منتديات مواد الاجتماعيات

منتديات مواد الاجتماعيات


    نظام الإحداثيات

    شاطر

    Admin
    Admin
    Admin

    الدولة :
    عارضة الطاقة :
    90 / 10090 / 100

    عدد المساهمات : 9005
    نقاط : 19215
    تاريخ التسجيل : 10/08/2010

    نظام الإحداثيات

    مُساهمة من طرف Admin في الخميس فبراير 16 2012, 21:49

    [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

    نظام الإحداثيات

    هو النظام الذي نستعمله لتقسيم سطح الأرض إلى أجزاء أفقيا وعموديا ومن خلال معرفة قياس طول كل جزء بالاتجاهين يتم تحديد موقع كل جسم على سطح الأرض.
    لاحظنا من خلال استعراض تأريخ الخرائط كيف أضيفة خطوط الطول والعرض والتي استخدمت لتحديد موقع أي نقطة على الخريطة وبعد أن اكتشفت كروية الأرض (حيث اعتقد إن الأرض تأخذ شكل الكروية ولها نصف قطر ثابت) تم استخدام نظام الدرجات لأنه يتلاءم مع السطح الكروي المنتظم وسمي هذا النظام بنظام الإحداثيات الجغرافي (Geographic Coordinate System)والذي استخدم الدرجات الستينية والتي تلاءم السطح الكروي ، حيث قسم خط الاستواء إلى مائة وثمانون درجة بالاتجاه الشرقي من خط الزوال ومائة وثمانون درجة بالاتجاه الغربي من خط الزوال وبهذا إذا أردنا تحديد موقع نقطة من خط الزوال نحدد عدد الدرجات وكذلك الاتجاه فإذا كان إلى الشرق من خط الزوال نلحق عدد الدرجات بالحرف E إشارة إلى الكلمة East أي شرق ،أما إذا كان إلى الغرب فنلحق الرقم بالحرف W إشارة للكلمة West أي الغرب.أما خط الطول فقد قسم إلى تسعون درجة إلى الشمال من خط الاستواء وتسعون درجة إلى الجنوب من خط الاستواء ونطبق نفس الخطوات المشروحة سابقا لتحديد موقع النقطة من خط الاستواء .

    بعد أن ازدادت الحاجة إلى استخدام الخرائط في مختلف المواضيع التي تتعلق بحياة الإنسان وكذلك الحاجة إلى إدراج الخرائط في الكتب لإيصال المعلومات بشكل أوضح وأسهل من الكلمات بدأ الإنسان يهتم إلى تقسيط الخرائط من سطح الأرض الكروي إلى السطح المستوي للتمكن من إدخالها في الكتب والمجلدات وقد تمت هذه العملية منذ اليوم الأول في تأريخ الخرائط كما نذكر حيث أن كل الخرائط القديمة رسمت على سطح مستوي ولكن عملية التسقيط هذه لم تتقيد بأي نظرية ،كما سندرسها في الموضوع التالي، بل أهملت كروية الأرض، لعدم معرفتهم بها في ذلك الزمن، و بذلك تكون هذه الخرائط غير مفيدة في تحديد مواقع الأجسام على التي تظهرها ولكن مع اكتشاف كروية الأرض وبعد تحديد النظام الجغرافي والذي يستخدم الدرجات أصبح بالإمكان رسم خارطة العالم على سطح مستوي من خلال معرفة إحداثيات كل نقطة على سطح الأرض و تسقيطها على السطح المستوي والذي يتم تقسيمه إلى خطوط طول وعرض مشابهة لخطوط الطول والعرض لسطح الأرض , وسمي تحويل شكل سطح الأرض من الكروي إلى المستوي بهذه الطريقة تسقيط الخرائط وكانت هذه الطريقة هي أول أسلوب اتبع لتسقيط الخرائط بالاعتماد على الإحداثيات الجغرافية .

    بعد أن أصبحت الخرائــــــــــط ترســم على سطح مستوي ظهر نظام إحداثيات جديد سمي نظام الإحداثيات المسقط (Projected Coordinate System) والذي استخدم وحداة قياس الطول مثل المتر أو القدم بدل من الدرجات ، وبهذا أصبح بالإمكان قياس المسافات بين النقاط على الخريطة بالإضافة إلى مواقع النقاط بعد أن كان استخدام الخرائط ينحصر بإيجاد مواقع النقاط فقط.

    إحداثيات النقطة A X1, Y1) ) والنقطة B (X2, Y2) بوحدات المتر لذلك يمكن استخدام المعادلة التالية لحساب المسافة بين النقطتين وكما مبين أدناه:

    إن ناتج هذه المعادلة لا يساوي البعد الحقيقي بين النقطتين على سطح الأرض لان المعادلة أعلاه تفترض أن السطح مستوي وتقل نسبة الخطأ كلما كانت المسافة التي نقيسها اقل.
    لحد ألان كان معنى كلمة نظام إحداثيات هي فقط الوحدات المستعملة لتقسيم سطح الأرض فإذا كانت بالدرجات فإننا نقول إن نظام الإحداثيات هو النظام الجغرافي أما إذا كانت الوحدات هي وحداة طول مثل المتر فإننا سنقول إن نظام الإحداثيات هو المسقط وفي المستقبل ستظهر اكتشافات جديدة تزيد من تعقيد هذا المصطلح.

    Admin
    Admin
    Admin

    الدولة :
    عارضة الطاقة :
    90 / 10090 / 100

    عدد المساهمات : 9005
    نقاط : 19215
    تاريخ التسجيل : 10/08/2010

    رد: نظام الإحداثيات

    مُساهمة من طرف Admin في الخميس فبراير 16 2012, 21:49



    • تسقيط الخرائط (Map Projection):

    يمكن فهم معنى تسقيط الخرائط من خلال تخيل وضع مصباح ضوئي داخل كرة زجاجية مجوفة ترسم على غشائها الخارجي خارطة العالم وتوضع هذه الكرة داخل لوح اسطواني و بعد تشغيل المصباح سنلاحظ ظهور خارطة العالم على الجدار الداخلي للوح الاسطواني وبذلك يمكن رسمها ومن ثم فتح اللوح الاسطواني ليصبح مستويا , وهذه العملية نفس ما تم عمله عندما استخدمنا نظام الاحداثيات الجغرافي لتسقيط النقاط اعتمادا على إحداثياتها والذي شرحناه في الموضوع السابق.

    مع تطور العلوم ازدادت حاجة الإنسان إلى تحديد أمور أكثر تعقيدا مثل الشكل والمساحة والمسافات والاتجاه لكل جسم على الخارطة بالإضافة إلى موقع الجسم وبصورة دقيقة أكثر من السابق وبهذا بدأ التركيز يزداد على نظام تسقيط الخريطة المتبع ولم تتمكن أي من نظريات التسقيط من الحفاظ على المواصفات الأربع الخاصة بالخرائط وهي الشكل ،المساحة ،المسافة والاتجاه حيث أن كل نظام إحداثيات يعمل على ضبط احد هذه المواصفات وهذا يؤدي إلى تشوه المواصفات الأخرى فمثل في النظام الجغرافي GCS نلاحظ أن الشكل والمساحة والمسافة بالقرب من القطبين قد تشوهت بالكامل حيث نلاحظ أن مساحة جزيرة غرينلاند تظهر اكبر من مساحة البرازيل وهذا غير صحيح لان مساحة البرازيل اكبر بكثير من مساحة غرينلاند ,وعليه لا يعتبر النظام GCS نظاما لتسقيط الخرائط بالمعنى الحديث وإنما نظاما لتقسيم سطح الأرض باستخدام الدرجات.

    يجب أن نعلم إننا لا يمكن ضبط كل المواصفات في وقت واحد إلا إذا استعملنا مجسم كروي يطابق شكل الأرض يتم رسم خارطة العالم عليه وبسبب استحالة استخدام الشكل الكروي في الكتب و المجلدات أو الاستخدامات اليومية للخرائط فإننا نضطر إلى تحويلها إلى الشكل المستوي ونغض النظر عن الأخطاء الحاصلة جراء ذلك.

    إن احدث نظرية لتسقيط الخرائط هي نظرية UTM(Universe Transverse Mercator) والتي اعتمدت على المعادلات الرياضية المعقدة,ويتم من خلالها تقسيم العالم إلى مناطق (Zones) وكل منطقة يتم تحويلها إلى سطح مستوي بشكل مستقل وبهذا ستكون نسبة الخطأ في تلك المنطقة اقل ما يمكن لذلك يتم تطبيق هذا النظام في مختلف المشاريع الحديثة في نظام الـ ( GIS ) والذي يبين أرقام المناطق على خارطة العالم.

    لاختيار نظام تسقيط الخرائط نحدد رقم المنطقة وكذلك الموقع أما شمال خط الاستواء أو جنوبه باستخدام الحرف N للدلالة على الشمال أو الحرف S للدلالة على الجنوب ومثال ذلك فان العراق يتبع المنطقة Zone 38 N أما الجزء الغربي منه فيتبع المنطقة Zone 37 N.
    ألان اتسع المعنى المقصود من المصطلح نظام الإحداثيات ليشمل نظام تقسيم سطح الأرض بالإضافة إلى نظام تسقيط الخرائط المتبع لرسم الخريطة.
    عام 1927 ظهر مصطلح جديد يسمى NAD27 (North American Datum 1927 ) حيث قام الأميركيون بمسح لسطح الأرض لرسم خارطة العالم وتحديد حجم و شكل الأرض من خلال حساب طول خط الاستواء (أي محيط الأرض الأفقي) وكذلك طول خط الزوال (محيط الأرض العمودي) وقد استخدموا لذلك أجهزة قياس بصرية تعتمد على دقة الشخص الذي يستعملها لإيجاد الاتجاهات والمسافات وقاموا بجمع البيانات ومن ثم باشروا بالحسابات اليدوية وقد أيدت النتائج صحة الشكل البيضوي للأرض خلافا للاعتقاد السائد سابقا وهو أن الأرض كروية، وبهذا قاموا برسم خارطة العالم على أساس تلك النتائج وقد اعتبرت هذه الخريطة من أدق خرائط بالعالم في ذلك الوقت، لهذا استخدمت دول كثيرة نفس النتائج التي حصل عليها الاميركان لرسم خرائطهم وكانوا يضعون عبارة (NAD27) على تلك الخرائط ليتعرف المستخدم على الطريقة التي رسمت بها الخريطة.

    بعد تطور أجهزة القياس الالكترونية واستخدامها في الأقمار الصناعية اكتشف العلماء أن شكل الأرض ليس بيضويا منتظما بل بيضويا غير منتظم حيث يكون محدب في مناطق و مقعر في مناطق أخرى ولا نقصد بذلك تضاريس سطح الأرض من جبال ووديان بل نقصد عموم سطح الأرض وكذلك وجد أن المحيط المنجمد الجنوبي اقرب إلى مركز الأرض من المحيط المنجمد الشمالي لهذا لا يمكن استخدام أي معادلة رياضية لتحويله إلى شكل منتظم فيصبح بالإمكان تطبيق احد نظريات تسقيط الخرائط لرسم الخرائط على الورق وبذلك ولدت مشكلة جديدة وهي تحويل الشكل البيضوي الغير منتظم وهو الشكل الحقيقي للأرض إلى شكل بيضوي منتظم .
    سنبدأ ألان باستخدام مصطلح جديد يدعى نظام التحويل والذي يعني النظام الذي اتبع لتحويل شكل الأرض الغير منتظم إلى اقرب شكل منتظم وبهذا يمكن اعتبار المصطلح NAD27 هو نظام تحويل وقد ظهرت بعده الكثير من أنظمة التحويل اعتمدت على الأسلوب القديم في استخدام أجهزة القياس البصرية مع الحسابات اليدوية لذلك كانت نسبة الخطأ كبيرة , حيث يظهر واضحا المقدار الذي تقلص به حجم الأرض.

    Admin
    Admin
    Admin

    الدولة :
    عارضة الطاقة :
    90 / 10090 / 100

    عدد المساهمات : 9005
    نقاط : 19215
    تاريخ التسجيل : 10/08/2010

    رد: نظام الإحداثيات

    مُساهمة من طرف Admin في الخميس فبراير 16 2012, 21:50


    باستخدام أجهزة الحاسوب في إجراء العمليات الحسابية المعقدة على البيانات التي جمعت من الأقمار الصناعية ومن خلال برنامج يقوم بتحويل شكل الأرض الغير منتظم إلى أفضل شكل منتظم ولد الجيل الجديد من أنظمة التحويل والتي خفضت نسبة الخطأ إلى اقل مقدار مـمــــــكن وهذا هو أســـــــــــــــاس النظــــــــــــــــامين NAD83 (North American Datum1983) و WGS84(World Geodetic System 1984).

    وألان لنتمكن من فهم الفرق بين النظامين ننتقل وفيه نلاحظ خارطة العالم باستخدام النظامين وبعد تقسيطهما على الورق.

    أصبح نظام الإحداثيات ألان يشير إلى نظام التحويل و نظام التسقيط ولكل من هذين النظامين يوجد مجموعة من النظريات القديمة والحديثة لذلك يجب إدراج نوع نظام الإحداثيات على الخريطة ليفهم المستخدم كيف رسمت تلك الخريطة .
    إن المشكلة الحقيقية تكون عند محاولة استخدام خارطة ورقية قديمة والتي تستعمل نظام إحداثيات قديم مع الخرائط الجديدة التي رسمت باستخدام الأنظمة الحديثة حيث سنلاحظ اختلافا بين الاثنين إذا كان مقياس الرسم متساوي للاثنين ,لاحظ الشكل (17-1),لذلك يفضل إعادة رسم الخرائط القديمة عند الحاجة إليها بنظام إحداثيات حديث ،علما إننا أحيانا يمكن أن نعالج الخارطة القديمة ببرامج Arc GIS.

    قبل استخدام أي خارطة يجب معرفة النظام الذي رسمت به فإذا كانت إحداثيات النقطة A على خارطة قديمة بالنظام NAD27 مثل تساوي ( X = 4928000m ,Y = 3688000m ) فإننا لا نستخدم هذه الإحداثيات على خارطة حديثة بالنظام UTM WGS84 حيث سنلاحظ أن موقع الجسم في الخريطة الحديثة يختلف عن موقعه في الخريطة القديمة .

    • عناصر الخريطة (Map Elements):

    كما قلنا سابقا فان المراحل التي مرت بها صناعة الخرائط افرزة مجموعة من العناصر التي يجب إدراجها داخل الخرائط ليتمكن مستخدمو تلك الخرائط من فهمها بشكل كامل.
    عنوان الخارطة يجب أن يوضح معلومتين أساسيتين الأولى اسم المنطقة التي تعرضها الخارطة أما المعلومة الثانية فهي نوع البيانات التي تعرضها الخارطة مثل خارطة البنى التحتية لمدينة بغداد آو خارطة الشوارع الرئيسية لمدينة بغداد أما إذا كانت الخارطة تحوي أنواع مختلفة من البيانات فيفضل وضع اسم المنطقة لوحده كعنوان للخريطة.

    قائمة تفسير المصطلحات والتي تستخدم لتوضيح معنى الرموز والألوان المستخدمة داخل الخريطة فمثل الخط الأحمر السميك للشوارع الرئيسية والخط المنقط للشوارع الغير مبلطة ونفس الشيء مع الألوان وبذلك لن نضطر للكتابة داخل الخارطة وهذا قد يزيد من تشويهها .
    من عناصر الخريطة الأخرى والمهمة هي سهم الشمال والذي يحدد اتجاه الشمال والجنوب حيث يتم أحيانا تدوير الخرائط لتحسين شكلها وبذلك يجب إدراج سهم يشير إلى اتجاه الشمال وعند عدم وجوده سيفهم أن الخارطة مرسومة كما هي دون أي تدوير وكذلك يضاف أحيانا شعار يمثل الجهة التي أنتجت الخريطة كما وتضاف صورة لخارطة العالم توضح المكان الذي تظهره الخريطة أن كان المكان يشغل حيز كبير،ويمكن إضافة أي عناصر أخرى حسب الحاجة وهنا يجب أن نراعي النقاط الثلاث التالية:

    1- عدم تشويه الخارطة والحفاظ على وضوحها.
    2- يجب وضع العنصر الجديد في مكان مناسب يمكن لمستخدم الخارطة ملاحظته بوضوح.
    3- لا يجوز أن يغطي العنصر الجديد أي من عناصر الخريطة الأخرى



      الوقت/التاريخ الآن هو السبت ديسمبر 03 2016, 15:37