Выбор подходящего метода преобразования

Географическая система координат определяет систему отсчета для идентификации местоположении на трехмерной поверхности земного шара. Каждая географическая система координат (ГСК) основана на сфероиде, который определяет размер и форму. Кроме того, она привязана к земной поверхности определенным образом. В связи с этим, одно и то же место на Земле будет иметь разные значения координат в разных ГСК. Отображение данных в системе координат проекции может еще больше увеличить различия, которые могут колебаться от нескольких сантиметров до сотен метров. Если вы работаете с наборами данных, спроецированными в различных ГСК, вам необходимо выполнить географическое преобразование (или преобразование датума).

Примечание:

Термины "географическая система координат" и "датум" часто используются как взаимозаменяемые. Датум - это более старый термин. Датум входит в ГСК.

Географическое преобразование всегда идет в определенном направлении, например, от NAD 1927 к WGS 1984. В названии преобразования это отображается так: NAD_1927_To_WGS_1984_1. В конце названия может также указываться некоторое число (в примере выше это _1). Данное число представляет собой порядок, в котором было определено преобразование. Большее число не обязательно значит, что преобразование будет выполнено точнее. Несмотря на то, что преобразование имеет встроенное направление, все методы трансформации являются инверсионными. Это значит, что преобразование можно выполнить в любом направлении. ArcGIS применит преобразование в соответствии с входными и выходными системами географических координат.

Если две ГСК не имеют подходящих методов преобразования, иногда возможен вариант выполнения преобразования через третью систему координат. Зачастую в этой роли выступает WGS 1984. Инструмент Создать пользовательское географическое преобразованиетакже может быть использован для задания нового преобразования, если у пользователя достаточно необходимой информации: метод и значения параметров.

Почему преобразований так много?

Между двумя географическими системами координат может быть ноль, одно или несколько преобразований. Для некоторых ГСК может не быть открытой информации о преобразовании, поскольку это конфиденциальная информация стратегической важности какого-либо государства или компании. Для других ГСК, напротив, существует несколько преобразований. Они могут отличаться по территории использования или по точности. Как правило, точность отражает метод преобразования. Методы на базе файлов, такие как NTv2 и NADCON, в основном, лучше, нежели методы на базе выравнивания, такие как геоцентрический сдвиг или координатный фрейм. Более подробную информацию о методах см. в Методы географических преобразований.

Независимо от используемого метода, каждое преобразование разработано для определенной территории и аргументы можно задать для приложения по каждой трансформации. Одно важное замечание - соблюдайте последовательность использования одного и того же преобразования каждый раз при работе с двумя ГСК. Поскольку методов много, инструменты ArcGIS не могут глобально задать частичное преобразование для пары географических систем координат. Списки доступных преобразований, методов и областей применения см. в файле geographic_transformations.pdf.

Конвертация между NAD 1983 и WGS 1984

Изначально NAD 1983 и WGS 1984 считались совпадающими. Чтобы минимизировать изменения координат, NAD 1983 был привязан к Североамериканской и Тихоокеанской (для Гавайев и т.п.) плитам. WGS 1984 привязан к Международной наземной системе координат (International Terrestrial Reference System (ITRF)), которая не зависит от тектонических плит. Со временем различия между двумя системами координат существенно возросли.

• NAD_1983_To_WGS_1984_1:Заявленная точность EPSG составляет 2 метра. Преобразование применяется для всего Североамериканского континента. Оно использует метод геоцентрического сдвига с параметрами преобразования (dx, dy, and dz), равными нулю. То есть, датумы NAD 1983 и WGS 1984 принимаются за эквивалентные.
• NAD_1983_To_WGS_1984_2: Вычислено картографическим управлением министерства обороны США (U. S. Defence Mapping Agency, DMA), которое сейчас известно как Национальное агентство США по геопространственной разведке (National Geospatial Intelligence Agency, NGA), для Алеутских островов. Точность, определенная EPSG, колеблется в пределах +/-8 м.
• NAD_1983_To_WGS_1984_3: Вычислено NGA для территории Гавайев. Точность, определенная EPSG, колеблется в пределах +/-4 м.
• NAD_1983_To_WGS_1984_4: Ранее было применено в рамках 48 смежных штатов, но было заменено на _5. Это преобразование больше не следует использовать.
• NAD_1983_To_WGS_1984_5: Параметры преобразования, вычисленные Национальной геодезической службой США (U.S. National Geodetic Survey, NGS) и использующие станции CORS, а также связывающие WGS 1984 с ITRF96. Точность, определенная EPSG, колеблется в пределах +/- 1 м.
• NAD_1983_To_WGS_1984_6, _7, and _8: Канадские преобразования NTv2 для провинций Квебек, Саскачеван и Альберта соответственно.