Lagi

Bagaimana cara mengubah data di NAD83 (NSRS 2007) ke NAD83 (CORS 96)?


Saya cukup jauh di luar kotak saya dalam hal ini, tetapi saya pasti akan menghargai perspektif apa pun tentang masalah ini. Saya memiliki beberapa titik kontrol dari NGS yang ada di NAD83 (NSRS 2007) yang ingin saya gabungkan dengan sisa dataset titik kontrol kami, tetapi data kami yang ada ada di NAD83(CORS 96)… Saya pikir… atau bisa juga NAD83 (2001). Mungkin saya harus bertanya:

NAD83 mana yang melekat dalam sistem koordinat NAD_1983_StatePlane_Georgia_West_FIPS_1002_Feet ESRI (Geografis: GCS_North_American_1983 Datum: D_North_American_1983)?

Bagaimanapun, adakah yang tahu tentang transformasi apa pun untuk mengonversi NAD83 (NSRS 2007) ke salah satu datum NAD83 "biasa"? NGS tidak akan memublikasikan apa pun, dan ESRI tidak memiliki filter transformasi untuk itu. Bantuan apa pun akan dihargai. BTW, saya memang membaca posting GIS-SE dari tahun lalu tentang konversi NAD83<-->HARN, tapi saya bertanya-tanya apakah ada yang berhasil menangani masalah ini sejak saat itu.


Esri menambahkan transformasi HARN/NSRS2007, NSRS2007/WGS84 dan CORS96/NSRS2007 ke ArcGIS 10.0, tetapi semuanya 'pembukuan'--parameternya nol. Saya pikir Anda harus mendapatkan surveyor geodetik untuk menghitung transformasi dengan menjalankan kuadrat terkecil menggunakan titik kontrol di kedua sistem. Saya tahu dua kota di pantai barat yang telah melakukannya.


NSRS 2007 dan CORS 96 secara fungsional setara. Realisasi NAD(CORS96) hanya mencakup stasiun CORS. Tanda pasif kemudian disesuaikan kembali berdasarkan pengamatan GPS dari CORS menggunakan posisi CORS96. Penyesuaian kembali tanda pasif ini disebut sebagai NSRS2007.

Realisasi saat ini adalah NAD (2011). Di banyak tempat perbedaan antara NSRS2007 dan NAD (2011) kurang dari 0,025m. Jika titik kontrol Anda memiliki kesalahan akurasi jaringan kurang dari 0,025 m, Anda mungkin ingin mencoba menyesuaikan data Anda ke NAD (2011). Tetapi jika kesalahan titik kontrol Anda lebih besar dari pergeseran 2007-2011 di wilayah Anda, tidak ada gunanya mencoba menyesuaikan data Anda.


Sehubungan dengan pertanyaan pertama.
Datum vertikal dikelola secara terpisah dari horizontal di Esri.
Saat mengonfigurasi kelas fitur baru, centang "akan berisi nilai Z" dan kemudian ada tab lain di sebelah sistem koordinat "sistem koordinat z".

Dan pada kelas fitur yang ada dengan z diaktifkan.
Dialognya terlihat mirip.

Pertanyaan kedua…
Saya bisa memikirkan cara untuk mencapainya. Untuk akurasi saya tidak bisa berbicara.
1. Buat geodatabase pribadi atau file,
2. Buat kumpulan data fitur dan
3. menentukan target crs dan sistem vertikal,
4. buat kelas fitur kosong
5. menggunakan data asli untuk mendefinisikan skema kelas fitur target.
6. Gunakan load cammand untuk memuat data asli ke dalam kelas fitur target.


Bagaimana Menangani Datum NAD83 dan Parameter Transformasi Tergantung Waktu

Pertanyaan yang sering diajukan oleh pengguna GNSS di Amerika Serikat adalah: Bagaimana cara mengubah koordinat antara frame yang ditentukan oleh NAD83 dan ITRFyy?
Untuk pengguna di Eropa, pertanyaannya adalah: Bagaimana cara mengubah antara ETRS89 dan ITRFyy?

Sebenarnya, transformasi kerangka referensi modern telah menjadi semakin kompleks untuk mengakomodasi proses yang bergantung pada waktu dengan lebih baik seperti tektonik lempeng dan fenomena geofisika lainnya.
Faktanya, banyak transformasi bingkai modern memperluas transformasi Helmert 7-parameter klasik ke formulasi 14-parameter yang kompleks, yang menambah 7 parameter asli dengan turunan waktunya.

Dokumen ini berisi:

Info: Nilai Parameter Transformasi

Biasanya nilai parameter transformasi dipublikasikan.

Sebagian besar dapat ditemukan di Pangkalan Pengetahuan QPS di sini: Parameter Transformasi ITRF.xlsx.


ITRF2014, WGS84 dan NAD83

Datum Amerika Utara 1983 (NAD83) digunakan di mana-mana di Amerika Utara kecuali Meksiko. Realisasi terakhir dari datum pada tulisan ini adalah NAD83 (2011) zaman 2010.0. Realisasi di Amerika Serikat dan Alaska yang berdekatan ini tersedia melalui National CORS (Stasiun Referensi yang Terus Beroperasi). Jumlah situs CORS Nasional dan CORS Koperasi terus bertambah dengan penambahan beberapa stasiun baru setiap bulannya.

Perbandingan ITRF, WGS84, dan NAD83 (Sumber: GPS untuk Surveyor Tanah)
Tahun Realisasi (Epoch) Untuk semua tujuan praktis yang setara dengan:
1987 WGS 1984 (ASAL) NAD83 (1986)
1994 WGS84 (G730) ITRF91/92
1997 WGS84 (G873) ITRF94/96
2002 WGS84 (G1150) ITRF00
2012 WGS (G1674) ITRF08
2013 WGS (G1762) Bandingkan dengan ITRF08 dan ITRF2014 dalam 1cm Root Mean Square (RMS) secara keseluruhan jika epochnya sama

Seperti disebutkan sebelumnya, di masa lalu kami tidak perlu khawatir dengan pergeseran antara NAD83 (1986) dan WGS84 seperti yang diperkenalkan pada tahun 1987, karena perbedaan dengan mudah masuk dalam anggaran kesalahan kami secara keseluruhan. NAD83 dan WGS84, awalnya hanya berbeda satu atau dua sentimeter. Itu tidak lagi benar. Dalam definisi baru mereka—NAD83 (2011) dan WGS84 (G1762)—berbeda hingga satu atau dua meter di daratan Amerika Serikat. Di sisi lain ITRF08, ITRF2014 dan WGS84 (G1762) hampir identik jika epoch mereka (moment in time) sama. Epoch standar tipikal untuk keduanya adalah WGS84(G1762) dan ITRF08 adalah 2005.0. Epoch standar tipikal untuk kedua ITRF2014 adalah 2010.0 NGS telah mengembangkan program yang disebut Horizontal Time Dependent Positioning (HTDP) untuk mengubah posisi dari satu epoch ke epoch lainnya. Dengan kata lain, program ini memungkinkan perpindahan posisi dari satu tanggal ke tanggal lainnya, transformasi dari satu kerangka acuan ke kerangka acuan lainnya dan mendukung realisasi NAD 83, ITRF dan WGS84 baru-baru ini. Ini menggarisbawahi fakta bahwa sistem ITRF dan WGS84 bersifat global dan realisasinya memperhitungkan bahwa bumi terus bergerak karena pergeseran lempeng tektonik di seluruh dunia. Namun, NAD83 tetap pada satu lempeng, lempeng Amerika Utara, dan bergerak bersamanya. Akibatnya, NAD83, di benua Amerika Serikat bergerak sekitar 10 hingga 20 milimeter per tahun sehubungan dengan realisasi kerangka referensi ITRF dan WGS84

Manajemen NAD83

Karena akurasi geodetik dengan GPS tergantung pada posisi relatif, surveyor terus mengandalkan stasiun NGS untuk mengontrol pekerjaan mereka seperti yang mereka lakukan selama beberapa generasi. Hari ini, tidak biasa bagi surveyor untuk menemukan bahwa beberapa stasiun NGS telah menerbitkan koordinat di NAD83 dan lainnya, mungkin diperlukan untuk mengontrol proyek yang sama, hanya memiliki posisi di NAD27. Dalam situasi seperti itu, seringkali diinginkan untuk mengubah posisi NAD27 menjadi koordinat datum yang lebih baru. Namun, sayangnya, tidak ada pendekatan matematis satu langkah yang dapat melakukannya secara akurat. Distorsi antara posisi NAD27 asli adalah bagian dari kesulitan. Koordinat yang lebih tua kadang-kadang salah sebanyak 1 bagian dalam 15.000. Masalah yang berasal dari defleksi vertikal, kurangnya koreksi untuk undulasi geoidal, pengukuran berkualitas rendah, dan sumber lain berkontribusi pada ketidakakuratan di beberapa koordinat NAD27 yang tidak dapat dikoreksi hanya dengan mengubahnya menjadi datum lain.

Transformasi dari NAD27 ke NAD83

Namun demikian, berbagai metode perkiraan digunakan untuk mengubah koordinat NAD27 menjadi nilai NAD83. Misalnya, perhitungan terjemahan lokal konstan kadang-kadang dicoba menggunakan stasiun dengan koordinat di kedua sistem sebagai panduan. Teknik lain adalah perhitungan dua translasi, satu rotasi dan satu parameter skala, untuk lokasi tertentu berdasarkan garis lintang dan garis bujur dari tiga atau lebih stasiun umum. Mungkin hasil terbaik berasal dari ekspresi polinomial yang dikembangkan untuk perbedaan koordinat, yang dinyatakan dalam koordinat Cartesian atau ellipsoidal menggunakan transformasi Helmert 3-D. Namun, selain membutuhkan tujuh parameter (tiga shift, satu skala, dan tiga komponen rotasi) pendekatan ini adalah yang terbaik ketika ketinggian ellipsoidal tersedia untuk semua titik yang terlibat. Jika informasi yang memadai tersedia, paket perangkat lunak seperti program NGS NADCON dapat memberikan koordinat.

Bahkan jika transformasi lokal dimodelkan dengan teknik ini, posisi NAD27 yang dihasilkan mungkin masih terganggu dengan akurasi yang relatif rendah. Penyesuaian NAD83 jaringan nasional didasarkan pada hampir 10 kali jumlah pengamatan yang mendukung sistem NAD27. Jumlah data yang lebih besar ini, dikombinasikan dengan kualitas pengukuran yang umumnya lebih tinggi pada dasar NAD83, dapat memiliki beberapa hasil yang agak tidak terduga. Misalnya, ketika koordinat NAD27 ditransformasikan ke dalam sistem baru, pergeseran stasiun individu mungkin sangat berbeda dari apa yang ditunjukkan oleh tren regional. Singkatnya, ketika menggunakan kontrol dari NAD83 dan NAD27 secara bersamaan pada proyek yang sama, para surveyor menghadapi kesulitan.

Faktanya, satu-satunya metode transformasi yang benar-benar andal adalah tidak bergantung pada koordinat sama sekali, tetapi kembali ke pengamatan asli itu sendiri. Penting untuk diingat, misalnya, bahwa lintang dan bujur geodetik, seperti koordinat lainnya, secara khusus dirujuk ke datum (kerangka referensi) tertentu dan tidak diturunkan dari semacam kerangka kerja absolut. Tetapi pengukuran asli, yang dimasukkan ke dalam penyesuaian kuadrat terkecil yang dirancang dengan baik, dapat memberikan hasil yang paling memuaskan.

Densifikasi dan Peningkatan NAD83

Ketidakcukupan posisi NAD27 dan bahkan NAD83 di beberapa daerah semakin memperparah hubungan yang berubah secara mendasar. Di masa lalu, relatif sedikit insinyur dan surveyor yang dipekerjakan dalam pekerjaan geodetik. Mungkin yang paling penting dari data dari berbagai survei geodesi adalah bahwa mereka menyediakan titik referensi yang tepat yang kemudian dapat dikaitkan dengan banyak survei dengan presisi lebih rendah. Pengaturan ini diilustrasikan dengan jelas oleh desain sistem koordinat pesawat negara, yang dirancang untuk membuat jaringan kontrol nasional dapat diakses oleh surveyor tanpa kemampuan geodetik. Namun, situasinya telah berubah. Jurang antara ketepatan survei lokal dan pekerjaan geodesi nasional hampir tertutup oleh GPS, dan itu telah mengubah hubungan antara surveyor lokal dalam praktik swasta dan ahli geodesi. Misalnya, signifikansi koordinat bidang keadaan sebagai jembatan antara dua kelompok telah berkurang secara drastis. Surveyor saat ini memiliki akses yang relatif mudah dan langsung ke sistem koordinat geodetik itu sendiri melalui GPS. Faktanya, kemungkinan kesalahan 1 hingga 2 ppm dalam jaringan posisi relatif yang diturunkan dari GPS sering kali melebihi keakuratan posisi NAD83 yang dimaksudkan untuk mengontrolnya.

Jaringan Referensi Akurasi Tinggi

Pekerjaan penting lainnya di sepanjang garis ini dicapai dalam program super-net negara bagian demi negara bagian. penciptaan Jaringan Referensi Akurasi Tinggi (HARN) adalah usaha kerjasama antara NGS dan negara bagian, dan sering kali melibatkan organisasi lain juga. Kampanye ini awalnya dikenal sebagai Jaringan Geodesi Presisi Tinggi (HPGN). Jarak stasiun tidak lebih dari sekitar 62 mil dan tidak kurang dari sekitar 16 mil adalah tujuan dalam jaringan di seluruh negara bagian ini. Akurasi dimaksudkan untuk menjadi 1 bagian per juta, atau lebih baik antar stasiun. Dengan kata lain, dengan sangat bergantung pada pengamatan GPS, jaringan ini dimaksudkan untuk menyediakan monumen titik kontrol yang sangat akurat, dapat diakses kendaraan, dengan jarak yang teratur dengan visibilitas overhead yang baik. Stasiun-stasiun ini dimaksudkan untuk memberikan kontrol yang lebih unggul daripada vektor-vektor yang berasal dari pengamatan GPS sehari-hari yang terkait dengannya. Dengan cara itu, titik HARN memberi pengguna sarana untuk menghindari kebutuhan untuk membengkokkan vektor agar sesuai dengan kontrol yang lebih rendah. Itu dulu kadang terjadi di hari-hari awal GPS. Untuk lebih memastikan koherensi seperti itu di HARN, ketika pengukuran GPS selesai, mereka diserahkan ke NGS untuk dimasukkan dalam penyesuaian ulang di seluruh negara bagian dari NGRS yang ada yang dicakup oleh negara bagian. Pergeseran koordinat 0,3 hingga 1,0 m dari nilai NAD83 adalah tipikal dalam penyesuaian ulang ini yang disimpulkan pada tahun 1998. Aspek terpenting dari posisi HARN adalah keakuratan posisi akhir mereka.

Penyesuaian NAD83 asli ditunjukkan dengan akhiran termasuk tahun 1986 dalam tanda kurung, yaitu NAD83 (1986). Namun, ketika realisasi yang lebih baru tersedia, tahun dalam kurung akan menjadi tahun penyesuaian. Realisasi terbaru adalah NAD83 (2011).


Gambaran

Sementara Sistem Rujukan Tata Ruang Nasional 2007 )NSRS2007) telah ada selama beberapa tahun, pergeseran ditentukan oleh sistem baru, relatif terhadap sistem sebelumnya (NAD83/96, alias HARN, HPGN, NAD83/91 kami akan menggunakan HARN di RFC ini dokumen) dianggap terlalu kecil untuk mendapatkan definisi pergeseran yang ditentukan. Artinya, pergeseran berada di urutan beberapa sentimeter dan pada saat itu dianggap sekecil tingkat kesalahan. Lemak maju ke 2013, dan model pergeseran geodetik yang tepat dan definitif telah dikembangkan untuk NSRS2007. Hal ini dilakukan pada saat Survei Geodesi Nasional AS mendefinisikan Sistem Referensi Spasial Nasional tahun 2011. Jadi, pada saat ini, model dan algoritma definitif ada untuk migrasi koordinat geodetik dari HARN ke NSRS2007 dan selanjutnya ke NSRS 2011.


Akurasi OPUS

Dalam kondisi normal, sebagian besar posisi dapat dihitung dalam beberapa sentimeter. Namun, memperkirakan akurasi untuk solusi tertentu sulit karena propagasi kesalahan formal terkenal optimis untuk pengurangan GPS. Kesalahan pengguna (seperti kesalahan identifikasi antena atau ketinggian ARP) tidak dapat dideteksi. Multipath lokal atau kondisi atmosfer yang merugikan juga dapat berdampak negatif pada solusi Anda.

  • Statis: Untuk setiap koordinat (X, Y, Z, &Phi, &lambda, h, dan H), pemrosesan statis menyediakan rentang dari tiga garis dasar tunggal, yang disebut puncak ke puncak kesalahan. Salah satu keuntungan dari kesalahan puncak-ke-puncak adalah bahwa kesalahan itu termasuk kesalahan dari koordinat CORS (stasiun pangkalan).
  • Cepat-Statis: Estimasi terbaik dari kesalahan koordinat adalah standar deviasi yang dilaporkan oleh analisis dasar tunggal. Eksperimen kami menunjukkan bahwa kesalahan aktual lebih kecil dari perkiraan akurasi ini lebih dari 95 persen. Untuk perkiraan presisi di wilayah Anda, lihat Peta OPUS-RS.

Prosedur langkah demi langkah untuk konversi koordinat - Mode Langsung

Misalkan kita ingin mengonversi koordinat situs, bernama SiteA . Koordinat situs ini diperoleh dengan GPS, menggunakan basis referensi yang koordinatnya berada di datum ITRF2008 yang direferensikan pada epoch 1 Juni 2005. Datum yang ingin kami ubah menjadi koordinat ini adalah NAD83-NSRS. Ini adalah langkah-langkah utama yang diperlukan untuk melakukan konversi:

1. Pilih datum dari koordinat input di kotak kombo Datum:

Use None : Pilih opsi ini jika Anda tidak memerlukan penyesuaian temporal koordinat karena tidak ada informasi mengenai pergerakan situs yang tersedia atau karena epoch input dan output sama. Harap dicatat bahwa jika opsi ini dipilih, epoch output secara otomatis disesuaikan agar sama dengan input dan tidak dapat diedit. Juga, kotak kecepatan input dan output dinonaktifkan.

Use input : Pilih opsi ini jika informasi kecepatan situs yang Anda miliki adalah untuk input datum. Dalam contoh ini, jika informasi kecepatan situs tersedia di ITRF2008, kami dapat memilih opsi ini. Kotak masukan kecepatan kemudian diaktifkan dan dapat diisi dalam format kartesian (xyz) atau format geografis lokal (Timur Laut-Up). Kecepatan juga dapat diperkirakan secara otomatis melalui interpolasi (lihat Konverter Koordinat Menggunakan Kecepatan Stasiun ).

Gunakan keluaran : Pilih opsi ini jika informasi kecepatan situs yang Anda miliki adalah untuk datum keluaran. Dalam contoh ini, jika tidak ada informasi kecepatan yang tersedia untuk ITRF2008 tetapi Anda memilikinya untuk NAD83, Anda dapat memilih opsi ini dan mengisi kotak kecepatan keluaran.

Ini menampilkan Konverter Koordinat.

Langkah selanjutnya adalah melakukan konversi datum:

Perhatikan bahwa epoch dari koordinat output sama dengan epoch dari koordinat input.

Sekarang, anggaplah koordinat diambil dengan GPS pada penanda, yang koordinat resminya tersedia tetapi dalam datum NAD83, epoch 2002. Kita tidak dapat membandingkan kedua koordinat secara langsung karena keduanya memiliki epoch yang berbeda dan situs mungkin telah berpindah di antara kedua epoch ini . Kami mengacu di sini untuk gerakan karena berbagai proses tektonik dan geologis yang mempengaruhi semua titik di Bumi. Untuk mengukur gerakan ini, konsep 'kecepatan situs' digunakan. Kecepatan ini adalah vektor 3D, yang komponennya biasanya dinyatakan dalam milimeter per tahun (mm/y). Kemudian, jika kita ingin mengonversi koordinat dari satu epoch ke epoch lainnya, diperlukan informasi tentang kecepatan situs. Konversi tujuh parameter tidak cukup.

Jika vektor kecepatan ( ) baik secara langsung disediakan atau diperkirakan melalui interpolasi, kita kemudian dapat menerjemahkan koordinat antara dua zaman untuk sementara. Untuk contoh kami, kami memiliki:

Harap perhatikan bahwa metode ini memiliki beberapa keterbatasan. Pertama, kecepatan tidak selalu konstan tetapi dapat berubah dari tahun ke tahun. Kedua, jika metode interpolasi digunakan, metode ini tidak selalu dapat secara akurat memodelkan pergerakan kompleks lempeng tektonik, terutama di dekat patahan. Untuk informasi lebih lanjut tentang metode interpolasi yang digunakan dalam Konverter Koordinat, silakan lihat artikel Konverter Koordinat Menggunakan Kecepatan Stasiun.

Mulai Alat OnPOZ di Menu Utama Windows di bawah Effigis . Kemudian pilih Coordinate Conveter .

2. Pilih epoch dari koordinat. Di sini kami memiliki tiga opsi format:

Sebuah. Tahun Bulan Hari (yyyy mm hh) format : 2005 06 01

B. Tahun + Hari Tahun (yyyy doy ) format : 2005 152

C. Tahun desimal : 2005.41370

Perhatikan bahwa setelah kita memasukkan epoch dengan format tertentu, epoch secara otomatis dikonversi ketika kita mengubah sekali lagi formatnya.

Harap dicatat bahwa hanya nilai numerik, tanda minus, dan titik desimal yang diterima di kotak koordinat input.

4. Pilih jika Anda ingin menerapkan informasi kecepatan situs untuk penyesuaian koordinat sementara.


Bekerja dengan Koordinat Pesawat Negara Bagian Florida Barat

Langkah pertama dalam bekerja dengan atau mengonversi koordinat pesawat negara bagian Florida West FIPS 0902 di ExpertGPS adalah menambahkan format dan datum koordinat yang sesuai untuk proyek Anda. Pada menu Edit di ExpertGPS, klik Preferensi. Klik pada Format Koordinat Saya tab, dan klik Tambahkan Format tombol.

Dalam Tambahkan dialog Format Koordinat, ubah Lokasi, di sisi kiri dialog, menjadi Dunia/Amerika Utara/Amerika Serikat/Florida. Daftar semua format koordinat yang digunakan di Florida akan muncul di panel Format di kanan atas. Pilih Florida West FIPS 0902, Meter, (atau Feet, jika Anda ingin menggunakan US Survey Feet sebagai unit dasar). Sekarang pilih NAD83 atau NAD27 di panel kanan bawah, berlabel Datum. (Catatan: WGS84 identik dengan NAD83 di Florida, jadi pilih datum NAD 83 jika Anda mencoba mengonversi dari koordinat bidang keadaan WGS84.)

Mengonversi FL Barat ke UTM

Anda dapat menggunakan ExpertGPS Pro sebagai pengonversi pesawat negara bagian Florida ke UTM. Berikut cara mengonversi koordinat Florida Barat ke UTM:
Pertama, tambahkan FL West SPCS, seperti yang dijelaskan di atas.
Masukkan data Anda di Florida West, tempel dari Excel, atau impor shapefile atau gambar CAD dengan mengklik Impor pada menu File. ExpertGPS Pro akan mengonversi koordinat pesawat negara bagian Anda dan menampilkannya di atas peta topo atau foto udara Florida.
Sekarang tambahkan format koordinat UTM dan datum pilihan Anda dengan kembali ke dialog Add Coordinate Format. Saat Anda memilih UTM dalam daftar Format Koordinat Saya, semua data Anda akan langsung diproyeksikan ulang dari pesawat negara bagian Florida ke UTM.
Anda sekarang dapat mengekspor data UTM yang diproyeksikan ulang dengan mengklik Ekspor pada menu File, atau salin dan tempel ke dalam spreadsheet.

Bagaimana Mengonversi Koordinat Pesawat Negara Bagian Florida ke Lintang / Bujur

Ikuti petunjuk di atas, tetapi alih-alih memilih UTM sebagai format output Anda, pilih salah satu format lintang dan bujur ExpertGPS Pro. ExpertGPS dapat mengonversi koordinat Florida Barat Anda ke lat-lon dalam derajat desimal, derajat dan menit (deg min.min), atau derajat, menit, dan detik (DMS).

Mengirim koordinat Florida Barat ke GPS Garmin atau Magellan Anda

Penerima GPS Anda tidak dapat menampilkan lokasi Anda menggunakan sistem koordinat pesawat negara bagian AS, tetapi Anda dapat menggunakan ExpertGPS Pro untuk mengirim poin X,Y atau data polyline dari perangkat lunak GIS atau CAD ke penerima GPS Anda. Impor atau masukkan data Anda seperti yang dijelaskan di atas. Tidak perlu memilih format output seperti UTM atau lat/long, kecuali jika Anda ingin ExpertGPS menampilkan nilai yang sama yang akan ditampilkan pada GPS Anda. Cukup klik Kirim ke GPS pada menu GPS. ExpertGPS akan memproyeksikan ulang Eastings dan Northings di koordinat Florida Barat Anda ke dalam format asli yang digunakan oleh penerima GPS Anda, dan mengunggahnya langsung ke GPS. Sekarang Anda dapat melihat semua data GIS atau CAD Anda di lapangan dengan GPS Garmin, Magellan, Lowrance, atau Eagle!

Melihat Data GIS Pesawat Negara Bagian Florida Barat di Google Earth

Opsi lain yang Anda miliki setelah mengimpor data GIS atau CAD di FL West SPCS ke ExpertGPS adalah mengonversinya ke KML atau melihatnya langsung di Google Earth. Untuk mengonversi bidang negara ke KML, cukup klik Ekspor pada menu File, dan pilih jenis file KML Google Earth. Jika Anda hanya ingin melihat data FL West SPCS Anda di Google Earth, cukup tekan F7, perintah Lihat di Google Earth di ExpertGPS.

Menggunakan ExpertGPS sebagai Konverter UTM ke Florida Barat

Tambahkan format koordinat UTM ke ExpertGPS, lalu impor atau masukkan data UTM Anda. Untuk mengonversi UTM ke bidang negara bagian, tambahkan dan pilih SPCS Florida, seperti dijelaskan di atas, dan UTM Northings dan Eastings Anda akan dikonversi ke koordinat bidang negara bagian.

Mengonversi lat/lon atau data GPS ke Florida Barat

Gunakan teknik di atas untuk mengonversi data lintang dan bujur ke Florida Northings dan Eastings. Untuk mengonversi titik arah atau trek GPS Garmin, Magellan, atau Lowrance ke pesawat negara bagian Florida Barat bahkan lebih mudah - cukup klik Terima dari GPS. ExpertGPS Pro secara otomatis memproyeksikan ulang data GPS Anda ke dalam format koordinat apa pun yang Anda pilih: pesawat negara bagian Florida, UTM, atau lat/long. Anda kemudian dapat mengekspor data yang diproyeksikan ulang ke dalam GIS dalam format shapefile, mengekspor DXF untuk perangkat lunak CAD Anda, atau menyalin dan menempelkannya ke Excel atau file CSV.

Cara Menampilkan Koordinat Florida Barat di GPS Anda

Sebagian besar penerima GPS genggam tidak dapat menampilkan koordinat pesawat negara bagian Florida secara asli. Tetapi jika Anda memiliki penerima GPS Garmin atau Magellan yang lebih tua yang memungkinkan Anda untuk mengatur a Kotak Pengguna (periksa manual GPS Anda untuk kompatibilitas), Anda dapat menggunakan pengaturan untuk proyeksi Florida West Transverse Mercator yang tercantum di bawah ini untuk mengelabui GPS Anda agar menampilkan koordinat Florida dalam meter. Pada penerima GPS Magellan, buka layar SETUP, lalu klik COORD SYSTEM, PRIMARY, USER GRID. Jika Anda ingin menggunakan Kaki Survei AS alih-alih Meter, klik KONV UNIT KE METER dan masukkan 0.30480061.


FAQ: Apa itu sistem koordinat Carter?

Sistem koordinat Carter adalah grid darat, berdasarkan garis lintang dan garis bujur, yang digunakan untuk mencari data sumur minyak dan gas di Kentucky. Sistem ini dikembangkan oleh Carter Oil Company untuk meniru sistem township dan range location di area yang belum disurvei. Negara dibagi menjadi grid biasa dengan setiap sel (atau "quad") menjadi lima menit garis lintang dengan lima menit garis bujur. Paha depan ini diberi huruf (setara dengan kotapraja) dimulai dengan "A" di selatan dan meningkat melalui "Z" dan "AA" hingga "GG" ke utara. Paha depan diberi nomor (setara dengan rentang) dimulai dengan nol (0) di barat dan meningkat menjadi 92 di timur. Setiap quad lima menit kali lima menit dibagi lagi menjadi 25 bagian satu menit kali satu menit. Dalam bagian satu menit, lokasi ditentukan dengan menentukan jarak dari sepasang batas bagian satu menit yang berdekatan ke sumur. Koordinat Carter ditulis dengan menentukan sepasang footage dari batas bagian satu menit dan batas referensi (utara, selatan, timur, atau barat) untuk masing-masing, nomor bagian satu menit, huruf quad lima menit, dan nomor quad lima menit. Koordinat Carter dan peta indeks topografi Kentucky tersedia berdasarkan permintaan, hubungi Pusat Informasi Publik (Penjualan Publikasi).

Lokasi koordinat Carter didefinisikan hanya untuk Datum Amerika Utara tahun 1927 (NAD27). Jika Anda menggunakan Alat Konversi Koordinat KGS untuk mengonversi lokasi NAD83 ke koordinat Carter, hasilnya akan menjadi NAD27 saja.

Saya memiliki Koordinat Carter dan ingin mengubahnya menjadi garis lintang dan garis bujur.


Bagaimana cara mengubah data di NAD83 (NSRS 2007) ke NAD83 (CORS 96)? - Sistem Informasi Geografis

Oleh Qassim A. Abdullah, Ph.D., PLS, CP
Pertanyaan Anda Terjawab
Perspektif orang awam tentang teori teknis
dan aplikasi praktis pemetaan dan GIS

Silakan kirim pertanyaan Anda ke [email protected] dan tunjukkan apakah Anda ingin nama Anda diblokir dari penerbitan.
Jawaban untuk semua pertanyaan yang tidak dipublikasikan di PE&RS dapat ditemukan secara online di www.asprs.org/mapping_matters.

Dr Abdullah adalah Kepala Ilmuwan di EarthData International, LLC, Frederick, MD.

Isi kolom ini mencerminkan pandangan penulis, yang bertanggung jawab atas fakta dan keakuratan data yang disajikan di sini. Konten tidak mencerminkan pandangan atau kebijakan resmi dari American Society for Photogrammetry and Remote Sensing dan/atau EarthData International, LLC.

Pertanyaan: Saya perhatikan bahwa akurasi vertikal lebih ketat daripada akurasi horizontal menurut standar ASPRS dan NSSDA. Misalnya, jika saya menghasilkan produk ortofoto dari citra digital 15 cm (6 inci), akurasi horizontal yang dinyatakan menggunakan standar ASPRS adalah 30 cm (1 kaki), sedangkan akurasi vertikal yang diharapkan adalah 20 cm (0,67 kaki). Kami selalu percaya bahwa akurasi vertikal dari setiap produk pemetaan kurang ketat daripada akurasi horizontal. Mengapa demikian? Evgenia Brodyagina, Frederick, Maryland - AS

Jawaban ini berisi grafik dan tabel. Silakan lihat PDFnya

Pertanyaan: Saya perhatikan bahwa menurut standar ASPRS dan NSSDA, akurasi vertikal lebih ketat daripada akurasi horizontal. Misalnya, jika saya menghasilkan produk ortofoto dari citra digital 15 cm (6 inci), standar ASPRS yang dinyatakan untuk akurasi horizontal adalah 30 cm (1 kaki), sedangkan akurasi vertikal yang diharapkan adalah 20 cm (0,67 kaki). Kami selalu percaya bahwa akurasi vertikal dari setiap produk pemetaan kurang ketat daripada akurasi horizontal. Mengapa demikian?

Dr. Abdullah: BAGIAN II: Pada Bagian I jawaban saya (PE&RS, Agustus 2010), saya membahas masalah yang menghasilkan angka akurasi yang kontradiktif yang dipertanyakan. Saya menjelaskan bahwa banyak standar akurasi peta yang digunakan saat ini, khususnya di Amerika Serikat, berasal dari penggunaan sensor film dan peta kertas. Di akhir Bagian I, saya meminta semua lembaga dan organisasi terkait di Amerika Serikat untuk mengembangkan standar nasional baru yang dapat diterapkan pada produk data geospasial modern. Di Bagian II, saya ingin memperkenalkan beberapa pemikiran dan ide tingkat tinggi untuk menghasilkan diskusi tentang cara membuat standar seperti itu, dan saya berharap ide-ide ini bahkan terbukti berguna dalam pengembangan standar semacam itu.

1. Standar baru harus berguna di tingkat nasional:
Standar tersebut harus diterima dan didukung oleh semua lembaga dan organisasi yang secara historis menerbitkan dan memelihara standar peta di Amerika Serikat, seperti ASPRS, FGDC, USACE, FEMA, dan lainnya. Selain itu, standar baru harus menarik pengguna dari berbagai sektor pemetaan dan komunitas GIS melalui transparansi dan kemudahan penggunaannya. Dalam hal produk geospasial, standar tunggal dapat digunakan jika dirancang dengan hati-hati dan dengan cara yang memenuhi berbagai kebutuhan pengguna. Agen atau pengguna yang berbeda harus dapat menerapkan angka akurasi yang berbeda pada standar yang sama dan tetap mencapai hasil yang spesifik untuk rangkaian produk unik mereka. Ini mudah dicapai dengan mencocokkan produk dengan akurasi tertentu berdasarkan resolusi produk atau kelas peta. Saya akan menguraikan lebih lanjut tentang konsep ini nanti di artikel ini. Saat ini, berbagai lembaga telah membentuk, atau sedang dalam proses menetapkan standar masing-masing. Misalnya, lembaga seperti FEMA, ASPRS, dan USGS semuanya telah menerbitkan standar atau pedoman mereka sendiri untuk akurasi data lidar. Karena sistem lidar didasarkan pada teknologi laser dasar yang sama, produk mentah dari sistem lidar yang berbeda semuanya memiliki kualitas dan akurasi yang kurang lebih sama. Kualitas dan akurasi pada dasarnya ditentukan oleh metode yang digunakan untuk memproses dan menangani data. Oleh karena itu, pengguna harus memiliki standar tunggal yang dapat mereka gunakan untuk menghitung akurasi yang spesifik untuk metode yang diterapkan.

2. Standar baru harus modular:
Konsep lama "satu sensor, banyak produk" tidak lagi berlaku untuk praktik pembuatan peta modern saat ini. Beragam teknologi yang saat ini digunakan dalam pembuatan peta menentukan kebutuhan akan standar baru yang dapat diterapkan pada teknologi sensor baru, seperti lidar (lidar topografi dan lidar batimetri), radar aperture sintetis interferometrik (IFSAR dan InSAR), kamera digital, survei bawah air dengan sonar, dll. Oleh karena itu, standarnya harus modular, dalam arti bahwa itu harus mencakup seperangkat sub-standar yang dapat diterapkan secara individual untuk teknologi yang berbeda. Misalnya, satu sub-standar dapat digunakan untuk menentukan akurasi dan spesifikasi produk yang berasal dari sensor pencitraan. Akibatnya, kelompok produk ini (misalnya, ortofoto, peta yang dikompilasi, dan data elevasi) akan memiliki persyaratan akurasi vertikal dan horizontal yang sama.

Sub-standar lain mungkin membahas spesifikasi dan keakuratan data lidar dan IFSAR dan akan menentukan produk seperti data elevasi dan gambar intensitas seperti orto dan substandar tambahan dapat ditentukan untuk survei hidro atau survei akustik menggunakan teknologi sonar untuk memetakan laut, sungai, dan lantai danau.

Dengan mengembangkan satu standar yang secara sederhana dan unik menangani setiap jenis sensor, pendekatan modular ini menghilangkan kebingungan pengguna ketika mencoba menafsirkan beberapa standar yang tidak terkait dari beberapa lembaga yang tidak terkait. Modularitas juga cocok untuk perubahan dan ekspansi dari waktu ke waktu. Alih-alih menjadi usang dan tidak dapat diterapkan dari waktu ke waktu, standar modular ini akan berubah dan beradaptasi saat teknologi dan produk sensor baru ditambahkan oleh komunitas pemetaan geospasial.

3. Standar baru harus menerapkan salah satu dari dua ukuran berikut untuk mengklasifikasikan akurasi produk akhir:

a) Akurasi sesuai dengan resolusi produk akhir yang dikirim
Misalnya, ortofoto yang dihasilkan dengan GSD 15 cm harus memiliki akurasi horizontal RMSEX = RMsey = 1,25*GSD (dari produk akhir yang dikirim) atau 18,75 cm, terlepas dari sensor yang digunakan atau ketinggian terbang. The proposed accuracy figure is a little aggressive when compared with the current practice of assigning an ASPRS Class 1 accuracy of RMSEX = RMSEY = 30 cm for such a product. Vertical accuracy can be derived using a similar measure of RMSEV = 1.25*GSD (of the final delivered product) or 18.75 cm, versus the current practice of labeling such products with an ASPRS Class 1 accuracy of RMSEv = 20 cm for 2 ft contour intervals.

The standard should not allow for the production of orthophotos with a GSD that is smaller than the raw imagery GSD (the GSD during acquisition). However, the standard should allow for re-sampling of the raw imagery for the production of coarser orthophoto GSDs, as long as the final accuracy figures are derived from the re-sampled GSD and not the native raw imagery GSD. Using the resolution or GSD of the imagery in referencing the final product accuracy introduces a more scientific and acceptable approach since a product’s accuracy is no longer based on the paper scale of a map.

One may argue that some users (e.g., a soldier on a battlefield) may need hard copy maps for field investigations. This is a valid concern. The new standard should allow users the option to produce paper maps using any scale they choose, as long as the map accuracy is stated on the paper map and the scale is represented by a scale bar that automatically adjusts to the map scale.

b) Accuracy according to national map classes In this case, the standard can specify multiple map categories for all users, and the standard will provide specifications and accuracy figures to support each of these classes. The following proposed categories represent reasonable classes that should fit the needs of most, if not all users:

1. Engineering class-I grade maps that require a horizontal accuracy of RMSEX = RMSEY = 10 cm or better and vertical accuracy of RMSEv = 10 cm
2. Engineering class-II grade maps that require a horizontal accuracy of RMSEX = RMSEY = 20 cm or better and vertical accuracy of RMSEv = 20 cm
3. Planning class-I grade maps that require a horizontal accuracy of RMSEX = RMSEY = 30 cm or better and vertical accuracy of RMSEv = 30 cm
4. Planning class-II grade maps that require a horizontal accuracy of RMSEX = RMSEY = 50 cm or better and vertical accuracy of RMSEv = 50 cm
5. General purpose grade maps that require a horizontal accuracy of RMSEX = RMSEY = 75 cm or better and vertical accuracy of RMSEv = 75 cm
6. User defined grade maps that do not fit into any of the previous five categories.

This concept provides more flexibility for data providers in designing and executing the project. However, it may be problematic for users who are not well educated in relating map classes to product spatial resolution (GSD). Keep in mind that due to the fact that digital sensors are manufactured with different lenses and CCD array sizes, different scenarios for image resolution and post spacing may result in the same final product accuracies and therefore, it is important that users clearly define their required GSD or work with the vendor to determine the optimal GSD for their needs.

4. The new standard should address aerial triangulation, sensor position, and orientation accuracies:
Currently, there is no national standard that addresses the accuracy of sensor position and orientation. As a result, the subject has been left open to interpretation by users and data providers. The accuracy of direct or indirect sensor positioning and orientation (whether derived from aerial triangulation, IMU, or even lidar bore-sighting parameters) is a good measure to consider in determining the final accuracy of the derived products. Furthermore, issues can be detected and mitigated prior to product delivery if the standard defines and helps govern sensor performance. In the past, we adopted the rule that says aerial triangulation accuracy must be equal to RMSE = 1/10,000 of the flying altitude for Easting and Northing and 1/9,000 of the flying altitude for height. Obviously, the preceding criteria were based on the then-popular large format film cameras that were equipped with 150 mm focal length lenses. Today’s digital sensors come with different lenses and are flown from different altitudes to achieve the same ground sampling distance (GSD), so relying only on the flying altitude to determine accuracy is no longer scientific or practical and new criteria needs to be developed.

When examining the 1/9,000 and 1/10,000 criteria, the following accuracy figures apply for 1:7,200 scale imagery that is flown using a large format film metric camera. such as Leica RC-30 or Zeiss RMK, to produce a 1:1,200 scale map:

RMSEX = RMSEY = 1/10,000*H = 1/10,000*1,100 = 0.11 m
RMSEZ = 1/9,000*H = 1/9,000*1,100 = 0.12 m

When using the current ASPRS class 1 standard, the following accuracy figures would be expected for a map derived from the same imagery:

RMSEX = RMSEY = 0.30 m
RMSEZ = 0.20 m (assuming 0.60 m [2 ft] contours were generated from the imagery)

The previous accuracy figures call for aerial triangulation results that are 270% more accurate than the final map accuracy. Old photogrammetric processes and technologies required stringent accuracy requirements for aerial triangulation in order to guarantee the final map accuracy, and past map production methods have transitioned through many different manual operations that ultimately resulted in the loss of accuracy.

Today’s map-making techniques have been replaced with all-digital processes that minimize the loss of accuracy throughout the entire map production cycle. In my opinion, the new standard should support accuracy measurements for aerial triangulation based on the resulting GSD. Considering all of the advances we are witnessing in today’s map making processes, aerial triangulation horizontal and vertical accuracy of 200% of the final map accuracy should be sufficient to meet the proposed map accuracy. Accordingly, the aerial triangulation accuracy required to produce a map product with a final GSD of 0.15 m, regardless of the flying height, is shown below:

RMSEX = RMSEY = RMSEZ = 0.625*GSD = 0.625*0.15 = 0.09 m
(if the final map accuracy is based on RMSEX = RMSEY = RMSEZ = 1.25*GSD = 0.1875 m)

Similar calculations can determine the required accuracy for direct orientation (no aerial triangulation required) using systems such as IMUs. To derive the required accuracy for raw, pitch, heading, and position, the previous aerial triangulation error budget of 0.09 m can be used to mathematically derive the acceptable errors in the IMUderived sensor position and orientation.

Lastly, I feel that a new approach should be developed to calculate lidar orientation and bore sighting accuracies. Since the sensor’s geopositioning and not the laser ranging is the main contributor to the geometrical accuracy of lidar data, this calculation should link lidar final accuracy to sensor orientation and positioning accuracies. In the forthcoming issue of PE&RS, I will introduce the final part (Part III) of my answer which focuses on the importance for the new standard to deal with data derived from non-conventional modern mapping sensors such as lidar, IFSAR, and under water topographic survey using acoustic devices such as active SONAR (SOund Navigation And Ranging). In addition, Part III will provide recommendations on the statistical methodology and confidence level to be used in the standard.

Question: I noticed that according to both ASPRS and NSSDA standards, the vertical accuracy is more stringent than the horizontal accuracy. For example, if I produce orthophoto products from 15 cm (6 in.) digital imagery, the stated ASPRS standard for horizontal accuracy is 30 cm (1 ft), while the expected vertical accuracy is 20 cm (0.67 ft). We always believed that the vertical accuracy of any mapping product is less stringent than the horizontal accuracy. Mengapa demikian?

Dr. Abdullah: I am glad you brought up this important issue concerning existing mapping standards and how they apply differently to imagery acquired by the new digital sensors. I would like to correct your understanding of the ASPRS and National Standard for Spatial Data Accuracy (NSSDA) standards as they relate to the example you’ve provided. The horizontal and vertical accuracies figures in the example are contradictory not because the ASPRS standard is stated incorrectly but because of the way we associate the image resolution or the Ground Sampling Distance (GSD) with the standard’s defined map scale or contour intervals.

When softcopy photogrammetry was introduced in the early 1990s, it was standard practice to scan the film or the dispositive with 21 micron resolution or 1200 dpi (dots per inch). Therefore, for a negative film scale of 1:7,200 (1”=600’), which is designed to support a map scale of 1:1,200 (1”=100’) according to 6x enlargement ratio, the resulting Ground Sampling Distance (GSD) after scanning is 15 cm (6 in.). When we transitioned to digital aerial sensors, which essentially replaced film cameras, we maintained the same standards and conventions that we used for film products. As a result, digital imagery flown with 15 cm GSD are routinely used for the production of 1:1,200 (1”=100’) scale maps or orthophotos and 2 ft contours. So the confusion actually originated when we adopted the old conventions for the new mapping products from digital cameras.

The ASPRS standard did not specify a certain GSD for a certain map scale, but it did state that for class 1 mapping products, a 1=1,200 scale map should meet a Root Mean Squares Error (RMSE) of 30 cm horizontally. Also, the standard did not specify that imagery with 15 cm GSD had to be used for the production of 2 ft contours. The ASPRS standard states that the class 1 vertical accuracy for elevation data with 2 ft contour intervals must meet an RMSE of 20 cm however, when we extract accuracy figures for 15 cm imagery, we use the above mentioned association of map scale and GSD to apply the ASPRS accuracy standard for evaluating the new digital sensor data products.

This is clearly a confusing situation that we created ourselves due to the lack of concise mapping standards for the highly accurate products produced from modern digital sensors. Immediate needs forced the mapping community to adapt conventions and measures that were originally designed for film cameras and paper-based products. The well known “enlargement ratio”, which had been used in the past to determine how much film or dispositive could be enlarged to produce a final map with minimum or no degradation in quality, is no longer applicable in today’s digital world of geospatial data production. An enlargement ratio of 6 was widely accepted and used in the mapping industry when dealing with film-based mapping products however, some of the modern digital sensors are built with diiferent CCD size (i.e. 6 microns versus the 14 or 21 microns of scanned films) and a variety of lenses, and therefore, the enlargement ratio becomes irrelevant when compared to film scanned at 21 microns. In fact, the application of scale to digital imagery is not valid and only adds to the confusion, particularly since the concepts of paper scale and enlargement ratio are based on film or paper-based maps. Again, the contradicting accuracies represented in our original example are not derived from the ASPRS standard, but result from our misconception that digital imagery with a GSD of 15 cm is only suitable to produce a 1=1,200 (1”=100’) scale map with 2 ft. contours.

The ASPRS mapping standard, however, is problematic when applied to data from digital sensors. The ASPRS standard materialized in the 1980s and was approved in the 1990s, before digital sensors were used (or even existed) for mapping purposes. When we consider our level of achievement using today’s mapping processes, the ASPRS standard is outdated and no longer suitable for further advancement of digital passive and active sensors and to support technologies such as GPS and IMU, especially when the standard is based on mapping scale. Modern standards that are more suitable for digital maps and current and future technologies, such as digital cameras, lidar and IFSAR are needed to replace both the National Map Accuracy Standard (NMAS) and the ASPRS standard. A new set of standards should be developed based on the GSD of the digital data and the resolving power of the imaging sensor, and not on scale since digital scale can vary from one user to another based on the zoom ratio used to evaluate the data. These same arguments are valid for the more modern standard published by the Federal Geographic Data Committee, which is called the National Standard for Spatial Data Accuracy (NSSDA). The phrase “Accuracy Standard” in the NSSDA title is misleading and should be called “Testing Guidelines”. The term “standard test method” is defined by Wikipedia as follows: “to describe a definitive procedure which produces a test result. It may involve making a careful personal observation or conducting a highly technical measurement”. This definition does not apply to NSSDA since it does not quantify the testing threshold. To determine the final accuracies, the NSSDA provided a statistical acceptance formula based on 95% confidence level without addressing the threshold (in this case the “RMSE”). Users typically derive an RMSE value in order to use the NSSDA. When users address the NSSDA, we find they are often confused by these guidelines and misrepresent the standard in some way, such as mislabeling requirements (i.e., 2 ft RMSE at 95%). This example statistically makes no sense, since the term RMSE always refers to test results with a confidence level around 68% and not 95%. In my opinion, the industry desperately needs to reform and consolidate all three standards - NMAS, and ASPRS, and NSSDA - into one single unambiguous national standard that clearly defines procedures and acceptance or rejection thresholds for the different mapping products. This effort requires constructive and focused cooperation between the ASPRS and the FGDC (which represents almost all federal agencies) to draft a standard that’s based on today’s knowledge, practices, and vision for the future. This effort should focus on developing sets of standards that will remain applicable over time and will not quickly become obsolete as today’s innovations and technologies rapidly progress. In the next issue of this column, I will further discuss my ideas and thoughts on developing this standard, as well as the different conditions and parameters on which it should be based.

Question: What is a “bias” in mapping processing? Where does it come from? How is it calculated? How would one deal with it at different stages of the process?

This answer contains graphics and tables. Please see the PDF

Question: Due to plate tectonics, the Earth’s crust is moving at a rate of 5cm per year. What impact does this have on our GPS solutions and the accuracy of jobs that requires very high coordinate measurements?

This answer contains tables. Please see the PDF

Question: My questions are about accuracy degradation of horizontal and vertical data during the photogrammetric process for airplane based platforms. I know that there are many variables involved but is there a relative constant multiplier that determines the loss of accuracy between ground survey and AT results, as well as between AT results and final vector data and contours? Also, can I assume digital and film cameras will result in different multipliers? Finally, should the flying height be the sole determinant of the data accuracy?

This answer contains tables. Please see the PDF

Question: Data re-projection is done all the time by both GIS neophytes and advanced users, but a slightly wrong parameter can wreak havoc with respect to a project’s destiny if undetected. Many update projects were originally performed in NAD27 and the client now wants the data moved to a more up-to-date datum. What happens behind the scenes when data gets re-projected? Other than embarking on an expensive ground survey effort, what assurances exist to give the user confidence that what has been done is correct? What special considerations should be taken into account when data is re-projected and what are the potential pitfalls? Is every dataset a candidate to be re-projected, if not, why not?

Complicating the re-projection piece, older projects may have been done in NGVD29 and need to be moved to NAVD88. Similar to what is above, what happens behind the scenes, and how do we know the result is correct? What are some of the commonly performed vertical shifts done in the industry? Is there a standardized practice to perform this task? What impact, if any, does this vertical shift play on contours. Why do some firms/clients/consultants feel it necessary to recollect spot elevations and regenerate the contours in the new vertical datum, rather than just shifting the contours generated from the older vertical datum? Under what circumstances would a vertical shift be ill-advised?

Dr. Abdullah: I personally consider this question among the most important issues I face as a mapping scientist. Despite full awareness of the importance of coordinate and datum conversions and the role they play on the accuracy of the final delivered mapping products, most users and providers have a very limited understanding and knowledge of the topic. The question accurately describes the common mistakes, misunderstandings, concerns and anxiety that many concerned users experience when accepting or rejecting a mapping product. I will try to address all aspects of the question as much as I can for its importance. I will start by describing “what is happening behind the scenes”.

Datums and Ellipsoids: Defined by origin and orientation, a datum is a reference coordinate system that is physically tied to the surface of the Earth with control stations and has an associated reference ellipsoid (an ellipse of revolution) that closely approximates the shape of the Earth’s geoid. The ellipsoid provides a reference surface for defining three dimensional geodetic or curvilinear coordinates and provides a foundation for map projection. Here in the United States, the old horizontal North American Datum of 1927 (NAD27) was replaced with a more accurate datum called the North American Datum of 1983 or NAD83. NAD83, which is a geocentric system with its center positioned close to the center of the Earth, utilizes the GRS80 ellipsoid that was recommended by the International Association of Geodesy (IAG). The NAD27, on the other hand, is a non-geocentric datum, utilizes an old reference ellipsoid or oblate spheroid (an ellipsoid of revolution obtained by rotating an ellipse about its shorter axis) called the Clark1866 spheroid.

Conversion Types: There are two types of conversions that can occur during any re-projection: datum transformation and projection system transformation. Datum transformation is needed when a point on the Earth used to reference a map’s coordinate system is redefined. As an example of datum transformation is upgrading older maps from the old American datum of NAD27 to the newer NAD83 datum. The coordinate system (not the coordinate values) such as the State Plane may be kept the same during the transformation but the reference datum is replaced. Projection system transformation is needed when a map’s projected coordinates are moved from one projection system to another, such as when a map is converted from a State Plane coordinate system to Universal Transverse Mercator (UTM). Here, the horizontal datum (i.e. NAD83) of the original and the transformed map may remain the same.

Datum Transformations: In the process of updating older maps produced in reference to NAD27, a datum transformation is required to move the reference point for the map from NAD27 to NAD83. Several different methods for transforming coordinate data are widely accepted in the geodetic and surveying communities. In North America, the most widely used approach is an intuitive method called NADCON (an acronym standing for North American Datum conversion) to translate coordinates in NAD27 to NAD83. NADCON uses a method in which are first and second order geodetic data in National Geodetic Services of NOAA (NGS) data base is modeled using a minimum curvature algorithm to produce a grid of values. Simple interpolation techniques are then used to estimate coordinate datum shift between NAD 83 and NAD27 at non-nodal points.. Those who utilize NADCON rarely obtain bad conversion results. Most of the common blunders and mistakes made by users while using different conversion tools result from not fully understanding the basics of geodetic geometry. As such, the process of conversion should be handled by individuals who have some understanding and experience in dealing with datum and coordinates conversion.

Once the Global Positioning System (GPS) came along, the discrepancies inherent in the original NAD83, which was first adjusted in 1986 and referred to as NAD83/86 to differentiate it from newer adjustments of NAD83, became apparent. New adjustments of NAD83 (HARN adjustment, designated NAD83 199X, where 199X is the year each state was re-adjusted) resulted in more accurate horizontal datums for North America. The multi-year HARN adjustments added more confusion to the already complicated issue of the North American Datum, especially when the user had to convert back–and-forth to the World Geodetic System of 1984 (WGS84)-based GPS coordinate determination. An ellipsoid similar to the GRS80 ellipsoid is used in the development of the World Geodetic System of 1984 (WGS84) coordinates system, which was developed by the Department of Defense (DoD) to support global activities involving mapping, charting, positioning, and navigation. Moreover, the DoD introduced WGS84 to express satellite positions as a function of time (orbits). The WGS84 and NAD83 were intended to be the same, but because of the different methods of realization, the datum differed slightly (less than 1 meter). Access to NAD83 was readily available through 250,000 or more of non-GPS surveyed published stations which were physically marked with a monument. WGS84 stations, on the other hand, were accessible only to DoD personnel. Many military facilities have WGS84 monuments that typically were positioned by point positioning methods and processed by the U.S. military agencies using precise ephemeris.

In 1994, the DOD decided to update the realization of WGS84 to account for plate tectonics since the original realization, as well as the availability of more accurate equipment and methods on the ground. In that decision, the new WGS84 was made coincident with the International Terrestrial Reference Frame (ITRF) realization known as ITRF92 and was designated WGS84(G730), where G730 represents the GPS week number when it was implemented. In the late 1980s, the International Earth Rotation Service (IERS) introduced the International Reference System (ITRS) to support those civilian scientific activities that require highly accurate positional coordinates. Furthermore, the ITRS is considered to be the first major international reference system to directly address plate tectonics and other forms of crustal motion by publishing velocities and positions for its world wide network of several hundreds stations. The IERS, with the help of several international institutions, derived these positions and velocities using highly precise geodetic techniques such as GPS, Very Long Base Line Interferometery (VLBI), Satellite Laser Ranging (SLR), Lunar Laser Ranging (LLR), and Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite (DORIS). Every year or so since introducing ITRF88, the IERS developed a new ITRS realization such as ITRF89, ITRF90,…, ITRF97, ITRF00, etc Since the tectonic plates continue to move, subsequent realization of WGS84 were published such as WGS84(G873) and WGS84(G1150). One of the newest realization is equal to ITRF 2000 2001.0 (i.e., ITRF 2000 at 1/1/2001).

As time goes on, the NAD83 datum drifts further away from ITRF realization unless a new adjustment is conducted. The later HARN adjustments, for example, are closer in values to the NGS coordinated network of Continuously Operating Reference Stations (CORS) system than the earlier ones. CORS provides GPS carrier-phase and code-range measurements in support of three-dimensional positioning activities throughout the United States and its territories. Surveyors can apply CORS data to the data from their own receivers to position points. The CORS coordinates in the U.S. are computed using ITRF coordinates and then transformed to NAD83. The problem with using ITRF for this purpose lies in the fact that the coordinates are constantly changing with the recorded movement of the North American tectonic plate. In the latest national adjustment of NAD83, conducted in 2007, only the CORS positions were held fixed while adjusting all other positions. This resulted in ITRF coordinates for all NGS positions used in the adjustment as opposed to only CORS published ITRF positions.

Projection System Transformation: Projected coordinates conversion, such as converting geographic coordinates (latitude and longitude) of a point to the Universal Transverse Mercator (UTM) or a State Plane Coordinates System, represents another confusing matter among novice users. State plane coordinate systems, for example, may include multiple zones (e.g., south, north, central, etc.) for the same state, and unless the task is clear, the user may assign a certain coordinates set to the wrong zone during conversion. The vertical datum conversion poses a similar risk as here in the U.S., maps were originally compiled in reference to the old North-America Geodetic Vertical Datum of 1929 (NGVD29) and conversion is necessary to relate data back and forth between the NGVD29 and the new more accurate vertical datum of 1988 (NAVD88). Similar problems arose since most surveying practices are conducted using GPS observations. Satellite observations are all referenced to the ellipsoid of WGS84 and the user has to convert the resulting elevation to geoid-based orthometric heights using a published geoid model.

As for NAD83 updates, the geoid model also went through many re-adjustments and different geoid models were published over the years such as geoid93, geoid99, geoid03, and the most recent geoid06, which only covers Alaska so far. Without having details about the data at hand, a user may easily assign the wrong geoid model during conversion, resulting in sizable bias in elevation for a small project. When a new geoid model is published, a new grid of geoid heights (the separation between ellipsoid and geoid) is provided and most conversion packages utilize these tabulated values to interpolate the elevation for non-nodal positions. As for the vertical datum conversion between NGVD29 and NAVD88, a program similar to NADCON called VERTCON is used throughout the industry to convert data from the old to the new vertical datum.

Judgment Calls: As for the question of whether “every dataset is a candidate to be re-projected”, the answer is simply NO. To transform positional coordinates between ITRF96 and NAD83(CORS96), U.S. and Canadian officials jointly adopted a Helmert transformation for this purpose. Helmert Transformation, which is also called the “Seven Parameter Transformation”, is a mathematical transformation method within a three dimensional space used to define the spatial relationship between two different geodetic datums. The IERS also utilized a Helmert transformation to convert ITRF96 and other ITRS realization. The NGS has included all of these transformations in a software package called Horizontal Time- Dependent Positioning (HDTP), which a user can down load from the NGS site http://www.ngs.noaa.gov/TOOLS/Htdp/Htdp.html.

While the Helmert transformations are appropriate for transforming positions between any two ITRS realization or between any ITRS realization and NAD83(CORS96), more complicated transformations are required for conversions involving NAD27, NAD83/86, and NAD83(HARN) as the inherited regional distortion can not reliably be modeled by simple Helmert transformation. Even with the best Helmert transformation employed in converting positions from NAD27 to NAD83(CORS96), the converted positions may still be in error by as much as 10 meters. In a similar manner, NAD83(86) will contain distortion in the 1 meter level while NAD83(HARN) will contain a distortion in the 0.10 meter level.

In summary on the conversion possibilities and tools, HTDP may be used for converting between members of set I of reference frames [NAD83(CORS96), ITRF88, ITRF89. and ITRF97] while NADCON can be used for conversion between members of set II of reference frames [NAD27, NAD83(86), and NAD83(HARN)]. No reliable transformation tool is available to convert between members of set I and set II of reference frames, in addition no conversion is available for transforming positions in NAD83(CORS93) and/or NAD83(CORS94) to any other reference frames. As for WGS84 conversions, it is generally assumed that WGS84(original) is identical to NAD83(86), WGS84(G730) is identical to ITRF92, and that WGS84(G873) is identical to ITRF96. Other transformations between different realizations of WGS84 and ITRF are also possible.

Based on the above discussions, data conversion between certain NAD83 and WGS84 is not always possible or reliable. As I mentioned earlier, existing data in NAD83 may not be accurately converted to certain WGS84 realizations as NGS did not publish all reference points in WGS84 and most WGS84 reference points are limited to military personnel. Unless a new survey is conducted in WGS84, it is always problematic to convert older versions of NAD83-based data from and to the newer WGS84 realizations. Conversion packages that make such tasks possible assume the term “WGS84” to be equal to the first realization of WGS84, which was intended to be equal to NAD83/86.

Free Conversion Tools:
GEOTRANS: The US Army Corps of Engineers provides a coordinate transformation package called “GEOTRANS” free to any US citizen. In a single step, user can utilize GEOTRANS to convert between any of the following coordinate systems, and between any of over 100 datums: Geodetic (Latitude, Longitude), Geocentric 3D Cartesian, Mercator Projection, Transverse Mercator Projection, Polar Stereographic Projection, Lambert Conformal Conic Projection, UTM, UPS, MGRS. The “GEOTRANS” is also distributed with user manual and Dynamic Link Library (DLL) which users can use it in their software

CorpsCon: Another good free package called CorpsCon is distributed by US Army Topographic Engineering Center (TEC) and solely for coordinates conversion for territory located within the United States of America.

Effect of Datum Conversion on Contours: When existing sets of contours are converted from one vertical datum to another, the resulting contours do not comply with the rules set governing contour modeling. Contours are usually collected or modeled with exact multiples of the contour interval (e.g., for 5-ft contours, it is 300, 305, 310, etc.). Applying a datum shift to these contours could result in the addition or subtraction of sub-foot values depending on the datum difference therefore the contours will no longer represent exact multiples of the contour interval (for the previous 5-ft contour example, the new contours may carry the following values 300.35, 305.35, 310.35, etc., assuming that the vertical datum shift is about 0.35 ft). Consequently, after conversion, a new surface should be modeled and a new set of contours that are an exact multiple of the contour interval should be generated.

Similar measures should be taken for the spot elevations, as they represent a highest or lowest elevation or a region between two contours without exceeding the contour interval. When the new contours are generated, the new contours are no longer in the same locations as the previous set of contours. The existing spot elevations may no longer satisfy the condition for spot elevations, and new spot elevations may need to be compiled. Vertical shift based on one shift value is not recommended for large projects as the geoid height may change from one end of the project to another. The published gridded geoid heights data should be consulted when converting the vertical datum for large projects that span a county or a state. Small projects may have one offset value and therefore applying one shift value that is derived from the suitable geoid model tables for the project area may be permissible.

Conversion Errors and Accuracy Requirements: As a final note, the previous discussions on the effect of conversion accuracy on the final mapping product may not pose a problem if the accuracy requirement is lenient and the discrepancy between the correct and assumed coordinates values fall within the accuracy budget. To clarify this point, the difference between NAD83(86) and NAD83(HARN) in parts of Indiana, is about 0.23 meter. Therefore, if you provide mapping products such as an ortho photo with 0.60 meter resolution or GSD (scale of 1:4800) and whose accuracy is specified according to the ASPRS accuracy standard to be an RMSE of 1.2 meter, the 0.23 meter errors inherited in the produced ortho photo due to the wrong coordinates conversion may go by undetected, as opposed to providing ortho photos with 0.15 meter resolution (scale of 1:1,200) with an accuracy requirement of 0.30 meter where the error in the data consumes most of the accuracy budget for the product. However, errors should be detected and removed from the product no matter how large or small they are.

Best Practice: In conclusion, I would like to provide the following advice when it comes to datum and coordinate conversion:

1. When it comes to coordinate conversion, DO NOT assign the task to unqualified individuals. The term “unqualified” is subjective and it varies from one organization to another. Large organizations that employ staff surveyors and highly educated individuals in the field may not trust the conversions made by staff from smaller organizations that can not afford to hire specialists. No matter what the size of your organization, practice caution when it comes to assigning coordinate and datum conversion tasks. Play it safe.

2. Seek reliable and professional services when it comes to surveying the ground control points for the project. Reliable surveying work should be performed or supervised and signed on by a professional license surveyor. Peer reviews within the surveying company of the accomplished work represents professional and healthy practices that may save time and money down the road.

3. GIS data users need to remember that verifying the product accuracy throughout the entire project area is a daunting task if it is all possible. Therefore, it is necessary to perform field verification for the smallest statistically valid sample of the data and rely on the quality of the provided services and the integrity of the firm or individuals provided such services for all areas fall outside the verified sample. That is why selecting professional and reputable services are crucial to the success of your project.

4. When contracting surveyors to survey ground control points for the project, ask them to provide all surveyed coordinates in all possible datums and projections that you may use for the data in the future. Surveyors are the most qualified by training to understand and manipulate datums and projections and it does not cost them much to do the conversion for you. It is recommended that in your request for proposal you ask the surveying agency to provide the data in the following systems:

Horizontal Datum: NAD27 (if necessary), WGS84, NAD83/86 (if necessary), NAD83/latest HARN, NAD83/CORS, NAD83/2007.

Coordinates System (projected): Geographic (latitude, longitude), UTM (correct zone), Sate Plane Coordinate System

Vertical Datum: WGS84 ellipsoidal heights NGVD29 (if necessary), NAVD88 (latest geoid model).

5. When you are asked to provide data for a client, always make sure that you have the right information concerning the datum and projection. It is common to find that people ask for NAD83 without reference to the version of NAD83. If this is the case, ask them specify whether it is NAD83/86, NAD83/HARN (certain year), NAD83/CORS, or NAD83/2007.

6. If you are handed control data from a client or historical data to support their project, verify the exact datum and projection for that data.

7. If a military client asks you to deliver the data in WGS84, verify whether they mean the first WGS84 where the NAD83 was nominally set equal to WGS84 in the mid 80s. Most of their maps are labeled WGS84, referring to the original WGS84. Otherwise, provide them with NAD83/CORS or ITRF at a certain epoch suitable for the realization they requested, unless they give you access to the WGS84 monument located in or near their facility. The most accurate approach for obtaining WGS84 coordinates is to acquire satellite tracking data at the site of interest. However, it is unrealistic to presume that non-military users have access to this technique.

8. Pay attention to details. People are frequently confused about the vertical datum of the data. Arm yourself with simple, yet valuable, knowledge about vertical datums. If the project is located along the U.S. coastal areas, the ellipsoidal height should always be negative as the orthometric height (i.e., NAVD88) is close to mean sea level or zero value and the geoid height is negative. Therefore, if you are handed data with an incorrectly-labeled vertical datum, look at the sign of the elevations given for the project. A negative sign for elevation data on U.S. coastal projects is an indication that the data is in ellipsoidal heights and not orthometric heights (such as NAVD88).

9. Equip your organization with the best coordinate conversion tools available on the market. Look for a package that contains details of datum and projection in its library. Here apply the concept of the more the better.

10. Cross check conversion from at least two different sources. It is a good practice to make available at least two credited conversion packages to compare and verify conversion results.

11. If you are not sure about your conversion, or the origin of the data that you were handed, always look for supplementary historical or existing ground control data to verify your position. Take advantage of resources available on the Internet, especially the NGS site. Many local and state governments also publish GIS data for public use on their web sites. Even “Google Earth” may come in handy for an occasional sanity check.

Question: What is the correlation between pixel size of the current mapping cameras in use and the mapping accuracy achievable for a given pixel size? misalnya for data collected at a 30 cm GSD what would be the best mapping horizontal accuracy achievable?

Dr. Abdullah: Unlike f lm-based imagery, digital imagery produced by the new aerial sensors is not referred to by its scale as the scale of digital imagery is diff cult to characterize and is not standardized. Digital sensors with different lenses and sizes of the Charge Coupled Device (CCD) can produce imagery from different altitudes with different image scales, but with the same ground pixel resolution. In addition, the small size of the CCD array of the digital sensors results in very small scale as compared to the f lm of the f lm-based cameras. This latter fact has made it diff cult to relate the image scale to map scale through a reasonable enlargement ratio as is the case with flm-based photography. As an example, the physical dimension of the individual CCD on the ADS40 push broom sensor is 6.5 um therefore for imagery collected with a Ground Sampling Distance (GSD) of 0.30 m, the image scale is equal to (6.5/0.30x1000000) or 1:46,154. Such small scale can not be compared to the scale of the equivalent f lm imagery or 1:14,400 which is suitable to produce maps with a scale of 1:2,400 or 1&rdquo=200&rsquo. Here, the conventional wisdom in relating the negative scale to map scale, which has been practiced for the last few decades is lost, perhaps forever. Traditionally in aerial mapping, the f lm is enlarged 6 times to produce the suitable map or ortho photo products. This enlargement ratio is too small to be used with the imagery of the new digital sensors if we equate the CCD array to the f lm of the f lm-based aerial camera. Imagery from the ADS40 sensor as it is used today has an enlargement ratio of 19! Traditionally, aerial f lm is scanned at 21 um resolution and Table 1 lists the different f lm scales, the resulting GSD, and the supported map scale based on an enlargement ratio of 6.


Kata kunci

Kata Kunci Tema

Kamus Kata kunci
GCMD Instruments/Sensors Keywords GPS : Global Positioning System
GCMD Platform Keywords GPS > Global Positioning System Satellites
GCMD Platform Keywords GROUND STATIONS
GCMD Platform Keywords GROUND-BASED OBSERVATIONS
GCMD Platform Keywords NAVSTAR > NAVSTAR Global Positioning System
Kategori Topik ISO 19115 geoscientificInformation
Kategori Topik ISO 19115 lokasi
NGDA Portfolio Themes Geodetic Control Theme
NGDA Portfolio Themes National Geospatial Data Asset
NGDA Portfolio Themes NGDA
NOS Data Explorer Topic Category Geodetic/Global Positioning