Infrastructuurplanning/Coördinatensystemen en kaartprojecties: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
KKoolstra (overleg | bijdragen)
Nieuwe pagina aangemaakt met '==Coördinatensystemen en kaartprojecties== Locaties van de objecten in geo-informatie worden opgeslagen in coördinaten. Dit zagen we in hiervoor in de [[Geo-visualis...'
 
KKoolstra (overleg | bijdragen)
Geen bewerkingssamenvatting
Regel 1:
==Coördinatensystemen en kaartprojecties==
Locaties van de objecten in geo-informatie worden opgeslagen in coördinaten. Dit zagen we in hiervoor in de [[Geo-visualisatie/Inleiding GIS|Inleiding GIS]]. Het is echter pas duidelijk waar die objecten zich bevinden, wanneer duidelijk is in welk coördinatenstelsel die coördinaten zijn gedefinieerd. Coördinaten krijgen namelijk pas met het bekend zijn van het coördinatensysteem een betekenis. Pas dan zijn ze correct te combineren met coördinaten uit geo-informatie met andere coördinatensystemen. Daarnaast zijn de locaties op aarde niet op een plat vlak gelegen, maar op een bol. Bij het in kaart brengen van die coördinaten op een plat vlak - want dat is een kaart! - wordt gebruik gemaakt van zogenaamde projecties. We moeten als GIS-specialist dus het een en ander weten over coördinatensystemen en -projecties, of we het nu interessant vinden of niet.
[[Afbeelding:Wereldbol 3D globe.jpg|thumb|right|220px|'''Een globe, oftewel de wereld zoals die in werkelijkheid is: geen plat vlak maar een bol.''' Een kaart of plat scherm is een afgeleide van deze werkelijkheid en brengt daarom per definitie vervormingen met zich mee.]]
Locaties van de objecten in geo-informatie worden opgeslagen in coördinaten. Dit zagen we in hiervoor in de [[Geo-visualisatie/Inleiding GIS|Inleiding GIS]]. Het is echter pas duidelijk waar die objecten zich bevinden, wanneer duidelijk is in welk coördinatenstelsel die coördinaten zijn gedefinieerd. Coördinaten krijgen namelijk pas met het bekend zijn van het coördinatensysteem een betekenis. Pas dan zijn ze correct te combineren met coördinaten uit geo-informatie met andere coördinatensystemen. Daarnaast zijn de locaties op aarde niet op een plat vlak gelegen, maar op een bol. Bij het in kaart brengen van die coördinaten op een plat vlak - want dat is een kaart! - wordt gebruik gemaakt van zogenaamde projecties. WeEen moetenkaart alsof GIS-specialistplat dusscherm hetis een enafgeleide andervan wetendeze over coördinatensystemenwerkelijkheid en -projecties,brengt ofdaarom weper hetdefinitie nuvervormingen interessantmet vindenzich of nietmee.
 
==Coördinatensystemen en kaartprojecties==
[[Afbeelding:Bramallmap.jpg|thumb|right|220px|'''Een plattegrond''' heeft meestal een lokaal assenstelsel en is dus niet (zomaar) te combineren met andere data ]]
 
Er zijn drie coördinatensystemen, lokale, geografische en geprojecteerde. Die laatste zijn plezierig voor GIS-pakketten, zeker wanneer het - dat is waarschijnlijk - om RD-coördinaten gaat. Geografische coördinaten zijn 'bol'coördinaten, die sowieso nog geprojecteerd moeten worden. Zonder juiste projectie kunnen deze niet goed gecombineerd worden met geprojec-teerde coördinaten:
[[Afbeelding:PtolemyWorldMap.jpg|thumb|right|220px|'''De wereld volgens Ptolomeus'''. Circa 150 na Christus, een van de oudst bekende kaarten, de geografische coördinaten lijken met een kegelprojectie op een plat vlak te zijn geprojecteerd.]]
•lokaal coördinatensysteem
•geografisch coördinatensysteem
•geprojecteerd coördinatensysteem
 
===Lokaal coördinatensysteem===
[[Afbeelding:ALPS Globe.jpg|thumb|right|220px|Voorbeeld van '''een globe''' zoals die in een GIS-viewer kaarten toont. Er is mee te draaien, en er kan op worden ingezoomd.]]
[[Afbeelding:Bramallmap.jpg|thumb|right|220px|'''Een plattegrond''' heeft meestal een lokaal assenstelsel en is dus niet (zomaar) te combineren met andere data ]]
:*Een een '''lokaal coördinatensysteem'''. Deze zijnwordt vaak tegebruikt zien bijvoor CAD-data bij ontwerpschetsen, lokale, grootschalige tekeningen van kleinere, stedelijke projectplannen. In de linkeronderhoek bevindt zich dan het nulpunt (0,0). Rechtsboven zijn de maximale x- en y-coördinaten te vinden, bijvoorbeeld (1000,200) wanneer de kartering zich uitstrekt over een gebied dat 1000 meter lang is en 200 meter breed. Het noorden hoeft zich niet aan de bovenkant van de kaart te bevinden. Deze gegevens kunnen alleen door lastige transformatieacties in een GIS-systeem gecombineerd worden met andere geo-informatie. Rasterbestanden hebben vaak eigen 'lokale' coördinaten; dat wil zeggen, het aantal pixels verticaal en horizontaal bepaalt dan het 'coördinatenstelsel'. Middels georefereren (zie later in deze module) kunnen deze lokale coördinatensystemen omgezet worden naar een geprojecteerd coördinatensysteem.
 
===Geografisch coördinatensysteem===
[[Afbeelding:Geografische coördinaten.PNG|thumb|right|350px|Geografische coördinaten; definities van breedte- en lengtegraden. Slechts één kwart van het noordelijke halfrond, oftewel een achtste van de wereldbol is weergegeven.]]
Een geografisch coördinatensysteem gebruikt het driedimensionale oppervlak van de aarde om locaties aan te duiden. Dit zijn coördinaten gedefinieerd in graden, minuten en seconden. In spreektaal 'graden noorderbreedte' en 'graden oosterlengte' (tenminste, ten noorden van de evenaar en ten oosten van nul-meridiaan). Breedtegraden worden ook wel parallellen genoemd, lengtegraden worden meridianen genoemd (zie ook figuur 5.3). Greenwich geldt meestal als nul-meridiaan, maar de Fransen gebruiken daar natuurlijk Parijs voor. Elk geografisch coördinatenstelsel heeft een standaard voor bepaling van de spheroïde. Dat wil zeggen dat elk coördinatenstelsel een eigen manier heeft om de bolling van de aarde te definiëren.
[[Afbeelding:Ei en aarde Bol 001.png|thumb|right|350px|Vergelijk de aarde met een ei; wordt dit ei platgeslagen, dan zullen vervormingen ontstaan (pijlen); deze vervormingen zijn steeds groter naar de rand toe.]]
[[Afbeelding:De geoïde.PNG|thumb|right|350px|Voorstelling van de geoïde ten opzichte van (een doorsnede van) een bolvorm, een ellipsoïde en het werkelijke aardoppervlak met gebergten. De inzet toont een uitvergroting van een deel van de geoïde, maar nu mét de werkelijke aardoppervlakte. De geoïde is dus iets anders dan de aardoppervlakte. Overigens, de verschillen zijn sterk overdreven weergegeven.]]
[[Afbeelding:Geoids_sm.jpg|thumb|right|350px|Afwijkingen van de geoïde (zeg: 'het zeeniveau of het werkelijke aardoppervlakte zonder bergen') zijn hier visueel in beeld gebracht middels afwijkingen in zwaartekracht. Rood staat voor meer zwaartekracht dan gemiddeld, blauw voor minder zwaartekracht. Daardoor zijn er ook afwijkingen ten opzichte van de best passende ellipsoïde (WGS1984). Deze verschillen bedragen van plus 84 tot min 110 meter. (Bron: NASA)]]
[[Afbeelding:Projectieprincipe.PNG|thumb|right|350px|Het principe van een kaartprojectie. In dit geval worden de coördinaten van de aarde geprojecteerd op een cilinder. De uitgerolde cilinder levert coördinaten op een plat vlak (rechts). Een detail: in dit geval is ervoor gekozen om de donkere/rode gebieden (de polen) niet op de kaart af te beelden. De afwijkingen op de polen zijn bij deze cilindrische projectiesoort immers groot.]]
[[Afbeelding:Projectiesoorten.PNG|thumb|right|350px|Behalve de cilinder kan als projectievlak ook een kegel of een plat vlak gebruikt worden.]]
[[Afbeelding:Eigenschappen_kaartprojecties.PNG|thumb|middle|490px|Schematische weergave van eigenschappen van kaartprojecties. Links de oorspronkelijke objecten, rechts het geprojecteerde resultaat. Merk op dat bij de ene projectie de eigenschappen van een andere projectie ''niet'' waar worden gemaakt! Zo staan in de vormgetrouwe projectie de groottes van verschillende objecten niet in verhouding tot elkaar. En andersom, in de oppervlaktegetrouwe projectie zijn juist de objecten vervormd. <small>Overigens, de linker kolom zou strikt genomen niet op dit platte scherm getoond kunnen worden, omdat hier '3D'-vormen (vormen op de globe) mee bedoeld worden.</small>]]
 
===Geprojecteerd coördinatensysteem===
Er kunnen drie coördinatensystemen genoemd worden:
 
:* een '''lokaal coördinatensysteem'''. Deze zijn vaak te zien bij CAD-data bij ontwerpschetsen, lokale, grootschalige tekeningen van kleinere, stedelijke projectplannen. In de linkeronderhoek bevindt zich dan het nulpunt (0,0). Rechtsboven zijn de maximale x- en y-coördinaten te vinden, bijvoorbeeld (1000,200) wanneer de kartering zich uitstrekt over een gebied dat 1000 meter lang is en 200 meter breed. Het noorden hoeft zich niet aan de bovenkant van de kaart te bevinden. Deze gegevens kunnen alleen door lastige transformatieacties in een GIS-systeem gecombineerd worden met andere geo-informatie. Rasterbestanden hebben vaak eigen 'lokale' coördinaten; dat wil zeggen, het aantal pixels verticaal en horizontaal bepaalt dan het 'coördinatenstelsel'. Middels georefereren (zie later in deze module) kunnen deze lokale coördinatensystemen omgezet worden naar een geprojecteerd coördinatensysteem.
:* een '''geografischgeprojecteerd coördinatensysteem'''. Dit zijn coördinaten gedefinieerd in graden,meters minutenof eneen andere secondenmaateenheid. InEen spreektaalrechthoekig 'gradenstuk noorderbreedte'ruitjespapier enwordt 'gradenals oosterlengte'het (tenminsteware op, tenof noordendwars vandoor de evenaaraardbol en ten oosten van nul-meridiaan)geprojecteerd. GreenwichHet geldtpapier meestal'bolt alsniet nul-meridiaan,mee' maaren dedaardoor Fransenontstaat gebruikenenige daarvervorming natuurlijkten Parijs voor. Elk geografisch coördinatenstelsel heeft een standaard voor bepalingopzichte van de spheroïde.graden Daten wil zeggen dat elk coördinatenstelsel een eigen manier heeft om de bollingminuten van de aardeaardbol. teTwee definiëren.voorbeelden:
:* een '''geprojecteerd coördinatensysteem'''. Dit zijn coördinaten gedefinieerd in meters of een andere maateenheid. Een rechthoekig stuk ruitjespapier wordt als het ware op, of dwars door de aardbol geprojecteerd. Het papier 'bolt niet mee' en daardoor ontstaat enige vervorming ten opzichte van de graden en minuten van de aardbol. Twee voorbeelden:
::*'''1) In Nederland''' is 'het stelsel van de Rijksdriehoeksmeting' dé standaard voor GIS- (en CAD-)data. Coördinaten in dit systeem worden Rijksdriehoekscoördinaten genoemd, maar vaker nog RD-coördinaten. Krijg je geo-informatie met deze coördinaten, dan kan je die vrijwel zonder problemen met en zonder het opgeven van een projectie in beeld brengen.
::*'''2) Mondiaal''' De UTM-projectie (Universal Transverse Meractor) is een mondiaal projectiesysteem. De wereld is daarbij in zones verdeeld. Nederland ten westen van zes graden oosterlengte (de meridiaan van Wolvega en Rheden) valt in zone 31U, het oosten van Nederland in zone 32U. Het geprojecteerde coördinatensysteem dat bijvoorbeeld door Rijkswaterstaat op de Noordzee wordt gebruikt is ED50 (zone 31U), maar er is ook WGS84 (zone 31U) dat daar tientallen meters van verschilt.
Regel 34 ⟶ 32:
NB: Sinds de introductie van Google Earth is het bij iedereen ook bekend dat kaarten - zowel 2D als 3D ook op zogenaamde '''globes''' kunnen worden gerepresenteerd. Een globe (of '''virtual globe''') is een bol waarop 2D- en 3D-kaarten - maar ook hemellichamen - kunnen worden geprojecteerd. De globe draaien en het standpunt van de kaartlezer wijzigen (van een recht van boven naar een 'scheervluchtpositie') zijn hierbij nieuwe functionaliteiten, vaak gecombineerd met traploos inzoomen dankzij moderne (AJAX-)technieken. Het aanzetten van verschillende kaartlagen is hierbij niet anders dan gewone (GIS-)viewers. De meerwaarde in deze globes boven traditionele platte kaarten is dat er vrijwel geen verstoring van het aardoppervlak is. Bij platte kaarten is er vaak maar één juiste projectiewijze op één specifiek continent of in één specifiek land, waardoor de combinatie van verschillende gegevens uit verschillende landen lastig wordt. Via een globe kan uit elk gebied alle geo-informatie worden toegevoegd, zonder dat met projecties rekening hoeft te worden gehouden. De globe is daarmee een nieuw 'communicatiemedium' (beter: 'projectievlak') geworden.
 
===Geografisch coördinatensysteem (facultatief)===
[[Afbeelding:Geografische coördinaten.PNG|thumb|right|350px|Geografische coördinaten; definities van breedte- en lengtegraden. Slechts één kwart van het noordelijke halfrond, oftewel een achtste van de wereldbol is weergegeven.]]
Een geografisch coördinatensysteem gebruikt het driedimensionale oppervlak van de aarde om locaties aan te duiden. De coördinaten worden aangegeven door het aantal breedtegraden ten opzichte van de evenaar en het aantal lengtegraden ten opzichte van de Meridiaan van Greenwich (zie figuur). Breedtegraden worden ook wel parallellen genoemd, lengtegraden worden meridianen genoemd (zie ook figuur).
 
Regel 59 ⟶ 58:
</div>
 
===Kaartprojecties (facultatief)===
 
[[Afbeelding:PtolemyWorldMap.jpg|thumb|right|220px|'''De wereld volgens Ptolomeus'''. Circa 150 na Christus, een van de oudst bekende kaarten, de geografische coördinaten lijken met een kegelprojectie op een plat vlak te zijn geprojecteerd.]]
[[Afbeelding:ALPS Globe.jpg|thumb|right|220px|Voorbeeld van '''een globe''' zoals die in een GIS-viewer kaarten toont. Er is mee te draaien, en er kan op worden ingezoomd.]]
 
[[Afbeelding:Ei en aarde Bol 001.png|thumb|right|350px|Vergelijk de aarde met een ei; wordt dit ei platgeslagen, dan zullen vervormingen ontstaan (pijlen); deze vervormingen zijn steeds groter naar de rand toe.]]
[[Afbeelding:De geoïde.PNG|thumb|right|350px|Voorstelling van de geoïde ten opzichte van (een doorsnede van) een bolvorm, een ellipsoïde en het werkelijke aardoppervlak met gebergten. De inzet toont een uitvergroting van een deel van de geoïde, maar nu mét de werkelijke aardoppervlakte. De geoïde is dus iets anders dan de aardoppervlakte. Overigens, de verschillen zijn sterk overdreven weergegeven.]]
[[Afbeelding:Geoids_sm.jpg|thumb|right|350px|Afwijkingen van de geoïde (zeg: 'het zeeniveau of het werkelijke aardoppervlakte zonder bergen') zijn hier visueel in beeld gebracht middels afwijkingen in zwaartekracht. Rood staat voor meer zwaartekracht dan gemiddeld, blauw voor minder zwaartekracht. Daardoor zijn er ook afwijkingen ten opzichte van de best passende ellipsoïde (WGS1984). Deze verschillen bedragen van plus 84 tot min 110 meter. (Bron: NASA)]]
[[Afbeelding:Projectieprincipe.PNG|thumb|right|350px|Het principe van een kaartprojectie. In dit geval worden de coördinaten van de aarde geprojecteerd op een cilinder. De uitgerolde cilinder levert coördinaten op een plat vlak (rechts). Een detail: in dit geval is ervoor gekozen om de donkere/rode gebieden (de polen) niet op de kaart af te beelden. De afwijkingen op de polen zijn bij deze cilindrische projectiesoort immers groot.]]
[[Afbeelding:Projectiesoorten.PNG|thumb|right|350px|Behalve de cilinder kan als projectievlak ook een kegel of een plat vlak gebruikt worden.]]
[[Afbeelding:Eigenschappen_kaartprojecties.PNG|thumb|middle|490px|Schematische weergave van eigenschappen van kaartprojecties. Links de oorspronkelijke objecten, rechts het geprojecteerde resultaat. Merk op dat bij de ene projectie de eigenschappen van een andere projectie ''niet'' waar worden gemaakt! Zo staan in de vormgetrouwe projectie de groottes van verschillende objecten niet in verhouding tot elkaar. En andersom, in de oppervlaktegetrouwe projectie zijn juist de objecten vervormd. <small>Overigens, de linker kolom zou strikt genomen niet op dit platte scherm getoond kunnen worden, omdat hier '3D'-vormen (vormen op de globe) mee bedoeld worden.</small>]]
Voordat geprojecteerde coördinatensystemen besproken worden, moet eerst iets over kaartprojecties uitgelegd worden. Om het gebogen aardoppervlak af te beelden in een platte weergave, moeten we namelijk een zogeheten kaartprojectie gebruiken.
 
Informatie afkomstig van https://nl.wikibooks.org Wikibooks NL.
Wikibooks NL is onderdeel van de wikimediafoundation.