ข้ามไปยังเนื้อหา

ระบบพิกัดแผนที่ ที่ต้องรู้

พฤศจิกายน 9, 2009

ระบบพิกัดแผนที่ ในระบบข้อมูลหรือทางคอมพิวเตอร์ที่เราใช้ในประเทศไทยมี 2 ระบบ

  • ระบบพิกัดภูมิศาสตร์ หรือ Geographic หน่วยเป็น องศา ลิปดา พิลิปดา
  • ระบบพิกัดฉาก หรือ UTM (Universal Transverse Mercator) หน่วยเป็น เมตร และมี 2 โซน Zone 47 และ Zone 48

และหมุดหลักฐานอ้างอิง ที่ประเทศไทยใช้อ้างอิง มี  2 แบบ

  • WGS 1984
  • Indian 1975

ดังนั้นระบบพิกัดแผนที่เมื่อต้องเลือกหมุดหลักฐานด้วย ทั้งหมดมี 6 แบบ

  • WGS 84 / Geographic
  • WGS 84 / UTM Zone 47
  • WGS 84 / UTM Zone 84
  • Indian 1975 / Geographic
  • Indian 1975 / UTM Zone 47
  • Indian 1975 / UTM Zone 84

แค่นี้บางท่านอาจจะเข้าใจไม่แจ่มแจ้ง เลยขออนุญาตนำบทความ ของกรมแผนที่ทหารและกรมทรัพยากรน้ำบาดาล มาแสดงเพิ่มเติม เพื่อความชัดเจนมากขึ้นนะคะ

บทความนี้ของกรมทรัพยากรน้ำบาดาล

ระบบพิกัด (Coordinate System)

เป็นระบบที่สร้างขึ้นสําหรับใช้อ้างอิงในการกําหนดตําแหน่ง หรือบอกตําแหน่งพื้นโลกจากแผนที่มีลักษณะเป็น
ตารางโครงข่ายที่เกิดจากตัดกันของเส้น ตรงสองชุดที่ถูกกําหนดให้วางตัวในแนวเหนือ-ใต้
และแนวตะวันออก- ตะวันตก ตามแนวของจุดศูนย์กําเนิด (Origin) ที่กําหนดขึ้น ค่าพิกัดที่ใช้อ้างอิงในการบอกตําแหน่งต่างๆ จะใช้ค่าของหน่วยที่นับออกจากจุดศูนย์กําเนิดเป็นระยะเชิงมุม (Degree) หรือเป็นระยะทาง (Distance) ไปทางเหนือหรือใต้และตะวันออกหรือตะวันตก ตามตําแหน้งของตําบลที่ต้องการหาค่าพิกัดที่กําหนดตําแหน่งต่างๆ จะถูกเรียกอ้างอิงเป็นตัวเลขในแนวตั้งและแนวนอนตามหน่วยวัดระยะใช้วัดสํา หรับระบบพิกัดที่ใช้อ้างอิงกําหนดตําแหน่งบนแผนที่ ที่นิยมใช้กับแผนที่ในปัจจุบัน มีอยู่ด้วยกัน 2 ระบบ คือ
1) ระบบพิกัดภูมิศาสตร์ (Geographic Coordinate System)
2) ระบบพิกัดกริดแบบ UTM (Universal Transverse Mercator co-ordinate System)

ระบบพิกัดภูมิศาสตร์ (Geographic Coordinate System)
เป็นระบบพิกัดที่กําหนดตําแหน่งต่างๆบนพื้นโลก ด้วยวิธีการอ้างอิงบอกตําแหน่งเป็นค่าระยะเชิงมุมของละติจูด (Latitude)
และ ลองติจูด (Longtitude) ตามระยะเชิงมุมที่ห่างจากศูนย์กําเนิด (Origin) ของละติจูดและลองติจูด
ที่กําหนดขึ้นสําหรับศูนย์กําเนิดของละติจูด (Origin of Latitude) นั้นกําหนดขึ้นจากแนวระดับ
ที่ ตัดผ่านศูนย์กลางของโลกและตั้งฉากกับแกนหมุน เรียกแนวระนาบศูนย์กําเนิดนั้นว่า เส้นศูนย์สูตร (Equator) ซึ่งแบ่งโลกออกเป็นซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้ ฉะนั้นค่าระยะเชิงมุมของละติจูด
จะเป็นค่าเชิงมุมที่เกิดจากมุมที่ศูนย์กลางของโลก กับแนวระดับฐานกําเนิดมุมที่เส้นศูนย์สูตร
ที่วัดค่าของมุมออกไปทั้งซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้ ค่าของมุมจะสิ้นสุดที่ขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ มีค่าเชิงมุม 90 องศาพอดี ดังนั้นการใช้ค่าระยะเชิงมุมของละติจูดอ้างอิงบอกตําแหน่งต่างๆ นอกจากจะกําหนดเรียกค่าวัดเป็น องศาลิปดา และฟิลิปดา แล้วจะบอกซีกโลกเหนือหรือใต้กํากับด้วยเสมอ

ระบบพิกัดกริดแบบ UTM
(Universal Transverse Mercator co-ordinate System)

พิกัดกริด UTM (Universal Transverse Marcator) เป็นระบบตารางกริดที่ใช้ช่วยในการกําหนดตําแหน่งและใช้อ้างอิงในการบอกตําแหน่งที่ นิยมใช้กับแผนที่ในกิจการทหารของประเทศ ต่าง ๆ เกือบทั่วโลกในปัจจุบัน เพราะเป็นระบบตารางกริดที่มีขนาดรูปร่างเท่ากันทุกตารางและมีวิธีการกําหนดบอกค่าพิกัดที่ง่ายและถูกต้องเป็นระบบกริดที่นําเอาเส้นโครงแผนที่แบบ Universal Transverse Mercator Projection ของ Gauss -Krueger มาใช้ดัดแปลงการถ่ายทอดรายละเอียดของพื้นผิวโลกให้รูปทรงกระบอก Mercator Projection อยู่ในตําแหน่ง Mercator Projection (แกนของรูปทรงกระบอกจะทับกับแนวเส้นอิเควเตอร์ และตั้งฉากกับแนวแกนของขั้วโลก) ประเทศไทยเราได้นําเอาเส้นโครงแผนที่แบบ UTM นี้มาใช้กับการทําแผนที่ เป็นชุด L 7017
ที่ใช้ในปัจจุบันแผนที่ระบบพิกัดกริด ที่ใช้เส้นโครงแผนที่แบบ UTM เป็นระบบเส้นโครงชนิดหนึ่งที่ใช้ผิวรูปทรงกระบอกเป็นผิวแสดงเส้นเมริเดียน (หรือเส้นลองติจูด) และเส้นละติจูดของโลก โดยใช้ทรงกระบอกตัดโลกระหว่างละติจูด 84องศาเหนือ และ 80 องศาใต้ในลักษณะแกนรูปทรงกระบอกแล้วทํามุมกับแกนโลก 90 องศารอบโลก แบ่งออกเป็น 60 โซนๆ ละ 6 องศา

โซนที่ 1 อยู่ระหว่าง 180 องศา กับ 174 องศาตะวันตก และมีลองติจูด 177 องศาตะวันตก เป็นเมริเดียนย่านกลาง (Central Meridian) มีเลขกํากับแต่ละโซนจาก 1 ถึง 60 โดย นับจากซ้าย ไปทางขวาระหว่างละติจูด 84 องศาเหนือ 80 องศาใต้ แบ่งออกเป็น 2 ช่อง ช่องละ 8 องศา ยกเว้นช่องสุดท้าย เป็น 12 องศา โดยเริ่มนับตั้งแต่ละติจูด 80 องศาใต้ ขึ้นไป ทางเหนือ
ให้ช่องแรกเป็นอักษร C และช่องสุดท้ายเป็นอักษร X (ยกเว้น I และ O) จากการแบ่งตามที่กล่าวแล้วจะเห็นพื้นที่ในเขตลองติจูด 180 องศาตะวันตก ถึง 180 องศาตะวันออก และละติจูด 80 องศาใต้ ถึง 84 องศาเหนือ จะถูกแบ่งออกเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า 1,200 รูป
แต่ละรูปมีขนาดกว้างยาว 6 องศา x 8 องศา  จํานวน 1,140 รูป และกว้างยาว 6 องศา x 12 องศา จํานวน 60 รูป
รูปสี่เหลี่ยมนี้เรียกว่า Grid Zone Designation (GZD) การเรียกชื่อ Grid Zone Designation ประเทศไทยมีพื้นที่อยู่ ระหว่างละติจูด 5 องศา 30 ลิปดา เหนือ ถึง 20 องศา 30 ลิปดา เหนือ และลองติจูดประมาณ 97 องศา 30 ลิปดา ตะวันออก ถึง 105 องศา 30 ลิปดา ตะวันออก ดังนั้น ประเทศไทยจึงตกอยู?ในGZD 47N 47P 47Q 48N 48P และ 48 Q

บทความนี้ของกรมแผนที่ทหาร

ระบบพิกัดในงานด้านแผนที่

แผนที่เป็นสื่อชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่ไม่ต่างจากสื่ออื่นๆ คือเก็บและแสดงข้อมูลข่าวสารที่มีประโยชน์แก่ผู้ใช้ แผนที่ก็เหมือนสื่ออื่นๆที่ล้วนแต่มีรูปแบบในการเก็บและแสดงข้อมูลที่เป็น เอกลักษณ์เฉพาะของมัน เช่น ข้อความในเอกสารก็ต้องเป็นไปตามไวยากรณ์ของภาษาที่ใช้ แผนที่ก็เช่นกันต้องมีรูปแบบหรือไวยากรณ์ของมัน ไวยากรณ์ที่เป็นเอกลักษณ์อันหนึ่งของแผนที่ก็คือข้อมูลที่อยู่ในแผนที่นั้น เก็บตำแหน่งของสิ่งต่างๆบนโลกและแสดงข้อมูลนั้นตามตำแหน่งที่สามารถสื่อให้ ผู้ใช้รู้ถึงตำแหน่งและความสัมพันธ์ทางตำแหน่งของสิ่งที่สนใจบนโลก  ดังนั้นในทุกขั้นตอนของการทำแผนที่จึงล้วนเกี่ยวข้องกับการกำหนด,จัดการและ แสดงตำแหน่งของสิ่งต่างๆที่อยู่บนโลก เริ่มตั้งแต่การสำรวจทั้งทางพื้นดินและทางอากาศ เพื่อจัดเก็บข้อมูลตำแหน่งของสิ่งต่างๆโดยอ้างอิงระบบพิกัดสามมิติ ไปจนถึงการแสดงข้อมูลตำแหน่งนั้นบนแผนที่ซึ่งเป็นระนาบสองมิติ ตำแหน่งของสิ่งต่างๆเหล่านั้นโดยทั่วไปแล้วแสดงในรูปของพิกัด ซึ่งเป็นตัวเลขหรือตัวอักษร หรือทั้งสองอย่างที่อ้างอิงอยู่กับจุดกำเนิดและแกนของระบบพิกัดเพื่อ ประโยชน์ในการกำหนดตำแหน่งของสิ่งที่ต้องการ ตำแหน่งที่เก็บและแสดงในแผนที่นั้นมีความเกี่ยวข้องและความสำคัญต่อมนุษย์ เป็นอย่างมาก ทั้งในชีวิตประจำวัน การวางแผน และ การตัดสินใจในเรื่องต่างๆ ที่มีผลกระทบต่อมนุษย์และสิ่งต่างๆที่อยู่บนโลก  ดังนั้นแผนที่จึงต้องแสดงตำแหน่งที่ถูกต้องตามความเป็นจริงของสิ่งที่ปรากฏ บนโลก ด้วยเหตุนี้ผู้ที่ทำงานเกี่ยวกับแผนที่จึงจำเป็นต้องมีความรู้เรื่องระบบ พิกัดที่ใช้ในงานด้านแผนที่เป็นอย่างดี เพื่อให้สามารถจัดการข้อมูลตำแหน่งได้อย่างถูกต้อง

การจำแนกระบบพิกัด

เนื่องจากการทำแผนที่มีขั้นตอนที่ค่อนข้างยุ่งยากและซับซ้อน แต่ละขั้นตอนอาจมีการใช้ระบบพิกัดที่ต่างกันออกไปตามเครื่องมือที่ใช้ในขั้นตอนนั้นๆ ระบบพิกัดที่ใช้ในงานแผนที่จึงมีความหลากหลาย หากจะจำแนกระบบพิกัดนั้นก็สามารถจำแนกได้หลายแบบ

การจำแนกระบบพิกัดตามมิติ

ระบบพิกัดที่ใช้มากในงานแผนที่คือ ระบบพิกัดสองมิติ และ ระบบพิกัดสามมิติ ระบบพิกัดสองมิติใช้กำหนดตำแหน่งของจุดบนระนาบ เช่น การแสดงข้อมูลบนแผนที่ที่แสดงพิกัดหนึ่งในการกำหนดตำแหน่งในแนวตะวันออก-ตะวันตก และ อีกพิกัดหนึ่งในการกำหนดตำแหน่งในแนวเหนือ-ใต้ เช่น ตำแหน่งของหมู่บ้านหนึ่งอยู่ที่พิกัด (697700 ม.,1618600 ม.) ตัวอย่างของระบบพิกัดสองมิติได้แก่ ระบบพิกัด UTM (Universal Transverse Mercator) ที่ใช้ในแผนที่ภูมิประเทศของกรมแผนที่ทหารส่วนการกำหนดตำแหน่งบนโลกมักเป็นระบบพิกัดสามมิติ เช่น การกำหนดพิกัดโดยใช้ค่าลองจิจูด แลตติจูด และ ความสูงจากระดับทะเลปานกลาง ในการแสดงตำแหน่งของสิ่งต่างๆบนโลกที่อยู่ในระบบพิกัดสามมิติลงบนแผนที่ที่เป็นสองมิติ ทำผ่านกระบวนการฉายแผนที่ การวัดระยะบนแนวเส้นตรงนับได้ว่าเป็นระบบพิกัดหนึ่งมิติที่แสดงพิกัดในรูปของระยะที่วัดในแนวเส้นตรงนั้นจากจุดที่กำหนดเป็นจุดเริ่ม

การจำแนกระบบพิกัดตามลักษณะของแกนอ้างอิง

การจำแนกระบบพิกัดตามลักษณะของแกนอ้างอิงสามารถจำแนกระบบพิกัดออกได้เป็นระบบพิกัดฉาก (rectangular หรือ Cartesian) และ ระบบพิกัดขั้ว (polar หรือ spherical) ระบบพิกัดฉากเป็นการกำหนดพิกัดโดยมีแกนที่ตั้งฉากซึ่งกันและกันเป็นแกนอ้างอิง การกำหนดพิกัดทำโดยระยะที่วัดเป็นแนวตั้งฉากกับแกนอ้างอิงแต่ละแกน ส่วนระบบพิกัดขั้วนั้นกำหนดตำแหน่งโดยใช้ระยะและมุม ระบบพิกัดขั้วเป็นการกำหนดจุดกำเนิดและแนวหรือระนาบอ้างอิง พิกัดจะแสดงในรูปของระยะที่วัดจากจุดกำเนิดที่กำหนดและมุมที่วัดจากแนวหรือระนาบอ้างอิง

การจำแนกระบบพิกัดตามจุดกำเนิด

การจำแนกแบบนี้สามารถจำแนกระบบพิกัดออกเป็นระบบพิกัดที่มีจุดกำเนิดอยู่ที่จุดศูนย์กลางของโลกและระบบพิกัดที่มีจุดกำเนิดบนผิวโลก ตัวอย่างของระบบพิกัดที่มีจุดกำเนิดอยู่ที่จุดศูนย์กลางของโลกได้แก่ระบบที่ใช้กำหนดพิกัดบนโลกเช่นระบบพิกัดภูมิศาสตร์ ส่วนระบบพิกัดบนแผนที่โดยทั่วไปแล้วเป็นระบบพิกัดที่มีจุดกำเนิดบนผิวโลก

ระบบพิกัดที่พบมากในงานแผนที่

เราสามารถพูดถึงระบบพิกัดที่ใช้ในงานแผนที่เป็นกลุ่มๆได้โดยใช้การจำแนกระบบพิกัดแบบต่างๆตามที่อธิบายไปได้ดังนี้

1. ระบบพิกัดแผนที่

  • ระบบพิกัดฉากสองมิติที่มีจุดกำเนิดบนผิวโลก เช่น ระบบพิกัด UTM ที่ใช้ในแผนที่ภูมิประเทศของกรมแผนที่ทหาร ใช้แสดงตำแหน่งในทางราบของสิ่งต่างๆ ระบบพิกัด UTM มีจุดกำเนิดอยู่ที่จุดตัดระหว่างเส้นศูนย์สูตรกับเส้นเมริเดียนกึ่งกลางของโซน โดยกำหนดให้ที่จุดกำเนิดมีค่าพิกัดเป็น (E500000 m, N0 m) (E ย่อจาก Easting, N จาก Northing)
  • ระบบพิกัดฉากสามมิติที่มีจุดกำเนิดบนผิวโลก บนแผนที่นั้นนอกจากจะแสดงตำแหน่งทางราบแล้วยังมีการแสดงข้อมูลความสูงของภูมิประเทศในรูปแบบต่างๆ เช่น เส้นชั้นความสูงและจุดความสูง ร่วมกับตำแหน่งทางราบ ข้อมูลความสูงนี้มักอ้างอิงจากระดับทะเลปานกลาง ในงานสำรวจมักมีการกำหนดพิกัดสำหรับพื้นที่งานขึ้นมาเพื่อความสะดวกในการคำนวณโดยใช้ระบบพิกัดแบบนี้

2. ระบบพิกัดสามมิติที่มีจุดกำเนิดที่จุดศูนย์กลางของโลก

  • ระบบพิกัดขั้วสามมิติที่มีจุดกำเนิดที่จุดศูนย์กลางของโลกที่ใช้ในงานแผนที่ได้แก่ระบบพิกัดภูมิศาสตร์ กำหนดพิกัดโดยใช้ค่าลองจิจูด แลตติจูด และ ความสูงจากพื้นผิวอ้างอิง ค่าลองจิจูดเป็นมุมระหว่างระนาบเมริเดียนหลักที่ผ่านกรีนิชกับระนาบเมริเดียนของจุดที่สนใจ แลตติจูดเป็นมุมระหว่างระนาบศูนย์สูตรกับเส้นในระนาบเมริเดียนที่ตั้งฉากกับพื้นผิวอ้างอิง ณ จุดที่สนใจ
  • ระบบพิกัดฉากสามมิติที่มีจุดกำเนิดที่จุดศูนย์กลางของโลก เป็นระบบพิกัดที่มีสามแกน แกนแรกเกิดจากการตัดกันของระนาบศูนย์สูตรกับระนาบเมริเดียนหลัก แกนที่สองเกิดจากการตัดกันของระนาบศูนย์สูตรกับระนาบเมริเดียนที่มีค่าลองจิจูด 90 องศา และ แกนที่สามคือแกนหมุนของโลก ระบบพิกัดนี้มักใช้ในการคำนวณในขั้นตอนต่างๆโดยเฉพาะการแปลงค่าพิกัด และ การคำนวณที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งของดาวเทียม

3. ระบบพิกัดขั้วที่มีจุดกำเนิดบนผิวโลก

  • ระบบพิกัดขั้วสองมิติที่มีจุดกำเนิดบนผิวโลก เป็นระบบที่ใช้ในการเดินเรือหรือการนำร่องที่มีการกำหนดระยะและทิศทางในการเดินทาง โดยทิศทางมักเป็นมุมที่วัดตามเข็มนาฬิกาจากแนวของทิศเหนือ การสำรวจภาคพื้นดินเพื่อหาพิกัดทางราบโดยใช้กล้องสำรวจก็เป็นอีกงานหนึ่งที่ใช้ระบบพิกัดขั้วสองมิติ โดยข้อมูลที่จดในแบบสำรวจจะเป็นค่ามุมและระยะ
  • ระบบพิกัดขั้วสามมิติที่มีจุดกำเนิดบนผิวโลก เป็นระบบพิกัดที่ใช้ในงานดาราศาสตร์ในการกำหนดตำแหน่งของดวงดาวจากจุดที่สนใจ โดยมีมุมเพิ่มอีกหนึ่งมุมคือมุมระหว่างระนาบที่สัมผัสกับผิวโลก ณ จุดที่สนใจกับเส้นที่ลากผ่านจุดนั้นไปยังดาว

ภาพด้านล่างแสดงระบบพิกัดสามมิติสามระบบ ได้แก่ ระบบพิกัดฉากสามมิติที่มีจุดกำเนิดที่จุดศูนย์กลางของโลก (สีน้ำเงิน) ระบบพิกัดขั้วสามมิติที่มีจุดกำเนิดที่จุดศูนย์กลางของโลก (สีเขียว) และ ระบบพิกัดฉากสามมิติที่มีจุดกำเนิดบนผิวโลก (สีแดง)

ตารางต่อไปสรุประบบพิกัดที่ใช้ในงานแผนที่ โดยใช้การจำแนกและการแบ่งกลุ่มตามที่ได้อธิบายไป ระบบพิกัดแผนที่อยู่ในช่องที่มีพื้นสีเขียว ระบบพิกัดสามมิติที่มีจุดกำเนิดที่จุดศูนย์กลางของโลกอยู่ในช่องสีชมพู ส่วนระบบพิกัดขั้วที่มีจุดกำเนิดบนผิวโลกอยู่ในช่องสีฟ้า

จุดกำเนิดอยู่ที่จุดศูนย์กลางของโลก จุดกำเนิดบนผิวโลก
ระบบพิกัดฉาก ระบบพิกัดขั้ว ระบบพิกัดฉาก ระบบพิกัดขั้ว
ระบบพิกัดสองมิติ ไม่ค่อยใช้ในงานแผนที่ ระบบพิกัดแผนที่ (x,y หรือ E,N) การเดินเรือ,การนำร่อง (s,Az)
ระบบพิกัดสามมิติ ระบบพิกัดฉากสามมิติ (X,Y,Z) ระบบพิกัดภูมิศาสตร์ (l,j,h) ระบบพิกัดแผนที่+ความสูง (E,N,H หรือ enu) งานดาราศาสตร์ (s,Az,El)

ระบบพิกัดในภาพดิจิตอลที่ใช้แถวและคอลัมน์นั้นถือได้ว่าเป็นระบบพิกัดฉากสองมิติแบบหนึ่ง ระบบพิกัดที่ได้กล่าวไปอาจไม่ครอบคลุมระบบพิกัดทั้งหมดที่ใช้ในงานแผนที่ แต่ก็คงเพียงพอที่จะทำให้เห็นถึงความหลากหลายของระบบพิกัดที่มักพบทั่วๆไป

About these ads
No comments yet

ใส่ความเห็น

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s

ติดตาม

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: