lokacijski i navigacijski sustavi #3
DESCRIPTION
Lokacijski i navigacijski sustavi #3Koordinatni sustaviTRANSCRIPT
-
Dr. sc. Mario Mutra
Koordinatni sustavi i datumi Kartografske projekcije
-
Koordinatni sustav
koordinatnim sustavom definiramo poloaj neke toke ili objekta u prostoru
prostor moe imati proizvoljno mnogo dimenzija: 1D
2D
3D
nD
svijet u kojem se kreemo moemo dobro opisati trodimenzionalnim koordinatnim sustavom gdje prikazujemo udaljenost od ishodita u tri smjera
2
-
Kartezijev koordinatni sustav
intuitivno najjednostavniji koordinatni sustav je Kartezijev ili pravokutni koordinatni sustav
poloaj objekta odreen je s tri koordinate (x, y, z)
udaljenost od ishodita raunamo kao
3
222 zyxD
-
Cilindrini koordinatni sustav
definiramo ga pomou tri koordinate (,,z)
transformaciju iz Kartezijevog sustava provodimo tako da transformiramo x i y koordinate, a z ostaje nepromijenjen
udaljenost od ishodita oznaavamo sa
je kut u odnosu na x-os
z je udaljenost od xy-ravnine
4
22 yx
-
Sferni koordinatni sustav
sferni koordinatni sustav prikladan je za prikaz poloaja ili gibanja koje se odvija ne povrini kugle ili openito po zamiljenoj sferi
definiramo ga pomou tri koordinate (r,,)
r je udaljenost od ishodita
je nagib s obzirom na z-os
je kut u odnosu na x-os
5
-
Geocentrini fiksni koordinatni sustav
ECEF - Earth-Centered Earth-Fixed
ovaj koordinatni sustav koristimo za raunanje poloaja satelita i prijemnika
koordinate sustava su (x, y, z)
ishodite sustava - centar mase Zemlje x-y ravnina lei u ekvatorijalnoj ravnini
+ x os prolazi 0-tim meridijanom
+ y os prolazi 90o istone duine
+ z os prolazi sjevernim zemljopisnim polom
6
-
Geocentrini fiksni koordinatni sustav
prije raunanja pozicije prijemnika treba transformirati satelitske efemeridne podatke iz ECI (Earth-Centered Inertial) u ECEF koordinatni sustav
sustav rotira sa Zemljom pa je jednostavno raunati , i h prijemnika
Kartezijeve koordinate prijemnika (x, y, z) treba transformirati u geodetske (, i h).
potreban fizikalni model za prikaz Zemlje
7
-
Sustavi ECEF i ECI
ECEF je pogodan za prikaz koordinata na Zemlji
ECI je pogodan za prikaz koordinata u svemiru
8
Sustav ECI Sustav ECEF
-
Geodetski datum
geodetski datum je koordinatni sustav definiran kako bi se precizno locirala mjesta na Zemlji
datumi slue kako bi se mjesta na geografskoj karti preslikala na stvarnu lokaciju na povrini Zemlje
datum je referentna toka od koje se vre mjerenja udaljenosti pojedinih lokacija
horizontalni datumi slue za mjerenje udaljenosti na povrini Zemlje
vertikalni datumi slue za mjerenje udaljenosti od povrine Zemlje (visine ili dubine)
9
-
Horizontalni datumi
ovisno o odabranom datumu, pogreka u lociranju na povrini Zemlje e se razlikovati
10
-
Vertikalni datumi
prikaz vertikalnih datuma u Europi
11
-
Referentni elipsoid
postoji velik broj aproksimacija Zemljinog oblika pomou geometrijskih tijela, a najboljima se pokazuje aproksimacija pomou eliposida
elipsoid je openito spljotena sfera
12
-
Referentni elipsoid
Zemlja je nepravilno nebesko tijelo i njen stvarni oblik nazivamo geoidom
13
elipsoid
geoid
sfera
-
Parametri elipsoida
eliposid definiramo kao rotacijsko geometrijsko tijelo koje opisujemo pomou dvije poluosi
velika poluos, a=6378,137 km
mala poluos, b=6356,752 km
umjesto poznavanja obaju poluosi uvodimo parametar spljotenosti f, koji nije uvijek jednak i ovisi o tome koji referentni model Zemlje i datum koristimo
14
257223563,298
1
a
baf
-
WGS-84
WGS-84 datum - World Geodetic System
to je referentni sustav koji koristi GPS
ishodite je locirano u centru Zemljine mase
referentni meridijan je IERS refrentni merijdijan koji se nalazi na 5,3'' istono od 0-tog meridijana (Greenwich)
15
-
Kartografske projekcije
-
Kartografski prikaz prostornih podataka
kartografski prikaz mree prometnica je rezultat transformacije prostornih (trodimenzionalnih) podataka u ravninski prikaz
postupak transformacije zove se kartografska projekcija
zemljovid - projekcija zemljopisnih koordinata u ravninski prikaz
geoid -> eliposid -> projekcija -> zemljovid
za razumijevanje nesavrenosti (greaka) zemljovidnih karata potrebno je razumijevanje postupka njihova dobivanja, dakle kartografske projekcije
17
-
Geografske koordinate
- geografska irina je luk meridijana izmeu ekvatora i normale na elipsoid (paralele aktualne pozicije)
- geografska duina je luk ekvatora ili dotine paralele, izmeu 0-tog meridijana i meridijana na kojem je aktualna pozicija
18
-
Geografske karte
glavni elementi karte:
projekcija
mjerilo
Sve odnose izmeu objekata na Zemlji nije mogue vjerno prenijeti na kartu!
kartografske projekcije prema vjernosti prikaza:
konformne - vjernost kutova
ekvivalentne - vjernost povrina
ekvidistantne - vjernost udaljenosti
19
-
Geografske karte
kartografske projekcije prema liku na kojem se radi projekcija:
cilindrine
stoaste
perspektivne (azimutne)
Mjerila na kartama
1 : 1.000.000
1 : 50.000
20
-
Cilindrina projekcija
21
-
Stoasta projekcija
22
-
Perspektivna (azimutska) projekcija
23
-
Ekvidistantna cilindrina
ouvane su udaljenosti izmeu meridijana
jednostavna geometrija
24
-
Cassinijeva
ouvane su udaljenosti uzdu 0. meridijana
ispravno se prikazuje udaljenost sjever-jug, odnosno zemljopisna irina
25
-
Mercatorova
konformna projekcija (ouvani su kutovi)
problem s prikazom rubova, oko polova
26
-
Lambertova poprena projekcija
poprena obina ekvivalentna azimutna projekcija
slui za izradu karata kontinenata
vjernost povrina, minimalne deformacije kutova i duina
27
-
Gauss-Krgerova
konformna
konstantna skala uz 0. meridijan
28
-
Eckertova (VI.)
pseudocilindrina, ekvivalentna (vjernost povrina)
29
-
Goodeova segmentirana projekcija
ekvivalentna konvencionalna cilindrina projekcija
nastala spajanjem vie isjeaka (segmenata) oko nekoliko sredinjih meridijana
30
-
Znaajke baze podataka prometne mree
organiziran oblik zapisa prostornih podataka (npr. u vektorskom formatu zapisa) vezanih za topologiju prometne mree, otvoren razliitim primjenama
kartografska projekcija nije bitna jer se obino radi o malim udaljenostima
slojevita organizacija zapisa prostornih podataka uklapa se u tehnike geoprostornih informacijskih sustava
osnovne znaajke (ranije spomenuto):
georeferenciranost
dovoljno atributnih podataka
31
-
Znaajke baze podataka prometne mree
32
ODRAVANJE PROMETNICA
MREA PROMETNICA AUTOKARTA
Podaci o prometnicama
- ogranieenja
- mostovi
- atributi prometnica
PROMET
Podaci o:
- vo?enju, usmjeravanju
-zastojima
- kapacitetu prometnica
TRANSPORT - LOGISTIKA
Podaci o:
- 0tpremnitvu
- upravljanju voznim parkom
Vektorski model podataka Rasterski model podataka
DIGITALNABAZA PODATAKA
PROMETNE MREE
Informacijeza vozaee
Upravljanjeprometom
Navigacija vozila
Informacije za vozae
Upravljanje prometom
Navigacija vozila
Podaci o: voenju, usmjeravanju zastojima kapacitetu prometnica
Podaci o: otpremnitvu upravljanju voznim
parkom
Podaci o prometnicama: ogranienja mostovi atributi prometnica