По координатам определить высоту над уровнем моря: Определение высоты над уровнем моря по координатам. Определение высоты точки над уровнем моря — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Определение высоты над уровнем моря по координатам. Определение высоты точки над уровнем моря

На днях меня спросили о том, на какой высоте над уровнем моря находятся крымские города Ялта, Алушта и Симферополь. Поначалу я хотел отмахнуться от этого вопроса, но любопытство подтолкнуло меня проверить, что же пишет на эту тему Интернет. Оказалось, что в сети практически невозможно найти упоминаний о высоте большинства городов бывшего Союза. Пораженный этим фактом, я решил исправить ситуацию.

Для начала залез в Википедию и навел справки о том, что же такое высота над уровнем моря и от какого моря надо считать. Вот что там пишут:
Высота над уровнем моря — координата в трёхмерном пространстве (две другие — широта и долгота), показывающая, на каком уровне относительно принятого за ноль уровня моря находится тот или иной объект.
Балтийская система высот (БСВ) — принятая в СССР в 1977 году система абсолютных высот, отсчёт которых ведётся от нуля футштока в Кронштадте. От этой отметки отсчитаны высоты опорных геодезических пунктов, которые обозначены на местности разными геодезическими знаками и нанесены на карты. В настоящее время БСВ используется в России и ряде других стран СНГ.

В теории все понятно — надо взять подробную топографическую карту и посмотреть какие высоты там обозначены. Но где же ее взять эту карту?
Первое, что пришло в голову — заглянуть в OziExplorer . Это специальная программа для работы с GPS (спутниковый навигатор). Одна из ее функций позволяет определять высоту просто указывая курсором место на карте. С ее помощью я легко выяснил, что Алушта расположена на высотах от 0 до 130 метров над уровнем моря. Ялта — от 0 до 200 метров, Севастополь — от 0 до 100, Симферополь — в среднем в 250 метрах над уровнем моря.

Однако этот способ не слишком универсальный. Ведь по прежнему остается вопрос «где взять карту?», на этот раз оцифрованную. Карты Крыма у меня были, а вот с остальным миром не сложилось…

Ответ буквально лежал на поверхности, то есть в Интернете. Уже не первый год там действует сервис Google Earth — эдакий цифровой глобус склеенный из фотографий земной поверхности с «космической» высоты. Там наверняка должна быть функция определения высоты. Я скачал дистрибутив Google Earth (бесплатную версию), установил его и приступил к изучению меню. Никаких высотомеров там не оказалось. Странно… Может надо почитать справку? Тоже не нашел:(

Уже почти отчаявшись, я вдруг заметил в нижней части экрана шустро бегающие циферки. Эврика!!! Это и был высотомер.

На радостях я стал бегать по карте и замерять высоту всех городов подряд.

Высота Екатеринбурга над уровнем моря — 250 метров.
Высота Москвы над уровнем моря — 130 метров.
Саратов — 40
Махачкала — 15
Красноярск — 140
пермь — 150
Челябинск — 250
Уфа — 125
Казань — 90
Нижний Новгород — 70
Иваново — 130
Ярославль — 98
Воронеж — 104
Петербург — 13
Архангельск — 7
Новгород — 28
Муром — 105

Высота над уровнем моря некоторых городов Украины:

Высота Киева над уровнем моря от 90 (уровень Днепра) до 190 (знаменитые Днепровские кручи) метров.

Харьков — 122
Черновцы — 240
Хмельницкий — 299
Тернополь — 336
Винница — 294
Черкассы — 80
Кривой рог — 85
Запорожье — 75
Херсон — 50
Донецк — 241
Днепропетровск — 68
Сумы — 125
Полтава — 150
Чернигов — 117

В западной части Украины меня заинтересовали высоты таких населенных пунктов:
Львов — 270
Ивано-Франковск — 343
Ужгород — 187
Мукачево — 181
Рахов — 430
Ясиня — 650

Яблоницкий перевал — 930

Надеюсь вы понимаете, что все полученные данные не слишком точны. Google Earth ведь не профессиональный инструмент с гарантированной точностью и достоверно известными погрешностями. У нее совсем другие цели.
Кроме того, сам термин «высота города над уровнем моря» весьма условный. Ведь город это не точка, а огромный обьект, разные районы которого имеют различную высоту.

Высота над уровнем моря… Этот термин, пожалуй, известен каждому школьнику. Мы достаточно часто встречаем его в газетах, на сайтах, в научно-популярных журналах, а также при просмотре документальных фильмов.

Теперь же попробуем дать ему более точное определение.

Раздел 1. Высота над уровнем моря. Общая информация

Под этим термином следует понимать абсолютную высоту или же абсолютную отметку, т. е. такую координату в которая показывает, на какой высоте по отношению к уровню моря находится тот или иной объект.

Двумя другими показателями географического месторасположения предмета являются долгота и широта.

Вот, к примеру, Москва. Высота над уровнем моря этого города весьма различна: максимальная составляет 255 м (недалеко от ст. м. «Теплый стан»), а минимальная — 114,2 м — находится вблизи Бесединских мостов, именно там, где река Москва покидает город.

Вообще же, если оперировать чисто физическими измерениями, то высота над уровнем моря является ничем иным как расстоянием по вертикали от, собственно, самого отдельно взятого предмета до среднего уровня морской поверхности, которая не должна быть нарушена ни приливами, ни волнениями.

Данная величина бывает как положительной, так и отрицательной. Ну, тут все относительно просто: то, что находится выше моря, приобретает знак «плюс», а ниже, соответственно, «минус».

Кстати, нельзя не отметить тот факт, что при увеличении ее значения наблюдается снижение атмосферного давления.

Если говорить о нашей стране, то самой высокой точкой суши в РФ по праву считается 5642-метровый Эльбрус, а вот самой низкой можно назвать с абсолютной высотой около 28 м.

Раздел 2. Высота над уровнем моря. Самое высокое место на планете

Ну, конечно же, это Эверест — хорошо известная гора, расположенная в центральной части горной системы Гималаи, как раз на границе двух южноазиатских государств, Непала и Тибета.

На сегодняшний день его высота составляет 8848 метров. Слова «на сегодняшний день» не случайны. По мнению ученых, земная поверхность все еще продолжает формироваться, поэтому и этот пик, хотя это и незаметно, растет с каждым годом.

Если углубиться в историю, то практически сразу же можно обнаружить информацию о том, что первыми отважными покорителями Джомолунгмы были (Новая Зеландия) и Тензинг Норгей (Непал).

Свое на самом деле героическое восхождение они совершили 28 мая 1953 года. С тех пор Эверест стал своеобразной Меккой для сотен и тысяч скалолазов, альпинистов и других смелых искателей приключений.

Раздел 3. Высота над уровнем моря. Самое низкое место на планете

В этом случае все немного сложнее. Дело в том, что таких точек на Земле сразу две: одна из них — побережье Мертвого моря — расположена на суше, а вторая носит название и находится глубоко под толщей воды Тихого океана.

Остановимся на каждой из них более подробно.

Итак, как известно, можно обнаружить на границе трех стран: Израиля, Палестины и Иордании. Оно является не только самым соленым водоемом на планете, но самым низким участком суши.

Сейчас уровень воды в нем составляет 427 метров, но и это еще не предел, т. к. ежегодно он, по мнению специалистов, падает в среднем на 1 метр.

Высота над уровнем моря… Москва, как было упомянуто выше, располагается в пределах от 114 до 255 м. Для нас это, в принципе, норма. Если учесть, что столицу РФ вряд ли можно назвать очень холмистой, то эту разницу почувствовать почти невозможно.

А теперь давайте возьмем в руки глобус или физическую карту земной поверхности: где-то глубоко-глубоко в Тихом океане, недалеко от можно рассмотреть пометку с надписью Так вот, он уходит под воду на глубину чуть больше 11 км.

Как измеряют высоты?

За этим вопросом следуют и сопутствующие. Что такое абсолютная и относительная высоты? Почему на вершинах стоят триангуляционные знаки? Когда впервые определили высоту? Что значит «над уровнем моря»? Колеблется ли этот уровень? Как меряют высоту с самолетов? Что такое командные точки?

Отображая местность в уменьшенном виде на схемах и картах, люди всегда обращали внимание и на горы. Они были приметными и необходимыми ориентирами. Географическая карта появилась не сразу: она пережила свое развитие от глиняных, пергаментных, берестяных образцов до совершенных картографических моделей. Поначалу многое зависело от рисовальщика, его чувства пространства, умения мысленно окинуть Землю с высоты.

Математическая достоверность рельефа, конечно, отсутствовала.

Со временем появилась профессия съемщика. Пошли в ход мерный шнур, мерное колесо, компас. В XVI веке изобрели прообразы измерительных геодезических приборов – мензулы, теодолита, затем – дальномеры, нивелиры. Мерить высоту горы, или, как говорят топографы, «снимать вертикальные отметки», помогли физики.

Блез Паскаль попросил своих знакомых в Клермонте подняться на гору Пьюи–де–Дом с ртутной трубой. Предположение ученого подтвердилось на высоте: столбик ртути понизился. С тех пор привычным стало измерять высоту местности с помощью ртутного барометра. Появились приборы для определения высоты по температуре паров кипящей воды: гипсометр, термобарометр, гипсотермометр. Принцип действия таков: по мере подъема уменьшается давление воздуха. Понижается при этом и температура кипения воды – примерно ОД градуса на 0,27 мм ртутного столбика. По таблицам соответственно отмечается атмосферное давление, а уже по нему определяется высота местности.

Это, можно сказать, «полевой» способ. Но ведь не на каждую вершину так легко подняться для измерения. И в XVII веке голландский астроном Снеллиус предложил триангуляционный способ, когда высоты определяются «со стороны», при помощи опорных точек. Этим методом пользуются и для топографических съемок с самолетов и искусственных спутников.

Высотные отметки вершин стали различать: абсолютные – от уровня моря и относительные – от подножия горы, от нижележащей равнины. Понятно, абсолютные высоты гор всегда больше относительных. Для единства системы измерения в географической науке принято эти измерения считать от уровня Мирового океана. Так, после указания высоты появилась приметная приставка «над уровнем моря», или если ее нет, то она просто подразумевается. Но ведь известны приливы и отливы. Уровни морей непостоянны: их начали различать: мгновенный, приливный, среднесуточный, среднегодичный, среднемноголетний. Этот последний по выработанным международным соглашениям и стал самым устойчивым для того, чтобы «привязать» к нему высоту гор.

Понятно, по–другому измеряются многие вершины и хребты в океанах, не выходящие на поверхность. Такая самая высокая морская подводная гора была открыта в 1953 году около впадины Тонга у Новой Зеландии. Она поднимается со дна моря на 8690 м, и ее вершина находится на 365 м ниже поверхности воды. И вот если исходить не от уровня моря, а мерить высоту от подводного основания, то самой высокой горой в мире оказывается Мауна–Кеа («Белая гора») на Гавайских островах. Общая высота ее составляет 10 203 м, из которых только 4205 м находятся выше уровня моря.

«,»html»:»

Здравствуйте. Можно ли стандартными средствами API Яндекс.Карт определить высоты (над уровнем моря) точек маршрута (YMaps.Route)?

«,»contentType»:»text/plain»},»proposedBody»:{«source»:»

«,»contentType»:»text/plain»},»authorId»:»40032217″,»slug»:»23137″,»canEdit»:false,»canComment»:false,»isBanned»:false,»canPublish»:false,»viewType»:»old»,»isDraft»:false,»isOnModeration»:false,»isSubscriber»:false,»commentsCount»:4,»modificationDate»:»Thu Jan 01 1970 03:00:00 GMT+0000 (UTC)»,»approvedPreview»:{«source»:»

«,»html»:»Здравствуйте. Можно ли стандартными средствами API Яндекс.Карт определить высоты (над уровнем моря) точек маршрута (YMaps.Route)?»,»contentType»:»text/plain»},»titleImage»:null,»tags»:[{«displayName»:»API 1. x»,»slug»:»api-1-x»,»categoryId»:»150000131″,»url»:»/blog/mapsapi??tag=api-1-x»}],»isModerator»:false,»url»:»/blog/mapsapi/23137″,»urlTemplate»:»/blog/mapsapi/%slug%»,»fullBlogUrl»:»https://yandex.ru/blog/mapsapi»,»addCommentUrl»:»/blog/createComment/mapsapi/23137″,»updateCommentUrl»:»/blog/updateComment/mapsapi/23137″,»addCommentWithCaptcha»:»/blog/createWithCaptcha/mapsapi/23137″,»changeCaptchaUrl»:»/blog/api/captcha/new»,»putImageUrl»:»/blog/image/put»,»urlBlog»:»/blog/mapsapi»,»urlEditPost»:»/blog/56a977a9b15b79e31e0d38cb/edit»,»urlSlug»:»/blog/post/generateSlug»,»urlPublishPost»:»/blog/56a977a9b15b79e31e0d38cb/publish»,»urlUnpublishPost»:»/blog/56a977a9b15b79e31e0d38cb/unpublish»,»urlRemovePost»:»/blog/56a977a9b15b79e31e0d38cb/removePost»,»urlDraft»:»/blog/mapsapi/23137/draft»,»urlDraftTemplate»:»/blog/mapsapi/%slug%/draft»,»urlRemoveDraft»:»/blog/56a977a9b15b79e31e0d38cb/removeDraft»,»urlTagSuggest»:»/blog/api/suggest/mapsapi»,»urlAfterDelete»:»/blog/mapsapi»,»isAuthor»:false,»subscribeUrl»:»/blog/api/subscribe/56a977a9b15b79e31e0d38cb»,»unsubscribeUrl»:»/blog/api/unsubscribe/56a977a9b15b79e31e0d38cb»,»urlEditPostPage»:»/blog/mapsapi/56a977a9b15b79e31e0d38cb/edit»,»urlForTranslate»:»/blog/post/translate»,»urlLoadTranslate»:»/blog/post/loadTranslate»,»urlTranslationStatus»:»/blog/mapsapi/23137/translationStatus»,»urlRelatedArticles»:»/blog/api/relatedArticles/mapsapi/23137″,»ampUrl»:»https://blog. yandex.net/amp/ru/mapsapi/23137″,»author»:{«id»:»40032217″,»uid»:{«value»:»40032217″,»lite»:false,»hosted»:false},»aliases»:{},»login»:»sony-vetal»,»display_name»:{«name»:»sony-vetal»,»avatar»:{«default»:»0/0-0″,»empty»:true}},»address»:»[email protected]»,»imageSrc»:»https://yapic..000Z»,»socialImage»:{«orig»:{«fullPath»:»https://avatars.mds.yandex.net/get-yablogs/47421/file_1456488726678/orig»}}}}}»>

Определение высоты над уровнем моря по координатам. Определение высоты вершин над уровнем моря или глубины океанов и морей

«,»html»:»

«,»contentType»:»text/plain»},»proposedBody»:{«source»:»

«,»contentType»:»text/plain»},»authorId»:»40032217″,»slug»:»23137″,»canEdit»:false,»canComment»:false,»isBanned»:false,»canPublish»:false,»viewType»:»old»,»isDraft»:false,»isOnModeration»:false,»isSubscriber»:false,»commentsCount»:12,»modificationDate»:»Thu Jan 01 1970 03:00:00 GMT+0000 (UTC)»,»showPreview»:true,»approvedPreview»:{«source»:»

«,»html»:»Здравствуйте. Можно ли стандартными средствами API Яндекс.Карт определить высоты (над уровнем моря) точек маршрута (YMaps.Route)?»,»contentType»:»text/plain»},»titleImage»:null,»tags»:[{«displayName»:»API 1. x»,»slug»:»api-1-x»,»categoryId»:»150000131″,»url»:»/blog/mapsapi??tag=api-1-x»}],»isModerator»:false,»commentsEnabled»:true,»url»:»/blog/mapsapi/23137″,»urlTemplate»:»/blog/mapsapi/%slug%»,»fullBlogUrl»:»https://yandex.ru/blog/mapsapi»,»addCommentUrl»:»/blog/createComment/mapsapi/23137″,»updateCommentUrl»:»/blog/updateComment/mapsapi/23137″,»addCommentWithCaptcha»:»/blog/createWithCaptcha/mapsapi/23137″,»changeCaptchaUrl»:»/blog/api/captcha/new»,»putImageUrl»:»/blog/image/put»,»urlBlog»:»/blog/mapsapi»,»urlEditPost»:»/blog/56a977a9b15b79e31e0d38cb/edit»,»urlSlug»:»/blog/post/generateSlug»,»urlPublishPost»:»/blog/56a977a9b15b79e31e0d38cb/publish»,»urlUnpublishPost»:»/blog/56a977a9b15b79e31e0d38cb/unpublish»,»urlRemovePost»:»/blog/56a977a9b15b79e31e0d38cb/removePost»,»urlDraft»:»/blog/mapsapi/23137/draft»,»urlDraftTemplate»:»/blog/mapsapi/%slug%/draft»,»urlRemoveDraft»:»/blog/56a977a9b15b79e31e0d38cb/removeDraft»,»urlTagSuggest»:»/blog/api/suggest/mapsapi»,»urlAfterDelete»:»/blog/mapsapi»,»isAuthor»:false,»subscribeUrl»:»/blog/api/subscribe/56a977a9b15b79e31e0d38cb»,»unsubscribeUrl»:»/blog/api/unsubscribe/56a977a9b15b79e31e0d38cb»,»urlEditPostPage»:»/blog/mapsapi/56a977a9b15b79e31e0d38cb/edit»,»urlForTranslate»:»/blog/post/translate»,»urlRelateIssue»:»/blog/post/updateIssue»,»urlUpdateTranslate»:»/blog/post/updateTranslate»,»urlLoadTranslate»:»/blog/post/loadTranslate»,»urlTranslationStatus»:»/blog/mapsapi/23137/translationInfo»,»urlRelatedArticles»:»/blog/api/relatedArticles/mapsapi/23137″,»author»:{«id»:»40032217″,»uid»:{«value»:»40032217″,»lite»:false,»hosted»:false},»aliases»:{},»login»:»sony-vetal»,»display_name»:{«name»:»sony-vetal»,»avatar»:{«default»:»0/0-0″,»empty»:true}},»address»:»[email protected]»,»defaultAvatar»:»0/0-0″,»imageSrc»:»https://avatars. mds.yandex.net/get-yapic/0/0-0/islands-middle»,»isYandexStaff»:false},»originalModificationDate»:»1970-01-01T00:00:00.000Z»,»socialImage»:{«orig»:{«fullPath»:»https://avatars.mds.yandex.net/get-yablogs/47421/file_1456488726678/orig»}}}}}»>

Когда идет речь о просмотре Google карт, иногда упоминается режим «карта/рельеф», в котором неровности суши выделяются изменением цветовых тонов. В этом режиме карты, четко различаются долины и горные хребты, с нанесенными уровнями высоты. Но если нужно определить по рисунку на карте высоту в определенной точке, или высоту над уровнем моря в долине — сделать это достаточно сложно.

Поэтому воспользуемся вспомогательной программой для , которая определяет не только географические координаты (долготу и широту), но и высоту над уровнем моря. Эту карту можно переключить в режим «рельеф», найти нужную вершину и определить ее высоту.

С помощью этой онлайн — программы можно не только определять высоту горных вершин. Если раньше вы никогда не интересовались, на какой высоте над уровнем моря находится местность, в которой вы живете, тогда вы будете удивлены результатами своих измерений на карте.

Как и Google карта программа Google Земля также умеет определять высоту местности над уровнем моря. В этой программе определение высоты происходит динамически для координат находящихся под указателем мыши.

Для информации. Определять высоту над уровнем моря можно с помощью барометра-анероида, который покажет 760 миллиметров ртутного столба на нулевой высоте при температуре 15 °C. На высоте в 500 метров над уровнем моря барометр будет показывать 720 мм, 1000 метров — 670 мм рт ст и так дальше. С повышением высоты над уровнем моря падает атмосферное давление (the atmospheric pressure) примерно на 8 мм рт. ст. на каждые 100 метров подъема. И чем больше высота, тем меньше атмосферное давление и концентрация кислорода в воздухе. К примеру, на высоте 3500 м. атмосферное давление в 1,5 раза меньше, чем на нулевой высоте, соответственно и меньше насыщенность воздуха кислородом.

Для некоторых людей высота в 800 метров уже отражается на самочувствии. Поэтому планируя по карте со спутника маршрут путешествия, необходимо обращать внимание и на высоту местности. С другой стороны, есть множество высокогорных курортов, расположенных выше, чем 1500 метров над уровнем моря.

На снимке Google Земля указано расположение на экране блока отображения текущей информации о высоте над уровнем моря. В опциях программы, блок 3D View/Units of Measurement содержит выбор единиц измерения метры/километры или футы/мили.

Конечно, можно определить высоту с помощью барометра-анероида, GPS навигатора, или одновременно использовать и то и другое как два разных устройства или как два устройства в одном, например, смартфон Samsung Galaxy Nexus , в котором встроен и GPS навигатор и барометр. Но недостаток в том, что такие нужно делать непосредственно в измеряемой местности и иметь в распоряжении эти устройства. А если вам только предстоит путешествие или вы делаете измерения высоты для расширения собственного кругозора, тогда проще всего будет воспользоваться Google Земля или . Ведь в этом случае для того, чтобы определить высоту, достаточно просто кликнуть в найденной на спутниковой карте точке.

Еще один довод в пользу измерения по карте — для определения географических координат и высоты над уровнем моря нет необходимости в самостоятельном определении и вычисления значений с помощью барометра, таблиц или формул. Ведь для человека не связанного с необходимостью в точных метрологических измерениях, результата, определяемого по спутниковой карте вполне достаточно.

Но если вам нужно конкретно определить высоту, на которой расположен офис, квартира или крыша дома над уровнем моря, тогда придется делать измерения самостоятельно. Определять высоту над уровнем моря по спутниковой карте можно любой местности на Земле, но высоту сооружений определить нельзя. Даже если будет выбрано конкретное здание, вы получите информацию только о высоте местности. И еще. Если найдена точка на планете, которая в сервисе Google не имеет данных о высоте над уровнем моря, тогда программа рассчитывает среднее значение, вычисленное от четырех ближайших координат, для которых высота определена. Но отклонение от действительного значения может быть незначительным. Следует обратить внимание также на то, что с помощью указанного сервиса можно также определять и глубины океанов и морей. В данном случае вычисленная высота будет представлена с отрицательными значениями, то есть, определена глубина.

Координаты для информации:
Участок суши, который ниже уровня моря

Описание карты:

Перед вами карта мира от Google, открытая на Новосибирске. Поверх карты может быть наложена цветовая раскраска высот над уровнем моря, сетка в формате Широта/Долгота или QTH-локатора, затенение обозначающее день/ночь. Строка поиска позволяет найти интересующее вас место по QTH-локатору, адресу, или географическим координатам.

Первый клик по карте устанавливает первую (“Н ” – начальную) точку. Второй клик по карте устанавливает вторую (“К ” – конечную) точку. После задания обоих точек на карте будет проведена красная линия трассы распространения радиоволны, ниже карты отобразится график профиля высот между указанными точками. Слева — начальная точка, справа — конечная точка, по вертикальной высота над уровнем моря.

В заинтересовавшем вас месте на карте высот вы можете сделать клик, это приведет к установке специального маркера (“! “) в соответствующем месте основной карты. Перемещая мышь в область основной карты вы можете детально исследовать окрестности около установленного маркера. Ведя мышкой по карте профиля высот вы видите параметры текущей точки, а на основной карте в соответствующем географическом месте отображается маркер (“X “). Вы можете менять масштаб карты для лучшей детализации объектов, карта будет автоматически позиционироваться так, что бы маркер отображался в центре экрана.

Кроме профиля высот на карте рисуется прямая линия радиолуча соединяющая точки подвеса антенн, эллипс первой зоны Френеля, а также производится расчет мощности принимаемого сигнала по всей трассе.

Вычисленные значения мощности условно обозначаются цветами поверхности земли:

красный — 7-9 и более, баллов по шкале S-метра;
оранжевый — 4-6 баллов;
желтый — 1-3 балла;
зеленый — менее 1 балла;
черный — нет сигнала.

На графике профиля высот можно выбрать и увеличить любой заинтересовавший вас участок – для этого нужно сделать нажатие левой кнопки мыши, растянуть появившийся прямоугольник на нужный фрагмент карты, затем отпустить кнопку мышки. Для восстановления исходного масштаба карты необходимо сделать клик правой кнопкой мыши.

В любой момент сделав клик по основной карте, вы зададите новую конечную точку, карта высот будет перестроена для отображения профиля до вновь выбранной точки.

Данный сервис позволяет также построить ЗОНУ ПОКРЫТИЯ радиосигнала излучаемого из точки 1 (“Н “). Установив начальную точку и задав исходные данные, нажмите кнопку «Рассчитать» – вы увидите прорисовывающуюся в реальном времени зону покрытия. Кнопка «Стоп / Скрыть-Показать» позволяет остановить происходящий расчет зоны покрытия или “Скрыть-Показать” зону покрытия. Чем больше выбранное число отсчетов, тем выше точность вычисления зоны покрытия, но тем и большее время потребуется для его его проведения. (Причем время вычисления в большей степени зависит не от мощности вашего компьютера, а от скорости выдачи топографической информации серверами Google.)

Изменить автоматически подбираемую ширину линий обозначающих цветом уровень сигнала можно с помощью кнопок “+ ” и “– “, и после зафиксировать их постоянными – галкой в поле FIX.

Кнопка на основной карте “Очистить маркеры ” удаляет все установленные маркеры и результаты расчетов Зоны покрытия, её целесообразно использовать если вы хотите задать новую начальную точку и произвести новый цикл расчетов. Кнопка “Full Screen ” переводит отображение карты в полноэкранный режим работы, повторное нажатие возвращает стандартный оконный режим.

Для удобства пользования, на карте постоянно отображаются текущие координаты курсора: широта (Lat), долгота (Lng), QTH-локатор, высота (Eval).

Как определить высоту города над уровнем моря?

Оказалось, что в сети практически невозможно найти упоминаний о высоте большинства городов бывшего Союза. Пораженный этим фактом, я решил исправить ситуацию.

Для начала залез в Википедию и навел справки о том, что же такое высота над уровнем моря и от какого моря надо считать. Вот что там пишут:

Высота над уровнем моря — координата в трёхмерном пространстве (две другие — широта и долгота), показывающая, на каком уровне относительно принятого за ноль уровня моря находится тот или иной объект.

Балтийская система высот (БСВ) — принятая в СССР в 1977 году система абсолютных высот, отсчёт которых ведётся от нуля футштока в Кронштадте. От этой отметки отсчитаны высоты опорных геодезических пунктов, которые обозначены на местности разными геодезическими знаками и нанесены на карты. В настоящее время БСВ используется в России и ряде других стран СНГ.

В теории все понятно — надо взять подробную топографическую карту и посмотреть какие высоты там обозначены. Но где же ее взять эту карту?

Первое, что пришло в голову — заглянуть в OziExplorer . Это специальная программа для работы с GPS (спутниковый навигатор). Одна из ее функций позволяет определять высоту просто указывая курсором место на карте. С ее помощью я легко выяснил, что Алушта расположена на высотах от 0 до 130 метров над уровнем моря. Ялта — от 0 до 200 метров, Севастополь — от 0 до 100, Симферополь — в среднем в 250 метрах над уровнем моря.

Однако этот способ не слишком универсальный. Ведь по-прежнему остается вопрос «где взять карту?», на этот раз оцифрованную. Карты Крыма у меня были, а вот с остальным миром не сложилось…

Ответ буквально лежал на поверхности, то есть в Интернете. Уже не первый год там действует сервис Google Earth — эдакий цифровой глобус, склеенный из фотографий земной поверхности с «космической» высоты. Там наверняка должна быть функция определения высоты. Я скачал дистрибутив Google Earth (бесплатную версию), установил его и приступил к изучению меню. Никаких высотомеров там не оказалось. Странно… Может надо почитать справку? Тоже не нашел.

Уже почти отчаявшись, я вдруг заметил в нижней части экрана шустро бегающие циферки. Эврика! Это и был высотомер.

На радостях я стал бегать по карте и замерять высоту всех городов подряд.

Высота Екатеринбурга над уровнем моря — 250 метров.
Высота Москвы над уровнем моря — 130 метров.
Саратов — 40
Махачкала — 15
Красноярск — 140
Пермь — 150
Челябинск — 250
Уфа — 125
Казань — 90
Нижний Новгород — 70
Иваново — 130
Ярославль — 98
Воронеж — 104
Петербург — 13
Архангельск — 7
Новгород — 28
Муром — 105

Высота над уровнем моря некоторых городов Украины:

Высота Киева над уровнем моря – от 90 (уровень Днепра) до 190 (знаменитые Днепровские кручи) метров.
Харьков — 122
Черновцы — 240
Хмельницкий — 299
Тернополь — 336
Винница — 294
Черкассы — 80
Кривой рог — 85
Запорожье — 75
Херсон — 50
Донецк — 241
Днепропетровск — 68
Сумы — 125
Полтава — 150
Чернигов — 117

В западной части Украины меня заинтересовали высоты таких населенных пунктов:

Львов — 270
Ивано-Франковск — 343
Ужгород — 187
Мукачево — 181
Рахов — 430
Ясиня — 650
Яблоницкий перевал — 930

Надеюсь, вы понимаете, что все полученные данные не слишком точны. Google Earth ведь не профессиональный инструмент с гарантированной точностью и достоверно известными погрешностями. У нее совсем другие цели.

Кроме того, сам термин «высота города над уровнем моря» весьма условный. Ведь город — это не точка, а огромный объект, разные районы которого имеют различную высоту.

Как определить высоту города над уровнем моря?

На днях меня спросили, пишет Кирилл Ясько, о том, на какой высоте над уровнем моря находятся крымские города Ялта, Алушта и Симферополь. Поначалу я хотел отмахнуться от этого вопроса, но любопытство подтолкнуло меня проверить, что же пишет на эту тему Интернет.

На радостях я стал бегать по карте и замерять высоту всех городов подряд.

Высота Екатеринбурга над уровнем моря — 250 метров.
Высота Москвы над уровнем моря — 130 метров.
Саратов — 40
Махачкала — 15
Красноярск — 140
Пермь — 150
Челябинск — 250
Уфа — 125
Казань — 90
Нижний Новгород — 70
Иваново — 130
Ярославль — 98
Воронеж — 104
Петербург — 13
Архангельск — 7
Новгород — 28
Муром — 105

Высота над уровнем моря некоторых городов Украины:

Высота Киева над уровнем моря – от 90 (уровень Днепра) до 190 (знаменитые Днепровские кручи) метров.
Харьков — 122
Черновцы — 240
Хмельницкий — 299
Тернополь — 336
Винница — 294
Черкассы — 80
Кривой рог — 85
Запорожье — 75
Херсон — 50
Донецк — 241
Днепропетровск — 68
Сумы — 125
Полтава — 150
Чернигов — 117

В западной части Украины меня заинтересовали высоты таких населенных пунктов:

Львов — 270
Ивано-Франковск — 343
Ужгород — 187
Мукачево — 181
Рахов — 430
Ясиня — 650
Яблоницкий перевал — 930

1.2. Определение по карте высот и

взаимного превышения точек местности

Высоты точек местности над уровнем моря (абсолютные высоты) определяют по карте с помощью отметок высот горизонталей и принятой на карте высоты сечения рельефа.

Если точка расположена на горизонтали, то ее абсолютная высота равна значению отметки этой горизонтали. Например, на рис. 6 горизонталь с отметкой 200 проходит через сарай. Это значит, что сарай расположен на высоте 200 м над уровнем моря.

В случае, когда горизонталь не имеет подписанной отметки, ее значение определяют по отметкам других горизонталей или высот точек местности. Допустим, требуется определить высоту точки местности, на которой находиться отдельный камень (рис. 6). Условный знак отдельного камня (1,3) расположен на горизонтали без отметки. Штрихи (указатели скатов) на горизонталях показывают, что скат понижается в сторону озера (Глубокое). Слева от горизонтали с отдельным камнем находится утолщенная горизонталь с отметкой 200. Высота сечения равна 10 м. Значит горизонталь проходящая через условный знак отдельного камня, имеет отметку 190, которая является высотой точки.

Если точка находится между горизонталями, то ее абсолютная высота определяется по значению отметки высоты одной из этих горизонталей. Для этого значению отметки высоты горизонтали добавляют или из нее вычитают (в зависимости от положения точки относительно горизонтали) ту часть высоты сечения, на которую точка удалена от горизонтали.

Например, нужно определить высоту развилки полевых дорог (рис. 6, точка В). Точка расположена примерно на 3/4 выше значения заложения от нижней горизонтали, имеющей отметку 220, и на 1/4 ниже – от верхней горизонтали с отметкой 230. Высота сечения рельефа 10 м. Следовательно, поправка к нижней горизонтали (220 м) составит 7,5 м, а к верхней горизонтали (230 м) – 2,5 м.

Прибавляя поправку к значению отметки нижней горизонтали или вычитая ее из значения отметки верхней горизонтали, получим высоту точки на развилке дорог:

220 м + 7,5 м = 227,5 около 227 м.

или

230 м – 2,5 м = 227,5 около 227 м.

Рис. 6. Определение высоты и

взаимного превышения точек

по карте

Взаимное превышение точек местности определяется как разность его абсолютных высот. Например, превышение высоты с отметкой 236,3 (рис. 6) над оз. Глубокое (с отметкой 177,8) составляет:

236,3-177,8=58,5 м

Относительные высоты скатов вершин и глубины лощин удобно определять по числу промежутков между горизонталями на них. Подсчитав число промежутков между горизонталями на скате и умножив его на высоту сечения, получим относительную высоту ската. Например, на юго-западном скате высоты с отметкой 236,3 (рис. 16) имеются три промежутка между основными горизонталями и один между основной и дополнительной горизонталями. Высота сечения 10 м, поэтому относительная высота ската будет 3,5 х 10 м=35 м.

Относительные высоты (глубины) обрывов, оврагов, насыпей, выемок определяются с помощью подписей, стоящих рядом с условными знаками.

Определение по карте направления понижения и крутизны скатов. Направление понижения скатов определяется на карте по указателям скатов на горизонталях, а также путём сравнения отметок высот точек и горизонталей: понижение ската будет всегда в сторону меньшей отметки; цифры отметок горизонталей своими основаниями направлены в сторону понижения ската.

Крутизна ската определяется по значению заложения: чем меньше значение заложения, тем скат круче. На топографических картах масштаба 1:25 000, 1:50 000 и 1:100 000 основная высота сечения рельефа подобрана таким образом, что заложения между основными горизонталями в 1 см соответствует крутизна ската 1,2º (округленно до 1º).

Из этой зависимости между заложением, высотой сечения и крутизной ската можно вывести следующее правило: во сколько раз заложение меньше (больше) 1 см, во столько раз крутизна ската больше (меньше) 1º. Отсюда следует, что заложению в 1 мм соответствует крутизна ската 12º (округленно 10º), заложению в 2 мм – 6º (округлено до 5º), заложению в 5 мм – 2,4º (округлено до 2º) и т.д.

Более точно крутизна ската может быть определена при помощи специального графика, называемого шкалой заложений (рис. 7), которая располагается под южной стороной рамки карты. Вдоль горизонтального основания шкалы подписаны цифры, обозначающие крутизну скатов в градусах. На перпендикулярах к основанию отложены соответствующие им заложения.

Рис. 7. Определение крутизны скатов

по шкале заложений

Шкала заложений дается для двух высот сечений: одна – для заложений между основными горизонталями, другая – для заложений между утолщенными горизонталями.

Для определения крутизны скатов по шкале заложений следует измерить расстояние между двумя смежными сплошными горизонталями в нужном направлении и отложить его на шкале заложений так, как показано на рис. 7. Отсчет внизу на шкале против отложенного отрезка укажет крутизну ската в градусах.

В нашем примере крутизна ската между точками а и б равна 3,5º. На крутых скатах, где горизонтали проходят близко одна от другой, крутизну удобнее определять по утолщенным горизонталям. Для этого измеряют отрезок между соседними утолщенными горизонталями, отложив его на правой части шкалы, как показано на рис. 7, и определяют крутизну ската. В нашем примере крутизна ската между точками n и m равна 10º.

geodetic — Какова точка отсчета высоты при использовании координат долготы, широты, высоты?

Код, который вы указали в качестве ссылки, предполагает, что h является эллипсоидальной высотой, что довольно стандартно, когда вы указываете WGS84 в качестве системы отсчета (я бы не стал использовать слово Datum, если не говорю о устаревшей локальной системе отсчета).

Когда вы говорите:

 x = (h + N) * cos_lambda * cos_phi;
 y = (h + N) * cos_lambda * sin_phi;
 z = (h + (1 — e_sq) * N) * sin_lambda;

Вы используете стандартную широту + долготу + высоту эллипсоида для формул ECEF.

Выражение «над уровнем моря» часто вводит в заблуждение, потому что уровень моря не является эквипотенциальной поверхностью земли. В случае, если у вас есть высоты «над уровнем моря», на самом деле у вас есть ортометрические высоты, ваш поставщик данных должен указать, какая и где находится эталонная поверхность (часто называемая W0). Это почти наверняка НЕ ваш случай.

С другой стороны, ваша цель — преобразование ECEF в местные координаты касательной плоскости . Как только вы узнаете, что высоты имеют эллипсоидальную форму, преобразование будет простым рото-перемещением, поскольку обе системы являются декартовыми координатами. Пожалуйста, обратитесь к этой странице в Википедии: https://en.wikipedia.org/wiki/Geographic_coordinate_conversion#From_ECEF_to_ENU.

Если бы высоты не были эллипсоидальными, прочтите обсуждение ниже, но вы могли бы:

Перед преобразованием выполнить преобразование высот с помощью модели геоида. Вы получите координаты на плоскости, касательной к эллипсоиду.
Если рабочая область небольшая, довольно плоская и близка к уровню моря, вы можете выполнить математические расчеты для горизонтальных координат Востока и Севера, используя h = 0 , и сопоставить исходные высоты с осью Вверх. На небольших площадях смещения, вызванные наложением высоты 0, будут незаметны. Здесь «маленький» зависит от масштаба вашего окончательного представления.

Прежде чем продолжить, подумайте, что ваши математические расчеты не должны быть более точными, чем требуется для конечного продукта. Имейте в виду, что разница между эллипсоидальной и ортометрической высотами (так называемая волнистость геоида) составляет до 10–50 метров, но различия плавны в зависимости от географии и могут подойти вам, если вы ищете относительную точность между точками, а не абсолютные значения. .

TL;DR

Поверхность моря не является поверхностью равного уровня. Есть какая-то злая штука под названием «динамическая топография моря», которая мешает этому
Любое измерение «над уровнем моря» на самом деле означает «над уровнем поверхности, который на этом конкретном уровнемере равен среднему или всем имеющимся у нас измерениям уровня моря»
Вероятно, нам следует перестать называть эти высоты «над уровнем моря» и использовать более точные «ортометрические высоты».
Если поставщик данных не упомянул, что высота, вероятно, выше эллипсоида или бесполезна, может быть и то, и другое
Не существует единого «радиуса земли».

На старой картографии высоты измерялись как высоты «над уровнем моря». Это логичный выбор, поскольку интуиция подсказывает, что море достаточно велико, чтобы позволить его поверхности принять форму эквипотенциальной поверхности. Конечно, было бы верно, если бы единственными силами, движущими воду, были статические силы, т. е. гравитация, трение и т. д. Поверхность уровня. (Не говоря уже о приливах, которые теоретически могут быть отфильтрованы с помощью усреднения по времени)

До распространения искусственных спутников не было никакой другой наблюдаемой «вертикальной» линии, кроме отвесной. Отвес движется под действием силы тяжести и всегда перпендикулярен эквипотенциальным поверхностям земли. Происхождение высот обычно определялось средним уровнем моря на каком-нибудь мареографе вблизи изучаемого района. От моря до материка эталонная поверхность распространялась с помощью комбинации методов, включая гравиметрические измерения, сети триангуляции, геодезические расчеты и геометрическое нивелирование. Есть много интересных работ 19 века.50-х годов по международным геоидам и соглашениям о нивелировании.

С началом спутниковой эры путь к 3D-измерениям был открыт. Нам нужны были только точные модели орбиты и распространения сигнала; и то, и другое в любом случае было необходимо для задач обслуживания. Трехмерные измерения приводят к реальным геоцентрическим системам отсчета, ECEF (Earth-Centered Earth-Fixed). Затем в измерении высот произошел сдвиг, или раздвоение. Любые данные, генерируемые самолетом, обязательно будут измерять положения от системы отсчета ECEF, а любые топографические измерения будут давать высоты относительно эквипотенциальной поверхности.

Последнее примечание: соединение обеих высот

Для соединения обоих типов высот геофизика и геодезия работают с моделями геоидов, как локальными, так и глобальными. Я отсылаю читателя к любой книге по «физической геодезии», т. е. к Гофману и Морицу. Или вы можете посетить эту ссылку и изучить модели и связанные с ними документы: http://icgem.gfz-potsdam.de/tom_longtime

Это полезно знать, потому что некоторые модели глобальной высоты используют глобальные модели геоида для обеспечения ортометрические высоты вместо измеренных эллипсоидальных высот (случай: SRTM).

Признаюсь, я отклонился от исходного вопроса. Время покажет.

Редактировать 2: на радиусе (упрощенная модель) земли.

Кроме того, в первом абзаце есть упоминание о земном радиусе. Стоит отметить, что радиус эллипсоида не уникален и не постоянен. Фактически, для каждой точки на поверхности эллипсоида есть два главных радиуса, часто называемые М, меридиональным радиусом, и N, основным вертикальным радиусом. N тесно связан с радиусом параллели и совпадает с N в приведенном выше коде.

Это не всегда отмечается, но приведенные выше формулы работают частично благодаря тому факту, что N, первый вертикальный радиус, представляет собой длину отрезка в направлении, перпендикулярном эллипсоиду, от поверхности до пересечения с ось Z, ось вращения.

Возможно, вы также читали о большом и малом радиусах, которые относятся к параметрам эллипсоида:

a , экваториальный радиус, часто называемый большой полуосью
b , полярный радиус, также называемый малой полуосью

Вычисление географической высоты с помощью GPS

Фото Ильи Илфорда на Unsplash

В этой статье я расскажу о способе определения высоты местоположения по его географическим координатам. Данные о высоте полезны для решения нескольких задач, таких как оценка потребности в энергии для маршрутов электромобилей. Учитывая предсказанные GPS-местоположения маршрута, мы можем оценить потребление энергии транспортным средством, если последовательность положительных и отрицательных уклонов может быть известна заранее. Мы также можем использовать данные о высоте в качестве функции модели машинного обучения, дополняя информацию о местоположении, информацию о погоде и т. д.

Но где мы можем найти данные о высоте заданного местоположения?

К счастью, есть общедоступный источник информации о географических высотах. CGIAR предоставляет его бесплатно с относительно грубым разрешением: 30 метров по линии экватора [1]. CGIAR рассчитал данные миссии NASA Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), и вы можете найти альтернативные источники здесь. Преимуществом источника данных CGIAR является его доступность и простота использования.

Если вы посмотрите на страницу загрузки данных вручную на сайте SRTM CGIAR, вы увидите карту, которая поможет вам выбрать и загрузить данные высот. По умолчанию вы получите плитки (квадратные матрицы) данных о высоте с шагом 5 градусов с каждой стороны. Вы можете использовать эту страницу для загрузки данных высот вручную, но мы можем добиться большего, разработав автоматические средства для загрузки, хранения и декодирования этих данных. Прежде чем мы двинемся дальше, обязательно прочитайте информацию об отказе от ответственности, особенно в том, что касается распространения и коммерческого использования данных.

Давайте начнем с изучения данных, которые содержит каждая плитка. Для этого перейдите на страницу диспетчера загрузок, выберите размер плитки 5×5 и формат файла ESRI ASCII. Теперь выберите одну случайную плитку на карте и нажмите кнопку «Поиск». На следующей странице загрузки отображается запись для каждой выбранной плитки, в данном случае только одна, а также географическая информация о границах плитки. Теперь нажмите ссылку «Загрузить SRTM», чтобы загрузить ZIP-файл, содержащий запрошенные данные о высоте.

Загруженный ZIP-файл содержит три файла с информацией о лицензии, информацией о проекции и самими данными, закодированными в виде текстового файла. Этот файл имеет то же имя, что и загруженный ZIP-файл, но с расширением ASC. Вы можете легко открыть этот файл в любом хорошем текстовом редакторе, который может читать большие файлы.

Этот файл состоит из двух частей: заголовка и матрицы данных .

Заголовок состоит из шести строк с параметрами или метаданными, описывающими содержимое матрицы. Давайте посмотрим на конкретный образец ( SRTM_35_05 , Sunny South of Portugal и граничащий Испания):

 NCOLS 6001 
 NROS 6001 
 XLLCORN -10.000416206603 
 YLLCORNER 34.999583416166603 
 YLLCORNER 34.99583416166603 
 YLLCORNER 34.9958341818181816603 
 YLLCORNER 34.995833418181818181816603 
.0105 NODATA_value -9999

Первые две строки представляют количество столбцов и строк матрицы данных высот. Третья и четвертая строки указывают географическое положение нижнего левого угла массива в географических координатах: долгота для x и широта для y . Пятая строка содержит размер каждой матрицы , запись стороны квадрата в градусах. Если умножить это значение на высоту или ширину матрицы, вы должны получить размер тайла в градусах, в данном случае пять. Ну, вы получаете немного больше из-за перекрытия тайлов, но это не проблема, как вы увидите. Наконец, последняя строка заголовка содержит « нет данных ”маркер для ячеек, в которых нет данных, например, над океаном.

Матрица следует за заголовком и организована, как и следовало ожидать, со значениями столбцов, разделенными пробелами, и одной строкой в строке. Каждое из чисел в массиве представляет собой среднюю высоту ячейки, измеренную в метрах над уровнем моря.

Отлично. Теперь у нас есть данные, но как нам сопоставить любое местоположение в мире, закодированное как пара широты и долготы, с одним из этих значений ячейки матрицы? Помните, что наша цель — вычислить значение высоты для заданного произвольного положения. В Питоне, конечно. Вы можете найти поддерживающий репозиторий GitHub здесь.

Тайлы высот доступны для ограниченного региона мира, полосы в сто двадцать градусов вокруг экватора. Мы получаем на карте только шестьдесят градусов широты к северу и югу от экватора, так что это исключает самые северные и самые южные тридцать градусов. Это расположение, к сожалению, не включает большие территории северной Аляски, Канады, России, а также большую часть Норвегии и Финляндии ( ай! ).

Координатная сетка делит эту центральную полосу на сектора, охватывающие пять градусов долготы и пять градусов широты. Как вы можете себе представить, эти формы приближаются к квадрату вблизи экватора, но растягиваются по мере удаления от этой линии. Каждый сектор получает уникальную пару координат ( x , y ) с x , начиная с , один на долготе -180 и y , начиная с , один на 60 широте. вниз, от высоких к низким широтам. Это дает виртуальную сетку размером 360/5 = 72 плитки по горизонтали и 120/5 = 24 по вертикали.

Итак, наша первая задача — сопоставить пару широты и долготы с плиткой высоты x 9009.4 и координаты и . Требуемые вычисления:

Значения x и y затем используются для составления имени файла плитки высот, полезного как для веб-поиска, так и для локального кэширования.

Когда у нас есть файл тайла, мы можем начать его декодирование, чтобы получить правильную информацию о высоте. Текстовые данные тайла анализируются в коде функцией с именем « parse_text » класса « FileElevationProvider ». Заголовок сначала анализируется в локальные переменные класса, а затем информация о высоте анализируется, строка за строкой, в целочисленные массивы NumPy. Код использует всю эту информацию для создания экземпляра « ElevationTile ”класс. Теперь мы можем запросить у плитки конкретную информацию о высоте с помощью функции с именем « get_elevation». Эта функция принимает в качестве параметров географические координаты запрашиваемой точки при условии, что диапазон тайлов охватывает это местоположение. Довольно легко сопоставить пару широты и долготы с соответствующими адресами строк и столбцов. Вам нужно знать, какой географический диапазон охватывает плитка высот и сколько строк и столбцов данных содержит матрица. Расчеты следуют легко.

Теперь у нас есть два варианта кэширования данных для последующего использования. Кэширование является важным дополнением с точки зрения производительности, поскольку оно предотвращает избыточную загрузку одной и той же плитки высот. Первая идея — сохранить загруженный ZIP-файл в локальную папку. Когда запрашиваются данные плитки высот, код может искать существующую версию в папке кеша, прежде чем загружать новую. Класс реализует эту простую стратегию кэширования файлов. Несмотря на простоту, этот подход не очень быстрый. Всякий раз, когда происходит промах кэша памяти, весь ZIP-файл должен быть загружен в память, распакован и проанализирован, а это занимает драгоценное время.

Чтобы обойти эту проблему, я решил попробовать другой подход через библиотеку Joblib. Среди прочего, эта библиотека позволяет вам как сериализовать, так и десериализовать объекты Python. Преимущество такого подхода в том, что прочитанные файлы тайлов будут сразу готовы к работе, не требуя предварительной обработки.

Загруженные тайлы также кэшируются в памяти с помощью простого словаря Python, где ключом является имя тайла высот, а значением является сам тайл. Этот кэш второго уровня предотвращает многократную загрузку кода одной и той же плитки высот из кэша диска.

Обратите внимание, что текущая реализация не имеет средств, чтобы избежать нехватки памяти в этом кэше. Если вы планируете собирать данные о высотах со всего мира за один сеанс, будьте готовы к большому потреблению памяти. Вы можете обойти это, используя механизм типа LRU, но это выходит за рамки данной статьи.

После импорта модуля geonaja вам необходимо создать экземпляр одного из предоставленных поставщиков высот с путем кеширования и вызвать get_elevation на нем, используя широту и долготу местоположения, из которого вы хотите получить высоту: как. Наслаждаться!

[1] Джарвис А., Х.И. Reuter, A. Nelson, E. Guevara, 2008, Данные SRTM с заполнением отверстий V4 , Международный центр тропического сельского хозяйства (CIAT), доступно по адресу http://srtm.csi.cgiar.org

[2] OpenStreetMap Wiki-страница на SRTM

[3] Репозиторий GitHub: https://github.com/joaofig/geonaja

Жоао Паулу Фигейра работает специалистом по данным в компании tb.lx в Лиссабоне, Португалия.

Понимание вертикальных датумов

Денвер известен как город высотой в милю. Большинство людей считают, что эта высота относится к высоте над средним уровнем моря. В конце концов, откуда еще вы будете измерять свой рост? Но так далеко вглубь суши, как соотнести измерения со средним уровнем моря? И что именно имеется в виду под средним уровнем моря?

В местах, где поблизости нет океана, что вы используете в качестве «нулевой отметки», от которой измеряете высоту? В индустрии картографирования все, что вы используете в качестве нулевой отметки, называется вашей системой отсчета. В случае с Денвером «официальная» точка отсчета — это точка отсчета на ступенях здания Капитолия штата.

Термины, связанные с высотами

В дополнение к измерению от физического ориентира, высоты также могут быть измерены с помощью наземных геоидов или эллипсоидов. Прежде чем продолжить, давайте подробно остановимся на терминах, обычно используемых в индустрии картографирования высот.

Datum: Datum — это фиксированные контрольные точки. Они могут ссылаться на точки высот на фактической топографической поверхности Земли или на представлениях геоида/эллипсоида. Геодезические данные — это модель Земли, используемая для расчета координат на карте.

Топографическая поверхность: Это видимая поверхность Земли ¹ .

Контрольные точки: За последние 100 лет Геологическая служба США (теперь известная как Национальная геодезическая служба) разместила на топографической поверхности Земли около 740 000 «репекций». Возможно, вы видели такие «данные», не зная, на что вы смотрите.

Геоид: Геоид — это «средний» уровень моря, определяемый гравитационным полем Земли и не учитывающий приливы, ветры или течения. Высоты на основе геоида часто взаимозаменяемо называют средними высотами на уровне моря. В действительности, однако, геоид должен быть определен с использованием местных измерений гравитации и применения сложных физических моделей. Таким образом, на рисунке выше мы видим, что геоид Земли не является гладким.

Хотя концепция геоида существует уже более 150 лет, только недавно у нас появилась технология, позволяющая измерять геоид с точностью до миллиметра. По мере совершенствования технологий модели геоида уточняются и заменяются более новыми и точными. Кроме того, сам геоид со временем меняется в результате геофизической активности, такой как послеледниковый отскок и баланс массы внутри Земли.

Эллипсоид: Эллипсоид, с точки зрения картографии, представляет собой более простую, чисто математическую поверхность, которая «наиболее подходит» для геоида. С помощью всего нескольких параметров можно точно определить датум на основе эллипсоида для всей Земли. Аппроксимация геоида опорным эллипсоидом упрощает вычисления и позволяет создавать эффективные картографические проекции. Большинство технологий GPS предоставляют данные о высоте, измеренной по опорному эллипсоиду.

Расчет высоты или отметки

Высота может быть определена с использованием любой нулевой отметки или вертикальной точки отсчета в качестве начальной точки. На протяжении поколений этот нулевой ориентир был точкой отсчета уровня моря, расположенной на маяке Пуэнт-о-Пер в Квебеке, для высот в Северной Америке, также известной как Международная точка отсчета Великих озер. Все остальные эталонные опросы в Соединенных Штатах каскадируются от этой исходной точки. Однако уровень моря почти всегда учитывается локально, поэтому во всем мире есть аналогичные нулевые точки отсчета.

Сегодня наша контрольная точка по-прежнему находится в Пуэнт-о-Пер, но спутники глобального позиционирования (GPS) обеспечивают гораздо более точные геодезические измерения и большую эффективность. Высоты GPS вычисляются относительно простой эллипсоидальной модели Земли и называются эллипсоидальными высотами. Однако в некоторых частях мира эти отметки могут отличаться на целых 350 футов.

По этой причине, а также потому, что высоты над уровнем моря, которые мы обычно используем (также известные как ортометрические высоты), основаны на гравитационном поле Земли, мы применяем так называемую «высоту геоида» для определения разницы между эллипсоидальной и ортометрические высоты. Высоты геоида позволяют нам точно связать высоты, полученные с помощью GPS-съемки (или физических систем, таких как контрольные точки NGS), с высотами над средним уровнем моря.

Разработка моделей геоида — сложная наука, в некоторых случаях использующая конкурирующие теории. Одним из таких примеров является GEOID12B, который создает североамериканскую вертикальную датум 1988 года (NAVD 88), официальную вертикальную датум для ортометрических высот на всем континенте.

Что не так с большинством измерений, включая NAVD 88

Возвращаясь к контрольной точке Денвера на ступенях Капитолия штата, откуда мы знаем, что здание не осело? Или чтобы маркер не исчез при уборке последнего снегопада? В том-то и дело, что у нас нет. Многим из этих бенчмарков уже более 80 лет, они почти никогда не проверялись повторно на наличие движения, и все они были определены путем нивелирования из одной точки – маяка в Квебеке – с учетом накопления погрешности по пересеченной местности 9.0223 2 .

Кроме того, спутниковая миссия GRACE показала, что NAVD 88 страдает от нулевой разницы высот, которая составляет ≈50 см и имеет наклон ≈1 метр. По этим причинам обновление запланировано на 2022 год. Но что делать до этого?

Почему измерения высоты Intermap более точны

Выбор вертикальной точки отсчета имеет решающее значение для таких приложений, как картирование прибрежных наводнений. Переход FEMA на NAVD 88 (по сравнению с NGVD 29) значительно повысил точность национальных карт ставок страхования от наводнений (FIRM). Однако одним из принципов, лежащих в основе FIRM, является стандартизация по всей стране, то есть использование одних и тех же вертикальных данных по всей стране. Но, как мы видим сверху, средний уровень моря — очень локальное явление, и в NAVD 88 есть ряд недостатков 9.