橢球/橢球–我們的扁球形地球?
赤道的地球隆起?
每個人都可能告訴你我們的地球是一個球體…
但這并不完全是完美的。
它是一個扁球體，在赤道處膨脹，在兩極有些擠壓。
因為 field of geodesy 我們星球的形狀已經(jīng)眾所周知了。讓我們深入研究一下。
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什么是GIS中的橢球體？?
大地測量學(xué)家采用橢球模型來確定 latitude and longitude coordinates .
橢圓的長軸是赤道半徑。短軸從極點到中心。
參考橢球體主要用作指定點坐標(biāo)的曲面，例如緯度（北/南）、經(jīng)度（東/西）和高程（高度）。
制圖學(xué)和測量學(xué)中最常見的參考橢球是 World Geodetic System (WGS84) . 1866年的克拉克橢球體被重新計算為 North American Datum of 1927 (NAD27) .
當(dāng)比較NAD27和NAD84時，經(jīng)緯度坐標(biāo)可以在數(shù)十米的角度上偏移（經(jīng)緯度坐標(biāo)相同）。
水平基準如何與橢球體相關(guān)？?
水平基準使我們能夠測量地球表面的距離和方向。大多數(shù) horizontal datums 在赤道上定義一條零線，我們從中測量南北（緯度）。
還有一條零線在 Greenwich Meridian 我們從中測量東西（經(jīng)度）。
這些線條一起為 latitude and longitude 以十進制度數(shù)表示。這些緯度和經(jīng)度位置（地理坐標(biāo)系）基于一個近似于地球表面的橢球面或橢球面——一個基準面。
所有坐標(biāo)均參照一個基準，如下圖所示：
數(shù)據(jù)用數(shù)學(xué)術(shù)語描述了地球的形狀。基準面定義橢球體的半徑、反展平、半長軸和半短軸。
以下是WGS84基準：
半長軸：6378137.0 m
半短軸：6356752.3 m
反展平：294.978698214
名字 | 年 | 半長軸（赤道半徑） | 半短軸（極半徑） | 用戶 |
|---|---|---|---|---|
克拉克 | 1866 | 6378206.4米 | 6356583.8米 | 北美 |
國際（海福）橢球體 | 1924 | 6378388.0米 | 6356911.9米 | 世界大部分地區(qū) |
WGS72 | 1972 | 6378135.0米 | 6356750.5米 | NASA |
GRS80 | 1980 | 6378137.0米 | 6356752.3米 | 全球范圍 |
WGS84 | 1984 | 6378137.0米 | 6356752.3米 | 當(dāng)前全球 |
由于旋轉(zhuǎn)力使地球變平?
牛頓爵士提出地球由于旋轉(zhuǎn)力而在兩極變平。當(dāng)?shù)厍蚶@軸自轉(zhuǎn)時，離心力使地球在赤道處膨脹。這就是為什么地球被更好地模擬成一個橢球體，它是一個在兩極稍有扁平的球體。
在19世紀和20世紀，世界各地采用了不同的橢球體。調(diào)查在不同的大陸進行。每次測量都會產(chǎn)生不同的橢球參數(shù)。
例如，澳大利亞的調(diào)查得出了一個“更佳”的橢球體。歐洲的“更佳”橢球體不同于南美和亞洲。沒有一個統(tǒng)一的全球橢球體。每一次大陸測量都是用它自己的橢球參數(shù)進行隔離的。沒有明確的 *** 來結(jié)合這些全球調(diào)查測量。在特定區(qū)域缺乏勘測點，缺乏計算資源，導(dǎo)致全球橢球體無法形成。
將橢球體與大地水準面擬合?
水平坐標(biāo)系給了我們并排的緯度和經(jīng)度。另一方面，垂直基準是典型水平坐標(biāo)系的另一個組成部分。
我們在一個三維的行星上，除了表面上水平坐標(biāo)系的邊到邊之外，還有上下起伏。為了處理起起伏伏的情況，我們有一個垂直的基準面，它為零測量提供了一個位置。平均海平面通常被理解為我們起伏的基礎(chǔ)。這叫做 geoid .
大地水準面（圖片由NASA/JPL提供）
垂直基準面是塊狀和不規(guī)則的。這是因為地球上不同地方的密度不同。存在重力異常，如山區(qū)質(zhì)量較大。
這意味著海平面并不像大家想象的那么平滑。大地水準面不是恒定的，它們在不同的地方也不同。當(dāng)你在地球上移動時，大地水準面會有起伏。地球并不像我們想象的那樣圓。當(dāng)它們以大地水準面的形式回到我們身邊時，我們在它們上面有團塊或波動。大地水準面把這些塊放回到我們平滑的水平基準坐標(biāo)系中。
橢球高度是上下最基本的版本。橢球體使用 horizontal datum 如wgs84。它使表面光滑，沒有凸起或不規(guī)則。大地水準面的數(shù)學(xué)描述很復(fù)雜。因此，我們用不同的橢球來近似它，如wgs84。
橢球體的不同歷史精度?
地球在赤道比在兩極凸出約70000英尺。
自19世紀初以來，橢球體的尺寸至少計算了20個不同的時間，精度有很大的不同。
早期測量橢球體的嘗試使用了少量的數(shù)據(jù)，并不代表地球的真實形狀。1880年，克拉克橢球被用作三角測量計算的基礎(chǔ)。
美國采用的之一個大地測量基準是基于克拉克橢球體，其起點位于堪薩斯州，被稱為米德牧場。
…現(xiàn)在我們有地心基準，像wgs84和nad83，它們的長軸和短軸。
來源：開源地理空間基金會中文分會
來源鏈接：https://www.osgeo.cn/post/ *** 4
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