Проецирование и географические преобразования

О географических преобразованиях

Географическая система координат привязана к земной поверхности определенным образом, в связи с чем, одно и то же место на Земле будет иметь разные значения координат в разных СК. Отображение данных в системе координат проекции еще больше увеличивает различия координат объектов в разных СК, которые могут колебаться от нескольких сантиметров до сотен метров.

Поэтому, если мы работаем с наборами данных в разных СК или исходная СК отличается от СК карты, необходимо выполнить географическое преобразование.

При работе в ГИС с пространственными данными, для корректного отображения их местоположения на электронных картах часто требуется преобразовать или проецировать эти данные на лету. Например, когда электронная карта должна отображаться в открытой, общедоступной системе координат и корректно отображать местоположение ваших данных, а данные хранятся:

• в разных системах координат, например порталы пространственных данных (РППД)
• в государственной геодезической системе координат (ГСК, которая является секретной СК)
• в местной системе координат (МСК) с открытыми параметрами (РГИС, кадастр)
• в условной системе координат (УСК)

Географическое преобразование в CoGIS

ГИС-сервер CoGIS позволяет на лету выполнять проецирование данных с географическим преобразованием. Географическая система координат, ее проекция и параметры географического преобразования задаются в формате PROJ.4 в проекте QGIS, на основе которого публикуется картографический сервис.

На карте демонстрируется один из типичных примеров, когда у исходных данных и данных карты разные системы координат. В нашем случае класс пространственных объектов земельных участков в системе координат Pulkovo 42, а базовая карта - в системе координат WGS 84. Для того, чтобы данные о земельных участках корректно отображались на карте, необходимо выполнить процедуру географического преобразования.

Преобразование в CoGIS используется не только при отрисовке объектов, но и при их идентификации на карте, так как для отображения информации о координатах участков потребуется обратное преобразование из WGS 84 в Pulkovo 42.

Входная и выходная СК с параметрами преобразования задаются в свойствах проекта QGIS на вкладке «Система координат». Параметры преобразования задаются в формате PROJ.4

Если две СК не имеют подходящих методов преобразования, иногда возможен вариант выполнения преобразования через третью систему координат, в нашем примере используется преобразование Pulkovo 42 -> PZ 90 -> WGS 84.

Рассмотрим два разных географических преобразования системы координат на примере слоев Трансформация 4 и Трансформация 1 в демонстрационном картографическом приложении «Проецирование и географические преобразования». Используемые параметры для географического преобразования можно посмотреть в описании карты.

Трансформация 1:

Inverse of Gauss-Kruger CM 45E + Pulkovo 1942 to WGS 84 (16)

Scope: Accuracy 4.5 metres.
Remarks: Derived via PZ-90 at 30 stations throughout USSR (Former Soviet Union, FSU) through concatenation of Pulkovo 1942 to PZ-90 (1) (tfm code 15844) and PZ-90 to WGS 84 (1) (tfm code 15843).

Area of use: World - N hemisphere - 42°E to 48°E, Europe - FSU onshore

Identifiers: INVERSE(EPSG):16308, EPSG:15865

+proj=pipeline +step +inv +proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=45 +k=1 +x_0=500000 +y_0=0 +ellps=krass +step +proj=push +v_3 +step +proj=cart +ellps=krass +step +proj=helmert +x=25 +y=-141 +z=-78.5 +rx=0 +ry=-0.35 +rz=-0.736 +s=0 +convention=coordinate_frame +step +inv +proj=cart +ellps=WGS84 +step +proj=pop +v_3 +step +proj=unitconvert +xy_in=rad +xy_out=deg

В слое Трансформация 4 используется упрощённое преобразование по трем параметрам, с линейным сдвигом (dx, dy, dz). По результатам проецирования данные имеют большое смещение относительно объектов базовой карты.

В слое Трансформация 1 использует метод, основанный на семи параметрах. Более сложное и точное преобразование возможно выполнить, если к преобразованию с линейным сдвигом (dx, dy, dz) добавить четыре дополнительных параметра, три угловых поворота вокруг каждой оси (rx, ry, rz) и коэффициент масштаба. В результате, мы видим, что данные после трансформации имеют меньший сдвиг относительно объектов базовой карты, чем при преобразовании в слое Трансформация 4.

Кроме возможности определения СК, параметров преобразования, трансформации на лету, карта демонстрирует возможности ГИС-сервера при пересчете координат и отрисовке карты с земельными участками и объектами капитального строительства после преобразования системы координат.