سیستم مختصات UTM چیست؟
خب الان وقت آن رسیده که بدانیم نقشه برداری utm چیست؟
سیستم مختصات UTM یا سیستم جهانی مرکاتور معکوس در واقع مخفف سه كلمه UNIVERSAL TRANSVERSE MERCATOR است. این سیستم تصویر از سیستم مختصات دکارتی دو بعدی جهت مشخص نمودن موقعیت نقاط روی سطح زمین استفاده می‌کند. سیستم مختصات UTM یک سیستم تصویر جهانی بوده و در این سیستم تصویر زمین به 60 قسمت 6 درجه ای تقسیم خواهد شد که به هرکدام یک زون گفته می شود. همچنین در راستای استوا نیز تقسیمات 8 درجه ای انجام گردیده. این سیستم تصویر، زیر مجموعه ای از سیستم تصویر مرکاتور بوده که یک سیستم تصویر استوانه ای می باشد و دقت این سیستم تصویر در محدوده خط استوا بیشتر است و هرچه از آن دور می شویم و به قطب ها نزدیک تر می شویم، دقت آن کمتر خواهد شد.
این سیستم تصویر در دهۀ ۱۹۵۰ میلادی توسط سازمان پیمان آتلانتیک شمالی یا ناتو معرفی شد و امروزه بیش از ۶۰ کشور دنیا از آن استفاده می‌کنند. این سیستم تصویر برای تهیه و تحلیل نقشه‌های دیجیتالی با استفاده از نرم‌افزارهای GIS کاربرد زیادی دارد. این سیستم تصویر از ویژگی‌های زیر برخوردار است:
- این سیستم تصویر متشابه یا Conformal است، یعنی زوایا را حفظ می‌کند و اعوجاج‌های کمی در مقیاس دارد. این ویژگی باعث میشود که این سیستم تصویر برای مقاصد نظامی، هیدروگرافی، مهندسی و نقشه‌برداری مناسب باشد.
- این سیستم تصویر مقیاس‌پذیر است، یعنی می‌توان با تغییر مقیاس سیستم تصویر، اعوجاج‌ها را کاهش داد. برای این منظور، از یک ضریب اصلاح مقیاس Scale Factor استفاده میشود که مقدار آن برای هر ناحیه 966 است.
سیستم جهانی مرکاتور معکوس یا به اختصار سیستم مختصات یو تی ام یکی از سیستم های تصویر استوانه ای مرکاتور با حالت معکوس است. سامانه ی مختصاتی جهانی مرکاتور مرجع در دهه ی 1940 میلادی و توسط ارتش ایالات متحده ی آمریکا بر پایه ی بیضوی مرجع (ژئوسنتریک) شکل گرفت و اولین بیضوی مورد استفاده برای این سیستم بیضوی کلارک 1866 و برای هاوایی بر روی بیضوی بین المللی بنا نهاده شد. امروزه ازبیضوی ژئوسنتریک سامانه ژئودتیک جهانی 1984 معروف به WGS84 برای مدل سازی زمین در سامانه یوتی ام می شود.
تفاوت UTM و سامانه شمیم
سامانه شمیم و UTM دو سیستم متفاوت در زمینه تعیین مختصات جغرافیایی هستند که در ایران برای مقاصد نقشه‌برداری و موقعیت‌یابی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه تفاوت‌های این دو سامانه را توضیح می‌دهم:
سامانه شمیم:
- تعریف: شمیم (شبکه ملی موقعیت‌یابی هوشمند) یک سامانه موقعیت‌یابی دقیق است که توسط سازمان ثبت اسناد و املاک کشور ایران طراحی و پیاده‌سازی شده است. این سامانه مبتنی بر شبکه‌ای از ایستگاه‌های مرجع GNSS است که به کاربر کمک می‌کند تا موقعیت خود را با دقت بالا و در زمان واقعی تعیین کند.
- ویژگی‌ها:
- دقت بسیار بالا (معمولاً در حد سانتی‌متر).
- استفاده از فناوری RTK (Real-Time Kinematic) برای موقعیت‌یابی در زمان واقعی.
- مناسب برای نقشه‌برداری‌های دقیق و کاداستر (ثبت املاک و اراضی).
- نیاز به اتصال به اینترنت برای استفاده از خدمات سامانه.
- کاربردها:
- نقشه‌برداری دقیق، ثبت املاک، پروژه‌های عمرانی، و ساخت و ساز.
UTM (سامانه مختصات جهانی):
- ویژگی‌ها:
- مختصات جغرافیایی را به مختصات مسطح تبدیل می‌کند تا بتوان از آنها در نقشه‌های دو بعدی استفاده کرد.
- این سیستم جهانی است و در سراسر دنیا کاربرد دارد.
- به دقت بالایی در نقشه‌های کوچک مقیاس دست پیدا می‌کند اما در مقیاس‌های بزرگتر دقت کاهش می‌یابد.
- کاربردها:
- در نقشه‌برداری عمومی، سیستم‌های GIS (سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی)، و برخی از پروژه‌های مهندسی که نیازی به دقت سانتی‌متری ندارند.
تفاوت‌ها:
- دقت: سامانه شمیم دقت بسیار بالاتری نسبت به UTM دارد. شمیم برای نقشه‌برداری‌های دقیق و نیازمند دقت بسیار بالا استفاده میشود، در حالی که UTM بیشتر در کاربردهای عمومی و در مقیاس بزرگتر استفاده میشود.
- کاربرد: شمیم بیشتر برای نقشه‌برداری حرفه‌ای و دقیق مانند ثبت املاک و پروژه‌های مهندسی دقیق مناسب است، در حالی که UTM برای پروژه‌های کمتر دقیق مانند سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی یا نقشه‌های عمومی کاربرد دارد.
- نیاز به اتصال: برای استفاده از سامانه شمیم نیاز به اتصال به اینترنت و شبکه‌ای از ایستگاه‌های مرجع است، در حالی که UTM نیاز به چنین اتصالاتی ندارد و یک سیستم جهانی و مستقل است.
در نتیجه، انتخاب بین این دو سامانه بستگی به نیاز به دقت و نوع پروژه دارد.
نحوه نمایش مختصات در سیستم تصویر utm یو تی ام
فرض کنید قرار است مختصات مرکز یک ملک را در سیستم مختصات یو تی ام بدست بیاورید باید بدانید که سه مولفه اصلی بیان گر مکان نقطه مورد نظر شما است اولی عدد زون مختصاتی است که بین 1 تا 60 تعریف شده و با دو پارامتر S (نیمکره جنوبی) یا N (نیمکره شمالی) در کنار عدد زون نشان داده می شود نکته اینکه ایران در بین زون های 38 تا 41 قرار دارد.
دو مولفه دیگرE(Easting) و N(northing) است که به این صورت که فاصله از مبدا در راستای شرقی غربی به صورت یک عدد 6 رقمی و با E بیان شده و فاصله از مبدا در راستای شمالی جنوبی به صورت یک عدد 7 رقمی و با N بیان می گردد. حال برای آنکه بدانید مختصات ملک شما به چه صورت صحیح است نمونه ای در زیر برای شما آورده شده
نقشه یو تی ام چیست و نقشه برداری utm چه مزایایی دارد ؟
نقشه UTM به نقشه ای گفته می شود که وضعیت زمین، عارضه یا هر چیز دیگری که شما از آن برداشت نقشه برداری کرده اید را با استفاده از سیستم تصویر خود بر روی صفحه دو بعدی کاغذ نمایش بدهد. برای مثال فرض کنید شما یک زمین زراعی دارید و ادارات دولتی از شما نقشه یو تی ام زمین تان را خواسته اند، پس نقشه برداری utm وارد عمل می شود و مهندس نقشه بردار با تجهیزات نقشه برداری زمین شما را برداشت می کند و پس از ترسیم در قالب یک نقشه با مختصات سیستم تصویر UTM به صورت چاپ شده به شما تحویل می دهد
مزایای نقشه utm
از جمله مزایای نقشه UTM و نقشه برداری utm به موارد زیر می توان اشاره کرد :
- دقت بالا در نمایش موقعیت و فاصله نقاط
- حفظ زاویه و شکل نسبی نقاط
- سادگی در ترسیم و تفسیر نقشه
- پذیرش در ارگان‌های دولتی و ثبتی
- امکان تطبیق وضعیت ملک با پلاک ثبتی
- امکان بررسی وضعیت تجاوز و تعارض املاک
- امکان انجام طراحی و معماری بر اساس نقشه
نقشه UTM چگونه تهیه می شود و چه کاربردهایی دارد؟
در نقشه برداری utm برای تهیه نقشه UTM نیاز به استفاده از تجهیزات نقشه‌برداری مانندGPS ، دوربین های نقشه برداری توتال استیشن، پهپاد های نقشه برداری و نرم‌افزارهای مربوطه است. این تجهیزات با استفاده از متخصصین و مهندسین نقشه‌برداری و کارشناسان رسمی دادگستری می‌توانند مختصات یو تی ام هر نقطه را با دقت بالا برداشت کنند. سپس با استفاده از نرم‌افزارهای تهیه نقشه نظیر AutoCAD یا Civil 3D می‌توان نقشه UTM را در مقیاس مورد نظر ترسیم و چاپ کرد.
نقشه یو تی ام در کاربردهای مختلفی مانند تفکیک اراضی، تثبیت موقعیت ملک، تهیه سند مالکیت، انجام طرح‌های عمرانی و شهرسازی، انجام پروژه‌های کشاورزی و زیست‌محیطی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نقشه‌ها به عنوان منبع معتبر و قابل اعتماد در ارائه اطلاعات مکانی و مساحتی املاک شناخته می‌شوند.
تهیه نقشه یو تی ام | چگونه نقشه UTM بگیریم؟
فرض کنید قرار است یک زمین 450 متری نقشه برداری شود برای این کار نقشه بردار بسته به نوع پروژه باید اول بررسی کند که چه تجهیزاتی برای برداشت این قطعه زمین مورد نیاز است. در این پروژه برای تهیه نقشه UTM آنلاین نیاز به استفاده از GPS مولتی فرکانس و دوربین نقشه برداری است. درمرحله بعدی باید با استفاده از تجهیزات گفته شده اقدام به برداشت نقشه برداری شود، به صورتی که پس از استقرار تجهیزات با در نظر گرفتن نکات ثبتی نظیر بررسی حدود زمین، مالکیت دیوارها، برداشت مسیر و راه منتهی به ملک، رعایت حدود ثبتی همسایگان، برداشت دقیق محل شکست ها و حدود دقیق ملک و غیره اقدام به برداشت با دوربین نقشه برداری یا GPS شود. در مرحله بعد پس از ترسیم برداشت نقشه برداری در محیط نرم افزاری اطلاعات تکمیلی نظیر نام مالک، محل ملک و آدرس آن، استفاده از لژاندر نقشه و در نظر گرفتن مقیاس مناسب و غیره در نقشه درج و جدول مختصات یو تی ام در آن گنجانده می شود. حال نقشه UTM به کارفرما تحویل داده می شود و می توان آن را برای ارائه به ادارات دولتی و خصوصی استفاده کرد. برای تهیه نقشه UTM از مراحل بالا استفاده کنید. در قسمت پایین نیز برای تهیه نقشه utm با گوشی نیز استفاده میشود
پیدا کردن و یا وارد کردن :
فرض کنید قراره مختصات ملکی را که به ما داده اند توسط گوگل ارث (google earth) چک کنید تا مکان آن را بررسی کنید. مختصاتی که به شما داده شده به صورت زیر می باشد، حال باید چگونه آن را در google earth وارد کنیم ؟
نرم افزار google earth را باز کنید گوشه بالا تب Add placemark را کلیک کنید.
در پنجره باز شده مطابق تصویر مختصات Easting را در سطر خود و مختصات Northing را در سطر خود وارد کنید. پس از این کار نشانگر مختصات شما روی ملک مورد نظر می رود.
به همین راحتی می توان توسط گوگل ارث مختصات مورد نظر را وارد کرده و مکان آن را پیدا کنید. این کار موجب تهیه نقشه utm با گوشی همراه خواهد شد.
اگر برای شما جالب است که بدانید سیستم مختصات UTM چیست و نقشه UTM به چه نقشه ای گفته می شود، لازم است این مقاله را بخوانید که در آن سعی کرده ایم به بهترین نحوه مفاهیم پایه مربوط به سیستم های مختصات را با هم بشناسیم پس بیایید تعاریف اصلی را با هم مرور کنیم. پیش از توضیح تمامی مباحث پیرامون نقشه utm و سیستم مختصات utm، تمامی پیش نیاز های آن را به طور خلاصه عنوان می کنیم. در صورتی که فقط به توضیحات یو تی ام و نحوه بدست آوردن مختصات utm نیاز دارید، می تونید از سمت فهرست مطالب زیر، عنوان مورد نظر خودتون رو پیدا کنید. با آکادمی مسترپی همراه باشید.
از سیستم مختصات چیزی میدونید؟!
سیستم‌های مختصات مجموعه محاسبات هستند که با استفاده از اعداد و مختصات، موقعیت نقاط و عناصر هندسی را روی یک سطح یا فضا مشخص می‌کنند. سیستم‌های مختصات می‌توانند انواع مختلفی داشته باشند، اما معمولاً از سه نوع اصلی استفاده میشود: سیستم مختصات دکارتی، سیستم مختصات قطبی و سیستم مختصات کروی.
سیستم مختصات دکارتی
یک سیستم مختصات قائم‌الزاویه است که با استفاده از دو یا سه محور عمود بر هم، مختصات هر نقطه را به صورت فاصله‌های علامت‌دار از مبدا (نقطه تقاطع محورها) تعیین می‌کند. مثلاً در صفحه، مختصات یک نقطه به صورت (x, y) نوشته میشود که x فاصله نقطه از محور عمودی و y فاصله نقطه از محور افقی است. در فضای سه‌بعدی، مختصات یک نقطه به صورت (x, y, z) نوشته میشود که z فاصله نقطه از صفحه محورهای x و y است. سیستم مختصات دکارتی به نام ریاضیدان فرانسوی رنه دکارت نام‌گذاری شده است.
سیستم مختصات قطبی
یک سیستم مختصات دایره‌ای است که با استفاده از یک نقطه به عنوان قطب و یک خط به عنوان محور قطبی، مختصات هر نقطه را به صورت فاصله و زاویه از قطب تعیین می‌کند. مثلاً در صفحه، مختصات یک نقطه به صورت (r, θ) نوشته میشود که r فاصله نقطه از قطب و θ زاویه نقطه با محور قطبی است. در فضای سه‌بعدی، مختصات یک نقطه به صورت (ρ, θ, φ) نوشته میشود که ρ فاصله نقطه از مبدا، θ زاویه گرایی یا آزیموت و φ زاویه سمت‌الراسی یا ارتفاع نقطه است. سیستم مختصات قطبی برای بررسی تقارن‌ها، حرکت‌های دورانی و مسائل مربوط به دایره و کروی مناسب است.
سیستم مختصات کروی
یک سیستم مختصات کروی است که با استفاده از یک نقطه به عنوان مرکز و سه محور عمود بر هم، مختصات هر نقطه را به صورت فاصله، طول جغرافیایی و عرض جغرافیایی از مرکز تعیین می‌کند. مثلاً در کره زمین، مختصات یک نقطه به صورت (R, λ, φ) نوشته میشود که R شعاع کره، λ طول جغرافیایی و φ عرض جغرافیایی نقطه است. سیستم مختصات کروی برای بررسی مسائل مربوط به کره زمین، ستاره‌شناسی و فیزیک کروی مناسب است.
سیستم تصویر چیست؟
زمین کروی است یا بهتر اسفروئید (شبه کره) یا بیضوی است. یک نقشه باید تا آنجا که امکان دارد به دقت، زمین سه بعدی را بر یک سطح مستوی دو بعدی نشان دهد. در تولید نقشه مهم آن است که به یک رابطه شناخته شده و معلوم بین موقعیت های حقیقی برروی زمین و نقاط برابر آن در روی نقشه دست یابیم به عبارت بهتر سیستم تصویر یک عملیات تبدیل ریاضی است که مختصات ها، ترسیمات و فواصل روی یک جسم کروی (مانند کره زمین) را، به سیستم مختصات روی صفحه دو بعدی تبدیل می کند. بنابراین، سیستم‌های تصویر می‌توانند انواع مختلفی داشته باشند که براساس شکل سطحی که برای تصویر کردن عوارض استفاده می‌کنند، به سه دسته اصلی طبقه‌بندی می‌شوند: سیستم تصویر مستوی، سیستم تصویر مخروطی و سیستم تصویر استوانه‌ای.
سیستم تصویر مستوی یا Planar یک سیستم تصویر قائم‌الزاویه است که یک صفحه را بر کره یا بیضوی مماس می‌کند. این صفحه می‌تواند در قطب قرار گیرد، در استوا مماس شود و یا بصورت مایل و در جای خاصی از کره زمین مماس شود. سیستم تصویر مستوی مناسب برای نمایش مناطق کوچک و نزدیک به مبدا است. مثالی از این سیستم تصویر، سیستم تصویر آزیموتال است که در آن صفحه در یک نقطه دلخواه از کره مماس شده و زاویه‌ها را حفظ می‌کند.
سیستم تصویر مخروطی یا Conical یک سیستم تصویر دایره‌ای است که یک مخروط را بر کره یا بیضوی مماس می‌کند. این مخروط می‌تواند در یک دایره یا دو دایره مختلف از کره مماس شود. سیستم تصویر مخروطی مناسب برای نمایش مناطق میانی زمین است. مثالی از این سیستم تصویر، سیستم تصویر لامبرت است که در آن مخروط در دو دایره مماس شده و مساحت‌ها را حفظ می‌کند.
سیستم تصویر استوانه‌ای یا Cylindrical یک سیستم تصویر استوانه‌ای است که یک استوانه را بر کره یا بیضوی مماس می‌کند. این استوانه می‌تواند در استوا، در قطب یا در جای دیگری از کره مماس شود. سیستم تصویر استوانه‌ای مناسب برای نمایش مناطق گسترده در زمین است. مثالی از این سیستم تصویر، سیستم تصویر مرکاتور است که در آن استوانه در استوا مماس شده و زوایا را حفظ می‌کند.
تفاوت سیستم مختصات با سیستم تصویر در چیست؟
سیستم مختصات و سیستم تصویر دو مفهوم مرتبط با نمایش شکل زمین هستند. سیستم مختصات یک مدل ریاضی است که برای تعیین موقعیت نقاط و عناصر هندسی روی سطح یا فضای زمین استفاده میشود. سیستم تصویر یک مدل گرافیکی است که برای ترسیم شکل زمین بر روی یک سطح مسطح مانند کاغذ یا صفحه نمایش استفاده میشود.
تفاوت اصلی بین سیستم مختصات و سیستم تصویر این است که سیستم مختصات سه بعدی است و سیستم تصویر دو بعدی است. بنابراین، برای تبدیل سیستم مختصات به سیستم تصویر، نیاز به انجام یک سری محاسبات ریاضی داریم که ممکن است منجر به ایجاد خطاها و تغییرات در مقیاس، شکل و جهت عناصر هندسی شود.
برای مثال، فرض کنید که می‌خواهیم شکل کره زمین را روی یک کاغذ ترسیم کنیم. اگر کاغذ را به شکل یک مخروط بچرخانیم و کره زمین را داخل آن قرار دهیم، می‌توانیم یک سیستم تصویر مخروطی ایجاد کنیم. در این سیستم تصویر، مختصات هر نقطه روی کره زمین به صورت فاصله و زاویه از مرکز مخروط تعیین می‌شوند. سپس می‌توانیم مخروط را برش دهیم و کاغذ را مسطح کنیم. در این حالت، شکل کره زمین روی کاغذ نمایش داده میشود. اما این شکل دقیق نیست و دارای اعوجاج‌هایی است. برای نشان دادن این اعوجاج‌ها، می‌توانیم از مثلثات کروی استفاده کنیم. مثلاً اگر یک مثلث روی کره زمین بکشیم، می‌دانیم که مجموع زوایای آن بیشتر از ۱۸۰ درجه است. اما اگر همان مثلث را روی کاغذ بکشیم، مجموع زوایای آن ۱۸۰ درجه خواهد بود. این نشان می‌دهد که سیستم تصویر مخروطی نمی‌تواند زوایا را به درستی نمایش دهد.
تاریخچه سیستم تصویر
سیستم تصویر یک روش نمایش شکل زمین بر روی یک سطح مسطح است. این روش به دلیل اینکه زمین دارای شکل سه بعدی شبیه به یک بیضوی است، نیاز به انجام یک عملیات پیش‌بینی نقشه دارد که ممکن است منجر به ایجاد خطاها و تغییرات در مقیاس، شکل و جهت عناصر هندسی شود. بنابراین، سیستم‌های تصویر می‌توانند انواع مختلفی داشته باشند که براساس شکل سطحی که برای تصویر کردن عوارض استفاده می‌کنند، به سه دسته اصلی طبقه‌بندی می‌شوند: سیستم تصویر مستوی، سیستم تصویر مخروطی و سیستم تصویر استوانه‌ای.
تاریخچه سیستم تصویر به دوران باستان برمی‌گردد، زمانی که انسان‌ها برای نقشه‌برداری از ستاره‌ها، سرزمین‌ها و دریاها از سیستم‌های تصویر ساده استفاده می‌کردند. اولین سیستم تصویر مستوی توسط ارسطو در قرن چهارم پیش از میلاد ارائه شد. او از یک صفحه مماس با قطب شمالی کره زمین برای نمایش نیمکره شمالی استفاده کرد. این سیستم تصویر برای نمایش مناطق قطبی مناسب بود، اما برای مناطق گرمسیری اعوجاج زیادی داشت. در قرن شانزدهم میلادی، جراردوس مرکاتور یک سیستم تصویر استوانه‌ای ابداع کرد که در آن استوانه در استوا مماس با کره زمین بود. این سیستم تصویر برای نمایش مناطق گرمسیری و معتدل مناسب بود، اما برای مناطق قطبی اعوجاج زیادی داشت. در قرن هفدهم میلادی، ژان لامبرت یک سیستم تصویر مخروطی ابداع کرد که در آن مخروط در دو دایره مماس با کره زمین بود. این سیستم تصویر برای نمایش مناطق میانی و معتدل مناسب بود، اما برای مناطق قطبی و گرمسیری اعوجاج داشت.
در قرن بیستم، با پیشرفت‌های فناوری و رایانه، سیستم‌های تصویر پیشرفته‌تری طراحی و استفاده شدند. برخی از این سیستم‌ها شامل سیستم تصویر گاوسی، سیستم تصویر مولواید، سیستم تصویر رابینسون، سیستم تصویر گودز، سیستم تصویر پترز و سیستم تصویر وینکل تریپل هستند. این سیستم‌ها سعی داشتند تا با استفاده از روش‌های مختلف ریاضی و هندسی، اعوجاج‌های ناشی از پیش‌بینی نقشه را کاهش دهند و شکل زمین را به شکلی نزدیک‌تر به واقعیت نمایش دهند. امروزه، با استفاده از نرم‌افزارهای GIS، می‌توان از سیستم‌های تصویر مختلف برای تهیه و تحلیل نقشه‌های دیجیتالی استفاده کرد.
پاسخ‌ها