لحل معظم المشاكل في العلوم التطبيقية ، من الضروري معرفة موقع كائن أو نقطة ، والتي يتم تحديدها باستخدام أحد أنظمة الإحداثيات المقبولة. بالإضافة إلى ذلك ، هناك أنظمة ارتفاع تحدد أيضًا موقع ارتفاع نقطة على سطح الأرض.
ما هي الاحداثيات
الإحداثيات هي قيم رقمية أو أبجدية يمكن استخدامها لتحديد موقع نقطة على التضاريس. نتيجة لذلك ، فإن نظام الإحداثيات هو مجموعة من القيم من نفس النوع والتي لها نفس المبدأ لإيجاد نقطة أو كائن.
البحث عن موقع نقطة ما مطلوب لحل العديد من المشاكل العملية. في علم مثل الجيوديسيا ، يعد تحديد موقع نقطة في مساحة معينة هو الهدف الرئيسي الذي تستند إليه جميع الأعمال اللاحقة.
تحدد معظم أنظمة الإحداثيات ، كقاعدة عامة ، موقع نقطة على مستوى محدد بمحورين فقط. لتحديد موضع النقطةفي الفضاء ثلاثي الأبعاد ، يتم أيضًا تطبيق نظام الارتفاع. بمساعدتها ، يمكنك معرفة الموقع الدقيق للكائن المطلوب.
باختصار حول أنظمة الإحداثيات المستخدمة في الجيوديسيا
تحدد أنظمة الإحداثيات موقع نقطة على سطح الأرض بإعطائها ثلاث قيم. تختلف مبادئ حسابها لكل نظام إحداثيات.
أنظمة الإحداثيات المكانية الأساسية المستخدمة في الجيوديسيا:
- الجيوديسيا.
- جغرافي.
- قطبي.
- مستطيل.
- إحداثيات Zonal Gauss-Kruger.
جميع الأنظمة لها نقطة البداية الخاصة بها ، وقيم موقع الكائن والنطاق.
الإحداثيات الجيوديسية
الشكل الرئيسي المستخدم لقياس الإحداثيات الجيوديسية هو الشكل البيضاوي الأرضي.
الشكل البيضاوي هو شكل مضغوط ثلاثي الأبعاد يمثل أفضل شكل للكرة الأرضية. نظرًا لحقيقة أن الكرة الأرضية هي رقم غير صحيح رياضيًا ، فإن الشكل الإهليلجي يستخدم لتحديد الإحداثيات الجيوديسية بدلاً من ذلك. هذا يجعل من السهل إجراء العديد من العمليات الحسابية لتحديد موضع الجسم على السطح.
يتم تحديد الإحداثيات الجيوديسية بثلاث قيم: خط العرض وخط الطول والارتفاع الجيوديسي.
- خط العرض الجيوديسي هو زاوية تقع بدايتها على مستوى خط الاستواء ، وتوجد نهايتها عند خط عمودي ،إلى النقطة المرغوبة
- خط الطول الجيوديسي هو الزاوية التي يتم قياسها من خط الطول الصفري إلى خط الزوال الذي توجد عليه النقطة المرغوبة.
- الارتفاع الجيوديسي - القيمة العادية المرسومة إلى سطح الشكل الإهليلجي لدوران الأرض من نقطة معينة.
إحداثيات جغرافية
لحل المشكلات عالية الدقة للجيوديسيا العليا ، من الضروري التمييز بين الإحداثيات الجيوديسية والإحداثيات الجغرافية. في النظام المستخدم في الجيوديسيا الهندسية ، لا يتم إجراء مثل هذه الاختلافات ، كقاعدة عامة ، بسبب المساحة الصغيرة التي يغطيها العمل.
لتحديد الإحداثيات الجيوديسية ، يتم استخدام الشكل البيضاوي كمستوى مرجعي ، ويتم استخدام الجيود لتحديد الإحداثيات الجغرافية. الجيود هو رقم غير صحيح رياضيًا ، أقرب إلى الشكل الفعلي للأرض. يعتبر سطحه المستوي هو الذي يستمر تحت مستوى سطح البحر في حالته الهادئة.
يصف نظام الإحداثيات الجغرافي المستخدم في الجيوديسيا موقع نقطة في الفضاء بثلاث قيم. يتطابق تعريف خط الطول الجغرافي مع الجيوديسية ، لأن خط الطول الصفري ، المسمى بخط غرينتش ، سيكون أيضًا نقطة مرجعية. يمر عبر مرصد يحمل نفس الاسم في مدينة لندن. يتم تحديد خط العرض الجغرافي من خط الاستواء المرسوم على سطح الجيود.
يُقاس الارتفاع في نظام الإحداثيات المحلي المستخدم في الجيوديسيا من مستوى سطح البحر في حالته الهادئة. على أراضي روسيا ودول الاتحاد السابقالعلامة التي يتم من خلالها تحديد الارتفاعات هي موضع أقدام كرونشتادت. تقع على مستوى بحر البلطيق.
الإحداثيات القطبية
يحتوي نظام الإحداثيات القطبية المستخدم في الجيوديسيا على فروق دقيقة أخرى في القياس. يتم استخدامه في مناطق صغيرة من التضاريس لتحديد الموقع النسبي لنقطة ما. يمكن أن تكون النقطة المرجعية أي كائن تم تمييزه كمصدر. وبالتالي ، باستخدام الإحداثيات القطبية ، من المستحيل تحديد موقع لا لبس فيه لنقطة على أراضي الكرة الأرضية.
يتم تحديد الإحداثيات القطبية بقيمتين: الزاوية والمسافة. يتم قياس الزاوية من الاتجاه الشمالي لخط الزوال إلى نقطة معينة ، وتحديد موقعها في الفضاء. لكن زاوية واحدة لن تكون كافية ، لذلك يتم إدخال متجه نصف قطر - المسافة من نقطة الوقوف إلى الكائن المطلوب. باستخدام هاتين المعلمتين ، يمكنك تحديد موقع النقطة في النظام المحلي.
عادةً ما يتم استخدام نظام الإحداثيات هذا في الأعمال الهندسية التي تتم على مساحة صغيرة من الأرض.
إحداثيات مستطيلة
يستخدم نظام الإحداثيات المستطيل المستخدم في الجيوديسيا أيضًا في مناطق صغيرة من التضاريس. العنصر الرئيسي للنظام هو محور الإحداثيات الذي يتم من خلاله إنشاء المرجع. تم العثور على إحداثيات النقطة على أنها طول الخطوط العمودية المرسومة من الحد الفاصل وتنسيق المحاور إلى النقطة المرغوبة.
يعتبر الاتجاه الشمالي للمحور السيني وشرق المحور الصادي موجبًا ، بينما يعتبر الاتجاه الجنوبي والغربي سالبين. اعتمادًا على العلامات والأرباع ، فإنها تحدد موقع نقطة في الفضاء.
إحداثيات غاوس كروغر
يشبه نظام منطقة إحداثيات Gauss-Kruger النظام المستطيل. الفرق هو أنه يمكن تطبيقه على كامل مساحة الكرة الأرضية ، وليس فقط على المساحات الصغيرة.
الإحداثيات المستطيلة لمناطق Gauss-Kruger ، في الواقع ، هي إسقاط الكرة الأرضية على مستوى. نشأت لأغراض عملية لتصوير مساحات كبيرة من الأرض على الورق. يعتبر نقل التشويه ضئيلاً.
وفقًا لهذا النظام ، يتم تقسيم الكرة الأرضية حسب خط الطول إلى مناطق ست درجات مع خط الزوال المحوري في المنتصف. يقع خط الاستواء في المنتصف على طول خط أفقي. في المجموع ، هناك 60 منطقة من هذا القبيل.
رقم المنطقة.
قيم المحور X في روسيا عادة موجبة ، بينما قيم Y يمكن أن تكون سالبة. من أجل تجنب علامة الطرح في قيم محور الإحداثي ، يتم نقل خط الزوال المحوري لكل منطقة بشكل مشروط 500 متر إلى الغرب. ثم تصبح جميع الإحداثيات
ايجابي
تم اقتراح نظام الإحداثيات بواسطة Gauss قدر الإمكان وحسابه رياضياً بواسطة Krueger في منتصف القرن العشرين. منذ ذلك الحين ، تم استخدامه في الجيوديسيا كأحد أهمها.
نظام الارتفاع
تُستخدم أنظمة الإحداثيات والارتفاعات المستخدمة في الجيوديسيا لتحديد موضع نقطة على الأرض بدقة. يتم قياس الارتفاعات المطلقة من مستوى سطح البحر أو سطح آخر مأخوذ على أنه الأصل. بالإضافة إلى ذلك ، هناك ارتفاعات نسبية. يتم احتساب الأخير على أنه فائض من النقطة المرغوبة إلى أي نقطة أخرى. إنها ملائمة للاستخدام للعمل في نظام الإحداثيات المحلي من أجل تبسيط المعالجة اللاحقة للنتائج.
تطبيق أنظمة الإحداثيات في الجيوديسيا
بالإضافة إلى ما سبق ، هناك أنظمة إحداثيات أخرى مستخدمة في الجيوديسيا. كل منهم له مزاياه وعيوبه. هناك أيضًا مجالات عمل خاصة بهم تكون هذه الطريقة أو تلك لتحديد الموقع مناسبة لها.
الغرض من العمل هو تحديد أنظمة الإحداثيات المستخدمة في الجيوديسيا بشكل أفضل. للعمل في مناطق صغيرة ، من الملائم استخدام أنظمة الإحداثيات المستطيلة والقطبية ، ولحل المشكلات واسعة النطاق ، هناك حاجة إلى أنظمة تسمح بتغطية كامل مساحة سطح الأرض.
