الفرق بين البيان (Datum) والإسقاط (Projection)

[م-ظافر العمري]

السلام عليكم ورحمة الله

بين يديكم مقال شاركت به قبل سنوات في مجلة التصميم بالحاسوب وهو في نظري يجيب على كثير من تساؤلات مستخدمي الخرائط و ال GPS


اترككم مع المقال :

------------------------------

يلتبس أحياناً على المستخدم الجديد لأجهزة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الفرق بين مفهومي البيان (Datum) وإسقاط الخريطة (Map Projection) وذلك عند محاولة ضبط هذه المعطيات في أجهزتهم، ثم عند عرض النقاط التي تم جمعها بوساطة تلك الأجهزة في أحد برامج نظام المعلومات الجغرافية. ومن هنا تأتي أهمية هذه المقالة التي نحاول أن نلقي فيها الضوء على الفروق بين المصطلحين.


المقدمة :

يحدث أحياناً أنك عندما تقوم بجمع إحداثيات بعض النقاط بوساطة جهاز جي بي إس، ثم تقوم بتنزيل هذه النقاط إلى جهاز الحاسوب وعرضها في أحد برامج نظم المعلومات الجغرافية، أن لا تتطابق مواقع هذه النقاط مع المواقع الصحيحة التي يجب أن تكون فيها.

[align=center][/align]
[align=center]الشكل (1)[/align]


وللتغلب على هذه المشكلة عليك أن تتأكد مما يلي:

- أن إعدادات البيان (Datum) وإسقاط الخريطة (Map Projection) في البرنامج، مطابقة للإعدادات في الجهاز، كما في الشكل (2).

- أن دقة الجهاز أثناء جمع النقاط كانت دقة عالية. تقاس دقة الجهاز بما يسمى "عامل الضعف في الدقة" (Dilution of precision) أو اختصاراً (DOP) والذي يجب أن يكون مساوياً أو أصغر من الواحد لكي تعتبر دقة الجهاز مقبولة، كما في الشكل (3)


[align=center][/align]
[align=center]الشكل (2)[/align]


[align=center][/align]
[align=center]الشكل (3)[/align]


البيان (Datum):

يقصد به الشكل البيضاوي المنتظم الممثل لسطح الأرض، والمستخدم في حساب إحداثيات النقاط على سطح الأرض..

[align=center][/align]
[align=center]الشكل (4)[/align]

توجد عدة أنواع من البيانات (Datums)، كما في الشكل 2، تكون معرفة مسبقاً في جهاز تحديد المواقع العالمي، والهدف منها هو تمكين المستخدم من اختيار البيان (Datum) المناسب لموقعه.
مثلاً: فإن البيان المناسب لمنطقة الخليج العربي لا يناسب الصين.



إسقاط الخريطة (Map Projection):

هو تحويل سطح الأرض البيضوي أو جزء منه إلى سطح مستوي ثنائي الأبعاد، ويتم ذلك باستخدام معادلات رياضية تؤدي إلى توصيف معالم سطح الأرض في صيغة السطح المستوي. ومن المهم أن ندرك أن عملية التمثيل هذه لن تتم بشكل صحيح دون تشوه، مما يُلزم مستخدم الخريطة أن يعي هذه الحقيقة عند القيام بقياسات للمساحات أو للزوايا أو للمسافات في الخريطة.

[م-ظافر العمري]

هناك طرق إسقاط متعددة ومتفاوتة في خصائصها. من هذه الطرق ما يحافظ على المسافات في اتجاه معين، ومنها ما يحافظ على الأشكال والزوايا ضمن مساحات محددة. وفي كل الأحوال لا توجد طريقة إسقاط يمكنها المحافظة على المساحات والمسافات والأشكال معاً.


[align=center][/align]
[align=center]الشكل (5)[/align]


نلخص تلك الطرق فيما يلي:
الطريقة الأسطوانية: مناسبة للمناطق المستطيلة والقريبة من خط الاستواء.
الطريقة السمتية: مناسبة للمناطق ذات الشكل شبه الدائري والمناطق القطبية.
الطريقة المخروطية: مناسبة للمناطق ذات الشكل شبه المثلث والمناطق ذات خطوط عرض متوسطة.


يحقق الإسقاط الميركاتوري المستعرض (UTM) - إسقاط أسطواني - قدراً كبيراً من التطابق ويحافظ إلى حد كبير على صحة المقياس باتجاه معين وهذا يناسب كثيراً الخرائط الطبوغرافية بشكل خاص والخرائط ذات المقياس الكبير بشكل عام، وهذا النوع شائع تماماً.



مساقط الخرائط المستخدمة في السعودية:


أولاً- إسقاط مركيتور المستعرض العالمي (UTM) - إسقاط أسطواني:



[align=center][/align]
[align=center]الشكل (6)[/align]


إن إسقاط مركيتور المستعرض العالمي (UTM) هو إسقاط تطابقي وهذا يعني أن القياسات الزاوية التي تتم على سطح المسقط تكون حقيقية، وهذا ما يجعل هذا الإسقاط يحافظ على صحة الاتجاهات.
وهذا الإسقاط مبني على أساس استخدام أسطوانة ذات محيط أقل من محيط الأرض، ثم تفرد هذه الأسطوانة لتكون السطح المسقط عليه.

يغطي إسقاط مركيتور المستعرض العالمي (UTM) العالم بين خط عرض 80 ْ شمالاً وخط عرض 80 ْ جنوباً.

ويقسم هذا الإسقاط إلى عدة مناطق (أحزمة)، عرض المنطقة الواحدة 6 ْ خط طول، والعنصر الوحيد المحدد لهذا الإسقاط هو خط الطول المركزي أو رقم الحزام (المنطقة)، وتناسب هذه الطريقة الدول ذات المساحات الكبيرة الواقعة حول خط الاستواء.


[align=center][/align]
[align=center]الشكل (8)[/align]


ويحدد هذا الإسقاط بالعناصر التالية :
1- مبدأ وهمي للإحداثيات الشرقية والشمالية.
2- دائرة خط عرض نقطة أصل الإحداثيات.
3- خط الطول المركزي.
4- معامل القياس على خط الطول المركزي.
5- عرض منطقة الإسقاط (الحزام).

ملاحظة: المقياس يتغير في الممتد شرق – غرب، ولأن الأسطوانة تكون عادة أصغر من شكل الكرة الأرضية لذلك يكون التغير في المقياس صغيراً جداً عند خط الطول المركزي، ويكون المقياس صحيحاً عند القطعين الناقصين الناشئين من تقاطع الأسطوانة مع البيضاوي، ويكون التغير في المقياس كبيراً جداً عند حواف الإسقاط، ولا يتغير المقياس في اتجاه شمال – جنوب، لهذا السبب فإن إسقاط مركيتور المستعرض العالمي (UTM) مناسب جداً لإنشاء الخرائط للمناطق الممتدة في اتجاه شمال – جنوب..



ثانياً- إسقاط لامبرت - إسقاط مخروطي:


[align=center][/align]
[align=center]الشكل (9)[/align]

يعتبر إسقاط لامبرت أيضاً إسقاطاً تطبيقياً (تشابهياً)، وهو مبني على أساس تقاطع مخروط مع البيضاوي، ويعتبر مثالياً للدول الصغيرة الدائرية الشكل والجزر والمناطق القطبية. ويتم وصف وتحديد نظام إسقاط لامبرت بالعناصر التالية:
1- نقطة أصل (بداية وهمية) للإحداثيات الشرقية والشمالية.
2- دائرة خط عرض نقطة أصل الإحداثيات.
3- خط الطول المركزي.
4- خط عرض دائرة التماس العليا.
5- خط عرض دائرة التماس السفلية.

دائرة التماس العليا تحدد دائرة خط العرض التي تقاطع عندها المخروط والبيضاوي أولاً، وعند هذه الدائرة يكون تأثير المقياس صفراً في اتجاه شمال – جنوب.

أما دائرة التماس السفلية فتحدد دائرة خط العرض التي يتقاطع عنده المخروط والاسفرويد للمرة الثانية، وعند هذه الدائرة يكون تأثير المقاس صفراً أيضاً.

ويكون معامل المقياس صغيراً جداً في المنطقة المحصورة بين دائرتي التماس العليا والسفلى، وكبيراً جداً في المناطق التي تقع خارج هاتين الدائرتين، ولا يتغير المقياس في الاتجاه شرق – غرب

أرجو أن أكون وفقت في شرح الفرق بين هذين مصطلحي البيان والإسقاط، والله ولي التوفيق



المراجع:

- النظام الكوني العالمي - م. محمد الربيش - .
- أطلس العالم.
- مذكرات جامعية.
- خبرات حقلية .

[كنعان البشي]

شكراً للمهندس ظافر العمري على هذه المعلومات المفيدة وارجو من المهندس الله يوفقه المساعدة في الاجابة على هذه الأسئلة

1-هل هذه هى كل المساقط التي يجب علينا معرفتها ؟

2- متى نستخدم كل نوع منها ولماذا ؟

3- ماذا يجب علينا معرفته منها كمبتدي في Gis ؟

[أ. د. ظافر بن علي القرني]

أرحب أجمل ترحيب بالمهندس الكريم ظافر العمري وندعو له بالتوفيق والسداد.
وأشكره على هذه الإضافة الجيدة التي بادر بها إلى النادي حين وصوله لمعرفته بأهميتها.
ولدي اقتراح يسير للأعضاء الجدد الذين نفرح بوصولهم إلى هذا النادي المطّرد، ونحتفي بمشاركاتهم أن يتصفحه المشارك بسرعة ليرى المكان المناسب لمشاركته لكي لا تتشتّت الموضوعات على القرّاء وهي قليلة في الأصل. فمشاركتك أيها المهندس الفاضل جميلة ويمكن أن تلحق بموضوعها الذي سبق النقاش فيه لتكون رافدًا من روافده. ويمكن لإدارة النادي أن تقوم بهذه الخطوة لتتكامل المعلومات في مواضيعها ولا تتناثر بين أيدي المهتمين بها.

هذا أمر ، والآخر لفت نظري استخدام كلمة بيان للـ Datum فلماذا اخترتها، هل هي شائعة من قبل، أو فضلتها لسبب ما؟

وأشير إلى أن بعض المتخصصين يحصر الـ Datum في المرجع الرأسي تمييزًا له عن المرجع الأفقي وإن كان الأولى أن نشير إليهما بمسطلح واحد خاصة بعد تطوّر تقنية الـ GPS

أكرر الترحيب والدعوة بمواصلة المشاركة فالنادي منكم وإليكم

ظافر بن علي القرني

الثلاثاء 1/1/1427هـ

[عزيزة الشهري]

نرحب أولا بالمهندس ظافر العمري :

ثانيا نشكرك على هذة المشاركة الرائعة التي أتحفت بها النادي بمجرد دخولك عضو بيننا . و بالفعل شرح

رائع و قدرة على توصيل المعلومة بشكل متسلسل و واضح . أثابك الله و نفع بعلمك .

[فهد الأحمدي]

أود أن أرحب بالزميل ظافر بن سليم العمري عضواً في نادي نظم المعلومات الجغرافية من هيئة المساجة الجيولوجية السعودية وأسأل الله له التوفيق والسداد




مقالة جميلة ومفيدة

[م-ظافر العمري]

شكرا للردود و التفاعل

اخي كنعان سرني مرورك واليك مبتغاك:-

1-هل هذه هى كل المساقط التي يجب علينا معرفتها ؟

لعلي في بداية حديثي عن المساقط تطرقت الى اصول هذه المساقط ( المخروطي و الاسطواني و السمتي )وذكرت الشائع المستخدم منها وحددت بالذات المساقط المستخدمه في السعودية ..... وهذا لا يعني انني شملت جميع المساقط ..... و قد يأتي من يخترع لنا مسقطا جديدا ( ولعله يكون من بين اعضاء هذا النادي ) والامر ليس ببعيد ...


2- متى نستخدم كل نوع منها ولماذا ؟

لعمل اسقاط ..... فانك تستخدم نوع واحد فقط... ولماذا .... اعد قراءت المقال .... فلكل مسقط مميزات و عيوب .


3- ماذا يجب علينا معرفته منها كمبتدي في Gis ؟

يجب ان تفرق بين كلا من المرجع ( البيان ) ( Datum ) و الاسقاط

[م-ظافر العمري]

مرحبا هلا بك استاذي و معلمي الفاضل ( ا.د ظافر القرني )

ونحن من نرحب بك ..... ومثلك شرف لنا بان نتواصل معه و نستلهم منه

اما عن مصطلح البيان ..... فقد كان من الدارج استخدام مصطلح المرجع .... اثناء فترة الدراسه الجامعيه ..... وكان اصل المسمى في المقال بالمرجع ولكن الاخوان المشرفين في موقع مجلة الحاسوب وعلى راسهم اخي سامر الجودي فضلوا تغيير المصطلح الى البيان ... ربما لاسباب تعود الى التعريب اللغوي .... كما هو منتشر في البلدان العربية كسوريا و لبنان ومصر

[م-ظافر العمري]

شكرا لك اختي عزيزة على الترحيب .... واتمنى ان ينفع الله بهذا المقال .....

ولك اخي فهد الاحمدي الشكر موصول .....

ويبدو انك باحث خطير .....( من فين جبت الصورة )

وللمعلومية ..... غيرت وظيفتي من هيئة المساحة الجيولوجية ... الى وزارة الداخلية ... يعني انتبه على حالك :d

[بشير الشمري]

مرحبا بالمهندس ظافر العمري
حياك الله وبياك بين اخوانك (النظميون) و (الاستشعاريون)
ننتظر مشاركاتك المميزة
همسة: ترا نادينا نادي مدني سلمي يعني وضعنا في (السليم)
وزارة.... والله تخوف

ودمت بود يابن النماص
بشير الشمري
حائل