سیستم تصویر مرکاتور معکوس جهانی (UTM)

سیستم جهانی مرکاتور معکوس یا به اختصار UTM  یکی از سیستم های تصویر استوانه ای با حالت معکوس است . …

نرم افزار دوربین را گم کرده اید ؟ یا به دنبال آپدیت های ان هستید ؟ اینجا را نگاه کنید.

یا دفترچه ی راهنما میخواهید؟ اینجا را نگاه کنید.


سیستم های تصویر

بر اساس خصوصیات هندسی سیستم های تصویر ، این سیستم ها به سه دسته ی مخروطی ، صفحه ای ، استوانه ای تقسیم می شوند. در این میان اگر دور کره ی زمین در طول استوا یک استوانه را قرار دهیم ، به طوری که مماس باشند  به این نوع تصویر استوانه ای گفته می شود. در صورتی که از یک مخروط برای نمایش استفاده کنیم این نوع تصویر مخروطی و با این اوصاف اگر از یک صفحه مماس بر کره ی زمین استفاده کینم تصویر صفحه ای (اورتوگرافیک ,گونومونیک, استرئوگرافیک) بدست می آید .

 

projections concepts

سیستم تصویر استوانه ای

تصاویر استوانه ای از تماس استوانه با کره در طول یک دایره ی عظیمیه  به وجود می آیند . حال در صورتی که ما این استوانه را باز کنیم تبدیل به مستطیل میشود که طول آن برابر خط استواست همچنین مدارات و نصف النهارات به صورت عمود روی هم خواهند بود.

 

در این بین مهمترین تصاویر استوانه ای شامل :

  1. استوانه ای ساده
  2. استوانه ای هم مساحت لامبرد (یا لامبرت)
  3.  تصویر مرکاتور و مرکاتور جانبی

با توجه به نوع برخورد استوانه با کره در صورتی که کره در طول نصف النهاری با استوانه مماس باشد حالت آن معکوس یا (Transverse) گفته می شود . در صورتی که مایل برخورد کند آن را مایل و در حالت برخورد استوانه با استوا آن را عادی می نامند .

cylander Projection

سيستم تصوير استوانه‌اي مرکاتور

سامانه مرکاتور در سال ۱۵۷۰ میلادی توسط گراردوس مرکاتور جغرافی‌دان و نقشه‌نگار فلاندری ابداع شد. سيستم تصوير مرکاتور یکی از معروف‌ترين سيستم‌های تصوير در دنياست. دراين سيستم طول مدارها با خط استوا برابر است. هر اندازه به طرف قطبين نزديک مي‌شويم، فواصل مدارها بيشتر مي‌شود، تا جایي‌که در محل قطبين در بينهايت قرار مي‌گيرد و امکان نمايش قطبين وجود ندارد. به دليل اغراق خيلي زياد در عرض‌های جغرافيایی بالا، تصوير مرکاتور براي نمايش آبها و خشکیهای جهان به کار نمیرود. اين تصوير به طور خاص براي دريانوردی و يا مقاصدی که در آن پيدا نمودن جهت صحيح مورد نياز است؛ مانند نمايش جريان‌های دريایی يا جهت باد به کار مي‌رود. اين سيستم تصوير براي كشورهايي مانند ايران كه در مدارات بين صفر تا 60 درجه قرار دارند مناسب‌تر است، ولي برای كشورهایی نظير فنلاند و سوئد كه در مدارات بالاتر از 60 درجه واقع میباشند مناسب نيست.

یو تی ام( Universal Transverse Mercator coordinate system یا UTM )

سیستم جهانی مرکاتور معکوس یا به اختصار UTM  یکی از سیستم های تصویر استوانه ای مرکاتور با حالت معکوس است . سامانه ی مختصاتی جهانی مرکاتور مرجع  در دهه ی 1940 میلادی و توسط ارتش ایالات متحده ی آمریکا بر پایه ی بیضوی مرجع (ژئوسنتریک) شکل گرفت اولین بیضوی مورد استفاده برای این سیستم بیضوی کلارک 1866 و برای هاوایی بر روی بیضوی بین المللی بنا نهاده شد . امروزه ازبیضوی ژئوسنتریک سامانه ژئودتیک جهانی ۱۹۸۴(WGS84) برای مدل‌سازی زمین در سامانه یوتی‌ام می‌شود، این بدین معنی است که مختصات نقاط ممکن است تا بیش از ۲۰۰ متر با مختصات پیشین (بر اساس بیضوی کلارک) متفاوت باشد. مرکاتور سامانه تصویری مشابه است که در آن زاویه و شکل تقریبی زمین حفظ می‌شود ولی فاصله و مساحت دچار تغییر می‌شود، در حالی‌که سامانه مرکاتور معکوس داری تجانس ناهمسانگردی سامانه غیرخطی در امتداد طول و عرض جغرافیایی برای اطمینان از همسانی نقشه بر اساس بیضوی مرجع است.

دلایل به وجود آمدن این سیتم به شرح زیر است :

  1. خطاها در جهات مختلف به حد الاقل برسد و از حد خاصی تجاوز نکند
  2. بتوان در سیستم مناطق را با اندازه های مختلف به هم پیوند داد و در عین حال تعداد قاچ های و نوار هایی را که باید نشان داد را به حدالاقل رساند که با این توصیف باید فرمول انتقال از یک قاچ به قاچ دیگر در تمام سیستم یکسان و یکنواخت باشد
  3. زاویه ی تقارب از 5 درجه تجاوز نکند

ویژگی های UTM

1024px-Utm-zones

در این سیستم کره ی زمین به 60 زون یا منطقه یا قاچ تقسیم میشود که هر کدام دارای 6 درجه طول جغرافیایی است و هر زون نیز به چهار کوادرانت (چارک) تقسیم میشود . محدوده ی شمالی و جنوبی این سیستم عرض های جغرافیایی 80 درجه ی شمالی و در محدوده ی جنوبی 80 درجه ی جنوبی را در بر میگیرد.

محور های این سیستم مختصات را Easting محور اکس و Northing محور ایگرگ   هستند که بر روی مقادیر قراردادی بنا شده اند . در نیم کره ی شمالی خط استوا با نورثینگ صفر شروع میشود و  در 84 درجه ی شمالی به 9334080 مترنورث ختم میشود (فاصله از استوا) برای سهولت در نیم کره ی جنوبی این مقدار به حای صفر از 10000000 دارد ودر 80 درجه جنوبی  به 1110400 متر نورث ختم می شود .مبدا ایستینگ نصف النهار گرینویچ است و دارای ایستینگ 500000 است به سمت شرق زمین این مقدار افزایش و به طرف غرب زمین این مقدار کاهش می یابد ؛ ایستینگ به سمت شرق به مقدار 833360 متر ایستینگ و در غرب به  مقدار  166640 متر ایستینگ ختم پیدا می کند

کارتوگرافی UTM

  • هر یک از نوار های 60 گانه را با یک رقم خاص مشخص میکنند  به طوری که نوار مخصوص بین طول جغرافیایی 180درجه ی شرقی تا 174 درجه ی شرقی عدد یک را به خود اختصاص می دهد .این اعداد نیز به طرف شرق افزایش میابد
  • هر قاچ (زون) یا نوار دارای خط مرکزی به نام نصف النهار مرکزی است در نتیجه 60 نصف النهار خواهیم داشت.به عبارت دیگر در اين سيستم نصف‌النهار گرينويچ به عنوان نصف‌النهار مركزی تعریف شده و در هر طرف آن 30 قاچ قرار گرفته و نحوه شمارش قاچ‌ها از غرب به شرق است و نصف‌النهار گرينويچ در زون 30 ام واقع شده است. هر نصف النهار مرکزی دارای ضریب مقیاس (اسکیل فاکتور)  .9996 است و تغیرات مقیاس در سرتاسر نوار سرشکن می شود.
  • برای عرض جغرافیایی از حروف انگلیسی C تا X برای نام گذاری هر 8  درجه عرض جغرافیایی به کار می رود . همچنین A,B برای قطب جنوب و B,C برای قطب شمال به کار میرود . در این میان برای جلوگیری اشتباه خواندن حروف I,O  با اعداد 1 و 0 این دو حرف وجود ندارد .

با دقت به تصویر نگاه کنید

GMT_utm_zones

8e6e528

شماره گذاری مختصات ها به صورت متر است که از استاندارد زیر پیروی میکند  :

UTMcoordinateDetail

 

لازم به ذكر است نقشه‌هاي توپوگرافي 1:50000 و 1:250000 ايران با اين سيستم ترسيم شده‌اند. اين سيستم بسيار دقيق بوده و در كارهاي نظامي نيز مورد استفاده قرار مي‌گيرد و چون تقسيم‌بندي هر طول و عرض در اين سيستم برحسب متر است، محاسبات شبکه مختصات در آن بسيار ساده و سريع انجام می شود.

منابع :

  • کارتوگرافی: سید جعفر مقیمی ،مجید همراه؛موسسه ی جغرافیایی و کارتوگرافی گیتا شناسی
  • دستورالعمل های همسان نقشه برداری جلد چهارم : کارتوگرافی (کلیات)
  • جزوه ی کارتوگرافی دکتر غفاری دانشگاه آزاد واحد سنندج
  • https://www.utm.edu/
  • http://earth-info.nga.mil/GandG/wgs84/gravitymod/egm96/egm96.html
  • http://cddis.nasa.gov/926/egm96/doc/S11.HTML
توجه
اين آموزش ها کاملا تابع قوانين کپي رايت وحق مولف مي باشد . هرگونه کپي برداري از مطالب و استفاده از آن ها در وبلاگ ها وبسايت ها و جزوات غير از جزوه اي که کاربران ميتوانند آن ها را دانلود کنند ممنوع ميباشد و متخلف تحت تعقيب و پيگرد قانوني قرار خواهد گرفت/
Print Friendly, PDF & Email

میدیا رستمی

اهل سنندج قبلا ورزشکار تکواندو ؛ دانش آموخته ی دبیرستان نمونه دولتی ؛کارشناس مهندسی ژئوماتیک ؛ مدرس دوره های خصوصی و سردبیر مجله ی ژئوماتیک دانشگاه آزاد ؛ برنامه نویس و طراح وب و دارای تسلط به زبان های C# و متلب ||| امضا: Nullius in verba به حرف دیگران توجه نکن |||

2 دیدگاه در“سیستم تصویر مرکاتور معکوس جهانی (UTM)

  • 10/12/1396 در10:52 ق.ظ
    پیوند یکتا

    سلام ممنون از توضیحات
    از مشخصات نقطه به صورت UTM میشه در نرم افزار متلب برای مشخص کردن نقاط مورد نظر استفاده کرد؟( در حل مسئله فروشنده دوره گرد با استفاده از الگوریتم ژنتیک)

    پاسخ
    • 06/01/1397 در8:30 ب.ظ
      پیوند یکتا

      با سلام
      چون این مسئله در حیطه ی کاری من نیست اشنایی فقط سطحی با اون دارم، اما چون این مسئله بر اساس موقعیت کار میکنه فکر کنم بشه که ازش استفاده کرد.

      پاسخ

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *