد من برامج نظم المعلومات الجغرافية والبرمجيات الأخرى القادرة على تحديد المواقع.[3]

تتكون مواصفات نظام الإحداثيات المسقطة من ثلاثة أجزاء:

  1. إحداثيات ديكارتية مجردة ثنائية الأبعاد وهي عبارة عن شبكة افتراضية تمكننا من تحديد موقع أي نقطة بشكل فريد ومحدد من خلال زوج من الأرقام يُعرفان بالإحداثيات. يُشار إلى هذه الإحداثيات عادةً بـ (x, y)، وتُسمى أيضًا بالإسقاط الشرقي والشمالي في أنظمة عديدة مثل نظام الإحداثيات المستعرض العالمي (UTM). ويتكون أي تعريف لنظام الإحداثيات من العناصر الأساسية التالية:
    1. سطح مستوٍ: يمثل هذا السطح الأساس الذي تُبنى عليه الشبكة الديكارتية. يمكن تخيل هذا السطح على أنه أرضية مسطح أو صفحة خريطة.
    2. نقطة الأصل: تُعتبر هذه النقطة بمثابة نقطة البداية والمرجع الأساسي لجميع القياسات في النظام.
    3. مجموعتان من المحاور المتعامدة: يُشار إلى هذه المحاور عادةً بمحور x ومحور y، وهي عبارة عن خطوط مستقيمة متعامدة على بعضها البعض. يُمثل محور x الاتجاه الأفقي (الشرقي-الغربي)، بينما يُمثل محور y الاتجاه العمودي (الشمالي-الجنوبي).
    4. وحدة قياس: تُستخدم هذه الوحدة لقياس المسافات على طول المحاور. عادةً ما تُستخدم وحدات مثل المتر أو القدم في هذا النظام.
    يمكننا باستخدام هذه العناصر الأربعة تحديد موقع أي نقطة على السطح المستوي تحديدا فريدا من خلال قياس مسافاتها الموقعة من نقطة الأصل على طول كل من محاور x و y.
  2. اختيار الإسقاط الخرائطي الذي يُنشئ سطحًا مستويًا لنظام الإحداثيات المرتبط بالمواقع على الأرض. بالإضافة إلى النوع العام للإسقاط، وسيحدد تعريف نظام الإحداثيات المعلمات المراد استخدامها مثل نقطة المركز والموازيات القياسية ومقياس العامل والأصل الزائف وما إلى ذلك. تحول صيغ الإسقاط الأساسية باستخدام هذه المعلمات خطوط الطول والعرض مباشرة إلى إحداثيات (x ، y).
  3. اختيار المعيار الجيوديسي، والذي يتضمن اختيار نموذج شكل الأرض (الإهليلجي). يربط هذا المعيار نظام الإحداثيات بالمواقع الفعلية على الأرض من خلال التحكم في إطار قياس خطوط العرض والطول (GCS). لذلك، سيكون هناك اختلاف كبير بين إحداثيات موقع في "UTM NAD83 Zone 14N" ونفس الموقع في "UTM NAD27 Zone 14N"، على الرغم من أن صيغ UTM متطابقة. والسبب في ذلك هو أن قيم خطوط العرض والطول الأساسية مختلفة.

يُطلق على هذا الجزء من التعريف في بعض برامج نظم المعلومات الجغرافية اسم اختيار نظام إحداثيات جغرافية محدد.

العرض أو الإسقاط

نستخدم ما يسمى "الإسقاط الخرائطي" لتصوير الموقع الجغرافي على الخريطة، الذي يحول الإحداثيات الجيوديسية إلى إحداثيات مسطحة على الخريطة. يقوم هذا الإسقاط بترجمة الإحداثيات الارتفاعية للنقاط على سطح كروي الشكل إلى سطح مستوٍ للخريطة. ويكشل الأساس الجيوديسي مع إسقاط الخريطة المطبق على شبكة مواقع مرجعية نظامًا شبكيًا لتحديد المواقع.

من الأمثلة الشائعة على الإسقاطات الخرائطية:

  1. المركاتور العرضي (Transverse Mercator): يستخدم في نظام الإحداثيات العرضي المركاتور العالمي (Universal Transverse Mercator)، والشبكة الوطنية البريطانية (British National Grid)، ونظام الإحداثيات المستوية للولايات (State Plane Coordinate System) لبعض الولايات الأمريكية.
  2. نظام لامبرت المخروطي المحافظ على الشكل (Lambert Conformal Conic): يستخدم في بعض الولايات في نظام الإحداثيات المستوية للولايات (State Plane Coordinate System).
  3. المركاتور (Mercator): يستخدم في النظام الإحداثي السويسري (Swiss coordinate system).

باستخدام الإسقاط الخرائطي مع شبكة من الإحداثيات المرجعية، يتم إنشاء نظام شبكة لوضع المواقع على الخريطة.

تعتمد صيغ الإسقاط الخرائطي على هندسة الإسقاط بالإضافة إلى معاملات تعتمد على الموقع المحدد الذي نسقط الخريطة عليه. يمكن أن تختلف مجموعة المعلمات بناءً على نوع المشروع والتحويلات المختارة للإسقاط.

بالنسبة لإسقاط ميركاتور المستعرض (TMP) المستخدم في UTM، فإن المعلمات المرتبطة هي خط العرض وخط الطول للأصل الطبيعي، والشمال والشرق الزائفين، ومعامل المقياس العام.[7]

ونظرًا لكون المعلمات مرتبطة بموقع أو شبكة معينة، فإن صيغ الإسقاط لإسقاط ميركاتور المستعرض هي مزيج معقد من الدوال الجبرية والمثلثية.[7]:45–54

الإحداثي الشرقي والإحداثي الشمالي

لكل نظام إسقاط خرائطي نقطة أصل طبيعية، مثل النقطة التي تتطابق فيها الأسطح الإهليلجية والمستوية للخريطة، حيث تنتج صيغ الإسقاط الإحداثيات (0,0).

قد تنشئ إسقاطات الخرائط أصلًا زائفا محددًا بقيم الشمال والشرق الزائفين والتي تحرف الأصل الحقيقي لضمان القيم الموجبة لإحداثيات الشمال والشرق على الخريطة وبالتالي تسهيل القياس والاتصال والحساب، على سبيل المثال، في نظام UTM، منشأ كل منطقة شمالية هو نقطة على خط الاستواء تبعد 500 كيلومتر غرب خط الطول المركزي للمنطقة (تقع حافة المنطقة نفسها على بعد أقل بقليل من 400 كيلومتر إلى الغرب).

يحقق هذا التعديل الهدف المرجو، وهو منح جميع الإحداثيات داخل المنطقة قيمًا موجبة، بالنسبة لموقعها إلى الشرق أو الشمال من نقطة الأصل. لذلك، يشار إليها غالبًا باسم الإحداثي الشرقي والإحداثي الشمالي.

الشمال الشبكي: وجهة الشمال على الخريطة

الشمال الشبكي (GN) مصطلح ملاحي يشير إلى اتجاه الشمال على طول خطوط الشبكة الخاصة بإسقاط خرائطي معين. وهو يختلف عن الشمال الحقيقي (اتجاه القطب الشمالي) والشمال المغناطيسي (الاتجاه الذي تشير إليه إبرة البوصلة). وتوضح العديد من الخرائط الطبوغرافية، بما في ذلك خرائط هيئة المساحة الجيولوجية الأمريكية وهيئة المساحة البريطانية، الفرق بين الشمال الشبكي والشمال الحقيقي والشمال المغناطيسي.[8]

يعتبر هذا التمييز بين الشمالات الثلاث مهم للملاحة الدقيقة، خاصةً في المسافات الطويلة. ومن الضروري معرفة أي نوع من الشمال يستخدمه الخريطة والبوصلة لتجنب أي خطأ في تحديد الاتجاه خاصة في الرحلات البرية أو البحرية الطويلة.

تمتدُّ خطوط الشبكة على خرائط المسح البريطانية لتقسم المملكة المتحدة إلى مربعات مساحتها كيلومتر واحد، إلى الشرق من نقطة وهمية تقع في المحيط الأطلسي، وتشير خطوط الشبكة إلى اتجاه الشمال الشبكي، الذي يختلف قليلاً عن الشمال الحقيقي.

يبلغ هذا الاختلاف قيمته الصفرية عند خط الزوال المركزي (الخط الواصل بين الشمال والجنوب) للخريطة، والذي يقع عند درجتين غرب خط الزوال الرئيسي، ويكون أكبر عند حواف الخريطة.

إن الفرق بين الشمال الشبكي والشمال الحقيقي صغير للغاية ويمكن تجاهله في معظم أغراض الملاحة. ومنشأ هذا الاختلاف بسبب أن المواءمة بين الخريطة المسطحة والأرض الكروية لا بد وأن تكون غير كاملة.

يُشار إلى الشمال الشبكي في القطب الجنوبي تقليديًا باتجاه الشمال على طول خط الطول الرئيسي.[9] وتتغير الاتجاهات الحقيقية للشرق والغرب بسرعة في حالة مشابهة لحالة قفل المحور نظرًا لتقارب خطوط الطول عند القطبين. ويُعد الشمال الشبكي حلاً لهذه المشكلة.

ترميز إحداثيات الشبكة

تُحدّد المواقع في نظام الإحداثيات المُسقطة بمجموعات ثنائية تشبه الإحداثيات الديكارتية، تُعرف بإحداثيات الشرق والشمال أو (x, y). تُمثل هذه المجموعة تقليديًا بذكر إحداثي الشرق أولًا، ثم إحداثي الشمال ثانيًا.

على سبيل المثال، تقع قمة جبل أسينيبوين (في خط العرض 50°52′10″ شمالاً وخط الطول 115°39′03″ غرباً على الحدود بين مقاطعتي كولومبيا البريطانية وألبرتا في كندا) في المنطقة الجغرافية الموحدة (UTM) رقم 11 عند الإحداثيات (0594934 متر شرقاً، 5636174 متر شمالاً).

وذلك يعني أنّ هذه النقطة تقع على مسافة تقارب 600 كيلومتر شرق الأصل الزائف للمنطقة 11 (أي 95 كيلومترًا شرقًا من خط الطول المركزي الحقيقي عند 117 درجة غربًا) وعلى مسافة تقارب 5.6 مليون متر شمالي خط الاستواء.

رغم أن هذه الأرقام الدقيقة سهلة التخزين والحساب في أنظمة المعلومات الجغرافية وقواعد البيانات الأخرى، إلا أنها صعبة التذكر والاستخدام بالنسبة للبشر. لذلك ظهرت ترميزات بديلة منذ منتصف القرن العشرين تختصر الأرقام أو تحولها إلى سلاسل أبجدية رقمية.

قد يُكتفى في بعض الأحيان بالاستفادة من إحداثيات مختصرة بناء على الموقع الجغرافي المعروف مسبقًا.[10] إذ تُحدد الأرقام الأكثر أهمية (الأولى) المنطقة الجغرافية، بينما تُشير الأرقام الأقل أهمية (الأخيرة) إلى دقة غير ضرورية في معظم الحالات.

لذلك، يمكن للمستخدمين اختصار الإحداثيات المذكورة إلى 949-361 بحذف 05nnn34 56nnn74، بافتراض أن الأرقام المهمة (3 و4 و5 في هذه الحالة) معروفة للطرفين.[11]

غالبًا ما تستخدم ترميزات الحروف والأرقام رموزًا لتحل محل الأرقام ذات الأهمية بتقسيم العالم إلى مربعات شبكية كبيرة. على سبيل المثال، في النظام المرجعي للشبكة العسكرية، تقع الإحداثيات المذكورة أعلاه في الشبكة 11U (تمثل UTM 11 5xxxxxx mN)، وداخلها خلية الشبكة NS (تمثل الرقم الثاني 5xxxxxmE x6xxxxxm N)، وبالإبلاغ عن أكبر عدد ممكن من الأرقام المتبقية، ينتج إشارة مرجعية للشبكة MGRS 11U NS 949 361 (أو 11U NS 9493 3617 أو 11U NS 94934 36174).

خريطة نموذجية مع خطوط الشبكة.
خريطة نموذجية مع خطوط الشبكة.

يستخدم النظام المرجعي للشبكة الوطنية في المملكة المتحدة وغيرها من أنظمة الشبكات الوطنية أساليب مماثلة.حيث يُعطى كل خط شبكي للشرق والشمال رمزًا مكونًا من رقمين، استنادًا إلى النظام المرجعي للشبكة الوطنية البريطانية مع نقطة الأصل قبالة الساحل الجنوبي الغربي للمملكة المتحدة.

تنقسم المنطقة إلى مربعات يبلغ طول ضلعها 100 كيلومتر، يُشار إلى كل منها برمز مكون من حرفين. وتستخدم إشارة مرجعية شبكية رقمية داخل كل 100 كيلومتر مربع. نظرًا لأن الإحداثيات الشرقية والشمالية تبعد كيلومترًا واحدًا عن بعضها البعض، فإن الجمع بين إحداثية شمالية وإحداثية شرقية سيؤدي إلى إشارة مرجعية شبكية مكونة من أربعة أرقام تصف مربعًا مساحته كيلومتر مربع واحد على الأرض.

في الخريطة، نجد أن بلدة ليتل بلامبتون تستلقي في حضن المربع 6901، رغم أن التسمية المكتوبة للبلدة تتوزع بين المربعين 6802 و 6902. والأهم من ذلك، تقع معظم المباني (الرموز الموضحة في المربعات البرتقالية) داخل المربع 6901.

دقة تحديد الموقع

كلما زاد عدد الأرقام المضافة إلى مرجع الشبكة، زادت دقة المرجع. لتحديد موقع مبنى محدد في قرية "ليتل بلمبتون"، تتم إضافة رقمين إضافيين إلى المرجع المكون من أربعة أرقام لإنشاء مرجع مكون من ستة أرقام. يصف الرقمان الإضافيان موقعًا داخل مربع كيلومتر واحد.

تخيل (أو ارسم أو ضع فوقها بطاقة مرجعية) شبكة أخرى من 10×10 مربعات داخل مربع الشبكة الحالي. يمكن وصف أي من المربعات المائة في الشبكة 10×10 بدقة باستخدام رقم من 0 إلى 9 (حيث يكون 00 مربع أسفل اليسار و 99 مربع أعلى اليمين).

بالنسبة إلى كنيسة ليتل بلامبتون، يمنحنا هذا الرقمين (6 على المحور الأفقي (الشرقي) و 7 على المحور الرأسي (الشمالي))، نضيفهما إلى مرجع الشبكة المكون من أربعة أرقام بعد الرقمين اللذين يصفان نفس المحور الإحداثي، وبالتالي يصبح مرجع الشبكة المكون من ستة أرقام للكنيسة 696017.

يصف هذا المرجع مربعًا بمساحة 100 متر × 100 متر، وليس نقطة واحدة وتكون هذه الدقة في العادة كافية لأغراض الملاحة. رموز الخريطة ليست دقيقة بأي حال من الأحوال، على سبيل المثال، ستكون الكنيسة في المثال أعلاه تقريبًا 100 × 200 متر إذا كان الرمز إلى الحجم، لذلك في الواقع، يمثل منتصف المربع الأسود موقع الكنيسة الحقيقية على الخريطة، بغض النظر عن الحجم الفعلي للكنيسة.

يُقال إنّ دقة إحداثيات الشبكة تتزايد مع ازدياد عدد أرقامها، ويُمكن تحديد هذه الإحداثيات بدرجة عالية من الدقة باستخدام خرائط أوسع وأداة (رومر) أو بطاقة مرجعية دقيقة. ورغم استخدام هذا الأسلوب في المسح، إلا أنه لا يُستخدم عادةً للملاحة البرية للمشاة أو راكبي الدراجات الهوائية وغيرهم.

أدى الانتشار المتزايد وانخفاض تكلفة أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المحمولة باليد إلى إمكانية تحديد إحداثيات الشبكة بدقة كبيرة دون الحاجة إلى خريطة، ولكن من المهم معرفة عدد الأرقام التي يعرضها جهاز GPS لتجنب قراءة الأرقام الستة الأولى فقط.

عادةً ما تُقدم أجهزة تحديد الموقع العالمي (GPS) إحداثيات بتنسيق يتألف من عشرة أرقام مقسمة إلى مجموعتين، تُمثِّل كل منها قيمة الإحداثي الشرقي والشمالي. ومع كل زيادة في الدقة حيث تتغير الأرقام من 6 إلى 8 إلى 10، يُحدَّد الموقع بدقة أكبر بمقدار عشر مرات.

يُحدد مرجع الشبكة في المملكة المتحدةعلى سبيل المثال والذي يتكون من 6 أرقام مربعًا يبلغ طول ضلعه 100 متر. وبالتالي، يُحدد مرجع الشبكة المكون من 8 أرقام مربعًا يبلغ طول ضلعه 10 أمتار، في حين يُحدد المرجع المكون من 10 أرقام مربعًا يبلغ طول ضلعه مترًا واحدًا فقط.

لاستخراج مرجع الشبكة القياسي المتألف من 6 أرقام من قراءة جهاز تحديد الموقع المُكوَّنة من 10 أرقام، يتوجب حذف الأرقام الرابع والخامس والتاسة والعاشر على التوالي. وبالتالي فإنه من الضروري عدم الاعتماد على الأرقام الستة الأولى فقط.

أمثلة عن نظم الإحداثيات المرجعية

نظام إحداثيات مركاتور المستعرض العالمي (UTM) مناطق متساوية المستطيلات على خريطة العالم مع المناطق الغير منتظمة باللون الأحمر.
نظام إحداثيات مركاتور المستعرض العالمي (UTM) مناطق متساوية المستطيلات على خريطة العالم مع المناطق الغير منتظمة باللون الأحمر.
  • مركاتور المستعرض العالمي (UTM): يعد نظام UTM أحد أكثر أنظمة الإحداثيات الجغرافية شيوعًا. وهو نظام إسقاط مركاتور عرضي يقسم الكرة الأرضية إلى 60 منطقة، كل منها بعرض 6 درجات. ويستخدم نظام UTM إسقاط مركاتور المستعرض، وهو إسقاط مكافئ يحافظ على خطوط الطول المستقيمة.
  • التصوير المجسم القطبي العالمي (UPS): يستخدم نظام UPS زوجًا من أنظمة الإحداثيات لتغطية القطب الشمالي والقارة القطبية الجنوبية. ويستخدم كل من النظامين إسقاطًا مجسمًا، وهو إسقاط يحافظ على الأبعاد النسبية للمناطق الصغيرة.
  • نظام إحداثيات مستوى الولاية (SPCS): يستخدم نظام SPCS أكثر من 120 نظام إحداثيات (منطقة) لتغطية الولايات المتحدة. ويستخدم كل نظام إسقاطًا ملائمًا للمنطقة التي يغطيها.
  • نظام الإحداثيات السويسري (LV95): يستخدم نظام LV95 في سويسرا. وهو نظام إسقاط مركاتور يحافظ على الأبعاد النسبية للمناطق الصغيرة.
  • شبكة برمودا الوطنية: تُستخدم شبكة برمودا الوطنية في جزيرة برمودا. وهي نظام إسقاط مركاتور عرضي يتمحور حول خط غرينتش.
  • النظام المرجعي الجيوديسي اليوناني 1987 (اليونان): يستخدم النظام المرجعي الجيوديسي اليوناني 1987 في اليونان. وهو نظام إسقاط مركاتور عرضي يتمحور حول خط غرينتش.
  • الشبكة السويدية (RT90): تُستخدم شبكة RT90 في السويد. وهي نظام إسقاط مركاتور يحافظ على الأبعاد النسبية للمناطق الصغيرة.

المراجع

  1. ↑ Chang، Kang-tsung (2016). Introduction to Geographic Information Systems (ط. 9th). McGraw-Hill. ص. 34. ISBN:978-1-259-92964-9.
  2. ↑ 2٫0 2٫1 "OGC Abstract Specification Topic 2: Referencing by coordinates Corrigendum". Open Geospatial Consortium. اطلع عليه بتاريخ 2018-12-25.
  3. ↑ 3٫0 3٫1 "Using the EPSG geodetic parameter dataset, Guidance Note 7-1". EPSG Geodetic Parameter Dataset. Geomatic Solutions. اطلع عليه بتاريخ 2021-12-15.
  4. ↑ Russell، Don. "Understanding Maps: The British National Grid". Uncharted 101. اطلع عليه بتاريخ 2021-12-21.
  5. ↑ 5٫0 5٫1 Raisz، Erwin (1948). General Cartography. McGraw-Hill. ص. 225–229.
  6. ↑ Buchroithner، Manfred؛ Pfahlbusch، René (2017). "Geodetic grids in authoritative maps – new findings about the origin of the UTM Grid". Cartography and Geographic Information Science. ج. 44 ع. 3: 186–200. DOI:10.1080/15230406.2015.1128851. S2CID:131732222.
  7. ↑ 7٫0 7٫1 "Geomatics Guidance Note Number 7, part 2 Coordinate Conversions and Transformations including Formulas" (PDF). International Association of Oil and Gas Producers (OGP). ص. 9–10. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2014-03-06. اطلع عليه بتاريخ 2014-03-05.
  8. ↑ Estopinal, Stephen V. (2009). A Guide to Understanding Land Surveys (بEnglish). John Wiley & Sons. p. 35. ISBN:978-0-470-23058-9.
  9. ↑ "Moving the South Pole" نسخة محفوظة 2011-07-16 على موقع واي باك مشين., NASA Quest
  10. ↑ "Truncated Grid References". Bivouac.com – Canadian Mountain Encyclopedia. 17 نوفمبر 2006.
  11. ↑ "Grids and Reference Systems". National Geospatial-Intelligence Agency. اطلع عليه بتاريخ 2014-03-04.
مجلوبة من «https://wikiarabia.org/index.php?title=نظام_الإحداثيات_المسقطة&oldid=1594»
محتويات