ระบบพิกัดในงานด้านแผนที่
แผนที่เป็นสื่อชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่ไม่ต่างจากสื่ออื่นๆคือเก็บและแสดงข้อมูลข่าวสารที่มีประโยชน์แก่ผู้ใช้ แผนที่ก็เหมือนสื่ออื่นๆที่ล้วนแต่มีรูปแบบในการเก็บและแสดงข้อมูลที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะของมัน เช่น ข้อความในเอกสารก็ต้องเป็นไปตามไวยากรณ์ของภาษาที่ใช้ แผนที่ก็เช่นกันต้องมีรูปแบบหรือไวยากรณ์ของมัน ไวยากรณ์ที่เป็นเอกลักษณ์อันหนึ่งของแผนที่ก็คือข้อมูลที่อยู่ในแผนที่นั้นเก็บตำแหน่งของสิ่งต่างๆบนโลกและแสดงข้อมูลนั้นตามตำแหน่งที่สามารถสื่อให้ผู้ใช้รู้ถึงตำแหน่งและความสัมพันธ์ทางตำแหน่งของสิ่งที่สนใจบนโลก ดังนั้นในทุกขั้นตอนของการทำแผนที่จึงล้วนเกี่ยวข้องกับการกำหนด,จัดการและแสดงตำแหน่งของสิ่งต่างๆที่อยู่บนโลก เริ่มตั้งแต่การสำรวจทั้งทางพื้นดินและทางอากาศ เพื่อจัดเก็บข้อมูลตำแหน่งของสิ่งต่างๆโดยอ้างอิงระบบพิกัดสามมิติ ไปจนถึงการแสดงข้อมูลตำแหน่งนั้นบนแผนที่ซึ่งเป็นระนาบสองมิติ ตำแหน่งของสิ่งต่างๆเหล่านั้นโดยทั่วไปแล้วแสดงในรูปของพิกัด ซึ่งเป็นตัวเลขหรือตัวอักษร หรือทั้งสองอย่างที่อ้างอิงอยู่กับจุดกำเนิดและแกนของระบบพิกัดเพื่อประโยชน์ในการกำหนดตำแหน่งของสิ่งที่ต้องการ ตำแหน่งที่เก็บและแสดงในแผนที่นั้นมีความเกี่ยวข้องและความสำคัญต่อมนุษย์เป็นอย่างมาก ทั้งในชีวิตประจำวัน การวางแผน และ การตัดสินใจในเรื่องต่างๆ ที่มีผลกระทบต่อมนุษย์และสิ่งต่างๆที่อยู่บนโลก ดังนั้นแผนที่จึงต้องแสดงตำแหน่งที่ถูกต้องตามความเป็นจริงของสิ่งที่ปรากฏบนโลก ด้วยเหตุนี้ผู้ที่ทำงานเกี่ยวกับแผนที่จึงจำเป็นต้องมีความรู้เรื่องระบบพิกัดที่ใช้ในงานด้านแผนที่เป็นอย่างดี 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) ที่ใช้ในแผนที่ภูมิประเทศของกรมแผนที่ทหาร ส่วนการกำหนดตำแหน่งบนโลกมักเป็นระบบพิกัดสามมิติ 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
2. ระบบพิกัดสามมิติที่มีจุดกำเนิดที่จุดศูนย์กลางของโลก
3. ระบบพิกัดขั้วที่มีจุดกำเนิดบนผิวโลก
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