Преобразование покрытий между NAD27 и NAD83

При использовании североамериканской системы координат (NAD) 1983 г. требуется, чтобы картографические данные хранились и использовались в системе координат, основанной на NAD83. Однако многие пользователи уже автоматизировали исходные слои данных с использованием NAD27 и продолжают так поступать вследствие того, что некоторые исходные данные берутся с карт, основанных на системе координат NAD27.

Вследствие различий в методе определения каждого датума, а также вариаций в искажении отношения между датумом NAD27 и датумом NAD83 не могут быть определены для каждого местоположения путем решения одного математического уравнения. Был предложен ряд методов корректировки датума. Принятый в настоящее время метод — это подход усреднения ошибок, метод резинового листа. Обычная сетка контрольных точек, чей датум смещается, используется для оценки смещения по другим направлениям.

Два таких метода преобразования между системами NAD27 и NAD83 были разработаны США и Канадой для использования в соответствующих странах.

Метод США (NADCON)

NADCON — сокращение от North American Datum Conversion (Североамериканская система координат), является программой преобразования датума, созданная Национальной геодезической службой США (NGS). Она применима к США, Пуэрто-Рико и Виргинским островам исключительно для преобразования между NAD27, NAD83, корректировки HPGN (Геодезической сети высокой точности) и выбранных датумов региональных островов, которые обсуждаются ниже. Она реализована в инструменте Проецировать (Project). Поверхность, основанная на минимальной кривизне и берущая свое начало из Национальной геодезической сетки, определяет преобразование точек и приблизительную точность от 0,15 до 0,5 метров. NADCON является принятым национальным стандартом и является самым быстрым, простым и точным преобразованием датумов для сопоставления масштабов 1:200 и меньше.

Чтобы преобразовать датумы, укажите разные входные и выходные датумы с помощью подкоманды файла проекции DATUM. Следующий файл проекции преобразует набор данных NAD27 в набор данных NAD83:

INPUT
PROJECTION STATEPLANE
UNITS FEET
ZONE 3426
DATUM NAD27 NADCON
PARAMETERS
OUTPUT
PROJECTION STATEPLANE
UNITS METERS
ZONE 3426
DATUM NAD83 NADCON
PARAMETERS
END

Следующие ключевые слова (и связанное региональное покрытие) являются допустимыми именами датумов при использовании метода NADCON для преобразования датумов.

Ключевое слово	Регион	Широта	Долгота
NAD27	Континентальные штаты США	от 20 до 50	от- 63 до -131
	Аляски	от 46 до 77	от -128 до 166
	Пуэрто-Рико и Виргинские острова	от 17 до 19	от -64 до -68
OLD_HAWAIIAN	Гавайи	от 18 до 23	от- 154 до -161
ALASKAN_ISLAND	Остров Св. Георгия	от 56 до 57	от- 169 до -171
	Остров Св. Лаврентия	от 62 до 64	от -168 до -172
	Остров Св. Павла	от 57 до 58	от -169 до -171
NAD83	Охватывает все перечисленные выше области
HPGN	Список поддерживаемых штатов см. в разделе Точность и погрешность

Допустимые имена датумов

Используйте ключевые слова OLD_HAWAIIAN и ALASKAN_ISLAND для преобразования из старых датумов островов в NAD83. Если данные уже в NAD27, не используйте эти опции. Система NAD27 не использовалась официально для Гавайев и островов Аляски. Невозможно преобразовать между старой системой для Гавайских островов или островов Аляски и NAD27, так как NADCON не предоставляет всей необходимой информации. Система плановых координат не позволит использовать ключевые слова датумов OLD_HAWAIIAN или ALASKAN_ISLAND. При преобразовании из системы плановых координат или в нее используйте ключевое слово NAD27. Приведем пример. Фактически входные данные находятся на старом гавайском датуме.

input
projection stateplane
units meters
datum nad27
fipszone 5102
parameters
output
projection state
units meters
fipszone 5102
datum nad83
parameters
end

Точность и погрешность

Следующее утверждение взято из заметок к выпуску NADCON версии 2.1 в октябре 1993 г:

“Точность преобразования следует рассматривать с некоторой осторожностью. При доверительном уровне 67 процентов этот метод представляет приблизительно 0,15-метровую погрешность для континентальных штатов США, 0,5-метровую погрешность для Аляски, 0,20-метровую погрешность для Гавайев и 0,5-метровую погрешность для Пуэрто-Рико и Виргинских островов. В областях редкого покрытия геодезических данных NADCON может привести к менее точным результатам, но не больше 1,0 м. Преобразования между NAD83 и штатов/регионов сети высокоточной привязки (HARN) представляют приблизительно 0,05 м погрешности. Преобразования между старыми датумами (NAD27, старый гавайский, Пуэрто-Рико и т. д.) и HARN могут объединять погрешности (то есть NAD27 в HARN равняется 0,15 м + 0,05 м = 0,20 м). В прибрежных регионах результаты будут менее точными, но редко превышать 5,0 м. Дальше от берега система NAD27 не определена. Поэтому вычисленные преобразования NADCON являются экстраполяциями и точность не определяется".

Перевычисления для штатов (HPGN/HARN)

В США на государственном уровне продолжаются попытки привести датум NAD83 к более высокому уровню точности на основе использования современных методов съемки, доступность которых при разработке датума NAD83 была ограничена. Эта попытка, известная как HARN или HPGN, является совместным проектом Национальной геодезической службы и отдельных штатов.

В настоящее время выполняется повторная съемка всех штатов. В сентябре 2000 г. были опубликованы сетки 44 штатов и двух территорий.

Почему координаты по оси y могут казаться на 200 метров длиннее

Практически все опубликованные сведения о смещении между NAD27 и NAD83 относятся к смещениям, измеренным в метрах по неспроецированным (широта-долгота) данным. Если два набора данных проецируются в плоские координаты (например, UTM или гос. систему координат) и разница между положениями в NAD27 и NAD83 измеряются, координата y часто примерно на 200 метров больше, чем ожидается. Это результат различия между размером и началом координат двух сфероидов, на которые проецируются данные.

Чтобы самостоятельно убедиться в этом, можно создать покрытие одиночной дуги, идущей вдоль меридиана с экватора до нужной точки интереса на континентальных штатах. По умолчанию дуга будет создавать на сфероиде Кларка 1866. Теперь можно спроецировать и изменить датум на NAD83. Дуга будет приблизительно на 200 м длиннее.

Канадский метод (CNT)

Канадская программа преобразования стандартов между NAD27 и NAD83 была разработана Канадской геодезической службой. В пределах страны она называется Национальным преобразованием, так что в этом документе и программном обеспечении программа будет упоминаться как Канадское национальное преобразование.

Канадское национальное преобразование прогнозирует 0,01 м фактической разницы для 74% случаев и 0,5 м разницы для 93% случаев.

Если у вас есть вопросы о получении более надежного преобразования в крупных урбанистических центрах и других областях с высокой плотностью данных, дополнительные сведения можно получить в компании ESRI Canada Limited.

ESRI Canada

12 Concorde Place

Suite 900

Toronto, Ontario M3C 3R8

КАНАДА

Тел.: [phone]

Факс: [phone]

www.esricanada.com

Следующий файл проекции преобразует набор данных NAD27 в набор данных NAD83 для Канады:

INPUT
PROJECTION UTM
UNITS METERS
DATUM NAD27 CNT
ZONE 15
PARAMETERS
OUTPUT
PROJECTION UTM
UNITS METERS
DATUM NAD83 CNT
ZONE 15
PARAMETERS
END