1.4.1: Широта і Довгота

Last updated
Save as PDF

Page ID: 38463

Michael E. Ritter
University of Wisconsin-Stevens Point via The Physical Environment

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Широта/Довгота — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Географічна сітка: Широта та Довгота (Надано Національним Атласом)

Широта і довгота містить сіткову систему ліній, що оточують земну кулю, і використовується для визначення місць розташування точок на землі. Лінії широти, також звані паралелями, проходять схід - захід. Лінії широти завжди проходять паралельно один одному, а значить, вони завжди знаходяться на рівній відстані один від одного. Лінії широти ніколи не сходяться і не перетинаються.

Лінії широти вимірюють відстань на північ або південь від екватора. Широта конкретного місця - це відстань, виміряна в градусах, між цим місцем і екватором вздовж меридіана, або лінією довготи. Екватор дорівнює ^{0 ^o широти, а Північний і Південний полюси розташовані на 90° північної та 90 ^o південної широти відповідно.} Іншими словами, значення широти коливаються від мінімуму 0 ^o до максимуму 90 ^o.

Малюнок\(\PageIndex{3}\): Вимірювання широти. (Надано Національним атласом)

Якби земля була ідеальною сферою (якої вона не є), відстань або довжина 1 ^о широти була б постійною скрізь. Насправді земля трохи сплюснута на полюсах, тому довжина 1 ^о широти у полюсів трохи більше, ніж на екваторі. На екваторі довжина 1 ^о широти дорівнює 110,6 км (68,7 милі.), а на полюсах довжина 1 ^о широти дорівнює 111,7 км (69,4 милі.). Для наших цілей будемо вважати, що довжина одного градуса широти становить 111 км.

Малюнок\(\PageIndex{4}\): Довгота (люб'язно Національний атлас)

Лінії довготи, також звані меридіанами, проходять північ - південь. Меридіани знаходяться найдалі один від одного на екваторі і сходяться на Північному і Південному полюсах. Лінії довготи вимірюють відстань на схід або захід від простого меридіана. Довгота конкретного місця - це відстань вздовж паралелі, виміряна в градусах, між цим місцем і основним меридіаном. Перший меридіан проходить через стару Королівську обсерваторію в Грінвічі, Англія, і іноді його називають меридіаном Грінвіча. Оскільки меридіани знаходяться найдалі один від одного на екваторі і сходяться на полюсах, відстань в кілометрах (або милі) 1 ^о довготи змінюється від максимуму на екваторі, до мінімуму на полюсах. На екваторі приблизна довжина 1 ^о становить приблизно 111 км (69 миль.). У 60 ^о північних і південних широтах довжина 1 ^о довготи становить приблизно 55,5 км (34,5 милі.), або вдвічі менше, ніж на екваторі.

Прайм Меридіан — Малюнок\(\PageIndex{5}\): Простий меридіан (Надано Національним атласом)

Простий меридіан, який проходить через Грінвіч, Англія, називається 0 ^o довгота. Точки вимірюються на схід або захід від простого меридіана, поки не досягне протилежної сторони простого меридіана, який називається Міжнародною лінією дати. Це вважається 180 ^o довгота, і є найвищим значенням, яке може приймати довгота. Іншими словами, значення довготи варіюються від мінімуму 0 ^o до максимуму 180 ^o.

На глобусі можна провести нескінченну кількість паралелей або меридіанів. Таким чином, паралелі і меридіани існують для будь-якої точки на землі. Як правило, лише вибрані паралелі та меридіани позначені на картах та глобусах, і вони, як правило, розташовані на рівних відстанях один від одного. Паралелі і меридіани завжди перетинаються один з одним під прямим кутом. Для того, щоб знайти певну точку на землі, необхідно вимірювання широти і довготи. Як зазначено вище, ці вимірювання проводяться в градусах, але іноді необхідні вимірювання менші за градуси. При цьому використовуються хвилини і секунди.

Коли ми подорожуємо, ми зазвичай любимо проходити найкоротший маршрут між двома місцями. Якщо ви проходите площину через центр сфери, перетин площини і поверхні сфери створює велике коло. Площини, що проходять через будь-яку іншу частину сфери, не проходячи через центр, створюють невеликі кола. Дуга великого кола - це найкоротша відстань між двома точками на сфері і тому є кращим маршрутом для літаків, які подорожують на великі відстані, як перетин океану. Поняття великого і малого кіл відноситься до меридіанів (довготи) і паралелей (широти). Меридіани - це половина великого кола (180 ^о), кінці якого знаходяться на Північному і Південному полюсах. Паралелі широти є невеликими колами, крім екватора, який є великим колом.

Ілюстрація\(\PageIndex{6}\): Велике коло
(Джерело: Вікіпедія)

Малюнок\(\PageIndex{7}\): Мале коло
(Джерело: Вікіпедія)

Щоб отримати додаткові відомості про інші системи місцезнаходження, почніть «Копати глибше в локаційні системи: USPLS і UTM» або продовжити читання

Копайте глибше в локаційні системи

Сполучені Штати громадського обстеження земельних ділянок (USPLS)

Широта і довгота дає нам простий спосіб розташування точок на Землі. Замість точки ми можемо побажати визначити земельні ділянки. У Сполучених Штатах, Державне обстеження земель США (USPLS), задумане Томасом Джефферсоном, використовується для ідентифікації земельних ділянок. USPLS насправді є засобом опису земельних ділянок, але, як широта і довгота, USPLS - це в основному сітка, яка може бути використана для визначення місця розташування.

діаграма селища — Малюнок: USPLS\(\PageIndex{8}\) містечка та діапазони

По всій території Сполучених Штатів було вибрано кілька основних меридіанів (ліній довготи) для визначення «стовпців» діапазонів кожні шість миль на схід або захід від певного основного меридіана. Подібним чином «ряди» селищ розмежовуються кожні шість миль або на північ, або на південь від певної базової лінії, яка збігається з лінією широти. Це створює сітчасту роботу селищ та діапазонів, що охоплюють 36 квадратних миль за площею. Власне, окрему клітинку в цій сітці іноді називають просто як селище.

діаграма розділів — Малюнок\(\PageIndex{9}\): Розділи USPLS

Тауншип підрозділяється на 36 секцій квадратної милі 1. Розділи нумеруються, починаючи вгорі праворуч і робочим ліворуч до розділу 6, потім вниз до 7, а потім вправо поперек до розділу 12, що закінчується 36 секціями, як показано на малюнку\(\PageIndex{9}\).

Підрозділ секцій — Малюнок\(\PageIndex{10}\): Підрозділ розділу

Кожна секція має розмір 640 акрів і може бути додатково поділена на менші одиниці шляхом зменшення вдвічі або четвертування секції (рис. EG.16) і описана відповідно до напрямку. Наприклад, буква X знаходиться в NW 1/4, S9, T2N, R3E.

Усі топографічні карти Геологічної служби США показують інформацію про селище, діапазон та розділ на них. малюнок нижче - це частина топографічної карти USGS Whitewater, WI 1:24000 USGS. Інформація про населений пункт та діапазон надрукована червоним кольором уздовж нижнього та лівого полей (R 17E, T3N). Межі перерізу друкуються червоним кольором і в центрі розрізу друкується їх номерне позначення.

Частина топографічної карти, що показує USPLS — Малюнок\(\PageIndex{11}\): Координати USPLS на топографічній карті.

Універсальна поперечна сітка Меркатора (UTM)

Хоча сферична система координат, така як широта та довгота, зручна для великих площ, вона громіздка для невеликих ділянок. Необхідність точних вимірювань на невеликих ділянках була реалізована зі збільшенням дальності артилерії під час Першої та Другої світових воєн. Це стимулювало розвиток прямокутних систем координатної сітки, оскільки формули прямокутної геометрії площини були простішими, ніж формули сферичної геометрії, на основі яких походять широта та довгота. Універсальна поперечна сітка Меркатора (UTM) є однією з таких систем.

Універсальна поперечна сітка Меркатора розділяє світ на 60 зон північ-південь, кожна з яких охоплює смугу шириною 6° в довготі між 84N і 80S. Використовується універсальна стереографічна сітка (ДБЖ). Ці зони довготи нумеруються (звані «номером зони») від зони 1, між 180° і 174° західної довготи, прогресуючи на схід до зони 60, між 174° і 180° східної довготи. Кожна зона довготи підрозділяється на зону широти 8 градусів висотою на північ і південь від екватора, і буквене, починаючи з «C» на 80° S, збільшуючись до «X» (називається «позначенням зони»). Букви «I» і «O» опущені через їх схожість з цифрами один (1) і нуль (0). X охоплює 12° широти.

Малюнок\(\PageIndex{12}\): Зони UTM (Джерело Wikimedia Commons) Посилання на сітку читається «вправо, вгору» і спочатку записується з зоною довготи. Приклад, ідентифікований стрілками - «17Т».

Кожна зона довготи підрозділяється на східну і західну половину шляхом проведення лінії вниз по середині, яка називається «центральний меридіан». Точку можна описати її віддаленістю на схід від початку, яка називається її «східним» значенням. Центральному меридіану присвоюється помилковий схід 500 000 метрів для застрахування позитивних координат. Будь-яке східне значення більше 500 000 метрів вказує на точку на схід від центрального меридіана. Будь-яке східне значення менше 500 000 метрів вказує на точку на захід від центрального меридіана. Походження точки північ-південь залежить від півкулі, в якій вона знаходиться. У північній півкулі походження - екватор, і всі відстані на північ (або «північ») вимірюються від екватора. У південній півкулі походження - південний полюс, і всі північні частини вимірюються звідти. При написанні координат UTM схід завжди перший, а північ - після нього.

UTM на Топо — Малюнок\(\PageIndex{13}\): Координати UTM на топографічній карті.

Сітка UTM друкується на всіх картах Геологічної служби США (USGS) у вигляді синіх галочок на порах або у вигляді повних ліній сітки. Відстань між галочками або лініями сітки залежить від масштабу карти. Точка А на топографічній карті розташована за адресою 599000 E., 4887000 N.