Обсуждение системы координат для сервисов геообработки

Все наборы геоданных в ArcGIS содержат пространственную привязку. Пространственная привязка включает систему координат, допуск, разрешения и домены x, y и z. Система координат определяет датум (форму земли), единицы карты, такие как метры, футы или широту и долготу, а также проекцию данных на карту. Системы координат могут быть непроецируемыми (географическая система координат) или проецируемыми (например, универсальная поперечная проекция Меркатора (UTM) или государственная система плановых координат США (state plane)).

Примечание:

Все клиенты ArcGIS поддерживают возможность запроса выходных данных в любой системе координат. Сервер обрабатывает все преобразования координат и отправляет данные обратно клиенту в запрошенной системе координат. Нет необходимости каким-либо образом менять модели или скрипты.

Веб-приложения и система координат Web Mercator

Web Mercator — одна из самых популярных систем координат для веб-приложений, так как она размещает весь глобус на прямоугольной площади, которая может быть полностью покрыта листами размером 256х256 пикселов. Это означает, что объекты или растры, передаваемые в задачу клиентами, скорее всего, будут в системе координат Web Mercator. Общие сведения об ограничениях системы координат Web Mercator и рекомендации, как избегать обработки данных в системе координат Web Mercator, являются ключевыми для предоставления сервисов геообработки в целях получения достоверных результатов.

Ниже приведена ссылка на небольшое веб-приложение, наглядно демонстрирующее, как Web Mercator влияет на вычисление расстояние и площади.

http://links.esri.com/web_mercator_measurements

На приведенной ниже иллюстрации показано измерение площади небольшого полигона с помощью примера веб-приложения. На правой панели три различные системы координат используются для вычисления площади и периметра полигона. Самым точным измерением является State Plane Oregon North, затем следует измерение UTM Zone 10. Разница между ними составляет небольшой процент. Однако обратите внимание на измерения Web Mercator. Измерение Length (длина) равно 9600 метров, то есть, почти половина значения State Plane Oregon North, равного 6763. Как видно, Web Mercator — система координат, которая непригодна для вычисления расстояний и площадей. Другие системы координат, особенно равноугольные проекции больших (континентальных) областей также плохо подходят для измерения расстояния и площади. (Дополнительные сведения о Web Mercator можно прочитать в этой записи блога: Измерение расстояний и площадей при использовании проекции Меркатора (Measuring distances and areas when your map uses the Mercator projection).)

Площадь этого полигона значительно отличается при использовании пространственной привязки Web Mercator.

По умолчанию большинство инструментов геообработки и задач, на них основанных, вычисляют расстояние и площадь с использованием системы координат входных данных. Рассмотрим пример отправки клиентом объектов в задачу с использованием системы координат Web Mercator; если автор задачи не учтет такой возможности, инструменты геообработки, используемые этой задачей, вычислят расстояния и площади в проекции Web Mercator (система координат входных объектов) и, в соответствии с приведенным выше примером, результат выполнения задачи может составить 9600 метров, вместо более точного значения 6763 метра.

В оставшейся части этого раздела обсуждаются методы выполнения расчетов в других системах координат.

Использование параметра среды выходной системы координат

Среды геообработки являются дополнительными параметрами, влияющими на результаты работы инструмента. Они отличаются от нормальных параметров инструмента в том, что не появляются в диалоговом окне инструмента (с некоторыми исключениями). Скорее, они являются значениями, которые вы устанавливаете один раз, используя отдельное диалоговое окно, и которые запрашиваются и используются инструментами при запуске.

Среда выходной системы координат используется для указания инструменту геообработки выполнения всех вычислений с использованием системы координат, указанной в среде, а не во входных данных. Не все инструменты используют среду выходной системы координат. Чтобы, определить, какие инструменты используют эту среду, обратитесь к странице справки по тому или иному инструменту. В нижней части страницы справки приведен список сред, которые использует инструмент. Если выходная система координат отображается в качестве среды, то этот инструмент будет использовать ее при вычислениях.

Среда выходной системы координат определяется и управляется как и любая другая среда геообработки; ее можно задать на любом уровне и использовать в задаче.

Дополнительные сведения о параметрах среды и их использовании в сервисах геообработки

Работа с инструментами, которые не используют среду выходной системы координат

Существует множество инструментов, которые не используют среду выходной системы координат. В большинстве случаев инструмент не использует геометрию (например, Добавить поле (Add Field)), так что система координат неприменима. В некоторых инструментах система координат имеет важное значение, однако эти инструменты не поддерживают параметры седы системы координат. В этом случае, скорее всего, будет использована система координат входных данных, поэтому следует спроецировать входные данные в другую систему координат, если входная система координат неприемлема.

Например, инструменты Соседние объекты (Near) и Построить таблицу соседних объектов (Generate Near Table) вычисляют расстояния от входных объектов до других объектов (соседние объекты). Ни тот, ни другой инструмент не поддерживают среду системы координат. Они оба используют для вычисления расстояния систему координат входных объектов. Чтобы использовать другую систему координат, необходимо спроецировать входные данные в другую систему.

В разделе Краткий обзор создания сервисов геообработки приведен пример использования инструмента Построить таблицу соседних объектов (Generate Near Table). В этом примере соседние объекты являются списком, состоящим из пяти слоев. В целях демонстрации эти пять слоев показаны в системе координат Oregon State Plane North. В приведенной ниже модели демонстрируется использование инструмента Проецировать (Project)для проецирования Входных объектов (Input Features) в системе координат Oregon State Plane North. Проецируемые объекты, записываются в переменную Проецированные объекты (Projected Features), которая затем передается в инструмент Построить таблицу соседних объектов (Generate Near Table). Когда инструмент Построить таблицу соседних объектов (Generate Near Table) вычисляет расстояния, используется система координат Oregon State Plane North, так как она является системой координат входных объектов.

Подсказка:

Инструмент Проецировать (Project) не позволяет записывать выходные данные в рабочую область памяти in_memory. Запись выходных данных в область памяти in_memory является методом повышения производительности, описанным в разделе Рекомендации по поддержке производительности сервисов геообработки. Если необходимо спроецировать объекты, при этом записать их в рабочую область памяти in_memory, следует использовать вместо этого инструмент Копировать объекты (Copy Features). Инструмент Копировать объекты (Copy Features) учитывает среду выходной системы координат, что позволяет проецировать объекты из одной системы координат в другую.

Геодезический буфер

Инструмент Буфер (Buffer) часто используется в рабочих процессах геообработки. Этот инструмент особо чувствителен к системе координат. Буфер (Buffer) работает в двух режимах в зависимости от того, используется ли система координат проекции (характеризуется плоской, двухмерной поверхностью) или географической (характеризуется сферической трехмерной поверхностью).

Если система координат географическая, то создаются геодезические буферы. Геодезические буферы очень точны, так как вычисляются с использованием сферической тригонометрии. Геодезический буфер вокруг точечного объекта отображается как овал при проецировании на плоскую карту, что вызывает иногда вопросы у неподготовленных пользователей, однако эти овальные буферы вне всяких сомнений являются правильными. Верно и обратное — точечный буфер, являющийся идеальным кругом (особенно для буферов на больших площадях), как правило, будет неправильным. Построение геодезических буферов имеет плюсы и минусы. На их вычисление требуется много ресурсов по сравнению с буфером, рассчитываемым для системы координат проекции (где используется простая эвклидова геометрия вместо сферической тригонометрии).

Более подробно о том, как работает инструмент Буфер (Buffer)