Différence entre projection et datum?

Quelle est la différence entre une projection et une donnée?

Les systèmes de coordonnées géographiques (lat / long) sont basés sur une surface sphéroïdale (véritablement sphérique ou ellipsoïdale) qui se rapproche de la surface de la Terre. Une donnée définit typiquement la surface (ex: rayon pour une sphère, grand axe et petit axe ou aplatissement inverse pour un ellipsoïde) et la position de la surface par rapport au centre de la Terre. Un exemple de donnée est NAD 1927 , décrit ci-dessous

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

Toutes les coordonnées sont référencées à une donnée (même si elle est inconnue). Si vous voyez des données dans un système de coordonnées géographiques, tel que GCS_North_American_1927, elles ne sont pas projetées et sont en lat / long et, dans ce cas, référencées au datum NAD 1927.

Une projection est une série de transformations qui convertissent l'emplacement de points sur une surface courbe (la surface de référence ou le point de référence) en emplacements sur un plan plat (c.-à-d. Transforme les coordonnées d'un système de référence en coordonnées).

La donnée fait partie intégrante de la projection, car les systèmes coordonnés projetés sont basés sur des coordonnées géographiques, qui sont à leur tour référencées à une donnée. Il est possible, et même commun, que des jeux de données fassent partie de la même projection, mais soient référencés à des datums différents et aient donc des valeurs de coordonnées différentes. Par exemple, les systèmes de coordonnées du plan d'état peuvent être référencés aux datums NAD83 et NAD27. Les transformations des coordonnées géographiques aux coordonnées projetées sont les mêmes, mais comme les coordonnées géographiques diffèrent en fonction du datum, les coordonnées projetées résultantes seront également différentes.

De plus, la projection de données peut également entraîner une conversion de référence. Par exemple, projeter des données NAD_1927 sur Web Mercator nécessitera un transfert de donnée vers WGS 84. De la même manière, il est possible de convertir des données d’une donnée à une autre sans les projeter. l' utilitaire NADCON de NGS , qui peut déplacer les coordonnées de NAD27 à NAD83.

Exemple de coordonnées d'un point référencé à différents datums

Coordonnées référencées à NAD_1927_CGQ77

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

Même point référencé à NAD_1983_CSRS

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

Vous obtiendrez évidemment de meilleures réponses dans les manuels, mais voici une explication simple:

Projection cartographique: Il s'agit d'une méthode permettant de représenter une surface sphérique ou courbe sur un plan plat.

Datum: C'est la référence ou l'origine en fonction de laquelle les mesures sont effectuées.

Après avoir lutté avec cette question il y a dix ans et après avoir trouvé beaucoup de choses confuses sur le sujet, j'ai publié un bref article dans le magazine Directions qui donnait une réponse aussi simple, claire et précise que possible. Ce qui suit est extrait de cet article.

Reprojeter des entités géographiques

Lorsque vous tracez une carte, deux choses doivent se produire: les entités du monde réel doivent être "géoréférencées" par un sphéroïde et le sphéroïde doit être projeté sur le papier.

Le sphéroïde modélise la forme de la surface de la terre. C’est une idéalisation qui ne tient pas compte des changements locaux de la topographie.

Le géoréférencement attribue des emplacements (en trois dimensions!) À des points situés sur un sphéroïde.

La projection est une opération qui déforme et rétrécit mathématiquement une partie du sphéroïde sur du papier plat. La projection peut être annulée ("inversée"). "Unprojection" développe une fonction sur une carte et la redéfinit sur le sphéroïde. Il s'agit également d'une opération mathématique.

Le géoréférencement se fait avec une donnée . Une donnée est généralement donnée par un point de départ et une direction: elle spécifie l'endroit où un point clairement identifiable sur la terre (le point de base) doit apparaître sur le sphéroïde et elle indique où une direction de base, telle que le nord, pointe sur le sphéroïde à la base. point. Le point de base et la direction permettent aux géomètres de déterminer la distance et l'angle de tout autre point de la terre. Le déplacement dans la direction correspondante sur le sphéroïde pour la même distance détermine l'endroit où le nouveau point doit aller sur le sphéroïde.

Les sphéroïdes ont des coordonnées . Ils sont la latitude et la longitude. La latitude (géodésique) est l'angle formé par une ligne verticale avec l'horizontale. Ce n’est pas nécessairement le même angle créé par «droit vers le haut», car ce dernier est déformé par la variation gravitationnelle sur la Terre. Ce n’est pas nécessairement l’angle formé par une ligne au centre de la Terre, car la plupart des sphéroïdes ont une section transversale elliptique et non circulaire.

Par conséquent, le géoréférencement dote les points situés près de la Terre de coordonnées de latitude, de longitude et de hauteur.

(Les sections suivantes traitent du changement de référence, de la relation entre deux cartes, de la mauvaise façon de procéder et de l'Amérique du Nord comme cas particulier.)

La réponse de wwnick est correcte, mais elle est un peu trompeuse en ce sens qu'elle met l'accent sur les paramètres ellipsoïdes et que l'OMI minimise l'importance de la "position de la surface par rapport au centre de la terre" - l'exemple de NAD 1927 doit mentionner que "centre" de NAD27 est une station de base à Meades Ranch au Kansas.

On pourrait avoir (et c'est souvent le cas, en particulier avec la popularité croissante de l'ellipsoïde WGS84 / GRS80) plusieurs datums différents basés sur les mêmes paramètres ellipsoïdes. La raison en est que, si le datum WGS 84 est globalement correct, car sa surface est censée fournir des décalages moyens minimaux en raison de mouvements tectoniques à travers le monde, il existe une marge d’amélioration à l’échelle locale, où la référence peut être fixée à un niveau local. point de référence ou au moins à la plaque tectonique locale (par exemple, ETRS, qui est fixé à l'Europe continentale)

On pourrait expliquer la donnée simplement comme "un accord sur le type de système de coordonnées, sa forme, sa position absolue et son orientation par rapport à une référence bien connue ou bien définie du monde réel". Le système de coordonnées n'a même pas besoin d'être ellipsoïdal (par exemple, le système de référence vertical, qui est généralement défini comme indiquant la hauteur d'un point fixe, et toutes les autres hauteurs seront mesurées par rapport à ce point).

Les projections géographiques sont un moyen de montrer la surface courbe de la Terre sur une surface plane comme un morceau de papier ...

Dans la documentation utilisateur Manifold :

La Terre n'est pas un ellipsoïde exact. En fait, étant donné que la Terre est un ellipsoïde "grumeleux", aucun ellipsoïde lisse et lisse ne fournira une surface de référence parfaite pour la Terre entière. La solution pratique consiste à mesurer la forme de la Terre dans différentes zones, puis à créer différents ellipsoïdes de référence utilisés pour cartographier différentes régions de la Terre. Une donnée est un ellipsoïde de référence avec un décalage par rapport au centre de la Terre. En spécifiant différents décalages, vous pouvez utiliser les mêmes ellipsoïdes standard dans de nombreuses régions différentes de la Terre. Différents pays utiliseront souvent le même ellipsoïde, mais avec des compensations différentes pour les cartes gouvernementales standard dans ces pays.

Pensez à la projection comme à la visualisation de votre position sur le plan X / Y. Datum définit le point de référence à partir duquel toutes les mesures ont été effectuées. Supposons que vous vous trouviez quelque part et que vous deviez indiquer votre position à quelqu'un. Vous diriez, je suis X lat et Y long. Ce X et Y sont déterministes car ils sont référés à partir du Datum. L'autre personne sait maintenant que vous êtes X-lat et Y-Long loin de Datum. Si vous êtes un débutant, ne vous concentrez pas trop sur les caractéristiques de Datum. Rappelez-vous simplement que c’est l’emplacement à partir duquel toutes les mesures sont effectuées.

J'ai écrit un article détaillé à ce sujet sur mon blog ici: http://www.sharpgis.net/post/2007/05/05/Spatial-references2c-coordinate-systems2c-projections2c-datums2c-ellipsoids-e28093-confusing

Il couvre tous ces concepts d'une manière, espérons-le, facile à comprendre, et a été examiné par plusieurs pairs.

Pour résumer: Une donnée est une définition de la taille, de l'orientation et de la position d'un ellipsoïde utilisé comme approximation de la forme de la Terre. Il utilise des points de référence sur la surface pour définir son emplacement et son orientation, en fonction d'une date (c'est pourquoi un nombre est indiqué ici pour l'année où il a été défini pour tenir compte des mouvements de la plaque tectonique). Les datums sont utilisés dans les systèmes de coordonnées sphériques long / lat et projetés. Considérez-le comme un point de référence pour vos coordonnées et vos hauteurs ellipsoïdales (c’est-à-dire où se trouve le primemeridien, l’équateur et quelle est la hauteur par rapport à l’ellipsoïde qui n’est pas le niveau moyen de la mer). Différents datums sont utilisés à différents endroits, car certains correspondent mieux à d’autres.

Une projection est une formule utilisée pour convertir les coordonnées long / lat en un système de coordonnées plat que vous pouvez utiliser sur du papier ou un écran d’ordinateur. Cela se fait généralement à partir d'un système de coordonnées géographiques, qui utilise à son tour un datum comme définition de base. Donc, la donnée affecte tout cela. La projection de données crée beaucoup de distorsions dans le monde réel. Vous ne devriez donc le faire que lorsque vous placez vos données cartographiques sur une carte plate. Sinon, vous souhaitez travailler dans un système de coordonnées "plus simple" et pouvoir supporter les distorsions.

Si vous utilisez un mauvais datum, vos données risquent d'être décalées d'un kilomètre environ. Il est donc très important de connaître le datum si vous mélangez des données.

Cela ne sera pas en concurrence avec wwnicks answer et pas rigoureux, mais la visualisation que je présente aux gens, quand on le lui demande, est la relation entre une corde reliée à une balle. Changer de projection équivaut souvent à déplacer l'extrémité "libre" de la corde, mais toujours connectée au même point de la balle. Changer les données, c'est comme changer l'emplacement de la balle. Cela pourrait aider ces types visuels.

En bref, une projection est utilisée pour «aplatir» la forme ellipsoïdale de la terre en système de coordonnées rectangulaire (par exemple, une carte). Une donnée est un point spécifique et connu sur ou dans la Terre utilisé comme référence. Une projection utilise le datum comme point de référence, son emplacement sur Terre.

Dans les SIG, il existe deux types de "systèmes de coordonnées": le système de coordonnées géographiques (latitude et longitude) et le système de coordonnées projetées (X et Y). Les systèmes de coordonnées géographiques et les systèmes de coordonnées projetées utilisent un datum pour référence.

• Un système de coordonnées géographiques n'est pas projeté (non plat), ils sont en latitude et en longitude. Pensez à un globe rond, pas à une carte plane.

• Les systèmes de coordonnées projetés sont en revanche "plats" - mais nécessitent toujours un point de référence (datum) pour définir les emplacements dans l'espace.

En d'autres termes, la donnée est utilisée pour déterminer le point d'origine sur Terre en référençant un point central à l'intérieur d'un "modèle" de la Terre.

Rappelons-nous que la Terre n’est pas une simple sphère. Si c’était le cas, nous avons besoin d’un datum "= Un système de calcul pour trouver un point sur la Terre", la Terre est plus ellipsoïde, mais pas exactement. La Terre étant un géoïde astronomique sans forme régulière, nous pouvons avoir plusieurs façons de calculer la coordination d'un point dans cet objet 3D irrégulier, avec de nombreuses opinions et concepts, chacun étant une donnée.

La page Principes de base de la cartographie de l' ICSM sur les systèmes de référence 1 - Principes de base peut être consultée pour plus d'informations.

Juste un commentaire sur le diagramme qui tente d’illustrer une projection à partir d’une sphère. Plutôt que ce qui est illustré, imaginez une source de lumière au centre de la sphère. L'ombre du polygone "projeté" sur un morceau de papier plat en dehors de la sphère est essentiellement un type de projection. Pour moi, le diagramme implique qu'une projection est comme une surface réfléchie, ce qui est une façon incorrecte de visualiser ce qui se passe.

En outre, du moins dans le monde ESRI, le géoréférencement n’applique pas de points à une sphère. Le géoréférencement consiste à affecter un système de coordonnées planaires connues (projetées) à un jeu de données raster ou vectoriel issu d'une opération de numérisation ou de numérisation dans laquelle un système de coordonnées "local" a été appliqué pour la première fois. "Local" dans ce cas signifie simplement que les coordonnées ont été constituées sans référence à un système de coordonnées du monde réel. C'est-à-dire qu'une carte peut avoir été numérisée à la main à l'origine, lorsque la personne a décidé que la coordonnée inférieure gauche de la carte avait une valeur XY de (0,0). Le géoréférencement est le processus d'attribution d'un ensemble de coordonnées du monde réel (projetées) à l'original. Si ce processus est appliqué à une photographie ou à une carte numérisée, le processus de géoréférencement déformera souvent l'image d'origine pour l'adapter à l'ensemble des points de référence auxquels des coordonnées planaires du monde réel ont été attribuées. Cette "déformation géoréférentielle" n’est pas la même chose que les déformations créées lors de la projection d’une sphère sur un plan. La "déformation géoréférentielle" consiste à corriger les distorsions produites par l'appareil photo ou le scanner. Lors de la projection d'une entité d'une surface sphérique sur une surface plane, une distorsion est toujours créée en termes de distance, de surface, d'échelle et de relèvement. Vous choisissez une projection pour minimiser une ou plusieurs de ces distorsions, en fonction de la destination de la carte. n'est pas la même chose que les distorsions créées lors de la projection d'une sphère sur un plan. La "déformation géoréférentielle" consiste à corriger les distorsions générées par l'appareil photo ou le scanner. Lors de la projection d'une entité d'une surface sphérique sur une surface plane, une distorsion est toujours créée en termes de distance, de surface, d'échelle et de relèvement. Vous choisissez une projection pour minimiser une ou plusieurs de ces distorsions, en fonction de l'objectif de la carte. n'est pas la même chose que les distorsions créées lors de la projection d'une sphère sur un plan. La "déformation géoréférentielle" consiste à corriger les distorsions produites par l'appareil photo ou le scanner. Lors de la projection d'une entité d'une surface sphérique sur une surface plane, une distorsion est toujours créée en termes de distance, de surface, d'échelle et de relèvement. Vous choisissez une projection pour minimiser une ou plusieurs de ces distorsions, en fonction de la destination de la carte.

En ce qui concerne les chaînes sur une illustration de boule et la modification de la donnée, plutôt que des chaînes, j'utilisais des crayons de différentes longueurs commençant d'un point de la sphère et se terminant sur un morceau de papier plat. Les extrémités extérieures des crayons représentent les points projetés. En un sens, changer le système de coordonnées géographiques (point de référence pour cette discussion) est analogue à la rotation de la sphère sur un autre axe vers une nouvelle position. Le concept ne fonctionne que pour les zones isolées sur la terre. Cela concerne NAD27 à WGS84, mais s’applique assez bien aux 48 États américains contigus, mais pas au Canada ni à l’Alaska. Pour ces zones, vous devez d'abord corriger le datum NAD 27, puis déplacer le NAD7 vers WGS84. Alors que pour NAD83 à WGS84, le concept fonctionne dans la plupart des pays d’Amérique du Nord.