معرفی سیستم تصویر UTM
معرفی سیستم تصویر UTM
1394/04/13 12:45
utm11
 

معرفی سیستم تصویر UTM و مبنای WGS1984

(WGS) سیستم ژئورفرانس جهانی
سیستم ژئودتیک جهانی ، سیستمی استانداردی است که در ناوبری از آن استفاده میشود.در این سیستم از الف:یک مرجع برای مختصات یابی ، ب:یک مرکز جرم برای زمین و پ: یک مدار شبیه به مسیر حرکت زمین در فضا استفاده می شود.utm11 300x217 معرفی سیستم تصویر UTM و مبنای WGS1984
توضیح بیشتر اینکه در بخش( الف) همانطور که اشاره شد یک مرجع برای تعیین مختصات استفاده می شود. در واقع یک طول ویک عرض جغرافیایی به عنوان مبنا یا (صفر) در نظر گرفته می شود و بقیه نقاط نسبت به آن طول و عرض سنجیده میشوند. مکان این طول و عرض جغرافیای برای مرجع، کاملا قراردادی است ، یعنی در هر نقطه ای از زمین میتوانست در نظر گرفته شود ، ونقطه ای برای آن در نظر گرفته شد که بعدا مختصات آنرا شرح خواهیم داد
در بخش (ب)توضیح بیشتر اینکه درمرکز کره زمین ، یک مرکز جرم برای زمین در نظر گرفته می شود. بدیهی است که چون این نقطه را در مرکز کره زمین در نظر گرفته ایم ، پس میتوانیم است(یعنی مبدا آن در مرکززمین است )و « زمین – مرکز » بگوییم که این سیستم سیستمی محاسبات نیز بر این اساس انجام می شوند.
در مورد بخش( پ) نیز توضیح بیشتر اینکه کره زمین در حال حرکت است. اولا زمین به دور محور خودش(حرکت وضعی) در خلاف جهت عقربه های ساعت میچرخد که هر دوران کامل آن یک روز نجومی طول میکشد که مدت آن ۲۳ ساعت و ۵۶ دقیقه و ۴ ثانیه است. دوم آنکه زمین به دورخورشید از غرب به شرق میگردد (حرکت انتقالی)این حرکت همانطور که میدانید ۱ سال طول می کشد. نتیجه این دو حرکت زمین ، یک مدار بیضی شکل به دور خورشید خواهد بود. یعنی زمیندر مسیری بیضی شکل ، سالی یکبار به دور خورشید می گردد.
از آنجائیکه بیضوی بین المللی ۸۴ WGS که ابعاد آن بوسیله ماهواره ها تعیین شده و در سطح جهانی به شکل زمین بسیار نزدیک می باشد عملا جایگزین بیضوی بین المللی هایفورد ۱۹۲۴ که کلیه نقاط ژئودزی کشورایران روی آن محاسبه شده است و از طرفی مختصات بدست آمده ازعمل می کنند، بدین لحاظ لازم است که WGS در سیستم ۸۴ GPS گیرنده های ماهواره های شبکه ژئودزی ماهواره ای را روی دو بیضوی فوق محاسبه شده و با استفاده از این دو مجموعه مختصات که درسطح کشور پراکنده است ضرایب تبدیل از یک بیضوی به بیضوی دیگر را محاسبه و در اختیاراستفاده کنندگان قرار دهد و استفاده کننده بنا بر نیاز خود سیستم مختصات را انتخاب نماید و در صورت نیاز براحتی بتواند تغییر سیستم مختصات دهد برای این کار نرم افزاری نوشته شده است که می تواند دو سیستم مختصات ژئودزی با بیضوی های مختلف را که حداقل دارای سه نقطه مشترک باشند را با روش تعیین ۷ پارامتر ترانسفرماسیون در
فضای سه بعدی به یکدیگر تبدیل و سپس آنرا به سیستم تصویر مورد دلخواه ببرد
سیستم تصویرمرکاتور معکوس و UTM
سیستم تصویرمرکاتور معکوس که جزو سیستم های استوانه ای است، یکی از بهترین سیستم های تصویر نقشه برای بسیاری از مناطق جهان به شمار می رود. این سیستم در مقایسه با سیستم تصویر مرکاتور مستقیم بجای استفاده از از مدار استاندار (استوا) از نصف النهار استاندار استفاده می نماید. به عبارت دیگر، در این سیستم یک استوانه مماس بر کره جغرافیایی و در امتداد یک زوج نصف النهار انتخابی فرض شده است.
این سیستم تصویر که به سیستم UTM معروف است، به جای استوانه، استوانه را بر حول یکی از نصف النهارات بر بیضوی مماس نموده و سپس عوارض را بر روی آن تصویرمی نماید. در این سیستم تصویر، کره به وسیله نصف النهارات به ۶۰ قسمت (زون یا قاچ) مساوی ۶ درجه ای (جمعا ۳۶۰ درجه) تقسیم می شود و به منظور جلوگیری از اعوجاج هر زون ۶ درجه ای از ۸۴ درجه شمالی تا ۸۰ درجه جنوبی امتداد دارد.
در حول نصف النهار مرکز هر زون استوانه ای بر بیضوی و یا کره مماس می کنند. تقسیم بندی طوری است که نصف النهار مرکزی قاچ سی ام منطبق بر نصف النهار گرینویچ می باشد. با توجه به مطالب فوق دامنه تصویر برای هر زون نسبت به نصف النهار مرکزی مربوطه، ۳ درجه در شرق و ۳ درجه در غرب نصف النهار مرکز می باشد و چون فصل مشترک نصف النهار مرکزی مبدأ سیستم مختصات هر زون منطبق بر مدار استوا (محور x) بوده و به فاصله ۵۰۰۰۰۰ متر از محور مرکزی هر زون می باشد برای جلوگیریاز منفی شدن X و Y مختصات در نیمکره شمالی به صورت ( ۰ و ۵۰۰۰۰۰) و در نیمکره جنوبی (۱۰۰۰۰۰۰۰ و ۵۰۰۰۰۰) در نظر گرفته می شود.
لازم به تذکر است که امروزه با پیدایش ماهواره و امکان انجام ژئودزی فضایی عملا از بیضوی ها و سیستم W.G.S (سیستم جهانی ژئودزی) استفاده می شود. ایران در ۴ زون ۳۸، ۳۹، ۴۰ و ۴۱ قرار دارد.
بنابراین سیستم مرکاتور معکوس با هر بار چرخش کره در داخل استوانه می توان یک یاز نصف النهارات را بر سطح داخلی استوانه مماس و از آن تصویر تهیه کرد. در این سیستم، مقیاس فقط در روی نصف النهار مرکزی ثابت بوده و افزایش فزاینده ای به سمت شرق و غرب دارد. با توجه به ویژگی فوق سیستم مورد بحث باری تهیه نقشه های جهانی مطلوب نبوده ولی از آنجایی که تغییر مقیاس تا فاصله ۳ درجه از نصف النهار مرکزی ناچیز است، می تواند در تهیه نقشه های منطقه ای به عرض ۶ درجه طول جغرافیایی مورد استفاده قرار گیرد.
بر این اساس سیستم مرکاتور معکوس در تهیه نقشه های بزرگ مقیاس توپوگرافی در سطح جهانی بهترین مبنا را تشکیل می دهد. برای به حداقل رساندن افزایش مقیاس در دو طرف نصف النهار مرکزی به جای مماس کردن یک نصف النهار با سطح داخلی استوانه می توان استوانه ای فرض نمود که سطح کره را در دو سوی نصف النهار مرکزی با فاصله مناسبی قطع کرده باشد.
در این حالت، دو نصف النهار استاندار بدست می آید و تغییر مقیاس در نقشه به حد زیادی کاهش می یابد. در این حالت، دو نصف النهار استاندارد به دست می آید و تغیییر مقیاس در نقشه به حد زیادی کاهش می یابد. در این سیستم که نوع تعدیل شده مرکاتور معکوس است و به UTM شهرت دارد کره جغرافیایی با شروع از نصف النهار ۱۸۰ درجه به شصت قاچ به عرض ۶ درجه تقسیم شده است. تصویر هر قاچ با فرض استوانه ای که به فاصله ۱۸۰ کیلومتر در دو طرف نصف النهار مرکزی آن قاچ، سطح کره را قطع کرده است، تهیه می شود. این سیستم تصویر تمام پارامترهای مورد نیاز سیستم مختصات قائم الزاویه UTM را دارا می باشد. نقشه های توپوگرافی پوشش سراسری کشور ما در سیستم مرکاتور معکوس تهیه شده اند. این نقشه ها در مقیاس های ۱:۵۰۰۰۰۰، ۱:۲۵۰۰۰۰، ۱:۵۰۰۰۰، ۱:۲۵۰۰۰ که توسط سازمان های جغرافیایی و نقشه برداری کشور به چاپ رسیده اند، مهمترین منابع نقشه ای کشور در بسیاری از پروژه های تحقیقاتی را تشکیل می دهند.
سیستم تصویر ازUTM دو مشخصه جهت نمایش مختصات استفاده می کند.
شمالی و شرقی
موقعیتهایی که در یک ناحیه قرار دارند بر حسب فاصله شرقی یا غربی که از خط دارند و همچنین فاصله شمالی یا جنوبی که UTM اصلی از خط استوا دارند اندازه گیری می شوند.
نحوه قرائت مختصات ازسیستم تصویرUTM
دقت کنید که همواره ابتدا مولفه شرقی ( خط شبکه ای عمود ) را بخوانید و سپس مولفه شمالی (شبکه های افقی ) . همچنین توجه داشته باشید که دورقم بزرگ ( رقمهای اصلی ) و بقیه ارقام کوچک می باشند . این نوع نوشتن ارقام خواندن آنها را ساده تر می کند.


اولویت: خیلی مهم [utm]