¿Diferencia entre proyección y dato?


230

¿Cuál es la diferencia entre una proyección y un dato?


2
Docs de ESRI tienen las discusiones sobre sistemas de coordenadas proyectadas y los datum .
Kirk Kuykendall el

13
Esta será una de las preguntas más vistas en este intercambio de pila.
Adam Matan

1
Me pregunto si esto sería mejor como un wiki comunitario, donde podríamos agrupar colectivamente todas las respuestas en una sola respuesta combinada. Estoy personalmente no gusta especialmente amplias preguntas donde las respuestas son fáciles de encontrar en la wikipedia, etc.
JasonBirch

1
Creo que alguien debería mencionar la distinción entre las dos posibles interpretaciones de "Proyección de mapa", a saber, "CRS proyectado", que incluye el dato y es lo que parece describir wwnick ( gis.stackexchange.com/questions/664/… ) y "Método de proyección", que es lo que se describe en la respuesta del desarrollador ( gis.stackexchange.com/questions/664/… ).
mkadunc

44
No habrá una respuesta única para esto, ya que el "dato" en SIG puede ser una de al menos tres cosas diferentes, por ejemplo, dato geodésico (una referencia a partir de la cual se realizan las mediciones), un único punto de referencia (a menudo el nivel del mar como en "Artillería Encuesta datum "= nivel medio del mar en Newlyn en Cornwall, Reino Unido) y un elipsoide de referencia (que es probablemente la forma en que la mayoría de las personas con SIG usan el término. Finalmente, aquí hay un cuarto significado en aras de la exhaustividad pedante - datum = singular de datos (así cualquier una sola pieza de información es un dato) :)
MappaGnosis

Respuestas:


183

Los sistemas de coordenadas geográficas (lat / long) se basan en una superficie esferoidal (ya sea realmente esférica o elipsoidal) que se aproxima a la superficie de la tierra. Un dato típicamente define la superficie (ex radio para una esfera, eje mayor y eje menor o aplanamiento inverso para un elipsoide) y la posición de la superficie con respecto al centro de la tierra. Un ejemplo de dato es NAD 1927 , que se describe a continuación.

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

Todas las coordenadas están referenciadas a un dato (incluso si es desconocido). Si ve datos en un sistema de coordenadas geográficas, como GCS_North_American_1927, no está proyectado y está en Lat / Long, y en este caso, se hace referencia al dato NAD 1927.

Una proyección es una serie de transformaciones que convierten la ubicación de puntos en una superficie curva (la superficie de referencia o referencia) en ubicaciones en un plano plano (es decir, transforma las coordenadas de un sistema de referencia de coordenadas a otro).

El dato es una parte integral de la proyección, ya que los sistemas coordinados proyectados se basan en coordenadas geográficas, que a su vez se refieren a un dato. Es posible, e incluso común, que los conjuntos de datos estén en la misma proyección, pero estén referenciados a diferentes datos y, por lo tanto, tengan diferentes valores de coordenadas. Por ejemplo, los sistemas de coordenadas del plano de estado se pueden hacer referencia a los datos NAD83 y NAD27. Las transformaciones de coordenadas geográficas a proyectadas son las mismas, pero como las coordenadas geográficas son diferentes dependiendo del dato, las coordenadas proyectadas resultantes también serán diferentes.

Además, proyectar datos también puede dar como resultado una conversión de datos, por ejemplo, proyectar datos NAD_1927 a Web Mercator requerirá un cambio de datos a WGS 84. Del mismo modo, es posible convertir datos de un dato a otro sin proyectarlo, como con la utilidad NADCON de NGS , que puede cambiar las coordenadas de NAD27 a NAD83.

Ejemplo de coordenadas de un punto referenciadas a diferentes datos

Coordenadas referenciadas a NAD_1927_CGQ77

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

Mismo punto referenciado a NAD_1983_CSRS

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

3
¿Podría ser una comunidad wikied, para que podamos hacerla canónica?
fmark

Buena idea, hecho.
wwnick

2
Esta respuesta me parece algo engañosa. Sugiere que los datos son GCS. "Datum es decir, sistemas de coordenadas geográficas ..." Un dato se utiliza para hacer referencia a coordenadas (tanto geográficas como proyectadas) en el espacio. Vea mi explicación a continuación.
SoilSciGuy

3
Solo un pequeño comentario sobre la primera línea "Datums, es decir, sistemas de coordenadas geográficas". Parece que un Datum es un sistema de coordenadas geográficas. Ese no es el caso. Los datos son parte de un modelo simple de tierra elipsoidal. Los sistemas de coordenadas geográficas utilizan un dato como parte de su definición. Pero también lo hacen los sistemas de coordenadas geocéntricos y proyectados.
dotMorten

dotMorten, tienes razón. esta respuesta ahora es un wiki de la comunidad y ha visto algunas ediciones, se solucionará.
wwnick

108

Obviamente obtendrá mejores respuestas de los libros de texto, pero aquí hay una explicación simple:

Proyección de mapa: es un método para representar una superficie esférica o curva en un plano plano.

Datum: es la referencia u origen en base a la cual se realizan las mediciones.


3
Acabo de revertir esta respuesta al original. Una edición propuesta y aceptada dice que estas definiciones se citan de las entradas de wikipedia. No son.
mkennedy

1
@mkennedy Gracias. E incluso si fueran exactamente lo mismo, dado que han transcurrido más de tres años desde que se publicó esto, ¡deberíamos verificar si las entradas de Wikipedia no eran realmente citas de aquí !
whuber

@mkennedy: Gracias por revertir la edición. El mismo usuario había sugerido lo mismo al principio del día, y yo también lo había rechazado, ya que esto no es de la wikipedia.
Devdatta Tengshe

95

Después de luchar con esta pregunta hace diez años, y encontrar muchas cosas confusas escritas sobre el tema, publiqué un breve artículo en la revista Directions que presentaba una respuesta de la manera más simple, clara y precisa posible. Lo siguiente es un extracto de ese artículo.

Reproyectar características geográficas

Debes suceder dos cosas cuando dibujas un mapa: las características en el mundo real deben ser "georreferenciadas" a un esferoide y el esferoide debe proyectarse sobre el papel.

ingrese la descripción de la imagen aquí

El esferoide modela la forma de la superficie de la tierra. Es una idealización que no tiene en cuenta los cambios locales en la topografía.

La georreferenciación asigna ubicaciones (¡en tres dimensiones!) A puntos en un esferoide.

La proyección es una operación que distorsiona y contrae matemáticamente una porción del esferoide en papel plano. La proyección se puede deshacer ("invertida"). La "no proyección" expande una característica en un mapa y la vuelve a pegar en el esferoide. También es una operación matemática.

La georreferenciación se realiza con un dato . Un dato generalmente está dado por un punto de partida y una dirección: especifica dónde debe aparecer un punto claramente identificable en la tierra (el punto base) en el esferoide y muestra dónde una dirección base, como el norte, apunta en el esferoide en la base punto. El punto base y la dirección permiten a los topógrafos determinar la distancia y el ángulo de cualquier otro punto en la tierra. Moverse en la dirección correspondiente en el esferoide durante la misma distancia determina dónde debe ir el nuevo punto en el esferoide.

Los esferoides tienen coordenadas . Son latitud y longitud. La latitud (geodésica) es el ángulo formado por una línea vertical a la horizontal. No es necesariamente el mismo ángulo formado por "hacia arriba", porque este último está distorsionado por la variación gravitacional sobre la tierra. No es necesariamente el ángulo formado por una línea al centro de la tierra, porque la mayoría de los esferoides tienen una sección transversal elíptica, no circular.

Por lo tanto, la georreferenciación otorga puntos cerca de la Tierra con coordenadas de latitud, longitud y altura.

(Las secciones posteriores discuten el Cambio de datos, Cómo relacionar dos mapas, La forma incorrecta de hacerlo y América del Norte es un caso especial).


Gracias Bill Es una alegría ver este tema difícil ilustrado y explicado. (¡Es maravilloso verte aquí también, bienvenido a bordo!)
matt wilkie

Gracias Matt. Siempre es interesante encontrar una nueva comunidad SIG.
whuber

2
@Alex Después de ganar más experiencia con este sitio, me doy cuenta de que tenías toda la razón. Agregué un extracto. Gracias por la sugerencia.
whuber

1
Muy buena visualización.
Nikos Alexandris

3
Otro enlace donde este artículo todavía está presente cals.arizona.edu/art/kb/reproj/huber.html
sys49152

41

La respuesta de wwnick es correcta, pero es un poco engañosa en el sentido de que enfatiza los parámetros elipsoidales y la OMI subestima la importancia de 'la posición de la superficie en relación con el centro de la tierra': el ejemplo de NAD 1927 necesita mencionar que la geodésica El "centro" de NAD27 es una estación base en el Rancho Meades en Kansas.

One could have (and often that's the case, especially with the increasing popularity of WGS84/GRS80 ellipsoid) several different datums based on the exact same ellipsoid parameters. The reason for this is that while the WGS 84 datum is OK globally since its surface is set to provide minimal average shifts due to tectonic movements across the globe, there's room for improvement on the local scale, where the reference can be fixed to some local reference point or at least to the local tectonic plate (e.g. ETRS, which is fixed to continental Europe)

Se podría explicar el dato simplemente como "un acuerdo sobre el tipo de sistema de coordenadas, su forma y su posición y orientación absolutas en relación con alguna referencia del mundo real bien conocida o bien definida". El sistema de coordenadas ni siquiera tiene que ser elipsoidal (por ejemplo, datum vertical, que generalmente se define diciendo que la altura de algún punto fijo es tal, y todas las otras alturas se medirán en relación con este punto).


1
Aquí hay un enlace a la respuesta de wwnick en caso de que no siempre esté "por encima" de la suya: gis.stackexchange.com/questions/664/…
Tim Schaub

+1 ¿Estos puntos deben fusionarse en la respuesta principal? Esta es la información que estaba buscando, y es bueno ver que Google me señaló aquí cuando buscaba una buena definición de datos.
Simon

20

Las proyecciones geográficas son una forma de mostrar la superficie curva de la Tierra en una superficie plana como un trozo de papel ...

De la documentación del usuario del múltiple :

La Tierra no es un elipsoide exacto. De hecho, debido a que la Tierra es un elipsoide tan "grumoso", ningún elipsoide liso proporcionará una superficie de referencia perfecta para toda la Tierra. La solución práctica para esto es medir la forma de la Tierra en diferentes áreas y luego crear diferentes elipsoides de referencia utilizados para mapear diferentes regiones de la Tierra. Un dato es un elipsoide de referencia junto con un desplazamiento desde el centro de la Tierra. Al especificar diferentes desplazamientos, puede usar los mismos elipsoides estándar en muchas regiones diferentes de la Tierra. Diferentes países a menudo usarán el mismo elipsoide pero con diferentes desplazamientos para mapas gubernamentales estándar en esos países.


1
Re: "Un dato es un elipsoide de referencia junto con un desplazamiento desde el centro de la Tierra". Para completar, también puede incluir una inclinación del eje del elipsoide y un factor de escala. Las coordenadas geográficas (latitud y longitud) pueden estar desviadas por cientos de metros si usa el dato incorrecto. Tengo una visión general orientada a ArcGIS de proyecciones y datos aquí: ats.amherst.edu/software/gis/mapping_coordinate_data
Andy

16

Piense en la proyección como ver su ubicación en el plano X / Y. Datum define el punto de referencia desde donde se realizaron todas las mediciones. Digamos que se encuentra en algún lugar y necesita decirle su ubicación a alguien. Dirías, soy X lat e Y long. Este X e Y son deterministas porque se refieren desde el Datum. La otra persona ahora sabe que eres X-lat e Y-Long lejos de Datum. Si eres un novato, no te concentres demasiado en las características de Datum. Solo recuerde que es la ubicación desde donde se realizan todas las mediciones.


13

Escribí un artículo en profundidad sobre esto en mi blog aquí: http://www.sharpgis.net/post/2007/05/05/Spatial-references2c-coordinate-systems2c-projections2c-datums2c-ellipsoids-e28093-confusing

Cubre todos estos conceptos de una manera fácil de entender y ha sido revisado por varios colegas.

Para resumir: un dato es una definición del tamaño, orientación y posición de un elipsoide utilizado como una aproximación de la forma de la tierra. Utiliza puntos de referencia en la superficie para definir su ubicación y orientación, en función de una fecha (razón por la cual hay un número para el año en que se definió para tener en cuenta los movimientos de la placa tectónica). Los datos se utilizan en sistemas de coordenadas esféricos largos / lat y proyectados. Considérelo un punto de referencia para sus coordenadas y alturas elipsoidales (es decir, dónde está el primmeridio, el ecuador y cuál es la altura relativa al elipsoide que no es el nivel medio del mar). Se utilizan diferentes puntos de referencia en diferentes lugares porque algunos se ajustan mejor a algunas áreas que otras.

Una proyección es una fórmula utilizada para convertir coordenadas largas / largas en un sistema de coordenadas planas que puede usar en papel o en una pantalla de computadora. Por lo general, se realiza desde un sistema de coordenadas geográficas, que a su vez utiliza un dato como definición básica. Entonces el dato lo afecta todo. La proyección de datos crea una gran distorsión del mundo real, por lo que realmente solo debe hacerse cuando se colocan los datos del mapa en un mapa plano, o si desea trabajar en un sistema de coordenadas "más simple" y puede vivir con las distorsiones.

Usar el dato incorrecto podría provocar que sus datos se compensen hasta aproximadamente una milla, por lo que es muy importante conocer el dato si está mezclando datos.


11

Esto no competirá con la respuesta de wwnicks y no será riguroso, pero la visualización que presento a la gente, cuando se le pregunta, es la relación entre una cadena conectada a una pelota. Cambiar la proyección a menudo es como mover el extremo 'suelto' de la cuerda, pero aún conectado al mismo punto de la pelota. Cambiar el dato es como cambiar la ubicación de la pelota. Esto podría ayudar a esos tipos visuales.


10

En resumen, una proyección se utiliza para 'aplanar' la forma elipsoidal de la tierra al sistema de coordenadas rectangulares (por ejemplo, un mapa). Un dato es un punto específico y conocido en la Tierra que se utiliza como referencia. Una proyección utiliza el dato como punto de referencia, su ubicación en la Tierra.

En SIG, hay dos tipos de "sistemas de coordenadas": Sistema de coordenadas geográficas (latitud y longitud) y Sistema de coordenadas proyectadas (X e Y). Tanto el sistema de coordenadas geográficas como los sistemas de coordenadas proyectadas usan un dato como referencia.

  • No se proyecta un sistema de coordenadas geográficas (no plano), están en latitud y longitud. Piense en un globo redondo, no en un mapa plano.

  • Los sistemas de coordenadas proyectados, por otro lado, son "planos", pero aún necesitan un punto de referencia (dato) para definir ubicaciones en el espacio.

En otras palabras, el dato se utiliza para determinar el punto de origen en la Tierra haciendo referencia a un punto central dentro de un "modelo" de la Tierra.


10

Debemos recordar que la tierra no es una esfera simple, si lo fuera, necesitamos un dato "= Un sistema de cálculo para encontrar un punto en la tierra", la tierra es más elipsoide, pero no exactamente. La Tierra es un geoide astronómico sin una forma regular, por lo que podemos tener muchas formas de calcular la coordinación de un punto en este objeto 3D irregular, con muchas opiniones y conceptos, cada uno es un dato.

La página de Fundamentos de mapeo del ICSM en Datums 1: se puede visitar The Basics para obtener más información.


7

Solo un comentario en el diagrama que intenta ilustrar una proyección desde una esfera. En lugar de lo que se ilustra, imagine una fuente de luz en el centro de la esfera. La sombra del polígono "proyectado" sobre un trozo de papel plano fuera de la esfera es, en esencia, un tipo de proyección. Para mí, el diagrama implica que una proyección es como una superficie reflejada, que es una forma incorrecta de visualizar lo que está sucediendo.

Además, al menos en el mundo de ESRI, la georreferenciación no está aplicando puntos a una esfera. La georreferenciación es asignar un sistema de coordenadas planas (proyectado) conocido a un dataset ráster o vectorial que se originó en una operación de escaneo o digitalización en la que se aplicó por primera vez un sistema de coordenadas 'local'. "Local" en este caso simplemente significa que las coordenadas se crearon sin referencia a un sistema de coordenadas del mundo real. Es decir, un mapa puede haber sido originalmente digitalizado a mano donde la persona decidió que la coordenada inferior izquierda del mapa tenía un valor XY de (0,0). La georreferenciación es el proceso de asignar un conjunto de coordenadas del mundo real (proyectadas) al original. Si este proceso se aplica a una fotografía o mapa escaneado, el proceso de georreferenciación a menudo deformará la imagen original para que se ajuste al conjunto de puntos de referencia a los que se han asignado coordenadas planas del mundo real. Esta "deformación de georreferencia" no es lo mismo que las distorsiones creadas cuando se proyecta desde una esfera a un plano. La "deformación por georreferencia" se trata de corregir las distorsiones producidas por la cámara o el escáner. Al proyectar una entidad desde una superficie esférica a una superficie plana, siempre se crea una distorsión en la distancia, el área, la escala y la demora. Usted elige una proyección para minimizar una o más de estas distorsiones, según el propósito previsto del mapa. no es lo mismo que las distorsiones creadas cuando se proyecta desde una esfera a un plano. La "deformación por georreferencia" se trata de corregir las distorsiones producidas por la cámara o el escáner. Al proyectar una entidad desde una superficie esférica a una superficie plana, siempre se crea una distorsión en la distancia, el área, la escala y la demora. Usted elige una proyección para minimizar una o más de estas distorsiones, según el propósito previsto del mapa. no es lo mismo que las distorsiones creadas cuando se proyecta desde una esfera a un plano. La "deformación por georreferencia" se trata de corregir las distorsiones producidas por la cámara o el escáner. Al proyectar una entidad desde una superficie esférica a una superficie plana, siempre se crea una distorsión en la distancia, el área, la escala y la demora. Usted elige una proyección para minimizar una o más de estas distorsiones, según el propósito previsto del mapa.

En cuanto a las cadenas en una ilustración de bola y cambiar el dato, en lugar de cadenas, usaría lápices de varias longitudes que comienzan desde un punto en la esfera y terminan en un trozo de papel plano. Los extremos exteriores de los lápices representan los puntos proyectados. En cierto sentido, cambiar el sistema de coordenadas geográficas (dato para esta discusión) es análogo a rotar la esfera en un eje más a una nueva posición. El concepto funciona solo para áreas aisladas en la tierra. Eso es para NAD27 a WGS84, se aplica bastante bien a los 48 estados contiguos de los Estados Unidos pero no a Canadá o Alaska. Para esas áreas, primero debe corregir el dato NAD 27 y luego hacer que se mueva el NAD7 a WGS84. Mientras que para NAD83 a WGS84, el concepto funciona para la mayor parte de América del Norte.