Suite

Comment exporter des couches projetées avec des coordonnées cartésiennes relatives (x,y) dans ArcGIS


J'ai plusieurs jeux de données SIG pour un parc national en Afrique du Sud (carte d'altitude, points d'eau, densité d'éléphants, etc.). J'ai accès à la suite complète d'ArcGIS Desktop Advanced, mais je ne suis pas du tout un expert SIG.

Je souhaite utiliser ces données comme source d'informations dans une simulation multi-agents. Par conséquent, j'ai besoin que les coordonnées de la carte résultante dans ArcMap soient transformées en coordonnées relatives x,y avec une origine 0,0 quelque part au lieu de degrés et secondes d'arc (car la programmation et la visualisation avec ces systèmes de coordonnées ne sont pas vraiment intuitives pour moi et le outils que j'utilise).

En fait, je peux gérer différents formats de fichiers tels que ShapeFiles et les données raster .asc dans ma simulation (à l'aide de SharpMap), mais j'ai besoin que les coordonnées de ces fichiers soient des coordonnées cartésiennes relatives.

Quelqu'un peut-il me dire comment faire? Je me suis déjà perdu dans la documentation ArcGIS.


WGS84 est un système de coordonnées, mais c'est un système de coordonnées géographiques, ce qui signifie qu'il est référencé à une sphère (ou ellipsoïde). Notez que c'est aussi une donnée, donc si le plein le nom que vous voyez sous les propriétés du système de coordonnées est WGS84, c'est GCS, mais vous pouvez également voir WGS84 comme partie d'un nom de système de coordonnées. Vous voulez un système de coordonnées projetées, qui est l'endroit où cette sphère est aplatie. UTM est l'un de ces systèmes de projections. Sur la base du nom du parc, en regardant la carte à laquelle jonathanw est liée et une recherche rapide sur « nom du parc utm zone », il semble que UTM Zone 36 South fonctionnerait pour vous.

ArcGIS est capable de reprojeter à la volée, mais si vous souhaitez utiliser les données dans d'autres logiciels et même pour certains outils d'ArcGIS, il est préférable de vous assurer que tout est réellement dans la projection souhaitée. C'est à cela que sert l'outil Projet. Il prend un fichier d'entrée et le reprojette dans un nouveau fichier de sortie en utilisant un système de coordonnées différent que vous spécifiez. Vous pouvez le trouver en parcourant les boîtes à outils dans la fenêtre Catalogue ou en tapant simplement Projet dans la fenêtre Recherche. Notez que vous voulez l'outil Projet, ne pas l'outil Définir la projection - c'est pour quand la projection n'est pas correctement définie ; ça ne marche pas monnaie toutes les valeurs de coordonnées.

Si les références sont différentes entre les deux systèmes de coordonnées que vous utilisez, vous devez appliquer une transformation. Il y aura généralement un avertissement à ce sujet. Mais si vous utilisez la même donnée, vous n'avez pas à vous soucier d'une transformation. Vous allez donc lancer l'outil Projet, sélectionner votre premier fichier dans la case du haut, taper le nom du fichier de sortie ou de la classe d'entités dans la troisième case (peut-être que vous venez de coller UTM36S à la fin du nom de fichier d'origine pour conserver ce qui est quel droit, et assurez-vous qu'il le stocke dans le bon emplacement de chemin - vous devrez peut-être naviguer jusqu'à l'endroit où vous le souhaitez avec le bouton à droite), puis cliquez sur le bouton à côté de la zone Système de coordonnées en sortie. Dans la boîte de dialogue résultante, vous souhaiterez développer leSystèmes de coordonnées projetéesdossier et accédez àUTM > WGS 1984 > Hémisphère Sud > WGS 1984 UTM Zone 36S. Comme il s'agit de la même donnée que vos données d'origine, vous n'avez pas à vous soucier de la boîte de transformation. Cliquez sur OK, puis répétez l'opération pour tous vos autres fichiers.


Comment exporter des couches projetées avec des coordonnées cartésiennes relatives (x,y) dans ArcGIS - Geographic Information Systems

Tout le contenu qui peut être ajouté à ArcGIS Explorer a un système de coordonnées, qui est utilisé pour l'intégrer aux autres données géographiques dans le cadre de coordonnées commun qu'est la carte. Les systèmes de coordonnées vous permettent d'intégrer des jeux de données dans des cartes ainsi que d'effectuer diverses opérations analytiques intégrées telles que la superposition de couches de données provenant de sources et de systèmes de coordonnées disparates.

Qu'est-ce qu'un système de coordonnées ?

Les systèmes de coordonnées permettent aux ensembles de données géographiques d'utiliser des emplacements communs pour l'intégration. Un système de coordonnées est un système de référence utilisé pour représenter les emplacements d'entités géographiques, d'images et d'observations telles que les emplacements GPS dans un cadre géographique commun.

  • Son cadre de mesure qui est soit géographique (dans lequel les coordonnées sphériques sont mesurées à partir du centre de la Terre) soit planimétrique (dans lequel les coordonnées terrestres sont projetées sur une surface plane à deux dimensions).
  • Unité de mesure (généralement pieds ou mètres pour les systèmes de coordonnées projetés ou degrés décimaux pour la latitude-longitude).
  • La définition de la projection cartographique pour les systèmes de coordonnées projetées.
  • Autres propriétés du système de mesure telles qu'un sphéroïde de référence, une référence et des paramètres de projection comme un ou plusieurs parallèles standard, un méridien central et des décalages possibles dans les directions x et y.
Types de systèmes de coordonnées
  • Un système de coordonnées global ou sphérique tel que latitude-longitude. Ceux-ci sont souvent appelés systèmes de coordonnées géographiques.
  • Un système de coordonnées projetées basé sur une projection cartographique telle que Mercator transverse, aire égale d'Albers ou Robinson, qui tous (ainsi que de nombreux autres modèles de projection cartographique) fournissent divers mécanismes pour projeter des cartes de la surface sphérique de la Terre sur un cartésien bidimensionnel avion coordonné. Les systèmes de coordonnées projetées sont parfois appelés projections cartographiques.
Géoréférencement : attribution de coordonnées cartographiques et de localisation spatiale

Tous les éléments d'une couche de carte ont un emplacement géographique et une étendue spécifiques qui leur permettent d'être situés sur ou près de la surface de la terre. La capacité de décrire avec précision les emplacements géographiques est essentielle à la fois en cartographie et en SIG. Ce processus est appelé géoréférencement.

La description de l'emplacement et de la forme corrects des entités nécessite un cadre pour définir les emplacements du monde réel. Un système de coordonnées géographiques est utilisé pour attribuer des emplacements géographiques aux objets. Un système de coordonnées global de latitude-longitude est l'un de ces cadres. Un autre est un système de coordonnées planaires ou cartésiennes dérivé du cadre global.

Les cartes représentent des emplacements sur la surface de la terre à l'aide de grilles, de graticules et de marques de graduation étiquetées avec divers emplacements au sol (à la fois dans les mesures de latitude-longitude et dans les systèmes de coordonnées projetées (tels que les mètres UTM). Les éléments géographiques contenus dans diverses couches de carte sont dessinés dans un ordre spécifique (les uns au-dessus des autres) pour l'étendue de la carte donnée.

Les jeux de données SIG contiennent des emplacements de coordonnées dans un système de coordonnées global ou cartésien pour enregistrer des emplacements et des formes géographiques.

Latitude et longitude

Une méthode pour décrire la position d'un emplacement géographique sur la surface de la terre utilise des mesures sphériques de latitude et de longitude. Ce sont des mesures des angles (en degrés) entre le centre de la terre et un point à la surface de la terre. Ce système de référence est souvent appelé système de coordonnées géographiques.

1. latitude
2. longitude
3. 50 degrés est
4. 40 degrés nord

Les angles de latitude sont mesurés dans une direction nord-sud. L'équateur est à un angle de 0. Souvent, l'hémisphère nord a des mesures de latitude positives et l'hémisphère sud a des mesures de latitude négatives. La longitude mesure les angles dans une direction est-ouest. Les mesures de longitude sont traditionnellement basées sur le premier méridien, qui est une ligne imaginaire allant du pôle Nord à Greenwich, en Angleterre, jusqu'au pôle Sud. Cet angle est la longitude 0. L'ouest du premier méridien est souvent enregistré comme une longitude négative et l'est est enregistré comme positif. Par exemple, l'emplacement de Los Angeles, en Californie, correspond à peu près à la latitude "plus 33 degrés, 56 minutes" et à la longitude "moins 118 degrés, 24 minutes".

1. Équateur
2. Premier méridien
3. Parallèles : lignes de latitude
4. Méridiens : lignes de longitude
5. Réseau graticulaire

Bien que la longitude et la latitude puissent localiser des positions exactes à la surface du globe, ce ne sont pas des unités de mesure uniformes. Ce n'est que le long de l'équateur que la distance représentée par un degré de longitude se rapproche de la distance représentée par un degré de latitude. C'est parce que l'équateur est le seul parallèle aussi grand qu'un méridien. (Les cercles ayant le même rayon que la terre sphérique sont appelés grands cercles. L'équateur et tous les méridiens sont des grands cercles.)

Au-dessus et au-dessous de l'équateur, les cercles définissant les parallèles de latitude deviennent progressivement plus petits jusqu'à devenir un seul point aux pôles Nord et Sud où les méridiens convergent. Au fur et à mesure que les méridiens convergent vers les pôles, la distance représentée par un degré de longitude diminue jusqu'à zéro. Sur le sphéroïde Clarke 1866, un degré de longitude à l'équateur équivaut à 111,321 km, alors qu'à 60° de latitude, il n'est que de 55,802 km. Étant donné que les degrés de latitude et de longitude n'ont pas de longueur standard, vous ne pouvez pas mesurer des distances ou des zones avec précision ou afficher les données facilement sur une carte plate ou un écran d'ordinateur. L'exécution d'applications d'analyse et de cartographie SIG nécessite un cadre de coordonnées plus stable, qui est fourni par des systèmes de coordonnées projetées.

Projections cartographiques utilisant des coordonnées cartésiennes

Les systèmes de coordonnées projetées sont tout système de coordonnées conçu pour une surface plane, telle qu'une carte imprimée ou un écran d'ordinateur.

Les systèmes de coordonnées cartésiennes 2D et 3D fournissent le mécanisme permettant de décrire l'emplacement géographique et la forme des entités à l'aide des valeurs x et y (et, comme vous le lirez plus tard, en utilisant des colonnes et des lignes dans les rasters).

Le système de coordonnées cartésiennes utilise deux axes : un horizontal (x), représentant est-ouest, et un vertical (y), représentant nord-sud. Le point d'intersection des axes est appelé origine. Les emplacements des objets géographiques sont définis par rapport à l'origine, en utilisant la notation (x,y), où x fait référence à la distance le long de l'axe horizontal et y à la distance le long de l'axe vertical. L'origine est définie comme (0,0).

Dans l'illustration ci-dessous, la notation (4, 3) enregistre un point situé à quatre unités au-dessus de x et trois unités au-dessus en y de l'origine.

1. axe x
2. axe y
De plus en plus, les systèmes de coordonnées projetées utilisent également une valeur Z pour mesurer l'altitude au-dessus ou en dessous du niveau moyen de la mer.

Dans l'illustration ci-dessous, la notation (2, 3, 4) enregistre un point qui est à deux unités en x et trois unités en y de l'origine et dont l'altitude est de 4 unités au-dessus de la surface de la terre (comme 4 mètres au-dessus de la mer moyenne niveau).

1. axe x
2. axe y
3. axe z

Propriétés et distorsion dans les projections cartographiques

Étant donné que la terre est sphérique, un défi auquel sont confrontés les cartographes et les professionnels du SIG est de savoir comment représenter le monde réel à l'aide d'un système de coordonnées plat ou planaire. Pour comprendre leur dilemme, réfléchissez à la façon dont vous aplatiriez la moitié d'un ballon de basket. Cela ne peut pas être fait sans déformer sa forme ou créer des zones de discontinuité. Le processus d'aplatissement de la terre est appelé projection, d'où le terme projection cartographique.

1. Cette surface terrestre doit s'adapter à cette surface cartographique.
2. . par conséquent, une grande partie de la surface de la terre doit être représentée plus petite que l'échelle nominale.
3. Plan de projection

Un système de coordonnées projetées est défini sur une surface plane à deux dimensions. Les coordonnées projetées peuvent être définies à la fois pour la 2D (x,y) et la 3D (x,y,z) dans lesquelles les mesures x,y représentent l'emplacement sur la surface de la terre et z représenterait la hauteur au-dessus ou en dessous du niveau moyen de la mer.

Vous trouverez ci-dessous quelques exemples de diverses méthodes pour dériver des projections cartographiques planaires.

1. Plan de projection
2. Lignes sécantes
3. Les lignes sécantes sont la seule partie du plan de projection sans distorsion.
4. La distorsion de projection à l'intérieur des lignes sécantes rend les caractéristiques légèrement plus petites.
5. La distorsion de projection en dehors des lignes sécantes agrandit légèrement les caractéristiques.

Contrairement à un système de coordonnées géographiques, un système de coordonnées projetées a des longueurs, des angles et des surfaces constants sur les deux dimensions. Cependant, toutes les projections cartographiques représentant la surface de la terre sous forme de carte plate créent des distorsions dans certains aspects de la distance, de la zone, de la forme ou de la direction.

Les utilisateurs font face à ces limitations en utilisant des projections cartographiques qui correspondent à leurs utilisations prévues, leur emplacement géographique et leur étendue. Le logiciel SIG peut également transformer les informations entre les systèmes de coordonnées pour prendre en charge l'intégration et les flux de travail critiques.

De nombreuses projections cartographiques sont conçues à des fins spécifiques. Une projection cartographique peut être utilisée pour préserver la forme tandis qu'une autre peut être utilisée pour préserver la zone (zone conforme contre zone égale).

Ces propriétés—la projection cartographique (avec Spheroid et Datum), deviennent des paramètres importants dans la définition du système de coordonnées pour chaque jeu de données SIG et chaque carte. En enregistrant des descriptions détaillées de ces propriétés pour chaque jeu de données SIG, les ordinateurs peuvent reprojeter et transformer les emplacements géographiques des éléments du jeu de données à la volée dans n'importe quel système de coordonnées approprié. En conséquence, il est possible d'intégrer et de combiner des informations provenant de plusieurs couches SIG. Il s'agit d'une capacité SIG fondamentale. La localisation précise constitue la base de presque toutes les opérations SIG. ArcGIS Explorer utilise la projection cartographique Cube et le sphéroïde WGS 1984.

Les systèmes de coordonnées (géographiques ou projetés) fournissent un cadre pour définir des emplacements réels. Dans ArcGIS Explorer, le système de coordonnées est utilisé comme méthode pour intégrer automatiquement les emplacements géographiques de différents jeux de données dans un cadre de coordonnées commun pour l'affichage et l'analyse.

ArcGIS Explorer intègre automatiquement des jeux de données dont les systèmes de coordonnées sont connus

Tous les jeux de données géographiques utilisés dans ArcGIS Explorer sont supposés avoir un système de coordonnées bien défini qui leur permet d'être localisés par rapport à la surface de la Terre.

Si vos jeux de données ont un système de coordonnées bien défini, ArcGIS Explorer peut intégrer automatiquement vos jeux de données avec d'autres en projetant vos données à la volée sur la carte.

Si vos jeux de données n'ont pas de référence spatiale, ils ne peuvent pas être intégrés. Vous devez en définir un avant de pouvoir utiliser efficacement vos données dans ArcGIS Explorer.

Qu'est-ce qu'une référence spatiale dans ArcGIS Explorer ?

Une référence spatiale dans ArcGIS Explorer est une série de paramètres qui définissent le système de coordonnées et d'autres propriétés spatiales pour chaque jeu de données dans la géodatabase. Il est courant que tous les jeux de données pour la même zone (et dans la même géodatabase) utilisent une définition de référence spatiale commune.

Une référence spatiale qu'ArcGIS Explorer peut utiliser inclut des paramètres pour :

  • Le système de coordonnées
  • La précision des coordonnées avec laquelle les coordonnées sont stockées (souvent appelée "résolution des coordonnées")
  • Tolérances de traitement (telles que la tolérance de cluster)
  • L'étendue spatiale ou cartographique couverte par l'ensemble de données (souvent appelée « domaine spatial »)

Vous ou un membre de votre organisation pouvez créer une référence spatiale pour les données existantes dans ArcGIS.


Syntaxe

Les fichiers au format OSGB, ou les dossiers contenant les fichiers au format OSGB, qui seront importés dans le package de couche de scènes de maillage intégré. Ce paramètre permet une sélection de plusieurs fichiers au format OSGB ou une sélection de plusieurs dossiers contenant des fichiers au format OSGB.

Le package de couche de scène de maillage intégré qui sera créé.

L'entité ponctuelle ou le fichier .3mx , .xml ou world ( .wld3 ) qui sera utilisé pour positionner le centre du modèle OSGB. S'il y a plusieurs points dans la classe d'entités, seul le premier sera utilisé pour géoréférencer les données.

Spécifie les fichiers qui seront traités pour l'ensemble de données d'entrée.

  • * — Tous les fichiers binaires, quelle que soit leur extension, seront traités pour déterminer s'ils sont au format OSGB.
  • osgb ​​— Seuls les fichiers avec l'extension .osgb seront traités.
  • Spécifiez le chemin d'accès à un fichier .prj.
  • Référencez un jeu de données avec le système de coordonnées souhaité.
  • Utilisez un objet arcpy.SpatialReference.

La taille de texture maximale en pixels pour chaque nœud de couche de scène.


Comment exporter des couches projetées avec des coordonnées cartésiennes relatives (x,y) dans ArcGIS - Geographic Information Systems

Un maillage est un type de géométrie 3D général côté client composé de sommets avec des attributs. Les sommets incluent la position géographique, les normales qui affectent l'éclairage/l'ombrage et les coordonnées UV qui peuvent être utilisées pour mapper les images sur le maillage. Les sommets sont combinés en primitives 3D pour rendre le maillage dans la scène (seules les primitives triangulaires sont actuellement prises en charge).

Les géométries de maillage peuvent avoir un matériau intrinsèque qui détermine la façon dont il est affiché. Semblable aux objets 3D dans les couches de scène, les géométries de maillage sont symbolisées par un symbole MeshSymbol3D contenant un FillSymbol3DLayer.

Pour prendre en charge plusieurs matériaux (comme c'est souvent le cas pour les modèles 3D complexes), les maillages peuvent définir des composants qui définissent un matériau pour une région spécifique du maillage. En plus de prendre en charge plusieurs matériaux, les composants peuvent également réutiliser des sommets qui seraient autrement dupliqués pour former des triangles.


Méthodes

Tâche 1 - Données non projetées

Le fichier de géodatabase contenant des données non projetées pour le site d'étude de Bear Valley Creek a été téléchargé à partir de la page Web WATS 6920 Lab 2. Les données ont été importées dans ArcMap 10.1 et tracées dans l'espace cartésien à l'aide de la vue de mise en page d'ArcMap.

Tâches 2 et 3 - Données projetées et transformées

Afin de transformer les données en un système de coordonnées projetées, on nous a fourni un deuxième "ensemble de données" contenant des données projetées pour trois repères, qui étaient communs aux données non projetées. Cela permet une transformation (dans ce cas, une transformation affine) des données non projetées, puisque le deuxième jeu de données fournit une géoréférence. En d'autres termes, en ayant des informations sur les emplacements dans le monde réel de plusieurs des points non projetés, nous pouvons déterminer l'emplacement "dans le monde réel" des données restantes.

Les données ont été transformées en projection UTM Zone 12 N à l'aide de l'outil de transformation CHAMP (ci-après « CCT »).


Arrière-plan

Le Columbia Habitat Monitoring Program (CHaMP) et le Integrated Status & Effectiveness Monitoring Program (ISEMP) ont lancé la mise en œuvre d'efforts de normalisation de la surveillance de l'habitat du poisson dans le bassin du fleuve Columbia 1 . Des données de relevés de stations totales non prévues ont été recueillies en 2010 dans le cadre d'une évaluation de l'habitat des cours d'eau des salmonidés dans tout le bassin. Le personnel des pêches de la NOAA a collecté des données sur l'habitat des cours d'eau du site d'étude en utilisant un système de coordonnées supposé sur une grille cartésienne 2 . Les mesures prises comprenaient les températures de l'air et des cours d'eau à des altitudes mesurées à travers le site, les quantités de débit des cours d'eau, la structure riveraine, les invertébrés dérivants, la présence/absence de débris ligneux et la profondeur/largeur du canal 3 .

Site d'étude

Le site d'étude de Bear Valley Creek est situé sur des terres publiques dans le comté de Lemhi en Idaho (Zone 12N E282365 N4962409) 3 .


Comment exporter des couches projetées avec des coordonnées cartésiennes relatives (x,y) dans ArcGIS - Geographic Information Systems

Les cartes peuvent être affichées de différentes manières. L'apparence d'une carte dépend de son système de coordonnées et de sa projection. Les systèmes de coordonnées sont une paire ou un triplet de nombres, en référence à un point d'origine, qui sont utilisés pour définir l'emplacement spatial et l'étendue des objets géographiques (Bolstad 2008). Les systèmes de coordonnées cartésiennes sont des coordonnées (x,y,z) sur une grille plate, tandis que les coordonnées sphériques ou géographiques utilisent des mesures angulaires et un rayon (non projeté sur une surface plane). Un système de coordonnées supposé est un système précis par rapport à lui-même, qui n'a pas de référence spatiale connue. Pour utiliser des coordonnées géographiques, les points d'un globe incurvé doivent être projetés ou transformés en coordonnées sur une surface plane. Il est nécessaire de transformer les données entre les systèmes de coordonnées afin de donner un contexte à votre carte. Différentes couches, qui affichent des informations spatiales, doivent toutes être dans le même système de coordonnées. La projection dans un système de coordonnées pertinent place donc la carte dans un environnement réel.

Différentes projections sont appropriées en différents points de la terre, en raison des imperfections de la forme du globe. Un système de coordonnées projetées peut être conique, cylindrique ou plan, selon la manière dont les coordonnées tridimensionnelles sont transférées sur une surface plane bidimensionnelle. Par conséquent, en projetant la surface de la Terre sous forme de carte plate, des distorsions de distance, de superficie, de forme et de direction sont possibles.

Pour déterminer le système de coordonnées affiché par les points de données dans ArcGIS, les propriétés du fichier de couche peuvent être affichées. Le moyen le plus simple de décider si les données sont tracées au bon endroit est de télécharger une carte de couche de base. ArcGIS convertira les couches supplémentaires dans le même système de coordonnées que la couche principale.

Pour ce laboratoire, le but était de mieux comprendre les systèmes de coordonnées et les transformations entre eux. À partir des données de coordonnées données d'une enquête sur l'habitat d'un cours d'eau, nous avons transformé ces données d'un système de coordonnées supposé (sur une grille cartésienne) en un système de coordonnées du monde réel projeté (NAD 83 UTM Zone 12 N), qui peut être superposé aux couches de données existantes dans le SIG . Nous avons commencé avec des données d'enquête de la station totale non projetées du site d'étude de Bear Valley Creek, un site du bassin versant de Lemhi du Columbia Habitat Monitoring Program (voir des informations supplémentaires ici). L'objectif de ce programme de surveillance est de générer et de mettre en œuvre un ensemble standard de méthodes de surveillance de l'habitat du poisson dans le bassin du fleuve Columbia (CHaMP 2013). Ces relevés sont importants pour évaluer l'état de la truite et de son habitat dans les petites rivières et ruisseaux du bassin. De plus, les 6 C d'une bonne carte (colorée, créative, cohérente, contextuelle, convaincante et correcte) sont toujours au centre de cet atelier.

Méthodes (méthodes détaillées et vidéos pédagogiques sur gis.joewheaton.org)

Tracer des données non projetées

À l'aide d'une géodatabase fichier pour le site d'étude de Bear Valley Creek, les données d'enquête brutes ont été ouvertes dans ArcMap 10.1 pour afficher les données. Seules 4 couches de données ont été utilisées et une légende a été créée (mise en page – ajout) pour désigner les différents types de données. Une superposition de grille mesurée a été ajoutée en cliquant avec le bouton droit sur le cadre-> Propriétés-> Grille-> Nouvelle grille. Le manque d'unités démontre ce système de coordonnées supposé avec un référencement spatial inconnu. Les repères ont été étiquetés en accédant à la couche individuelle->Properties-> Labels. Pour démontrer que les données ne sont pas projetées dans un système de coordonnées cartésien supposé, la grille et la barre d'échelle sont toutes deux sans unité, et il n'y a pas de flèche vers le nord car nous manquons de contexte pour déterminer cette orientation spatiale. La carte finale a été exportée sous forme d'image et est présentée ci-dessous.

Nos données de levé brutes dans le système de coordonnées supposé comportaient 3 points de données de référence, qui ont été relevés avec un GPS dans la zone UTM 12N et avec un emplacement de station totale. Ces points ont été utilisés avec l'outil de transformation CHAMP (CTT et ArcGIS 10.1 AddIn) pour transformer les données non projetées en coordonnées projetées. Un nouveau document ArcMap (vide) a été ouvert, le CTT ouvert et les données de référence entrées dans le CTT lorsque vous y êtes invité. La meilleure transformation a été choisie sur la base d'une combinaison d'inspection visuelle et de minimisation des erreurs résiduelles. Voir ici pour une vidéo d'instructions pour marcher à travers les étapes.

Partager des données transformées

Les couches, sans fond de carte, ont été enregistrées dans un fichier KMZ en tant que carte, au lieu d'une couche individuelle. Ce fichier a ensuite été ouvert et affiché dans Google Map (un format de carte interactive).

Données d'enquête de la station totale non projetées

Figure 1. Carte du site d'étude de Bear Valley Creek non projetée, connue pour être située dans l'Idaho, mais sans contexte de distance, de zone ou de direction.

Ces données sont dans un système de coordonnées cartésien supposé. Nous le savons car un message d'avertissement s'affiche lors de l'ajout de la couche à ArcMap : « Les sources de données suivantes que vous avez ajoutées manquent d'informations de référence spatiale. Ces données peuvent être dessinées dans ArcMap, mais ne peuvent pas être projetées ». Ces données ont été obtenues à l'aide d'un relevé par station totale avec un point d'origine choisi au hasard dans une grille cartésienne. Trois points de repère ont été relevés à la fois avec des relevés de stations totales et des coordonnées projetées dans le monde réel (UTM Zone 12 N) avec un GPS, afin que nous puissions transformer les données. Le système de coordonnées supposé, sans référence spatiale connue, est limité car il n'y a pas de contexte. La projection des coordonnées supposées dans un système de coordonnées pertinent place donc la carte dans un cadre du monde réel.

Données d'enquête géoréférencées de la station totale

Figure 2. Carte après l'espace de coordonnées cartésiennes supposées non projetées transformées en coordonnées projetées du monde réel (NAD 83 UTM Zone 12 N) définies dans le bassin de Lemhi, Idaho.

Nous avons utilisé une simple transformation affine qui met à l'échelle, déplace, fait pivoter et ajuste les données, pour convertir les coordonnées supposées en espace UTM. Cette transformation a été choisie car c'est le choix recommandé pour la plupart des transformations (Wheaton et al. 2012). Les erreurs résiduelles associées à la transformation sont indiquées ci-dessous. J'ai choisi d'utiliser le repère 3 comme point de charnière et le GPS 2 comme palier de rotation en raison des calculs d'erreur résiduelle les plus faibles et représentant visuellement la courbure du ruisseau (voir ci-dessous). D'autres modèles de transformation, tels que la similarité et les transformations projectives n'ont pas été utilisés car ils n'ont pas mis les axes à l'échelle ou n'ont pas introduit d'asymétrie, ou étaient basés sur une formule complexe nécessitant plus de liens de déplacement que nous n'en avions, respectivement.

Calculs d'erreurs résiduelles :

La projection a été un succès, car des lignes de rupture nettes ont été tracées dans le contexte du lit du cours d'eau lorsque l'imagerie de la couche de base a été ajoutée à l'ensemble de données (voir la carte ci-dessus). Les erreurs résiduelles étaient également assez faibles (à moins de 0,03 m). En examinant la projection dans le contexte et l'erreur résiduelle, nous pouvons déterminer si les données sont au bon endroit et si la projection correcte leur est associée.

Figure 3. Carte interactive de l'espace de coordonnées cartésiennes supposées non projetées transformées en coordonnées projetées du monde réel (NAD 83 UTM Zone 12 N). Effectuez un léger zoom arrière pour obtenir des images de base.

Il est extrêmement important de savoir quand et comment transformer des données, en déplaçant ou en décalant des données dans un système de coordonnées. Les données qui n'ont aucune référence avec les coordonnées du monde réel, ou lorsque le système de coordonnées n'est pas approprié pour l'emplacement ou l'échelle des données doivent être transformées. ArcGIS reprojetera et transformera les emplacements géographiques des éléments du jeu de données à la volée, en un système de coordonnées « approprié », mais sachez que cela peut ne pas toujours être correct. La valeur par défaut consiste à projeter les données dans le système de coordonnées identifié par la première couche de données. La transformation des données vous permettra de créer correctement des cartes, de manipuler, d'analyser et de partager les résultats plus efficacement.

Bolstad, P. 2008. Fondamentaux des SIG : un premier texte sur les systèmes d'information géographique. Troisième édition. Eider Press, White Bear Lake, MN.


Systèmes de référence de coordonnées

S'il est un sujet qui est négligé lorsqu'on travaille avec des données spatialisées, c'est le système de coordonnées de référence. En général, nous essayons de passer le moins de temps possible sur le sujet – souvent parce que ce n'est pas très clair – et supposons que nous avons collecté nos données dans un super système de coordonnées ou que notre fournisseur/prestataire l'a fait le travail pour nous (sinon c'est de sa faute !). Même ainsi, nous ne pouvons parfois pas nous rappeler quel système de coordonnées a été utilisé pour collecter les données, ou nous recevons simplement des données sans système de coordonnées associé. Ajoutons à cela par exemple la projection à la volée dans QGIS qui nous donne l'impression que nos couches sont bien localisées (après tout, QGIS parvient à les ouvrir !). Vient ensuite la manipulation, les géotraitements en tous genres, et l'analyse de ces données. Et puis les ennuis commencent car on se rend compte que c'est encore le bordel dans la projection des couches.

Être clair sur les repères avant de gérer un projet avec des données spatialisées permet d'éviter bien des problèmes !

Géoïde

Pour pouvoir localiser des observations sur la Terre, vous devez d'abord savoir à quoi ressemble la Terre et en avoir une représentation, sinon vous aurez peu de chance de localiser quoi que ce soit dessus. Vous avez peut-être déjà entendu parler du géoïde, cette forme cabossée, déformée et pas très sexy de la Terre (Figure 1).

Figure 1. Géoïde : surface équipotentielle de référence du champ de gravité terrestre

Le géoïde est la forme qu'aurait la surface de l'océan sous la seule influence de la gravité et de la rotation de la Terre. Et c'est cette forme cabossée qu'il faudrait voir par satellite s'il n'y avait pas de phénomènes de marée et de vent (sur la figure 1, les variations sont un peu exacerbées, on ne devrait pas voir un creux aussi profond, mais cela permet de mieux comprendre ce qui se passe). Le géoïde est l'une des surfaces qui est considérée comme une référence pour l'altitude coïncidant avec le niveau moyen de la mer. Par exemple, lorsque nous disons que le sommet d'une colline est à 130 mètres au-dessus du niveau de la mer, nous considérons en fait qu'il se trouve à 130 mètres au-dessus du géoïde (ou d'une autre surface, si nous n'utilisons pas le géoïde comme référence).

Ellipsoïdes

Malgré le fait que le géoïde soit une très bonne représentation de la terre, quand on veut commencer à modéliser la terre avec des équations mathématiques, ça devient très compliqué car il y a encore beaucoup de bosses et de creux, alors bonne chance même si vous êtes vraiment bon en maths. Pour limiter ce problème, une des actions entreprises a été d'approximer le géoïde par des ellipsoïdes (Figure 2) car en bons mathématiciens, nous sommes capables de bien caractériser les formes des ellipsoïdes (longueurs de l'axe principal, et demi axe principal I&# 8217ll vous permet de retourner à vos anciens cours de mathématiques !). On aurait aussi pu représenter le géoïde par un cercle (l'équation d'un cercle est encore plus simple !) mais la Terre a tendance à s'aplatir aux pôles, ce qui a conduit à utiliser plutôt des ellipsoïdes.

Figure 2. Approximation ellipsoïde du géoïde

Lorsque nous choisissons un ellipsoïde particulier pour approximer le géoïde, nous disons que nous choisissons un ellipsoïde de "référence" simplement parce que les coordonnées de nos observations seront déterminées en fonction de l'ellipsoïde choisi. Et il existe un grand nombre d'ellipsoïdes potentiellement utilisables car certains ellipsoïdes se rapprochent mieux du géoïde à certains endroits sur Terre qu'à d'autres (Figure 3). Sur la figure 3 par exemple, nous pouvons voir que l'ellipsoïde #1 est plus pertinent sur le côté gauche de la figure (il coïncide mieux avec le géoïde) tandis que l'ellipsoïde #2 est plus pertinent sur le côté droit de la figure.

Figure 3. Géoïde et ellipsoïdes. Les longueurs a et b sont utilisées pour caractériser un ellipsoïde.

Une fois que nous avons choisi notre géoïde et notre ellipsoïde de référence, nous avons enfin notre représentation de la Terre, et nous pouvons commencer à parler de coordonnées ! On parle alors de système géodésique (ou géographique) : un système avec un géoïde, un ellipsoïde, et les coordonnées associées.

Coordonnées cartésiennes

Dans un système géodésique dont les coordonnées sont présentées au format cartésien, les coordonnées de chaque observation à la surface de la Terre sont données dans un repère X,Y,Z provenant du centre de la Terre. Le plan XY est dans le plan de l'équateur et l'axe X coupe le méridien d'origine (dans la plupart des pays, ce méridien est le méridien de Greenwich). L'axe Z est l'axe du centre de la Terre aux pôles. In the Cartesian format, we don’t talk about coordinates in longitude or latitude, we just talk about coordinates in the XYZ plane that you see on the figure.

Figure 4. Cartesian coordinate system

Geodetic and geocentric coordinates

In a geodetic system, coordinates can also be presented in geodetic or geocentric form, so we start talking about longitude and latitude! In a geodetic system with geocentric coordinates, the latitude of a point on the Earth’s surface is the angle between (i) the plane of the equator and (ii) the axis from the centre of the Earth to the point of observation (Figure 5). Coordinates are called geocentric because latitude is measured relative to the centre of the Earth. In a geodetic coordinate system, the latitude of a point on the Earth’s surface is the angle between (i) the plane of the equator and (ii) the axis perpendicular to the reference ellipsoid passing through the observation point (Figure 5). The only difference from coordinate systems in geographic and geocentric formats is their definition of latitude. For both systems, the longitude of a point is defined as the given angle between the meridian of origin and the meridian passing through that point. Figure 6 may be more explicit in clarifying how the elements of latitude and longitude are represented.

Figure 5. Definition of latitude for a geocentric and geodetic coordinate system

Figure 6. Longitude vs. Latitude

Note that equations exist for moving from a Cartesian coordinate system to a geographic and/or geocentric coordinate system.

Non-projected and projected coordinates

Where we must be very clear is on the fact that coordinates in a geocentric or geodetic format are expressed as angles! Therefore, it is not possible to calculate the distance between two points on the earth’s surface in geodetic/geocentric coordinate systems. To do this, it is necessary to project these coordinates (in degrees) onto a flat map to get metric coordinates! I invite you to go and watch the short video of the Vox channel which explains this in an extremely clear and limpid way.

Just as there is a large selection of reference ellipsoids, there is also a large selection of supports on which geodetic/geocentric coordinates can be projected (Figure 7). Imagine positioning your representation of the Earth in a cylindrical holder (Figure 7a). Project all of your coordinates onto this cylindrical support, cut out your cylindrical support, and you obtain a flat surface on which you have your planar (metric) coordinates. Depending on the support used, you will have flat maps that will be more or less relevant depending on where you are on the Earth. And it is only once you have projected your coordinates that you will be able to calculate notions of distance between points on your map. So be careful when you talk about longitude or latitude if you are in a geodetic/geocentric or planar coordinate system!

Figure 7. Projected coordinate systems

WGS84 and Lambert 93

Let’s take two examples to try to recontextualize this:

  • WGS84: You’ve probably seen or heard of this reference coordinate system before. But have you ever wondered what it corresponds to? Well, WGS84 is a world geodetic system! So the data is not projected! It is a geodetic system with geocentric or geodetic coordinates based on the EGM96 geoid, the reference ellipsoid IAG GRS80, and the original meridian is the Greenwich meridian. Note that most projected UTM (Universal Transverse Mercator) coordinate systems are based on the WGS84 geodetic coordinate system.
  • Lambert 93 : In France, we often hear that the data is in Lambert 93 but, once again, did you ever wonder what it was? Lambert 93 is a conical projection (see Figure 7)! It is related to the RGF93 geodetic system – a system based on the reference ellipsoid IAG GRS80, and the reference meridian is the 3rd meridian east of the original Greenwich meridian. Therefore, we would have to refer to the RGF93-Lambert 93 coordinate system if we wanted to be accurate. Until 2001, in France, the NTF (Nouvelle Triangulation Francaise) geodetic system was used. This geodetic system was based on a different ellipsoid, that of Clarke 1880 IGN. Note also that other conformal conic projections are also used to limit certain linear alteration phenomena of the Lambert 93 projection (especially near the borders of France – which are therefore far from the barycentre of France).

To avoid confusion between the different coordinate systems used, a unique code has been associated with each system by the European Petroleum Survey Group (EPSG). The EPSG code for the WGS84 geodetic system is 4326. The EPSG code for the RGF93-Lambert 93 coordinate system is 2154.

Once you are clear on the coordinate system associated with your data, you can quite easily re-project your data into another coordinate system if necessary using specific mathematical equations (already existing in geographic information systems such as QGIS or R/Python functions). And you can then focus on the accuracy of the location of your data in the coordinate system in which you acquired them. For example, you will have a different accuracy depending on the GNSS, DGPS or RTK support used, but this is not the subject of this post (maybe of a future one!).


How can I get xyz coordinates of atoms of a unit cell structure from CIF format files?

I'm trying to run DFT or other 1st principle simulation of Pyrope ( $ce$ and Grossular $ce<(Ca3Al2[SiO4]3)>$ unit cell structure. So, I'm looking for unit cell xyz periodic box structure of Pyrope and Grossular.

I found some data from several places (here, here and here)

CIF format files from those databases do not give me proper atomic coordinates of unit cell. I downloaded CIF files for Pyrope from those databases, and converted with Open Babel, and even visualized with VEGA ZZ.

However, it displays only 4 atoms in the periodic box, while Pyrope or Grossular should have 20 atoms in the periodic box based on their formula (Pyrope ( $ce$ and Grossular $ce<(Ca3Al2[SiO4]3)>$ ).

This means either CIF of database is wrong, or I am. Or the software is unable to read CIF properly. I think I'm doing something wrong, but I'm not sure what is wrong with my CIF conversion.

If anyone knows how to retrieve the unitcell structure of crystals from CIF from those databases, please help me.


Selecting a Map Projection

Now that all of your data has been defined, you can transform all the feature classes into a common projection. Unlike the process of defining data, where there is only one projection you can use (the one specified in the metadata), when projecting data, you can select whichever projection best suites your particular study area and research question measurement types. Since your data focuses on the Houston region, the State Plane Texas South Central projection would be suitable.


Voir la vidéo: arcgis comment extraire les coordonées xy de sa carte (Octobre 2021).