지리 좌표계

경도선은 적도에 수직이고 위도선은 적도에 평행합니다.

GCS(Geographical 좌표계)는 위도와 ^[1]경도로 지구에서 직접 위치를 측정하고 전달하는 구면 또는 타원 좌표계입니다.이는 사용 중인 다양한 공간 참조 시스템 중 가장 단순하고 오래되었으며 가장 널리 사용되고 있으며, 다른 대부분의 시스템의 기초를 형성합니다.위도와 경도는 데카르트 좌표계처럼 좌표 태플을 형성하지만 측정값이 각도이고 평면 ^[2]^{[self-published source?]}표면에 있지 않기 때문에 데카르트 좌표계가 아닙니다.

EPSG 및 ISO 19111 표준에 열거된 것과 같은 완전한 GCS 규격에는 동일한 ^[3]위치에 대해 서로 다른 위도와 경도 값을 산출하기 때문에 측지학적 기준(지구 타원체 포함)의 선택도 포함된다.

역사

지리 좌표계의 발명은 일반적으로 기원전 ^[4]3세기에 알렉산드리아 도서관에서 잃어버린 그의 지리학을 작곡한 시레네의 에라토스테네스에 의해 인정된다.한 세기 후, 니케아의 히파르코스는 태양 고도보다는 항성 측정에서 위도를 결정하고, 정확한 계산보다는 월식 시간에 의해 경도를 결정함으로써 이 시스템을 개선했다.1세기 또는 2세기에, 티레의 마리누스는 광범위한 관보를 편집하고, 가장 서쪽에 알려진 땅의 본초 자오선에서 동쪽으로 측정된 좌표를 사용하여 수학적으로 세계 지도를 작성했으며, 카나리아 또는 카보베르데 제도 주변의 서부 아프리카 해안에서 떨어진 행운의 섬을 지정했으며, Rh 섬의 북쪽 또는 남쪽을 측정했다.소아시아 앞바다에서.프톨레마이오스는 그에게 한여름의 ^[5]낮의 길이로 위도를 측정하는 대신 경도와 위도를 완전히 채택한 공로를 돌렸다.

프톨레마이오스의 2세기 지리학은 같은 본초 자오선을 사용했지만 대신 적도에서 위도를 측정했다.9세기에 그들의 작품이 아랍어로 번역된 후, 알-크와리즈미의 지구 기술서는 ^{[note 1]}지중해 길이에 관한 마리누스와 프톨레마이오스의 오류를 수정하여 중세 아랍 지도학이 프톨레마이오스의 선에서 동쪽으로 약 10° 떨어진 본초 자오선을 사용하도록 만들었다.1300년 조금 전에 프톨레마이오스의 본문을 회복한 막시무스 플라누데스가 유럽에서 수학 지도 제작을 재개했다; 그 본문은 1407년 경 야코버스 안젤루스에 의해 플로렌스에서 라틴어로 번역되었다.

1884년 미국은 25개국 대표들이 참석한 국제 자오선 회의를 주최했다.그들 중 22명은 영국 그리니치에 있는 왕립 천문대의 경도를 기준선으로 채택하는데 동의했다.도미니카 공화국은 반대표를 던졌고 프랑스와 브라질은 ^[6]기권했다.프랑스는 1911년 파리 천문대의 현지 측정 대신 그리니치 표준시를 채택했다.

위도와 경도

GCS의 위도()) 및 경도()) 각도 측정 다이어그램.

지구 표면의 한 점의 "위도" (약어: 위도, 위도 또는 phi)^{[note 2]}는 적도와 그 지점을 지나 지구의 중심을 통과하는 직선 사이의 각도이다.지구 표면의 같은 위도의 점을 연결하는 선은 적도와 서로 평행하기 때문에 평행이라고 불리는 원을 추적합니다.북극은 90° N이고 남극은 90° S이다.위도 0°의 평행도는 모든 지리 좌표계의 기본 평면인 적도로 지정된다.적도는 지구를 북반구와 남반구로 나눈다.

경도(약어:지구 표면의 한 점의 Long., θ 또는 lamda)는 해당 지점을 지나는 다른 자오선에 대한 기준 자오선의 동쪽 또는 서쪽 각도이다.모든 경락은 북극과 남극에서 수렴되는 거대한 타원(대원이라고 종종 불린다)의 반쪽입니다.영국 런던 남동부 그리니치에 있는 영국 왕립 천문대의 자오선은 국제 본초 자오선이지만, 프랑스 국립 정보 연구소(Information Institute de l'information géographique et forestiére)와 같은 일부 조직은 내부 목적으로 다른 자오선을 계속 사용합니다.본초 자오선은 적절한 동반구와 서반구를 결정하지만, 지도는 종종 구세계를 한쪽에 두기 위해 이 반구를 더 서쪽으로 나눕니다.그리니치의 대척 자오선은 180°W와 180°E이다.이는 러시아 극동과 알류샨 열도 극서부를 포함한 정치적, 편의상의 이유로 이 경계선과 분리되는 국제 날짜 경계선과 결합해서는 안 된다.

이 두 가지 구성 요소의 조합은 고도나 깊이를 고려하지 않고 지구 표면의 위치를 지정합니다.위도와 경도의 선으로 형성된 지도상의 시각 그리드를 눈금이라고 합니다.^[7]이 시스템의 원점/영점은 종종 Null Island라고 불리는 가나 테마에서 남쪽으로 약 625km(390mi) 떨어진 기니만에 있습니다.

측지 기준

"수직" 및 "수평" 표면의 방향을 명확하게 측정하기 위해 지도 제작자는 지도 제작 영역에 대한 요구에 가장 적합한 주어진 원점과 방향을 가진 기준 타원체를 선택한다.그런 다음 지상 기준계 또는 측지 기준계라고 불리는 타원체에 대한 구면 좌표계의 가장 적절한 매핑을 선택합니다.

데이텀은 지구 전체일 수도 있고 로컬일 수도 있으며 지구의 일부에만 가장 적합한 타원체일 수도 있습니다.지구 표면의 점들은 대륙 판의 움직임, 침하, 달과 태양에 의해 야기되는 일주일의 지구 조석 운동 때문에 서로 상대적으로 움직인다.이 일일 이동량은 1미터까지 될 수 있습니다.대륙 이동은 1년에 10cm 또는 100년에 10m까지 가능하다.기상 시스템 고압 영역은 5mm의 침하를 일으킬 수 있습니다.스칸디나비아는 지난 빙하기의 빙상이 녹으면서 매년 1cm씩 상승하고 있지만, 인접한 스코틀랜드는 0.2cm만 상승하고 있다.로컬 데이텀을 사용하는 경우 이러한 변경은 중요하지 않지만 글로벌 데이텀을 ^[8]사용하는 경우 통계적으로 유의합니다.

글로벌 데이텀의 예로는 세계 측지계(WGS 84, EPSG:4326^[9])와 글로벌 포지셔닝 ^{[note 3]}시스템에 사용되는 기본 데이텀 및 대륙 표류와 지각 변형을 ^[10]추정하는 데 사용되는 국제 지상 참조 시스템 및 프레임(ITRF)이 있다.지구 중심까지의 거리는 매우 깊은 위치와 ^[8]우주에서의 위치 모두에 사용할 수 있습니다.

국가 지도 제작 기관에 의해 선택된 현지 자료에는 북미 자료, 유럽 ED50 및 영국 OSGB36이 포함됩니다.지정된 위치에 따라 위도 $\phi$ (\ $displaystyle \phi)$ 및 $\phi$ $\lambda$ {\(\ $displaystyle \lambda$ 을 제공합니다. 영국에서는 위도, 경도 및 높이 시스템이 세 가지 공통으로 사용됩니다.WGS 84는 Greenwich에서 공개된 지도 OSGB36에서 사용되는 것과 약 112m 차이가 있습니다.NATO가 사용하는 군사 시스템 ED50은 약 120m에서 180m까지 ^[8]차이가 있다.

로컬 데이텀에 대해 작성된 지도의 위도 및 경도는 GPS 수신기에서 얻은 것과 다를 수 있습니다.한 기준점에서 다른 기준점으로 좌표를 변환하려면 Helmert 변환과 같은 기준점 변환이 필요합니다. 단, 상황에 따라서는 간단한 변환으로도 ^[11]충분할 수 있습니다.

일반적인 GIS 소프트웨어에서 위도/경도로 투영된 데이터는 종종 지리 좌표계로 표시됩니다.예를 들어, 기준점이 1983년 북미 기준인 경우 위도/경도 데이터는 'GCS North American 1983'으로 표시됩니다.

학위 길이

적도 해수면 GRS80이나 WGS84의 경우 위도 1초당 30.715m, 위도 1분당 1843m, 위도 1분당 110.6km다.경도의 원, 즉 자오선은 지리적 극과 만나며, 위도가 증가함에 따라 1초의 서쪽-동쪽 폭은 자연스럽게 감소한다.적도 해수면에서는 세로 1초당 30.92m, 세로 1분당 1855m, 세로 111.3km다.30°에서 세로 초는 26.76m, 그리니치(51°28º38ºN) 19.22m, 60°에서 15.42m입니다.

WGS84 구상에서는 위도 θ에서의 위도 길이(즉 위도 θ에서 위도 1도를 이동하기 위해 남북선을 따라 이동해야 하는 미터 수)가 약하다.

\displaystyle 111132.92-559.82,\cos 2\varphi +1.175,\cos 4\varphi -0.0023,\cos 6\varphi }

^[12]

위도당 미터로 반환되는 측정값은 위도에 따라 지속적으로 달라집니다.

마찬가지로, 경도의 길이(미터)는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

\displaystyle 111412.84,\cos \varphi -93.5,\cos 3\varphi +0.199,\cos 5\varphi }

^[12]

(이 계수는 개선될 수 있지만, 현재 거리에서는 1cm 이내가 정확합니다.)

공식은 둘 다 도당 미터 단위로 반환한다.

$displaystyle\textstyle\varphi},\!)$ 에서 $\textstyle {\varphi }\,\!$ 종각의 길이를 추정하는 대체 방법은 구형 지구를 가정하는 것입니다(분당 폭과 초수를 구하려면 각각 60과 3600으로 나눕니다).

{\displaystyle\frac{180}M_{r}\cos \varphi \!}

여기서 지구의 평균 $\textstyle {M_{r}}\,\!$ $\textstyle {M_{r}}\,\!$ r $displaystyle \textstyle {M_{r}},\!}$ 은 $\textstyle {M_{r}}\,\!$ 6,367,449m입니다.지구는 구형이 아닌 타원형 구면이기 때문에 그 결과는 몇 십분의 일 퍼센트 차이가 날 수 있습니다. 위도 $\textstyle {\varphi }\,\!$ (\ $display\style\$ textstyle\ $varphi\,\!)$ 에서의 $\textstyle {\varphi }\,\!$ 종방향 도수의 더 나은 근사치는 다음과 같습니다.

(\displaystyle\frac{180}a\cos\displaystyle\frac\pi}{180}!)

여기서 지구의 적도 $반지름$ a $(\$ style a)는 $a$ 6,378,137m이고 황갈색 $\textstyle {\tan \beta ={\frac {b}{a}}\tan \varphi }\,\!$ $\textstyle {\tan \beta ={\frac {b}{a}}\tan \varphi }\,\!$ b $\textstyle {\tan \beta ={\frac {b}{a}}\tan \varphi }\,\!$ $\textstyle {\tan \beta ={\frac {b}{a}}\tan \varphi }\,\!$ tan $、$ { $displaystyle$ \ $textstyle$ \ $textstyle = spero$ frac ${b}$ { $a}$ \ $tan \varphi$ },\!} ; $\textstyle {\tan \beta ={\frac {b}{a}}\tan \varphi }\,\!$ GRS80 및 WGS84 스피로 계산됩니다.파라메트릭) 위도).반올림을 제외하고, 이것은 위도 평행선을 따라 있는 정확한 거리입니다. 최단 경로를 따라 거리를 구하는 것은 더 많은 작업이 필요하지만, 두 지점이 경도 1도 떨어져 있을 경우 이 두 거리는 항상 서로 0.6m 이내입니다.

선택한 위도에서 세로 길이 등가물
Latitude	도시	도	극히 작은	둘째	±0.0001°
60°	상트페테르부르크	55.80km	0.930km	15.50 m	5.58m
51° 28° 38° N	그리니치	69.47km	1.120km	19.30m	6.95 m
45°	보르도	78.85km	1.31km	21.90 m	7.89 m
30°	뉴올리언스	96.49km	1.61km	26.80 m	9.65 m
0°	키토	111.3km	1.855km	30.92 m	11.13m

대체 인코딩

다른 여러 자리 숫자와 마찬가지로 위도-경도 쌍도 통신하고 기억하기 어려울 수 있습니다.따라서 GCS 좌표를 영숫자 문자열 또는 단어로 인코딩하기 위한 대체 방식이 개발되었습니다.

라디오 오퍼레이터들에게 인기 있는 메이든헤드 로케이터 시스템
글로벌 군사작전을 위해 개발된 세계지리기준시스템(GEOREF)은 현재의 GARS(Global Area Reference System)로 대체되었습니다.
Google에서 개발하여 공용 도메인에 배포한 위치 코드 또는 "Plus 코드"를 엽니다.
Geohash는 Morton Z-order 곡선에 기반한 퍼블릭 도메인 시스템입니다.
What3words는 GCS 좌표를 3개의 숫자로 나누어 색인화된 사전에서 단어를 검색함으로써 의사 난수 집합으로 인코딩하는 독점 시스템입니다.

「」를 참조해 주세요.

십진도 – 일반적으로 위도 및 경도에 대한 각도 측정
지리적 거리 – 지표면을 따라 측정된 거리
지리정보시스템– 지리데이터를 캡처, 관리 및 표시하는 시스템
Geo URI 스킴
ISO 6709, 좌표에 의한 지리적 점 위치의 표준 표현
선형 참조
기본 방향 – 천체 좌표계
행성 좌표계
- 월계 좌표계
공간 기준 시스템 – 지구상의 위치를 지정하는 시스템

메모들

^ 이 두 사람은 지중해 내에서 정확한 절대 거리를 가지고 있었지만 지구의 둘레를 과소평가하여 그들의 도를 측정한 결과 각각 로도스 섬과 알렉산드리아 섬 사이의 길이가 과장되었다.
^ 위도와 경도의 다른 버전에는 지구의 중심을 기준으로 측정하는 지구 중심 좌표, 타원체로 지구를 모델링하는 지리 좌표, 좌표가 주어진 위치의 수직선에 대해 측정하는 지리 좌표가 포함됩니다.
^ WGS 84는 대부분의 GPS 기기에서 사용되는 기본 기준이지만 다른 기준도 선택할 수 있습니다.

레퍼런스

^ Chang, Kang-tsung (2016). Introduction to Geographic Information Systems (9th ed.). McGraw-Hill. p. 24. ISBN 978-1-259-92964-9.
^ Taylor, Chuck. "Locating a Point On the Earth". Archived from the original on 3 March 2016. Retrieved 4 March 2014.
^ "Using the EPSG geodetic parameter dataset, Guidance Note 7-1". EPSG Geodetic Parameter Dataset. Geomatic Solutions. Retrieved 15 December 2021.
^ 를 클릭합니다McPhail, Cameron (2011), Reconstructing Eratosthenes' Map of the World (PDF), Dunedin: University of Otago, pp. 20–24.
^ 를 클릭합니다Evans, James (1998), The History and Practice of Ancient Astronomy, Oxford, England: Oxford University Press, pp. 102–103, ISBN 9780199874453.
^ Greenwich 2000 Limited (9 June 2011). "The International Meridian Conference". Wwp.millennium-dome.com. Archived from the original on 6 August 2012. Retrieved 31 October 2012.
^ American Society of Civil Engineers (1 January 1994). Glossary of the Mapping Sciences. ASCE Publications. p. 224. ISBN 9780784475706.
^ ^a ^b ^c A guide to coordinate systems in Great Britain (PDF), D00659 v3.6, Ordnance Survey, 2020, retrieved 17 December 2021
^ "WGS 84: EPSG Projection -- Spatial Reference". spatialreference.org. Retrieved 5 May 2020.
^ Bolstad, Paul (2012). GIS Fundamentals (PDF) (5th ed.). Atlas books. p. 102. ISBN 978-0-9717647-3-6.
^ "Making maps compatible with GPS". Government of Ireland 1999. Archived from the original on 21 July 2011. Retrieved 15 April 2008.
^ ^a ^b [1] 지리정보시스템 - Stackexchange

원천

이 문서의 일부는 Linux/KDE용 데스크톱 플라네타리움인 KStars와 함께 배포되는 Jason Harris의 "Astroinfo"에서 나온 것입니다. KDE 교육 프로젝트 - KStars를 참조하십시오.

외부 링크

Wikimedia Commons의 지리 좌표계 관련 매체

[6] 이 두 사람은 지중해 내에서 정확한 절대 거리를 가지고 있었지만 지구의 둘레를 과소평가하여 그들의 도를 측정한 결과 각각 로도스 섬과 알렉산드리아 섬 사이의 길이가 과장되었다.

[8] 위도와 경도의 다른 버전에는 지구의 중심을 기준으로 측정하는 지구 중심 좌표, 타원체로 지구를 모델링하는 지리 좌표, 좌표가 주어진 위치의 수직선에 대해 측정하는 지리 좌표가 포함됩니다.

[12] WGS 84는 대부분의 GPS 기기에서 사용되는 기본 기준이지만 다른 기준도 선택할 수 있습니다.

[chang2016-1] Chang, Kang-tsung (2016). Introduction to Geographic Information Systems (9th ed.). McGraw-Hill. p. 24. ISBN 978-1-259-92964-9.

[Taylor2002-2] Taylor, Chuck. "Locating a Point On the Earth". Archived from the original on 3 March 2016. Retrieved 4 March 2014.

[epsg-3] "Using the EPSG geodetic parameter dataset, Guidance Note 7-1". EPSG Geodetic Parameter Dataset. Geomatic Solutions. Retrieved 15 December 2021.

[4] 를 클릭합니다McPhail, Cameron (2011), Reconstructing Eratosthenes' Map of the World (PDF), Dunedin: University of Otago, pp. 20–24.

[5] 를 클릭합니다Evans, James (1998), The History and Practice of Ancient Astronomy, Oxford, England: Oxford University Press, pp. 102–103, ISBN 9780199874453.

[7] Greenwich 2000 Limited (9 June 2011). "The International Meridian Conference". Wwp.millennium-dome.com. Archived from the original on 6 August 2012. Retrieved 31 October 2012.

[9] American Society of Civil Engineers (1 January 1994). Glossary of the Mapping Sciences. ASCE Publications. p. 224. ISBN 9780784475706.

[OSGB-10] A guide to coordinate systems in Great Britain (PDF), D00659 v3.6, Ordnance Survey, 2020, retrieved 17 December 2021

[11] "WGS 84: EPSG Projection -- Spatial Reference". spatialreference.org. Retrieved 5 May 2020.

[Bolstad-13] Bolstad, Paul (2012). GIS Fundamentals (PDF) (5th ed.). Atlas books. p. 102. ISBN 978-0-9717647-3-6.

[Irish-14] "Making maps compatible with GPS". Government of Ireland 1999. Archived from the original on 21 July 2011. Retrieved 15 April 2008.

[GISS-15] [1] 지리정보시스템 - Stackexchange

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