Perbedaan antara proyeksi dan data?


230

Apa perbedaan antara proyeksi dan data?


2
Docs ESRI memiliki diskusi tentang Sistem Proyeksi Koordinat dan Datum .
Kirk Kuykendall

13
Ini akan menjadi salah satu pertanyaan yang paling banyak dilihat di pertukaran stack ini.
Adam Matan

1
Saya bertanya-tanya apakah ini akan menjadi yang terbaik sebagai wiki komunitas, di mana kita dapat secara kolektif menggulung semua jawaban menjadi satu, gabungan jawaban terbaik. Saya pribadi tidak terlalu menyukai pertanyaan luas di mana jawabannya mudah ditemukan di wikipedia, dll.
JasonBirch

1
Saya pikir seseorang harus menyebutkan perbedaan antara dua interpretasi yang mungkin dari "Proyeksi Peta" - yaitu "Proyeksi CRS", yang mencakup datum dan yang digambarkan oleh wwnick ( gis.stackexchange.com/questions/664/… ) dan "Metode Proyeksi", yang dijelaskan dalam jawaban dev ( gis.stackexchange.com/questions/664/… ).
mkadunc

4
Tidak akan ada jawaban tunggal untuk ini karena "datum" dalam GIS dapat menjadi salah satu dari setidaknya tiga hal yang berbeda misalnya datum geodetik (referensi dari mana pengukuran dilakukan), satu titik referensi (sering permukaan laut seperti dalam "Ordnance Datum survei "= permukaan laut rata-rata di Newlyn di Cornwall, Inggris) dan ellipsoid referensi (yang mungkin merupakan cara sebagian besar orang GIS menggunakan istilah ini. Akhirnya inilah makna keempat demi kelengkapan bertele-tele - datum = singular data (jadi apa pun sepotong informasi adalah datum) :)
MappaGnosis

Jawaban:


183

Sistem koordinat geografis (lat / long) didasarkan pada permukaan sferoid (baik sferis atau ellipsoidal) yang mendekati permukaan bumi. Sebuah datum biasanya mendefinisikan (radius ex untuk bola, sumbu utama dan sumbu minor atau terbalik merata untuk ellipsoid) permukaan dan posisi permukaan relatif terhadap pusat bumi. Contoh datum adalah NAD 1927 , dijelaskan di bawah ini

Ellipsoid        Semimajor axis?          Semiminor axis?   Inverse flattening??
Clarke 1866     6378206.4 m              6356583.8 m             294.978698214

Semua koordinat direferensikan ke datum (bahkan jika itu tidak diketahui). Jika Anda melihat data dalam sistem koordinat geografis, seperti GCS_North_American_1927, itu tidak diproyeksikan dan dalam Lat / Long, dan dalam hal ini, dirujuk ke datum NAD 1927.

Sebuah Proyeksi adalah serangkaian transformasi yang mengkonversi lokasi titik-titik pada permukaan melengkung (permukaan referensi atau datum) untuk lokasi di pesawat datar (yaitu transformasi koordinat dari satu sistem koordinat referensi yang lain).

Datum adalah bagian integral dari proyeksi, karena sistem terkoordinasi yang diproyeksikan didasarkan pada koordinat geografis, yang pada gilirannya dirujuk ke datum. Dimungkinkan, dan bahkan umum untuk dataset berada dalam proyeksi yang sama, tetapi dirujuk ke datum yang berbeda, dan karena itu memiliki nilai koordinat yang berbeda. Sebagai contoh, sistem koordinat State Plane dapat dirujuk ke data NAD83 dan NAD27. Transformasi dari koordinat geografis ke koordinat yang diproyeksikan adalah sama, tetapi karena koordinat geografis berbeda tergantung pada datum, koordinat yang diproyeksikan juga akan berbeda.

Juga, memproyeksikan data dapat menghasilkan konversi datum juga, misalnya, memproyeksikan data NAD_1927 ke Web Mercator akan memerlukan pergeseran datum ke WGS 84. Demikian pula, dimungkinkan untuk mengkonversi data dari satu datum ke yang lain tanpa memproyeksikannya, seperti halnya dengan yang NGS ini NADCON utilitas , yang dapat menggeser koordinat dari NAD27 ke NAD83.

Contoh koordinat titik yang dirujuk ke datum yang berbeda

Koordinat direferensikan ke NAD_1927_CGQ77

19.048667  26.666038 Decimal Degrees
Spheroid: Clarke_1866
Semimajor Axis: 6378206.4000000004
Semiminor Axis: 6356583.7999989809

Poin yang sama dirujuk ke NAD_1983_CSRS

19.048248  26.666876 Decimal Degrees
Spheroid: GRS_1980
Semimajor Axis: 6378137.0000000000
Semiminor Axis: 6356752.3141403561

3
Mungkinkah ini wikied komunitas, sehingga kami dapat membuatnya kanonik?
fmark

ide bagus, sudah selesai.
wwnick

2
Jawaban ini sepertinya agak menyesatkan bagi saya. Ini menunjukkan bahwa datum adalah GCS. "Datum, yaitu sistem koordinat geografis ..." Datum digunakan untuk referensi koordinat (baik geografis maupun yang diproyeksikan) di luar angkasa. Lihat penjelasan saya di bawah ini.
SoilSciGuy

3
Hanya sebuah komentar kecil di baris pertama "Datums, yaitu sistem koordinat geografis". Kedengarannya seperti Datum adalah sistem koordinat geografis. Bukan itu masalahnya. Datum adalah bagian dari model ellipsoidal earth sederhana. Sistem koordinat geografis menggunakan datum sebagai bagian dari definisi itu. Tetapi begitu juga sistem koordinat geosentris dan yang diproyeksikan.
dotMorten

dotMorten, Anda benar. jawaban ini sekarang adalah wiki komunitas dan telah melihat beberapa pengeditan, akan diperbaiki.
wwnick

108

Anda jelas akan mendapatkan jawaban yang lebih baik dari buku teks, tetapi di sini ada penjelasan sederhana:

Proyeksi Peta: Ini adalah metode untuk mewakili permukaan bulat atau melengkung pada bidang datar.

Datum: Ini adalah referensi atau asal berdasarkan pengukuran yang dilakukan.


3
Saya baru saja mengembalikan jawaban ini ke aslinya. Sebuah pengeditan yang diajukan dan diajukan mengatakan bahwa definisi ini dikutip dari entri wikipedia. Mereka tidak.
mkennedy

1
@kenkeny Terima kasih. Dan bahkan jika mereka persis sama, mengingat bahwa lebih dari tiga tahun telah berlalu sejak ini diposting, kita perlu memeriksa ulang apakah entri Wikipedia sebenarnya bukan kutipan dari sini !
whuber

@kenkeny: Terima kasih telah mengembalikan hasil edit. Pengguna yang sama sebelumnya pada hari itu menyarankan hal yang sama, & saya juga telah menolaknya, karena ini bukan dari wikipedia.
Devdatta Tengshe

95

Setelah bergumul dengan pertanyaan ini sepuluh tahun yang lalu, dan menemukan banyak hal membingungkan yang ditulis tentang topik tersebut, saya menerbitkan sebuah artikel singkat di Direction Magazine yang menyajikan jawaban sesederhana, sejelas, dan seakurat mungkin. Berikut ini kutipan dari artikel itu.

Memproyeksikan ulang fitur geografis

Dua hal harus terjadi ketika Anda menggambar peta: fitur di dunia nyata harus "di-georeferensi" menjadi spheroid dan spheroid harus diproyeksikan ke atas kertas.

masukkan deskripsi gambar di sini

The spheroid model bentuk permukaan bumi. Ini adalah idealisasi yang tidak memperhitungkan perubahan lokal dalam topografi.

Georeferencing menetapkan lokasi (dalam tiga dimensi!) Ke titik-titik pada sebuah bola bulat.

Memproyeksikan adalah operasi yang secara matematis mendistorsi dan menyusutkan sebagian spheroid ke kertas datar. Proyeksi dapat dibatalkan ("terbalik"). "Unprojection" memperluas fitur pada peta dan memplesternya kembali ke spheroid. Ini juga merupakan operasi matematika.

Georeferensi dilakukan dengan datum . Datum biasanya diberikan oleh titik awal dan arah: itu menentukan di mana titik yang dapat diidentifikasi dengan jelas di bumi (titik dasar) akan muncul di spheroid dan itu menunjukkan di mana arah basis, seperti utara, menunjuk pada spheroid di dasar titik. Titik dasar dan arah memungkinkan surveyor untuk menentukan jarak dan sudut titik lain di bumi. Bergerak dalam arah yang sesuai pada spheroid untuk jarak yang sama menentukan kemana titik baru harus menuju spheroid.

Spheroids memiliki koordinat . Mereka lintang dan bujur. Lintang (Geodetik) adalah sudut yang dibuat oleh garis vertikal ke horizontal. Ini tidak harus sudut yang sama dibuat oleh "lurus ke atas," karena yang terakhir terdistorsi oleh variasi gravitasi di bumi. Itu belum tentu sudut dibuat oleh garis ke pusat bumi, karena sebagian besar spheroids memiliki penampang elips, bukan yang melingkar.

Oleh karena itu, georeferensi memberlakukan titik dekat bumi dengan koordinat lintang, bujur, dan tinggi.

(Bagian berikutnya membahas Perubahan datum, Bagaimana menghubungkan dua peta, Cara yang salah untuk melakukannya, dan Amerika Utara adalah kasus khusus.)


Bill terima kasih. Sangat menyenangkan melihat subjek yang sulit ini diilustrasikan serta dijelaskan. (Senang bertemu Anda di sini juga, selamat datang!)
matt wilkie

Terima kasih, Matt. Selalu menarik untuk menemukan komunitas GIS baru.
whuber

2
@Alex Setelah mendapatkan lebih banyak pengalaman dengan situs ini saya menyadari bahwa Anda benar. Saya menambahkan kutipan. Terima kasih atas sarannya.
whuber

1
Visualisasi yang sangat bagus.
Nikos Alexandris

3
Tautan lain di mana artikel ini masih ada cals.arizona.edu/art/kb/reproj/huber.html
sys49152

41

Jawaban wwnick benar, tetapi agak menyesatkan dalam arti menekankan parameter ellipsoid dan IMO mengecilkan pentingnya 'posisi permukaan relatif terhadap pusat bumi' - contoh NAD 1927 perlu menyebutkan bahwa geodetik "center" dari NAD27 adalah stasiun pangkalan di Meades Ranch di Kansas.

Seseorang dapat memiliki (dan sering itu yang terjadi, terutama dengan meningkatnya popularitas ellipsoid WGS84 / GRS80) beberapa datum berbeda berdasarkan parameter ellipsoid yang sama persis. Alasan untuk ini adalah bahwa sementara datum WGS 84 OK secara global karena permukaannya diatur untuk memberikan pergeseran rata-rata minimal karena gerakan tektonik di seluruh dunia, ada ruang untuk perbaikan pada skala lokal, di mana referensi dapat diperbaiki untuk beberapa lokal titik referensi atau setidaknya ke lempeng tektonik lokal (misalnya ETRS, yang dipasang ke benua Eropa)

Orang bisa menjelaskan datum hanya sebagai "kesepakatan tentang jenis sistem koordinat, bentuk dan posisi absolut dan orientasi relatif terhadap beberapa referensi dunia nyata yang terkenal atau terdefinisi dengan baik". Sistem koordinat bahkan tidak harus ellipsoidal (mis. Datum vertikal, yang biasanya didefinisikan dengan mengatakan bahwa ketinggian beberapa titik tetap adalah seperti itu, dan semua ketinggian lainnya akan diukur relatif terhadap titik ini).


1
Berikut ini tautan ke jawaban wwnick seandainya jawaban Anda tidak selalu "di atas": gis.stackexchange.com/questions/664/…
Tim Schaub

+1 Poin-poin ini perlu digabungkan ke dalam jawaban utama? Ini adalah info yang saya cari, dan bagus untuk melihat Google menunjuk saya di sini ketika mencari definisi datum yang baik.
Simon

20

Proyeksi geografis adalah cara untuk menunjukkan permukaan bumi yang melengkung pada permukaan datar seperti selembar kertas ...

Dari dokumentasi pengguna Manifold :

Bumi bukanlah ellipsoid yang tepat. Faktanya, karena Bumi adalah ellipsoid "kental" seperti itu, ellipsoid halus tidak akan memberikan permukaan referensi yang sempurna untuk seluruh Bumi. Solusi praktis untuk ini adalah mengukur bentuk Bumi di berbagai wilayah dan kemudian membuat ellipsoid referensi yang berbeda yang digunakan untuk memetakan berbagai wilayah di Bumi. Sebuah datum adalah referensi ellipsoid bersama-sama dengan offset dari pusat bumi. Dengan menentukan offset yang berbeda, Anda dapat menggunakan ellipsoid standar yang sama di banyak wilayah berbeda di Bumi. Negara yang berbeda sering menggunakan ellipsoid yang sama tetapi dengan offset yang berbeda untuk peta pemerintah standar di negara-negara tersebut.


1
Re: "Datum adalah ellipsoid referensi bersama dengan offset dari pusat Bumi." Agar lengkap, itu mungkin juga termasuk kemiringan sumbu ellipsoid dan faktor skala. Koordinat geografis (lintang dan bujur) dapat dimatikan oleh ratusan meter jika Anda menggunakan datum yang salah. Saya memiliki ikhtisar yang berorientasi pada ArcGIS mengenai proyeksi dan data di sini: ats.amherst.edu/software/gis/mapping_coordinate_data
Andy

16

Pikirkan proyeksi seperti melihat lokasi Anda di pesawat X / Y. Datum mendefinisikan titik referensi dari mana semua pengukuran dilakukan. Katakanlah Anda berada di suatu tempat dan perlu memberi tahu lokasi Anda kepada seseorang. Anda akan berkata, saya panjang X dan Y panjang. X dan Y ini bersifat deterministik karena dirujuk dari Datum. Orang lain sekarang tahu bahwa Anda X-lat dan Y-Long jauh dari Datum. Jika Anda seorang pemula, jangan terlalu berkonsentrasi pada karakteristik Datum. Hanya ingat bahwa ini adalah lokasi dari mana semua pengukuran dilakukan.


13

Saya menulis artikel mendalam tentang hal ini di blog saya di sini: http://www.sharpgis.net/post/2007/05/05/Spatial-references2c-coordinate-systems2c-projections2c-datums2c-ellipsoids-e28093-confusing

Ini mencakup semua konsep ini dengan mudah-mudahan mudah dimengerti, dan telah ditinjau oleh beberapa pihak.

Ringkasnya: Datum adalah definisi ukuran, orientasi dan posisi ellipsoid yang digunakan sebagai perkiraan bentuk bumi. Ia menggunakan titik referensi di permukaan untuk menentukan penempatan dan orientasinya, berdasarkan tanggal (itulah sebabnya angka ada di sana untuk tahun yang ditentukan untuk menjelaskan pergerakan lempeng tektonik). Datum digunakan dalam sistem koordinat bola panjang / lat dan proyeksi. Anggap saja sebagai titik referensi untuk koordinat dan ketinggian ellipsoidal Anda (yaitu di mana primemeridian, khatulistiwa, dan berapa tinggi relatif terhadap ellipsoid yang bukan permukaan laut rata-rata). Datum yang berbeda digunakan di tempat yang berbeda karena beberapa cocok beberapa daerah lebih baik daripada yang lain.

Proyeksi adalah rumus yang digunakan untuk mengubah koordinat panjang / lat menjadi sistem koordinat datar yang dapat Anda gunakan di atas kertas atau layar komputer. Biasanya dilakukan dari sistem koordinat geografis, yang pada gilirannya menggunakan datum sebagai definisi dasarnya. Jadi datum mempengaruhi semuanya. Memproyeksikan data menciptakan banyak distorsi dari dunia nyata, jadi itu seharusnya hanya dilakukan ketika meletakkan data peta Anda pada peta datar, atau Anda ingin bekerja dalam sistem koordinat "sederhana" dan dapat hidup dengan distorsi.

Menggunakan datum yang salah dapat menyebabkan data Anda diimbangi hingga sekitar satu mil, jadi cukup penting untuk mengetahui datum jika Anda mencampur data bersama.


11

Ini tidak akan bersaing dengan jawaban wwnicks dan tidak ketat, tetapi visualisasi yang saya sajikan kepada orang-orang, ketika ditanya, adalah hubungan antara string yang terhubung ke bola. Mengubah proyeksi seringkali seperti memindahkan ujung tali yang 'longgar', tetapi masih terhubung ke titik yang sama pada bola. Mengubah datum seperti mengubah lokasi bola. Ini mungkin membantu tipe visual tersebut.


10

Singkatnya, proyeksi digunakan untuk 'meratakan' bentuk ellipsoidal bumi ke sistem koordinat persegi panjang (misalnya, peta). Datum adalah titik khusus yang diketahui atau di Bumi yang digunakan untuk referensi. Proyeksi menggunakan datum sebagai titik referensi, lokasinya di Bumi.

Dalam GIS, ada dua jenis "sistem koordinat": Sistem Koordinat Geografis (lintang dan bujur) dan Sistem Koordinat yang Diproyeksikan (X dan Y). Baik sistem koordinat geografis maupun sistem koordinat yang diproyeksikan menggunakan datum untuk referensi.

  • Sistem koordinat geografis tidak diproyeksikan (tidak datar), mereka berada di lintang dan bujur. Pikirkan globe bulat, bukan peta datar.

  • Sistem koordinat yang diproyeksikan di sisi lain "datar" - tetapi masih membutuhkan titik acuan (datum) untuk menentukan lokasi di ruang angkasa.

Dengan kata lain, datum digunakan untuk menentukan titik asal di Bumi dengan merujuk titik pusat di dalam 'model' Bumi.


10

Kita harus ingat bumi bukanlah bola sederhana, jika memang itu, kita membutuhkan satu datum "= Satu sistem perhitungan untuk menemukan titik di bumi", bumi lebih ellipsoid, tetapi tidak persis. Bumi adalah geoid astronomi tanpa bentuk biasa, jadi kita mungkin memiliki banyak cara untuk menghitung koordinasi suatu titik dalam objek 3D yang tidak beraturan ini, dengan banyak pendapat dan konsep, masing-masing adalah datum.

ICSM ini Dasar-dasar halaman Pemetaan pada Datum 1 - Dasar-dasar dapat dikunjungi untuk informasi lebih lanjut.


7

Hanya komentar pada diagram yang mencoba mengilustrasikan proyeksi dari sebuah bola. Alih-alih apa yang diilustrasikan, bayangkan sumber cahaya di pusat bola. Bayangan poligon "diproyeksikan" pada selembar kertas datar di luar bola pada dasarnya adalah sejenis proyeksi. Bagiku diagram menyiratkan proyeksi seperti permukaan yang dipantulkan yang merupakan cara yang salah untuk memvisualisasikan apa yang terjadi.

Juga, setidaknya di dunia ESRI, georeferensi tidak menerapkan titik ke bola. Georeferencing menugaskan sistem koordinat planar (yang diproyeksikan) yang dikenal untuk dataset raster atau vektor yang berasal dari operasi pemindaian atau digitalisasi di mana sistem koordinat 'lokal' pertama kali diterapkan. "Lokal" dalam hal ini berarti koordinat dibuat tanpa referensi ke sistem koordinat dunia nyata. Artinya, peta mungkin awalnya didigitalkan tangan di mana orang tersebut memutuskan koordinat kiri bawah peta memiliki nilai XY (0,0). Georeferencing adalah proses menugaskan satu set dunia nyata (diproyeksikan) koordinat ke aslinya. Jika proses ini diterapkan pada foto atau peta yang dipindai maka proses georeferensi sering akan membelokkan gambar asli agar sesuai dengan set poin referensi yang telah ditugaskan koordinat planar dunia nyata. "Warping georeferensi" ini tidak sama dengan distorsi yang dibuat ketika memproyeksikan dari bola ke pesawat. "Georeference warping" adalah tentang memperbaiki distorsi yang dihasilkan oleh kamera atau pemindai. Ketika memproyeksikan fitur dari permukaan bola ke permukaan planar selalu ada distorsi yang dibuat dalam jarak, luas, skala, dan bantalan. Anda memilih proyeksi untuk meminimalkan satu atau lebih distorsi ini, tergantung pada tujuan peta. tidak sama dengan distorsi yang dibuat ketika memproyeksikan dari bola ke pesawat. "Georeference warping" adalah tentang memperbaiki distorsi yang dihasilkan oleh kamera atau pemindai. Ketika memproyeksikan fitur dari permukaan bola ke permukaan planar selalu ada distorsi yang dibuat dalam jarak, luas, skala, dan bantalan. Anda memilih proyeksi untuk meminimalkan satu atau lebih distorsi ini, tergantung pada tujuan peta. tidak sama dengan distorsi yang dibuat ketika memproyeksikan dari bola ke pesawat. "Georeference warping" adalah tentang memperbaiki distorsi yang dihasilkan oleh kamera atau pemindai. Ketika memproyeksikan fitur dari permukaan bola ke permukaan planar selalu ada distorsi yang dibuat dalam jarak, luas, skala, dan bantalan. Anda memilih proyeksi untuk meminimalkan satu atau lebih distorsi ini, tergantung pada tujuan peta.

Mengenai string pada ilustrasi bola dan mengubah datum, daripada string saya akan menggunakan pensil dengan berbagai panjang yang mulai dari titik di bola dan berakhir di selembar kertas datar. Ujung luar pensil mewakili titik yang diproyeksikan. Dalam arti tertentu, mengubah sistem koordinat geografis (datum untuk diskusi ini) adalah analog dengan memutar bola pada satu sumbu lagi ke posisi baru. Konsep ini hanya berfungsi untuk daerah terpencil di bumi. Itu untuk NAD27 ke WGS84 itu berlaku cukup baik untuk 48 negara bagian Amerika Serikat yang berdekatan tetapi tidak untuk Kanada atau Alaska. Untuk area tersebut Anda harus memperbaiki datum NAD 27 terlebih dahulu dan kemudian membuat NAD7 ke WGS84 bergerak. Sedangkan untuk NAD83 hingga WGS84 konsep ini bekerja untuk sebagian besar Amerika Utara.

Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.
Judi bola