Geografisch coördinatensysteem

Article

June 30, 2022

Het geografische coördinatensysteem (GCS) is een bolvormig of ellipsvormig coördinatensysteem voor het meten en communiceren van posities direct op de aarde als breedte- en lengtegraad. Het is het eenvoudigste, oudste en meest gebruikte van de verschillende ruimtelijke referentiesystemen die in gebruik zijn, en vormt de basis voor de meeste andere. Hoewel breedte- en lengtegraad een coördinatentupel vormen zoals een cartesiaans coördinatensysteem, is het geografische coördinatensysteem niet cartesiaans omdat de metingen hoeken zijn en niet op een vlak oppervlak. Een volledige GCS-specificatie, zoals die vermeld in de EPSG- en ISO 19111-normen , omvat ook een keuze van geodetische datum (inclusief een aardellipsoïde), aangezien verschillende datums verschillende breedte- en lengtewaarden voor dezelfde locatie zullen opleveren.

Geschiedenis

De uitvinding van een geografisch coördinatensysteem wordt over het algemeen toegeschreven aan Eratosthenes van Cyrene, die zijn nu verloren gegane geografie componeerde in de bibliotheek van Alexandrië in de 3e eeuw voor Christus. Een eeuw later verbeterde Hipparchus van Nicea dit systeem door de breedtegraad te bepalen op basis van stellaire metingen in plaats van de zonnehoogte en de lengte te bepalen op basis van tijdstippen van maansverduisteringen, in plaats van gegist bestek. In de 1e of 2e eeuw stelde Marinus van Tyrus een uitgebreide gazetteer en wiskundig uitgezette wereldkaart samen met behulp van coördinaten gemeten naar het oosten vanaf een nulmeridiaan op het meest westelijke bekende land, de Fortuinlijke Eilanden genaamd, voor de kust van West-Afrika rond de Canarische of Kaapverdische eilanden eilanden, en gemeten ten noorden of ten zuiden van het eiland Rhodos voor Klein-Azië. Ptolemaeus schreef hem toe dat hij de lengte- en breedtegraad volledig overnam, in plaats van de breedtegraad te meten in termen van de lengte van de midzomerdag. De 2e-eeuwse geografie van Ptolemaeus gebruikte dezelfde nulmeridiaan, maar in plaats daarvan werd de breedtegraad gemeten vanaf de evenaar. Nadat hun werk in de 9e eeuw in het Arabisch was vertaald, corrigeerde Al-Khwārizmī's Boek van de Beschrijving van de Aarde Marinus' en Ptolemaeus' fouten met betrekking tot de lengte van de Middellandse Zee, waardoor middeleeuwse Arabische cartografie een nulmeridiaan gebruikte rond 10° ten oosten van De lijn van Ptolemaeus. De mathematische cartografie werd in Europa hervat nadat Maximus Planudes de tekst van Ptolemaeus iets voor 1300 had teruggevonden; de tekst werd rond 1407 in Florence door Jacobus Angelus in het Latijn vertaald. In 1884 organiseerden de Verenigde Staten de International Meridian Conference, die werd bijgewoond door vertegenwoordigers van vijfentwintig landen. Tweeëntwintig van hen stemden ermee in om de lengtegraad van de Royal Observatory in Greenwich, Engeland, als nul-referentielijn aan te nemen. De Dominicaanse Republiek stemde tegen, terwijl Frankrijk en Brazilië zich van stemming onthielden. Frankrijk nam in 1911 Greenwich Mean Time over in plaats van lokale bepalingen door het Observatorium van Parijs.

Breedte- en lengtegraad

De "breedtegraad" (afkorting: Lat., φ of phi) van een punt op het aardoppervlak is de hoek tussen het equatoriale vlak en de rechte lijn die door dat punt en door (of dichtbij) het middelpunt van de aarde gaat. Lijnen die punten van dezelfde breedtegraad verbinden, volgen cirkels op het aardoppervlak die parallellen worden genoemd, omdat ze evenwijdig zijn aan de evenaar en aan elkaar. De Noordpool is 90° N; de Zuidpool is 90° S. De 0° breedtegraad wordt aangeduid als de evenaar, het fundamentele vlak van alle geografische coördinatenstelsels. De evenaar verdeelt de aardbol in noordelijk en zuidelijk halfrond. De "lengtegraad" (afkorting: Long., λ, of lambda) van een punt op het aardoppervlak is de hoek ten oosten of ten westen van een referentiemeridiaan naar een andere meridiaan die door dat punt gaat. Alle meridianen zijn helften van grote ellipsen (vaak grote cirkels genoemd), die samenkomen op de Noord- en Zuidpool. De meridiaan van de British Royal Observatory in Greenwich, in het zuidoosten van Londen, Engeland, is de internationale nulmeridiaan, hoewel sommige organisaties - zoals het Franse Institut national de l'information géographique et forestière - andere meridianen blijven gebruiken voor