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Konvertieren Sie 2D-Koordinaten von NAD83 in WGS84 mit Postgis

Konvertieren Sie 2D-Koordinaten von NAD83 in WGS84 mit Postgis


Ich habe einen Satz von NAD83-Koordinaten, die ich in WGS84-Koordinaten umwandeln muss. Ich verwende Postgis auf einem RDS. Spezifikationen für die Box, die ich von postgis_full_version() verwende:

POSTGIS="2.1.3 r12547" GEOS="3.4.2-CAPI-1.8.2 r3921" PROJ="Rel. 4.8.0, 6. März 2012" GDAL="GDAL 1.10.1, freigegeben am 26.08.2013" LIBXML="2.9.1" LIBJSON="UNKNOWN" TOPOLOGIE-RASTER

Ich habe eine Reihe von Abfragen mit integrierten Funktionen ausprobiert. Meine neueste Iteration:

select st_asText(st_transform(st_setsrid(st_makepoint(-77.0282705292858, 38.9170880930097), 4269), 4326));

Ergebnis:

st_astext --------------------------------------------------- POINT(-77.0282705292858 38.9170880930097) (1 Reihe)

Genau die gleichen Koordinaten. Ich habe dies mit anderen Adressen in DC (diese ist für Ben's Chili Bowl) und anderen Adressen in anderen Bundesstaaten versucht, habe aber immer genau die gleichen Koordinaten zurückerhalten, die ursprünglich eingegeben wurden.

Ich hätte angenommen, dass die Koordinaten gleich sein sollten, aber bei Verwendung des von WV bereitgestellten Online-Tools (http://tagis.dep.wv.gov/convert/index.html), das ArcGIS im Backend verwendet, ist die Koordinatenkonvertierung gibt unterschiedliche Ergebnisse zurück.

Ich gehe davon aus, dass ich bei der Abfrage etwas Offensichtliches übersehe, was dazu führt, dass sich die Ergebnisse wiederholen, oder dass ich nicht verstehe, wie diese Konvertierung funktionieren soll.


Mit dem Vorschlag von @mkennedy habe ich mir die Konvertierungsinformationen angesehen, die in Spatial_ref_sys von Postgis verfügbar sind. Der Code ist in ihrem Subversion-Repository unter http://svn.osgeo.org/postgis/trunk/spatial_ref_sys.sql verfügbar

Die Umrechnungserklärung lautete:

TOWGS84[0,0,0,0,0,0,0]

Das Ergebnis der Umrechnungsberechnung waren also die gleichen NAD83-Werte, die eingegeben wurden.


Frage zu Koordinatensystemen

Ich bin ein Neuling in der GIS-Domäne, also haben Sie bitte Geduld. Ich muss ein Projekt mit wgs84 starten (ich bin derzeit in UTM 23S, falls das relevant ist), aber es gibt mehrere Arten von wgs84-Koordinatensystemen in arcmap und ich weiß nicht, welches ich verwenden soll. Könnt ihr mir helfen??

Doppelklicken Sie auf den Datenrahmen --> Registerkarte Koordinatensystem --> Ordner Geographische Koordinatensysteme --> Welt --> WGS84 (letzter unten). Dadurch wird Ihr Datenrahmen in das geografische Koordinatensystem WGS84 eingefügt, in dem alles in Breitengrad/Längen oder Dezimalgrad (gemessen anhand des Ellipsoids) usw. angezeigt wird.

Die anderen WGS84-Koordinatensysteme, die Sie sehen, befinden sich im Ordner "projizierte Koordinatensysteme". Diese verwenden alle das obige geographische Koordinatensystem (WGS84) oder Datum, projizieren es dann mit ihren eigenen Berechnungen basierend auf Ihrem Standort (verschiedene UTM-Zonen oder State-Plane-Bereiche) auf eine ebene Oberfläche und ermöglichen genaue Messungen und Analysen.

Meiner Meinung nach ist das geografische Koordinatensystem WGS84 wahrscheinlich für die Anzeige der Daten auf einer Karte in Ordnung. Wenn Sie eine Analyse durchführen, verwenden Sie die 'proejctierten Koordinatensysteme' wie WGS84 UTM23S, die eine genauere Darstellung Ihres Gebiets darstellen.

Muss nur eine Transformation durchführen, wenn die von Ihnen erwähnte "UTM 23S" sich in einem anderen Datum als 'WGS84' befindet, z.

Ich lerne dieses Zeug für Vorstellungsgespräche, also hier ist mein Verständnis. Es könnte mehr in die Tiefe gehen, als du brauchst, aber scheiß drauf, ich brauche die Übung, also los geht's! BITTE korrigiert mich jemand, wenn ich falsch liege, da dies auch für mich wichtig ist.

Grundsätzlich gibt es zwei Kategorien von Koordinatensystemen: geografisch (GCS) und projiziert (PCS). GCS werden im Allgemeinen in Breite/Länge angegeben und sind keine planaren Darstellungen (z.

Aber wie viele Ihnen sagen würden, ist der Globus nicht vollständig kugelförmig: Es ist ein Geoid, das sich im Allgemeinen in der Nähe des Äquators wölbt und aufgrund der Rotation an den Polen abflacht, und dann hat es aufgrund kleiner Gravitationsunterschiede auch eine seltsame Rauheit. Die Menschen nähern sich der Erdoberfläche als "oblaten Sphäroiden an, indem sie Referenzellipsoide verwenden, und wir erhalten Referenzellipsoide, indem wir kontrollierte Vermessungen durchführen.

Wenn Sie jetzt sagen, dass Sie mit etwas in WGS84 arbeiten, ist das weder ein PCS noch ein GCS: Es ist das Ergebnis von Tausenden von echten Vermessungspunkten, die im Feld (und jetzt aus dem Weltraum?) gesammelt wurden, um kommen mit besseren Ellipsoid-Approximationen, und in der GIS-Arbeit wird dies als Datum bezeichnet.

Ein Datum ist also buchstäblich die Grundlage, die es uns ermöglicht, die Erdoberfläche in 3D anzunähern, sodass Sie Breiten-/Längenkoordinaten haben können, die auf einem WGS84-Datum basieren. Es gibt andere Daten, die sich der Erde anders annähern, um die untersuchte Region besser zu modellieren. Die gleiche Art der Referenzierung von Koordinaten auf einem Globus, aber unterschiedliche zugrunde liegende Annahmen darüber, wo sich diese Koordinaten wirklich auf einem Globus befinden.

JETZT: Sie möchten eine 2D-Karte erstellen, haben aber Koordinaten in 3D. Sie müssen herausfinden, wie Sie sie auf eine 2D-Oberfläche projizieren, ohne ihre Eigenschaften übermäßig zu verzerren. Es gibt verschiedene Projektionen, um diesen Bedürfnissen gerecht zu werden: eine, die die Distanz bewahrt, andere, die Bereiche erhalten, und wieder andere, die die Form bewahren! Verdammt, das ist verwirrend!

In Ihrem Fall sagten Sie, dass Sie Daten in UTM-Koordinaten projiziert haben, die auf dem WGS84-Datum basieren. Dies bedeutet, dass Sie Koordinaten haben, die auf eine 2D-Oberfläche (PCS = UTM) projiziert wurden und auf einem 3D-Modell basieren (Breite/Länge GCS basierend auf dem WGS84-Datum). Bei diesem Teil bin ich etwas wackelig, aber ich bin mir ziemlich sicher, dass Sie verschiedene Projektionen auf der Grundlage desselben Datums haben können (z von diesem Datum aus arbeiten).

EDIT 1 (basierend auf dem erneuten Sehen der Frage): Hier liegt Ihre Verwirrung: Sie sagen, dass Sie viele CS's in WGS84 haben, obwohl Sie in Wirklichkeit mehrere PCS's haben, die auf das WGS84-Datum verweisen. Sie müssen herausfinden, welches PCS den Anforderungen Ihrer Daten entspricht.

Mit anderen Worten, wenn Sie aus irgendeinem Grund neu projizieren möchten, müssen Sie verstehen, welches 3D-Modell (Datum und Ellipsoid) und 2D-Projektion (UTM, LCC usw.) Daten oder welche Grundkarte Sie verwenden.

--Ich arbeite gerade mobil, daher werde ich diesen Beitrag später am Tag auf meinem Computer erneut aufrufen, um sicherzustellen, dass ich ihn gut genug beantwortet habe. Ich habe immer weiter geredet und die ursprüngliche Frage im Namen des wahren Verständnisses ehrlich gesagt leicht vergessen--


Warten auf PostGIS 3: ST_Transform() und Proj6

Wo bist du? Gehen Sie voran und finden Sie Ihre Antwort, ich werde warten.

Egal, wie Ihre Antwort lautet, ob Sie „auf meinem Bürostuhl sitzen“ oder „500 Meter südwestlich des Rathauses“ oder „48,43° Nord mal 123,36° West“ gesagt haben, Sie haben Ihren Standort relativ zu etwas anderem ausgedrückt, sei es dieses Ding war Ihr Bürolayout, Ihre Stadt oder Greenwich.

Eine Geodatenbank wie PostGIS muss in der Lage sein, zwischen diesen verschiedenen Referenzsystemen, den sogenannten „Koordinatenbezugssystemen“, umzurechnen. Die Mathematik für diese Umrechnungen und die Definition der erforderlichen Standards, um sie alle anzugleichen, heißt „Geodäsie“, ein Gebiet mit ausreichender Tiefe und Detailliertheit, um daraus Karriere zu machen.

Zum Glück für PostGIS-Benutzer ist der Großteil der Komplexität der Geodäsie verborgen, und Sie müssen nur wissen, dass verschiedene gemeinsame Koordinatenbezugssysteme in der Tabelle "Spatial_ref_sys" beschrieben sind. die srid (räumliche Referenz-ID) Ihres Quellreferenzsystems und die srid Ihres Zielsystems.

Um beispielsweise einen Punkt aus dem lokalen Koordinatenreferenzsystem von British Columbia Albers in geographische Koordinaten relativ zum nordamerikanischen Datum (NAD83) umzuwandeln (und anzuzeigen), wird die folgende SQL verwendet:

PostGIS verwendet die Proj-Bibliothek für die Konvertierung von Koordinatenreferenzsystemen, und PostGIS 3 unterstützt die neueste Proj-Version, Version 6.

Proj 6 bietet Unterstützung für zeitabhängige Daten und für die direkte Konvertierung zwischen Daten. Was bedeutet das? Nun, eines der Probleme mit der Erde ist, dass sich die Dinge bewegen. Und mit Dingen meine ich den Boden selbst, genau die Dinge, zu denen wir den Standort messen.

Da die Standortmessung immer genauer wird und die Erwartungen an die Genauigkeit steigen, müssen Referenzverschiebungen, die zuvor alle 50 Jahre behandelt wurden, näher an Echtzeit korrigiert werden.

  • Nordamerika hatte im zwanzigsten Jahrhundert zwei Datumsangaben, NAD 27 und NAD 83. Im Jahr 2022 wird Nordamerika neue Datumsangaben erhalten, die an den tektonischen Platten des Kontinents befestigt und regelmäßig aktualisiert werden, um die Kontinentaldrift zu berücksichtigen.
  • Australien befindet sich auf sich schnell bewegenden Platten, die sich etwa 7 cm pro Jahr bewegen, und wird seine Datumsangaben im Jahr 2020 modernisieren. 7 cm / Jahr mag nicht viel klingen, aber das bedeutet, dass eine zentimetergenaue Koordinate in a . fast einen Meter fehl am Platz ist Jahrzehnt. Für eine autonome Drohne, die durch ein urbanes Gebiet navigiert, könnte dies den Unterschied zwischen einer ereignislosen Fahrt und einem Absturz ausmachen.

Die genaue Konvertierung zwischen lokalen Referenzrahmen, wie kontinentalen Datumsangaben, bei denen statische Daten erfasst werden, in globale Rahmen, wie sie von den GPS/GLONASS/Galileo-Systemen verwendet werden, ist für genaue und sichere georäumliche Berechnungen von entscheidender Bedeutung.

Proj 6 kombiniert Aktualisierungen, um die neuen Frames zu verarbeiten, zusammen mit rechnerischen Verbesserungen, um Konvertierungen zwischen Frames genauer zu machen. Ältere Versionen verwendeten ein „Hub and Spoke“-System für Umbauten zwischen den Systemen: Alle Umbauten hatten WGS84 als „neutralen“ Rahmen in der Mitte.

Ein Nebeneffekt bei der Verwendung von WGS84 als Pivot-System war ein erhöhter Fehler, da keine Konvertierung zwischen Referenzsystemen fehlerfrei ist: eine Konvertierung von einem Frame in einen anderen würde den damit verbundenen Fehler anfallen zwei Konvertierungen, statt einer. Darüber hinaus veröffentlichten lokale Geodäsie-Agenturen – wie NOAA in den USA und GeoScience Australia – sehr genaue direkte Transformationen zwischen historischen Daten wie NAD27 und NAD83, aber alte Versionen von Proj verließen sich auf hartcodierte Hacks, um direkte Transformationen zu ermöglichen. Proj 6 findet und verwendet für eine möglichst genaue Transformation automatisch direkte System-zu-System-Transformationen, wo sie vorhanden sind.


So konvertieren Sie Koordinaten mit Transformation

  • Wählen Sie Eingabe-/Ausgabe-Raumbezüge aus.
  • Geben Sie Koordinaten im Dezimalformat ein.
  • Klicken Sie auf die Schaltfläche 'Transform', um die Koordinaten umzuwandeln.
  • Ihre Koordinaten werden unter Verwendung des Ausgabe-Raumbezugs konvertiert.

Andere beliebte Transformationen

Sie können Koordinaten auch mit vielen anderen Raumbezügen konvertieren. Bitte beachten Sie die beliebte Liste unten.

  • In LAT LONG umwandeln (Wgs84)
  • In MERCATOR umwandeln (Mercator)
  • In NAD83 umwandeln (Nad83)
  • In PRS92 konvertieren (PRS92)
  • In UTM konvertieren (UTM)
  • In WGS84 umwandeln (Wgs84)
  • LAT LONG zu MERCATOR (Mercator)
  • LAT LONG zu UTM (UTM)
  • MERCATOR zu UTM (UTM)
  • MERCATOR zu WGS84 (Wgs84)
  • NAD83 bis WGS84 (Wgs84)
  • UTM zu LAT LONG (Wgs84)
  • UTM zu NAD83 (Nad83)
  • WGS84 bis NAD83 (Nad83)
  • WGS84 bis PRS92 (PRS92)
  • WGS84 zu UTM (UTM)

Schnelle und einfache Konvertierung

Geben Sie die Koordinaten ein, wählen Sie das Ausgabereferenzsystem und klicken Sie auf die Schaltfläche “Transform”. Sie erhalten die neuen Koordinaten, sobald sie konvertiert wurden

Von überall aus konvertieren

Es funktioniert auf allen Plattformen, einschließlich Windows, Mac, Android und iOS. Alle Gis-Daten werden auf unseren Servern verarbeitet. Für Sie ist keine Plugin- oder Softwareinstallation erforderlich.

Conversion-Qualität

Alle Dateien werden mithilfe von Aspose-APIs verarbeitet, die von vielen Fortune-100-Unternehmen in 114 Ländern verwendet werden.


Welche Version von NAD83 wird bei der geografischen Transformation angenommen?

Ich habe einige Punkte in NAD83 (1986). Tatsächlich befinden sich VIELE unserer GIS-Daten in NAD83 (1986). Ich verwende Desktop ArcMap v 10.2.2.3552. Ich möchte die Punkte in ITRF00 umwandeln.

Wenn ich für die geografische Transformationsmethode WGS_1984_(ITRF00)_To_NAD_1983 + ITRF_2000_To_WGS_1984 wähle, welche Variante von NAD83 wird angenommen? Alles, was ich gefunden habe, deutet darauf hin, dass NAD83 (CORS96) angenommen wird. Wenn dies der Fall ist, wie transformiert man dann zwischen NAD83 (1986) und ITRF00? Zu ITRF08? (Oder die aktuellste Version von WGS84?). Die GIS-Daten decken Südostalaska ab.

Nach dem, was ich gelesen habe, sieht es so aus, als ob sich der Name "NAD83" je nach verwendeter ArcMap-Version auf völlig unterschiedliche Versionen von NAD83 beziehen könnte. In früheren Versionen von ArcMap ging die Transformation NAD_1983_To_WGS_1984_5 beispielsweise davon aus, dass die Koordinaten in NAD83 (1986) vorliegen, aber in aktuellen Versionen von ArcMap (10.x) geht NAD_1983_To_WGS_1984_5 davon aus, dass die Koordinaten in NAD83 (CORS96) vorliegen. Ist das korrekt? Wenn dies der Fall ist, wäre es SEHR HILFREICH, wenn bei Bezugsnamen/-labels immer ihre "Version" angehängt wäre. Bezieht sich WGS84 in dieser Transformation auf das ursprüngliche WGS84 oder WGS84 (G1674), oder?

Gibt es einen umfassenden "Spickzettel", der ArcMap-Versionen mit den Datumsversionen enthält, die für alle Datums- und geografischen Transformationsnamen angenommen werden, die NAD83-, WGS84- und ITRF-Referenzrahmen beinhalten?

Konkret sagen Sie, dass die Transformationsmethode WGS_1984_(ITRF00)_To_NAD_1983 +
ITRF_2000_To_WGS_1984 führt nur eine Konvertierung von NAD83 (CORS96) zu WGS84 durch (welches WGS84? G1150?), richtig?

Die in der ESRI-Transformation verwendeten 7 Parameterwerte stimmen jedoch mit den Werten auf der NGS-Website überein​
zur Konvertierung zwischen NAD83(CORS96) und ITRF00 . Auf dieser Grundlage würde ich denken, dass die ESRI-Transformation WGS_1984_(ITRF00)_To_NAD_1983 + ITRF_2000_To_WGS_1984 zwischen NAD83 (CORS96) und ITRF00 konvertiert, nicht NAD83 (CORS96) und WGS84(Gxxxx).

Deute ich das nicht richtig? Jede Klarstellung ist willkommen!

von MelitaKennedy

Okay, seltsamerweise habe ich für diese Transformationsparameter hinzugefügt

ITRF_2000_To_ NAD 1983 HARN | CORS96 | 2011

Warum habe ich NSRS2007 ausgelassen? Ich weiß nicht. Beim Versuch, mein Denken zu rekonstruieren, habe ich beschlossen, ITRF2000 nicht zu NAD 1983 hinzuzufügen, da die Transformation nicht dafür gedacht war, sondern für CORS96 und in geringerem Maße für HARN. Ich habe es mit WGS84 als Annäherung an ITRF2000 eingegeben und in NAD 1983 konvertiert, was eine weitere Annäherung ist.

In Ihrem speziellen Fall beginnen Sie mit NAD 1983, daher ist die "genaueste" Transformation oder das "genaueste" Transformationspaar diejenige, die Sie haben, und nicht eine direkte, die als Nullparameter dient, also noch mehr eine Annäherung.

Technisch würde ich NAD 1983 (1986) nach HARN (NADCON/HARN-Transformation) verschieben, annehmen, dass es relativ nah an CORS96 liegt (und es als NAD 1983 CORS96 neu definieren) und dann ITRF_2000_To_NAD_1983_CORS96 verwenden, um in ITRF00 zu konvertieren.

Entschuldigung, anstatt einfacher zu werden, werden geodätische Transformationen mit der Zeit immer komplizierter!

Danke für Ihre Antwort.

Ich hatte den Confluence Mobile-Link ausprobiert, den Sie zuvor gepostet haben, aber die Seite war leer. Ich habe den IE verwendet, also habe ich gerade einen anderen Browser ausprobiert und eine Seite für "Höhenhilfe-Ergebnisse" geöffnet, die nicht mit meiner Frage in Zusammenhang stand.

War Ihre Antwort auf meine letzte Frage "einige geringfügige Verschiebungen"? Können Sie nähere Angaben dazu machen, was die + ITRF_2000_To_WGS_1984 in der

WGS_1984_(ITRF00)_To_NAD_1983 + ITRF_2000_To_WGS_1984 Transformation? Ich konvertiere von NAD83 auf ITRF00. Das ESRI geographic_transformations-PDF zeigt die 7 Parameterwerte, die im ITRF00_To_NAD83-Teil der Transformation verwendet werden, also verstehe ich das. Aber warum wird das Teil "+ ITRF_2000_To_WGS84" benötigt? Was macht es?

. Ich wollte auch hinzufügen, dass die NAD83-Seite auf der Confluence-Site eine großartige Tabellenkalkulationsressource mit Datumskonvertierungen für ITRF00, WGS84 und NAD83 enthält. Ich dachte, ich würde den Link posten, falls andere ihn nützlich finden.

Wunderbarer Link, auf den heute hingewiesen wurde. Ich habe einige schnelle Überprüfungen mit meinen Shiftern durchgeführt (die in Trimble-Nachbearbeitungssoftware und Blue Marble eingebettet sind) und dies ist eine sehr gute Seite, die die 7 Parameter mit WKIDs offenlegt.

Frances, ITRF_2000_To_WGS_1984 ist molendesky, 3 Parameter, 0,0,0 Buchhaltungstransformation. Es wird lediglich zum Projizieren verwendet, ohne zu projizieren, sodass ein anderer Bezugspunktschalter verwendet werden könnte. Schauen Sie sich Pathfinder Office, Koordinatensystem-Manager, Datums-Registerkarte, ITRF an, und Sie werden dieselben Shifter sehen, wie sie in Dans Link angegeben sind. Wenn Sie also in Ihrem Fall WGS_1984_(ITRF00)_To_NAD_1983 + ITRF_2000_To_WGS_1984 verwenden,

1) Entschuldigen Sie die Reihenfolge, jede Transformation reagiert auf Ihre definierte Projektion. Sie bewegen also Ihre NAD83-Daten über etwa 1,4 Meter mit WGS_1984_(ITRF00)_To_NAD_1983, das einen 7-Parameter verwendet. Helmert-Transformationsäquivalent in Trimble als NAD 1983 (CORS96) und Zeile 14 in der von Dan bereitgestellten Excel-Tabelle. Beachten Sie, dass ITRF2000, wie Melita sagte, "WGS84" in der Sprache von Trimble, der Sprache von ESRI und anscheinend den ITRF-Transformationsparametern entspricht.

2) Dann führt die zweite Hälfte des Composite-Shifters wirklich eine "Projektdefinition" durch, indem 0,0,0 verwendet wird, um "vom WGS84 zu Ihrer erforderlichen Zieldefinition von IRF_2000 zu verschieben.

Datumsangaben sind wie ein Zahnarztbesuch. Warten Sie zu lange und der Schmerz eines Besuchs nimmt mit der Zeit zu. Häufiges Bürsten und häufige Kontrollen (Validierung) sind der Schlüssel zu einem gesunden GIS (Mund).


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Manuell konvertieren in/von:
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-Manuell eingegebene Koordinaten anzeigen

Rufen Sie Ihren aktuellen Standort in allen unterstützten Formaten ab

Koordinaten zur späteren Ansicht speichern

Zeigen Sie Koordinaten in der Apple Maps-App oder der Google Maps-App an.

Wechseln Sie zwischen den folgenden Datumsangaben:
-WGS84
-NAD83
-GRS80
-WGS72
-Australier 1965
-Krasovsky 1940
-Nordamerika 1927
-International 1924
-Hayford 1909
- Clarke 1880
- Clarke 1866
-Luftige 1830
-Bessel 1841
-Everest 1830

Teilen/Speichern von Koordinaten über Notizen, Messaging, E-Mail, Twitter und andere App-Erweiterungen.


1 Antwort 1

Unter der Annahme, dass der negative Längengrad in WGS84 westlich von Greenwich liegt, erhalten Sie LONGITUDE = RA*15 und LATITUDE = DEC. Die Himmelslänge RA=0 durch die Frühlings-Tagundnachtgleiche würde dann auf den Meridian von Greenwich projiziert.

Wenn Sie 180 von der LONGITUDE abziehen, würden Sie die Himmelskugel einfach um 180 ° drehen. Der Meridian von Greenwich würde dann RA=12h entsprechen.

Wenn Sie möchten, dass sich die Sterne mit der Erdrotation bewegen, verwenden Sie LONGITUDE = RA*15 - THETA*15, wobei THETA die Sternzeit in Greenwich in Dezimalstunden ist.

Sie sollten sich bewusst sein, dass Sie bei der Himmelskugel von der Mitte auf das Innere der Kugeloberfläche schauen, während Sie für geographische Zwecke von außen (oben) auf das Sphäroid (unten) schauen. Wenn Sie also die Sterne auf einen solchen Globus projizieren, werden Sie feststellen, dass die Konstellationen umgekehrt aussehen, als Sie es von Sternenkarten gewohnt sind. Wenn Sie einen dieser alten Himmelsgloben finden, werden Sie auch die umgekehrten Konstellationen sehen. Auf diesem Bild sehen Sie beispielsweise Leo links von Jungfrau und Herkules, während Leo auf den meisten Sternenkarten rechts ist.

Wenn Sie möchten, dass die Konstellationen "richtig" aussehen, müssen Sie LONGITUDE = -RA*15 verwenden (beachten Sie das Minuszeichen). Dann müsste man aber auch die Erdrotation umkehren.


Konvertieren Sie 2D-Koordinaten von NAD83 in WGS84 mit Postgis - Geographic Information Systems

Es ist oft nützlich, die Koordinaten eines bestimmten Ortes zu kennen. Normalerweise sind Sie wahrscheinlich daran interessiert, den Breiten- und Längengrad eines Punktes auf der Karte zu bestimmen. Sie können dies tun, indem Sie sich die Live-Koordinatenanzeige in der unteren linken Ecke des Mapper-Fensters ansehen.

Das Werkzeug Koordinaten verfügt über mehrere Funktionen, die das Arbeiten mit Kartenkoordinaten erleichtern. Sie können auf die Karte klicken, um die Koordinaten der angeklickten Position abzurufen, Koordinaten anzeigen, während Sie die Maus auf der Karte bewegen, Koordinaten in die Windows-Zwischenablage kopieren und Breiten- und Längengrade in ein projiziertes Koordinatensystem konvertieren.

Lesen Sie unbedingt den hilfreichen Tipp am Ende dieses Themas, um wichtige Informationen zu Koordinatenwerten und Notation zu erhalten.

Das Koordinatenwerkzeug wird immer in der unteren linken Ecke des Mapper-Fensters angezeigt, direkt rechts neben der Maßstabsleiste.

Das Koordinatenwerkzeug befindet sich rechts neben der Maßstabsleiste

Das Koordinatenwerkzeug hat zwei Betriebsmodi:

Der standardmäßige kontinuierliche Modus zeigt eine kontinuierliche Anzeige der Koordinaten an, während Sie den Mauszeiger über die Karte bewegen. Der Punktmodus zeigt die Koordinaten eines Ortes in der Karte an, auf die Sie klicken.

Um zwischen den beiden Modi zu wechseln, klicken Sie auf das Koordinatensymbol, das links neben der Koordinatenanzeige angezeigt wird, wie unten dargestellt.

Umschalten zwischen Koordinatenanzeigemodi

So sehen Sie eine kontinuierliche Koordinatenanzeige

Standardmäßig zeigt das Werkzeug Koordinaten eine kontinuierliche Anzeige der Koordinaten an, während Sie den Mauszeiger über die Karte bewegen. Dies ist der Standardmodus, den Sie nicht tun müssen, um den kontinuierlichen Modus zu aktivieren.

Wenn Sie sich die Koordinaten an einer bestimmten Stelle auf der Karte notieren müssen, lassen Sie den Mauszeiger an der Position auf der Karte stehen und notieren Sie die Koordinaten oder verwenden Sie ein Screenshot-Tool, um einen Screenshot zu erstellen enthalten die Koordinatenanzeige.

Wenn sich die Koordinaten beim Bewegen auf der Karte nicht ändern, befindet sich das Koordinatenwerkzeug derzeit im Punktmodus. Um den kontinuierlichen Modus zu aktivieren, klicken Sie einfach auf das Koordinatensymbol links neben der Koordinatenanzeige.

So verwenden Sie die Koordinaten eines angeklickten Punktes

Wenn Sie die Koordinaten einer bestimmten Kartenposition kopieren und in ein anderes Programm oder Dokument einfügen möchten, ist es am einfachsten, den Punktmodus zu aktivieren.

1) Klicken Sie auf das Koordinatensymbol links neben der Koordinatenanzeige. Dadurch wird in den Punktmodus geschaltet.

2) Klicken Sie auf den Point of Interest auf der Karte. Die Koordinaten des angeklickten Punktes werden in der Koordinatenanzeige angezeigt.

3) Verwenden Sie Ihre Maus, um den Text in der Koordinatenanzeige auszuwählen, und verwenden Sie dann die Kopierfunktion Ihres Betriebssystems (Strg-C unter Microsoft Windows), um die Koordinaten in die Zwischenablage zu kopieren.

4) Verwenden Sie die Einfügefunktion Ihres Betriebssystems (Strg-V unter Microsoft Windows), um die Koordinaten in ein anderes Programm oder Dokument einzufügen.

So erhalten Sie Koordinaten für einen Standort in anderen Koordinatensystemformaten

Sie können Kartenkoordinaten in einem von zwei Koordinatensystemen abrufen:

⚫ Breiten- und Längengrad (WGS84-Datum)

⚫ Alaska Albers Equal Area Conic (NAD83 Datum)

Der Standardwert ist Breite und Länge , in Dezimalgrad. Dieses Format wird wahrscheinlich in den meisten Situationen nützlich sein. Wenn Sie den Breiten- und Längengrad in anderen Formaten benötigen, können Sie diesen praktischen Konverter verwenden: http://rumkin.com/tools/gps/degrees.php

Das flächengleiche konische Format von Alaska Albers ist ein spezielleres Koordinatenformat, wobei die Einheiten Ost- und Nordwert in Metern sind. Dies ist das Koordinatensystem, in dem die Landstatus-Layer gespeichert werden, und ist besser für die GIS-Nutzung geeignet. Dieses Format ist für Nicht-GIS-Benutzer wahrscheinlich von geringem Nutzen.

1) Um ein anderes Koordinatenformat auszuwählen, bewegen Sie den Mauszeiger über das kleine nach oben zeigende Dreieck, das rechts neben der Koordinatenanzeige angezeigt wird. Es öffnet sich ein Menü, das die beiden verfügbaren Koordinatensysteme anzeigt. Siehe unten für ein Beispiel.

Bewegen Sie den Mauszeiger über das Dreieck, um ein Menü anzuzeigen

der verfügbaren Koordinatensystemformate. Fettgedruckter Text zeigt an

das aktuell aktive Koordinatensystem.

2) Klicken Sie auf den Namen des Koordinatensystems, das Sie verwenden möchten.

In den obigen Beispielen wird ein Punkt auf der Erde als XY-Koordinate notiert. X und Y beziehen sich auf Positionen innerhalb eines kartesischen Koordinatensystems, wobei X eine Position entlang der horizontalen (X) Achse und Y eine Position entlang der vertikalen (Y) Achse identifiziert.

• In einem geografischen Koordinatensystem wird der Längengrad durch den X-Wert und der Breitengrad durch den Y-Wert ausgedrückt.

• In einem projizierten Koordinatensystem wird der Rechtswert durch den X-Wert und der Hochwert durch den Y-Wert ausgedrückt.

Bei geographischen Koordinatensystemen ist es von entscheidender Bedeutung zu verstehen, wie Norden, Süden, Osten und Westen durch die Koordinatenwerte dargestellt werden. Algebraische Zeichen, Plus (+) und Minus (-) werden verwendet, um die Kompassrichtungen als solche anzugeben:

• Der nördliche Breitengrad wird als positiver Wert (+) dargestellt.

• Südlicher Breitengrad wird als negativer Wert (-) dargestellt

• Der östliche Längengrad wird als positiver Wert (+) dargestellt.

• Westlicher Längengrad wird als negativer Wert (-) dargestellt

Konvertieren zwischen Breiten- und Längengradformaten

Breiten- und Längengrade können in verschiedenen Formaten ausgedrückt werden, wie zum Beispiel:

• 45° 24' 13,4" (Grad, Minuten, Sekunden)

• 45° 24,223 (Grad und Dezimalminuten)

• 45,40372222° (Dezimalgrad)

Alle drei obigen Beispiele sind gleichwertig, das heißt, sie identifizieren denselben Punkt auf der Erde. Es kann vorkommen, dass Sie in Situationen geraten, in denen Sie Breiten- und Längengrade in einem bestimmten Format angeben müssen. Sie haben beispielsweise eine Breiten-/Längen-Koordinate im Format Grad, Minuten und Sekunden, aber das Programm, mit dem Sie arbeiten, erfordert möglicherweise, dass Sie die Breite/Länge im Dezimalgradformat eingeben. Dazu müssen Sie von einem Format in ein anderes konvertieren. Sie können dies mit einem Online-Lat/Long-Konverter tun. Es gibt viele solcher Konverter online, aber hier ist einer, der sehr einfach zu verwenden ist:

Diese Site konvertiert von einem der drei Formate in eines der anderen drei.

Breitengrad + Längengrad + Datum = Eine vollständige Koordinate, auch bekannt als LLD = Problem Free!

Bei der gelegentlichen Verwendung von Breiten- und Längengradpositionen wird im Allgemeinen nicht auf das Datum verwiesen, an das die Breite/Länge gebunden ist. Im Umgang mit GIS ist jedoch eine höhere Genauigkeit erforderlich, daher müssen Lat/Long-Werte immer das zugehörige Datum enthalten.

Wenn Sie Breiten-/Längen-Koordinaten notieren oder jemandem Breiten-/Längen-Koordinaten geben, müssen Sie immer das Datum angeben, das von den Koordinaten verwendet wird. Ohne die Datumsinformationen muss der Benutzer erraten, in welchem ​​Datum sich Ihre Breiten-/Längen-Koordinaten befinden, und dies führt oft zu einer Fehlausrichtung von Features. Im Folgenden finden Sie einige Beispiele für das korrekte Notieren von Breiten-/Längen-Koordinaten:

• 45° 30' 00" N, 150° 15' 00" W, WGS84

Beachten Sie, dass für jedes Beispiel das Datum angegeben wurde. Eine Breiten-/Längen-Koordinate sollte Ihren Schreibtisch niemals ohne Angabe eines Bezugspunkts verlassen. Denken Sie daran: LLD = Problemfrei!


Konvertieren Sie 2D-Koordinaten von NAD83 in WGS84 mit Postgis - Geographic Information Systems

Geodäsie ist ein Julia-Paket zum Arbeiten mit Punkten in verschiedenen Welt- und lokalen Koordinatensystemen. Das Hauptmerkmal von Geodäsie besteht darin, Koordinatentransformationen in einem bequemen und sicheren Rahmen zu definieren und durchzuführen, wobei die KoordinatenTransformationen Paket. Transformationen sind genau und effizient und in nativem Julia-Code implementiert (wobei viele Funktionen von Charles Karneys GeographicLib C++-Bibliothek) und einige gängige geodätische Datumsangaben werden der Einfachheit halber bereitgestellt.

Lassen Sie uns einen 3D-Punkt anhand seiner Breite, Länge und Höhe (LLA) definieren:

Dies kann einfach durch Aufrufen des Konstruktors in eine kartesische Earth-Centered-Earth-Fixed (ECEF)-Koordinate umgewandelt werden

Hier haben wir das WGS-84-Ellipsoid verwendet, um die Transformation zu berechnen, aber andere Datumsangaben wie osgb36 , nad27 und grs80 werden bereitgestellt. Alle Transformationen verwenden die KoordinatenTransformationen' Schnittstelle, und das obige ist die Abkürzung für

wobei ECEFfromLLA ein Typ ist, der von erbt KoordinatenTransformationen'Verwandlung. (Für jeden der Koordinatentypen existieren ähnliche Namen XfromY.)

Oft werden Punkte gemessen oder benötigt in a lokal Rahmen, wie die Nordost-up-Koordinaten in Bezug auf einen gegebenen Ursprung. Der ENU-Typ stellt Punkte in diesem Koordinatensystem dar und wir können zwischen ENU und global referenzierten Koordinaten mit ENUfromLLA usw. transformieren.

In ähnlicher Weise könnten wir in UTM/UPS-Koordinaten konvertieren, und dafür stehen zwei Typen zur Verfügung - UTM speichert die 3D-Koordinaten x , y und z in einer nicht spezifizierten Zone, während UTMZ die Zonennummer und Hemisphäre bool enthält (wobei wahr = nördlich, falsch = südlich). Um die kanonische Zone für Ihre Koordinaten zu erhalten, verwenden Sie einfach:

Wenn Sie eine große Anzahl von Punkten in oder aus einer bestimmten Zone transformieren, kann es effektiver sein, die Transformation explizit zu definieren und den leichteren UTM-Speichertyp zu verwenden.

Geodäsie wird besonders mächtig, wenn Sie Transformationen verketten. Sie können beispielsweise eine einzelne Transformation von Ihren Daten auf der Festplatte in UTM-Koordinaten in einen lokalen Rahmen in ENU-Koordinaten definieren. Intern führt dies UTM (+ Zone) → LLA → ECEF → ENU über das Komponieren von Transformationen mit ∘ in eine ComposedTransformation durch:

Diese Transformation kann dann mit Rotationen und Translationen in zusammengesetzt werden KoordinatenTransformationen (oder Ihre eigene benutzerdefinierte AbstractTransformation, um weitere Referenzsysteme zu definieren. Auf diese Weise kann beispielsweise ein zu einem bestimmten Zeitpunkt von einem Scanner auf einem fahrenden Fahrzeug gemessener Punkt mit einem einzigen Aufruf der Transformation ! global georeferenziert werden.

Schließlich kann der kartesische Abstand zwischen Weltpunkten durch automatische Transformation in einen kartesischen Rahmen berechnet werden:

(unter der Annahme des wgs84-Datums, das in Distance (x, y, datum) konfiguriert werden kann).

In diesem Abschnitt werden einige Terminologien und Konzepte beschrieben, die für Geodäsie.jl, wobei versucht wird, nach Möglichkeit geodäsiespezifischen Jargon zu definieren. Für eine längere, weniger technische Diskussion mit mehr historischem Kontext wird die Seite „Grundlagen der Kartierung“ von ICSM dringend empfohlen.

Koordinatenbezugssysteme und räumliche Bezugsbezeichner

Eine Position auf der Erde kann durch einige numerische Koordinatenwerte angegeben werden, aber diese bedeuten ohne weitere Informationen nicht viel. Die zusätzlichen Informationen werden als bezeichnet Koordinatenreferenzsystem oder CRS (auch bekannt als a Raumbezugssystem oder SRS). Ein CRS sagt Ihnen zwei wesentliche Dinge:

  • Das Messverfahren: Welche realen Objekte wurden verwendet, um den Bezugssystem zu definieren oder Datum der Messung?
  • Das Koordinatensystem: Wie beziehen sich numerische Koordinatenwerte auf den durch das Datum definierten Bezugssystem?

Die vollständige Spezifikation eines CRS kann komplex sein, daher ein kurzes Label namens a IDentifikator für räumliche Referenzen oder SRID wird normalerweise stattdessen verwendet. EPSG:4326 ist beispielsweise eine Möglichkeit, auf den 2D-WGS84-Breiten- und Längengrad zu verweisen, den Sie von einem Mobiltelefon-GPS-Gerät erhalten. Eine SRID hat die Form AUTHORITY:CODE , wobei der Code eine Zahl ist und die Behörde der Name einer Organisation ist, die eine Liste von Codes mit zugehörigen CRS-Informationen führt. Es gibt Dienste, bei denen Sie ein CRS nachschlagen können, zum Beispiel http://epsg.io ist eine praktische Schnittstelle zu den SRIDs, die von der European Petroleum Survey Group (EPSG) Behörde. Likewise, http://spatialreference.org is an open registry to which anyone can contribute.

When maintaining a spatial database, it's typical to define an internal list of SRIDs (effectively making your organization the authority), and a mapping from these to CRS information. A link back to a definitive SRID from an external authority should also be included where possible.

In spatial measurement and positioning, a Datum is a set of reference objects with given coordinates, relative to which other objects may be positioned. For example, in traditional surveying a datum might comprise a pair of pegs in the ground, separated by a carefully measured distance. When surveying the position of an unknown but nearby point, the angle back to the original datum objects can be measured using a theodolite. After this, the relative position of the new point can be computed using simple triangulation. Repeating this trick with any of the now three known points, an entire triangulation network of surveyed objects can be extended outward. Any point surveyed relative to the network is said to be measured in the datum of the original objects. Datums are often named with an acronym, for example OSGB36 is the Ordnance Survey of Great Britain, 1936.

In the era of satellite geodesy, coordinates are determined for an object by timing signals from a satellite constellation (eg, the GPS satellites) and computing position relative to those satellites. Where is the datum here? At first glance the situation seems quite different from the traditional setup described above. However, the satellite positions as a function of time (ephemerides, in the jargon) must themselves be defined relative to some frame. This is done by continuously observing the satellites from a set of highly stable ground stations equipped with GPS receivers. It is the full set of these ground stations and their assigned coordinates which form the datum.

Let's inspect the flow of positional information in both cases:

    For traditional surveying,

We see that the basic nature of a datum is precisely the same regardless of whether we're doing a traditional survey or using a GPS receiver.

Terrestrial reference systems and frames

Coordinates for new points are measured by transferring coordinates from the datum objects, as described above. However, how do we decide on coordinates for the datum objects themselves? This is purely a matter of convention, consistency and measurement.

Zum Beispiel die International Terrestrial Reference System (ITRS) is a reference system that rotates with the Earth so that the average velocity of the crust is zero. That is, in this reference system the only crust movement is geophysical. Roughly speaking, the defining conventions for the ITRS are:

  • Space is modeled as a three-dimensional Euclidean affine space.
  • The origin is at the center of mass of the Earth (it is geozentrisch).
  • The z-axis is the axis of rotation of the Earth.
  • The scale is set to 1 SI meter.
  • The x-axis is orthogonal to the z-axis and aligns with the international reference meridian through Greenwich.
  • The y-axis is set to the cross product of the z and x axes, forming a right handed coordinate frame.
  • Various rates of change of the above must also be specified, for example, the scale should stay constant in time.

The precise conventions are defined in chapter 4 of the IERS conventions published by the International Earth Rotation and Reference Service (IERS). These conventions define an ideal reference System, but they're useless without physical measurements that give coordinates for a set of real world datum objects. The process of measuring and computing coordinates for datum objects is called realizing the reference system and the result is called a reference frame. Zum Beispiel die International Terrestrial Reference Frame of 2014 (ITRF2014) realizes the ITRS conventions using raw measurement data gathered in the 25 years prior to 2014.

To measure and compute coordinates, several space geodesy techniques are used to gather raw measurement data currently the IERS includes VLBI (very long baseline interferometry) of distant astronomical radio sources, SLR (satellite laser ranging), GPS (global positioning system) and DORIS (gosh these acronyms are tiring). The raw data is not in the form of positions, but must be condensed down in a large scale fitting problem, ideally by requiring physical and statistical consistency of all measurements, tying measurements at different sites together with physical models.

In der Geometrie ist a Koordinatensystem is a system which uses one or more numbers, or Koordinaten to uniquely determine the position of a point in a mathematical space such as Euclidean space. For example, in geodesy a point is commonly referred to using geodetic latitude, longitude and height relative to a given reference ellipsoid this is called a geodätisches Koordinatensystem.

Ein Ellipsoid is chosen because it's a reasonable model for the shape of the Earth and its gravitational field without being overly complex it has only a few parameters, and a simple mathematical form. Der Begriff spheroid is also used because the ellipsoids in use today are rotationally symmetric around the pole. Note that there's several ways to define latitude on an ellipsoid. The most natural for geodesy is geodetic latitude, used by default because it's physically accessible in any location as a good approximation to the angle between the gravity vector and the equatorial plane. (This type of latitude is not an angle measured at the centre of the ellipsoid, which may be surprising if you're used to spherical coordinates!)

There are usually several useful coordinate systems for the same space. As well as the geodetic coordinates mentioned above, it's common to see

  • The x,y,z components in an Earth-Centred Cartesian coordinate system rotating with the Earth. This is conventionally called an Earth-Centred Earth-Fixed (ECEF) coordinate system. This is a natural coordinate system in which to define coordinates for the datum objects defining a terrestrial reference frame.
  • The east,north and up ENU components of a Cartesian coordinate frame at a particular point on the ellipsoid. This coordinate system is useful as a local frame for navigation.
  • Easting,northing and vertical components of a projiziertes Koordinatensystem oder Kartenprojektion. There's an entire zoo of these, designed to represent the curved surface of an ellipsoid with a flat map.

Different coordinates systems provide different coordinates for the same point, so it's obviously important to specify exactly which coordinate system you're using. In particular, you should specify which ellipsoid parameters are in use if you deal with latitude and longitude, as in principle you could have more than one ellipsoid. This is a point of confusion, because a datum in geodesy also comes with a reference ellipsoid as a very strong matter of convention (thus being called a geodetic datum).

With its conventional ellipsoid, a geodetic datum also defines a conventional geodetic coordinate system, thus bringing together concepts which are interconnected but conceptually distinct. To emphasize:

  • A coordinate system is a mathematical abstraction allowing us to manipulate geometric quantities using numeric and algebraic techniques. By itself, mathematical geometry is pure abstraction without a connection to the physical world.
  • A datum is a set of physical objects with associated coordinates, thereby defining a reference frame in a way which is physically accessible. A datum is the bridge which connects physical reality to the abstract ideal of mathematical geometry, via the algebraic mechanism of a coordinate system.

Geodesy provides several in-built coordinate storage types for convenience and safety. The philosophy is to avoid carrying around raw data in generic containers like Vector s with no concept of what coordinate system it is in.

LLA - latitude, longitude and altitude

The global LLA type stores data in a lat-lon-alt order, where latitude and longitude are expected in degrees (not radians). A keyword constructor, LLA(lat=x, lon=y, alt=z) , is also provided to help with having to remember the storage order.

LatLon - latitude and longitude

The 2D LatLon type stores data in a lat-lon order, where latitude and longitude are expected in degrees (not radians). A keyword constructor, LatLon(lat=x, lon=y) , is also provided. LatLon is currently the only supported 2D coordinate.

ECEF - Earth-centered, Earth-fixed

The global ECEF type stores Cartesian coordinates x , y , z , according to the usual convention. Being a Cartesian frame, ECEF is a subtype of StaticArrays' StaticVector and they can be added and subtracted with themselves and other vectors.

UTM - universal transverse-Mercator

The UTM type encodes the easting x , northing y and height z of a UTM coordinate in an unspecified zone. This data type is also used to encode universal polar-stereographic (UPS) coordinates (where the zone is 0 ).

UTMZ - universal transverse-Mercator + zone

In addition to the easting x , northing y and height z , the global UTMZ type also encodes the UTM zone and hemisphere , where zone is a UInt8 and hemisphere is a Bool for compact storage. The northern hemisphere is denoted as true , and the southern as false . Zone 0 corresponds to the UPS projection about the corresponding pole, otherwise zone is an integer between 1 and 60 .

The ENU type is a local Cartesian coordinate that encodes a point's distance towards east e , towards north n and upwards u with respect to an unspecified origin. Like ECEF , ENU is also a subtype of StaticVector .

Geodetic datums are modelled as subtypes of the abstract type Datum . The associated ellipsoid may be obtained by calling the ellipsoid() function, for example, ellipsoid(NAD83()) .

There are several pre-defined datums. Worldwide datums include

  • WGS84 - standard GPS datum for moderate precision work (representing both the latest frame realization, or if time is supplied a discontinuous dynamic datum where time looks up the frame implementation date in the broadcast ephemerides.)
  • WGS84 - specific realizations of the WGS84 frame.
  • ITRF - Realizations of the International Terrestrial Reference System for high precision surveying.
  • OSGB36 - Ordnance Survey of Great Britain of 1936.
  • NAD27 , NAD83 - North American Datums of 1927 and 1983, respectively
  • GDA94 - Geocentric Datum of Australia, 1994.

Datums may also be passed to coordinate transformation constructors such as transverse-Mercator and polar-stereographic projections in which case the associated ellipsoid will be extracted to form the transformation. For datums without extra parameters (everything except ITRF and WGS84 ) there is a standard instance defined to reduce the amount of brackets you have to type. For example, LLAfromECEF(NAD83()) and LLAfromECEF(nad83) are equivalent.

Transformations and conversions

Geodäsie provides two interfaces changing coordinate systems.

"Transformations" are based on CoordinateTransformations interface for defining AbstractTransformation s and allow the user to apply them by calling them, invert them with inv() and compose them with compose() or ∘ . The transformations cache any possible pre-calculations for efficiency when the same transformation is applied to many points.

"Conversions" are based on type-constructors, obeying simple syntax like LLA(ecef, datum) . The datum or other information is immer necessary, as no assumptions are made by Geodäsie for safety and consistency reasons. Similarly, Base.convert is not defined because, without assumptions, it would require additional information. The main drawback of this approach is that some calculations may not be pre-cached (for instance, the origin of an ENU transformation).

The LLAfromECEF and ECEFfromLLA transformations require an ellipsoidal datum to perform the conversion. The exact transformation is performed in both directions, using a port the ECEF → LLA transformation from GeographicLib.

Note that in some cases where points are very close to the centre of the ellipsoid, multiple equivalent LLA points are valid solutions to the transformation problem. Here, as in GeographicLib, the point with the greatest altitude is chosen.

Between LLA and UTM / UTMZ

The LLAfromUTM(Z) and UTM(Z)fromLLA transformations also require an ellipsoidal datum to perform the conversion. The transformation retains a cache of the parameters used in the transformation, which in the case of the transverse-Mercator projection leads to a significant saving.

In all cases zone 0 corresponds to the UPS coordinate system, and the polar-stereographic projection of GeographicLib has been ported to Julia to perform the transformation.

An approximate, 6th-order expansion is used by default for the transverse-Mercator projection and its inverse (though orders 4-8 are defined). The algorithm is a native Julia port of that used in GeographicLib, and is accurate to nanometers for up to several UTM zones away from the reference meridian. However, the series expansion diverges at ±90° from the reference meridian. While the UTMZ -methods will automatically choose the canonical zone and hemisphere for the input, extreme care must be taken to choose an appropriate zone for the UTM methods. (In the future, we implement the exact UTM transformation as a fallback — contributions welcome!)

There is also UTMfromUTMZ and UTMZfromUTM transformations that are helpful for converting between these two formats and putting data into the same UTM zone.

To and from local ENU frames

The ECEFfromENU and ENUfromECEF transformations define the transformation around a specific origin. Both the origin coordinates as an ECEF as well as its corresponding latitude and longitude are stored in the transformation for maximal efficiency when performing multiple transform s. The transformation can be inverted with inv to perform the reverse transformation with respect to the same origin.

We support the Web Mercator / Pseudo Mercator projection with the WebMercatorfromLLA and LLAfromWebMercator transformations for interoperability with many web mapping systems. The scaling of the northing and easting is defined to be meters at the Equator, the same as how proj handles this (see https://proj.org/operations/projections/webmerc.html ).

If you need to deal with web mapping tile coordinate systems (zoom levels and pixel coordinates, etc) these could be added by composing another transformation on top of the web mercator projection defined in this package.

Many other methods are defined as convenience constructors for composed transformations, to go between any two of the coordinate types defined here. Diese schließen ein:

  • ECEFfromUTMZ(datum) = ECEFfromLLA(datum) ∘ LLAfromUTMZ(datum)
  • UTMZfromECEF(datum) = UTMZfromLLA(datum) ∘ LLAfromECEF(datum)
  • UTMfromECEF(zone, hemisphere, datum) = UTMfromLLA(zone, hemisphere, datum) ∘ LLAfromECEF(datum)
  • ECEFfromUTM(zone, hemisphere, datum) = ECEFfromLLA(datum) ∘ LLAfromUTM(zone, hemisphere, datum)
  • ENUfromLLA(origin, datum) = ENUfromECEF(origin, datum) ∘ ECEFfromLLA(datum)
  • LLAfromENU(origin, datum) = LLAfromECEF(datum) ∘ ECEFfromENU(origin, datum)
  • ECEFfromUTMZ(datum) = ECEFfromLLA(datum) ∘ LLAfromUTMZ(datum)
  • ENUfromUTMZ(origin, datum) = ENUfromLLA(origin, datum) ∘ LLAfromUTMZ(datum
  • UTMZfromENU(origin, datum) = UTMZfromLLA(datum) ∘ LLAfromENU(origin, datum)
  • UTMfromENU(origin, zone, hemisphere, datum) = UTMfromLLA(zone, hemisphere, datum) ∘ LLAfromENU(origin, datum)
  • ENUfromUTM(origin, zone, hemisphere, datum) = ENUfromLLA(origin, datum) ∘ LLAfromUTM(zone, hemisphere, datum)

Constructor-based transforms for these are also provided, such as UTMZ(ecef, datum) which converts to LLA as an intermediary, as above. When converting multiple points to or from the gleich ENU reference frame, it is recommended to use the transformation-based approach for efficiency. However, the other constructor-based conversions should be similar in speed to their transformation counterparts.

Currently, the only defined distance measure is the straight-line or Euclidean distance, euclidean_distance(x, y, [datum = wgs84]) , which works for all combinations of types for x and y - except that the UTM zone and hemisphere must also be provided for UTM types, as in euclidean_distance(utm1, utm2, zone, hemisphere, [datum = wgs84]) (the Cartesian distance for UTM types is not approximated, but achieved via conversion to ECEF ).

This is the only function currently in Geodäsie which takes a default datum, and sollte be relatively accurate for close points where Euclidean distances are most important. Future work may focus on geodesics and related calculations (contributions welcome!).


Weltgeodätisches System 1984 (WGS84)

WGS84 is an Earth-centered, Earth-fixed terrestrial reference system and geodetic datum. WGS84 is based on a consistent set of constants and model parameters that describe the Earth's size, shape, and gravity and geomagnetic fields. WGS84 is the standard U.S. Department of Defense definition of a global reference system for geospatial information and is the reference system for the Global Positioning System (GPS). It is compatible with the International Terrestrial Reference System (ITRS). The current realization WGS84 (G1762) follows the criteria outlined in the International Earth Rotation Service (IERS) Technical Note 21 (TN 21). The responsible organization is the National Geospatial-Intelligence Agency (NGA). NGA plans to conduct a WGS84 reference frame network adjustment in 2013 to incorporate IERS Conventions 2010 Technical Note 36 (TN 36).

  • Origin: Earth’s center of mass being defined for the whole Earth including oceans and atmosphere.
  • Z-Achse: The direction of the IERS Reference Pole (IRP). This direction corresponds to the direction of the BIH Conventional Terrestrial Pole (CTP) (epoch 1984.0) with an uncertainty of 0.005".
  • X-Axis: Intersection of the IERS Reference Meridian (IRM) and the plane passing through the origin and normal to the Z-axis. The IRM is coincident with the BIH Zero Meridian (epoch 1984.0) with an uncertainty of 0.005".
  • Y-Axis: Completes a right-handed, Earth-Centered Earth-Fixed (ECEF) orthogonal coordinate system.
  • Skala: Its scale is that of the local Earth frame, in the meaning of a relativistic theory of gravitation. Aligns with ITRS.
  • Orientation: Given by the Bureau International de l’Heure (BIH) orientation of 1984.0.
  • Time Evolution: Its time evolution in orientation will create no residual global rotation with regards to the crust.

Defining parameters

WGS84 identifies four defining parameters. These are the semi-major axis of the WGS84 ellipsoid, the flattening factor of the Earth, the nominal mean angular velocity of the Earth, and the geocentric gravitational constant as specified below.

Flattening Factor of the Earth

Nominal Mean Angular Velocity

Geocentric Gravitational Constant

The value of GM includes the mass of the Earth's atmosphere. GPS users should retain the original WGS84 GM value of 3986005.0 10 8 m 3 /s 2 as specified in the GPS interface control document (ICD-GPS-200) and the NIMA Technical Report 8350.2.

WGS84 realizations

Both the EPSG database and the NGS website use 'WGS 84' with spaces between 'WGS' and '84'. The EPSG database contains no specific WGS84 datum realizations.

First realization established by DoD in 1987 using Doppler observations.
Also known as WGS84 (1987), WGS84 (original), WGS84 (TRANSIT).
For surveying purposes, original WGS84 is identical to NAD83 (1986).
WGS84 is connected to ITRF90 by a 7-parameter Helmert transformation.

Realization introduced by DoD on 1997-01-29 based on GPS observations.
G stands for 'GPS' and 873 is GPS week number. Based on ITRF94.

Transformation parameters

Transformation parameters between WGS84 (G1762) and past WGS84 realizations as well as some ITRF realizations.

The transformation parameters between various ITRF realizations can be found in ITRF Transformation Parameters.xlsx.

Rotations are for the position vector rotation convention. Units are meters, mas (milliarcsecons) and ppb (parts-per-billion).
1 mas = 0.001 " = 2.77778 e -7 degrees = 4.84814 e -9 radians. 0.001 " corresponds to about 0.030 m at the earth's surface.

WGS84 and ITRF

In general the ITRS (and its realizations ITRFyy) are identical to WGS84 at one meter level. Meanwhile there are two types of WGS84 realization.

  • Old realization based on U.S. Navy Navigation Satellite System, commonly known as DOPPLER Transit, and provided station coordinates with accuracies of about one meter. With respect to this realization the International Earth Rotation Service published transformation parameters between ITRF90 and this Doppler realized system: WGS84.TXT.
  • New realizations of WGS84 based on GPS data, such as G730, G873, G1150 and G1674. These new WGS84 realizations are coincident with ITRF at about 10-centimeter level. For these realizations there are no official transformation parameters. This means that one can consider that ITRF coordinates are also expressed in WGS84 at 10 cm level. However, the most recent G1762 realization adopted ITRF2008 coordinates for more than half of the reference stations and velocities of nearby sites for the others. Thus, ITRF2014, ITRF2008 and WGS84 (G1762) are likely to agree at the centimeter level, yielding conventional 0-transformation parameters.

The OGP Surveying & Positioning Committee recommends in their Guidance note 4, 'Use of the International Terrestrial Reference Frame (ITRF) as the reference geodetic system for surveying and real-time positioning', to keep the old wording "from local coordinate reference system to WGS84" only when the published transformation parameter values allow a coordinate transformation to an accuracy worse than one meter, and to use the new wording "from local coordinate reference system to ITRFyy at epoch yyyy.y" for the publication of transformation parameter values at a sub-meter precision.

WGS84, ITRF and NAD83

The original WGS84 realization essentially agrees with NAD83 (1986). Subsequent WGS84 realizations, however, approximate certain ITRS realizations.

The North American Datum of 1983 (NAD83) is used everywhere in North America except Mexico. This datum is realized in the conterminous United States and Alaska (North American Plate) through the National CORS (Continuously Operating Reference Stations) which provides the basis for obtaining rigorous transformations between the ITRF series and NAD83 as well as a myriad of scientific applications.


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