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.
مقدمة:
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.
image
الشكل (1)
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)
image
الشكل (2)
image
الشكل (3)
البيان (Datum):
يقصد به الشكل البيضوي المنتظم الممثل لسطح الأرض، والمستخدم في حساب إحداثيات النقاط على سطح الأرض..
image
الشكل (4)
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.
طرق إسقاط الخريطة:
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.
image
الشكل (5)
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:
image
الشكل (6)
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.
image
الشكل (7)
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:
image
الشكل (8)
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:
* م. محمد الربيش - النظام الكوني العالمي.
* أطلس العالم.
* مذكرات جامعية.
نقلاً عن www.cadmagazine.net