भूगणितीय डेटम

भूगणितीय डेटम या भूगणितीय प्रणाली (सामान्यतः भूगणितीय संदर्भ डेटम, भूगणितीय संदर्भ प्रणाली या भूगणितीय संदर्भ फ्रेम) एक भूमंडलीय डेटम संदर्भ या संदर्भ फ्रेम है जो भूगणितीय निर्देशांक के माध्यम से पृथ्वी या अन्य ग्रह निकायों पर स्थानों की स्थिति का शुद्ध प्रतिनिधित्व करते है भूगणित, मार्गदर्शन, सर्वेक्षण, भौगोलिक सूचना प्रणाली, सुदूर संवेदन और मानचित्र विज्ञान सहित स्थानिक स्थान के आधार पर किसी भी तकनीक या तकनीक के लिए महत्वपूर्ण हैं अक्षांश और देशांतर या किसी अन्य समन्वय प्रणाली में पृथ्वी की सतह पर किसी स्थान को मापने के लिए एक क्षैतिज निर्दिष्ट सिद्धांत का उपयोग किया जाता है एक मानक मूल के सापेक्ष ऊंचाई या लंबाई को मापने के लिए लंबवत निर्दिष्ट सिद्धांत का उपयोग किया जाता है जैसे औसत समुद्र स्तर (एमएसएल) भूगणितीय स्थापन प्रणाली (जीपीएस) के प्रारम्भ के बाद से इसके द्वारा उपयोग किए जाने वाले दीर्घवृत्त और निर्दिष्ट सिद्धांत डब्ल्यूजीएस 84 ने कई अनुप्रयोगों में अधिकांश अन्य स्थान प्राप्त किए है डब्ल्यूजीएस 84 प्रायः पुराने निर्दिष्ट सिद्धांत के विपरीत, भूगणितीय संदर्भ फ्रेम के उपयोग के लिए अभिप्रेत है।

जीपीएस से पहले, किसी स्थान की स्थिति को मापने का कोई शुद्ध प्रकार नहीं था जो भूमंडलीय संदर्भ बिंदुओं से दूर था जैसे देशांतर के लिए ग्रीनविच वेधशाला में प्रमुख याम्योत्तर से भूमध्य रेखा अक्षांश के लिए या समुद्र तल के लिए निकटतम तट से खगोलीय और कालानुक्रमिक विधियों में विशेष रूप से लंबी दूरी पर सीमित शुद्धता होती है यहां तक ​​​​कि जीपीएस को एक पूर्वनिर्धारित संरचना की आवश्यकता होती है जिस पर इसके माप को आधार बनाया जाता है इसलिए डब्ल्यूजीएस 84 अनिवार्य रूप से एक निर्दिष्ट सिद्धांत के रूप में कार्य करता है सामान्यतः यह पारंपरिक मानक क्षैतिज या ऊर्ध्वाधर विवरण मे विशेष रूप से भिन्न होता है।

एक मानक निर्दिष्ट सिद्धांत विनिर्देश क्षैतिज या ऊर्ध्वाधर में कई भाग होते हैं पृथ्वी के आकार और आयामों के लिए एक मॉडल जैसे कि एक संदर्भ दीर्घवृत्त या जीओएड उद्गम जिस पर दीर्घवृत्ताभ/जियोइड पृथ्वी पर या उसके अंदर एक ज्ञात (प्रायः ऐतिहासिक) स्थान से बंधा हुआ है यह आवश्यक नहीं कि 0 अक्षांश 0 देशांतर पर हो और कई नियंत्रण बिंदु जिन्हें उत्पत्ति और इतिहास से शुद्ध रूप से मापा गया है सर्वेक्षण के माध्यम से निकटतम नियंत्रण बिंदु से अन्य स्थानों के निर्देशांकों को मापा जाता है क्योंकि दीर्घवृत्ताभ या जिओइड निर्दिष्ट सिद्धांत के बीच भिन्न होता है साथ ही अंतरिक्ष में उनकी उत्पत्ति और अभिविन्यास के साथ एक निर्दिष्ट सिद्धांत को संदर्भित निर्देशांक और दूसरे आंकड़ा को संदर्भित निर्देशांक के बीच संबंध अपरिभाषित होता है और केवल अनुमान लगाया जा सकता है कि स्थानीय आंकड़ा का उपयोग करते हुए, दो अलग-अलग निर्दिष्ट सिद्धांत में समान क्षैतिज निर्देशांक वाले बिंदु के बीच सतह पर असमानता किलोमीटर तक अभिगम्य हो सकती है यदि बिंदु एक या दोनों निर्दिष्ट सिद्धांत की उत्पत्ति से दूर है इस घटना को "डेटम स्थानान्तरण" कहा जाता है।

क्योंकि पृथ्वी एक अपूर्ण दीर्घवृत्ताभ है स्थानीय आंकड़े डब्ल्यूजीएस 84 कैन की तुलना में विस्तृत सूचना के कुछ विशिष्ट क्षेत्र का अधिक शुद्ध प्रतिनिधित्व दे सकते हैं उदाहरण के लिए, ओएसजीबी 36, भूमंडलीय डब्ल्यूजीएस 84 दीर्घवृत्त की तुलना में ब्रिटिश द्वीपों को विस्तृत करने वाले जियोइड का अपेक्षाकृत सन्निकटन है हालांकि एक भूमंडलीय प्रणाली के लाभ अधिक शुद्धता से होने के कारण भूमंडलीय डब्ल्यूजीएस 84 निर्दिष्ट सिद्धांत के लिए व्यापक रूप से स्वीकृति किया गया है।

File:Chicago City Datum.jpg

शिकागो शहर डेटम बेंचमार्क

इतिहास

Main articles: भूगणित का इतिहास, गोलाकार पृथ्वी § इतिहास, and पृथ्वी की परिधि § इतिहास

See also: मार्गदर्शन का इतिहास, देशांतर का इतिहास, and अक्षांश का इतिहास

File:1870 Index Chart to GTS India-1.jpg

त्रिकोणमितीय सर्वे इंडिया, भूगणितीय डेटम स्थापित करने के लिए पर्याप्त व्यापक सर्वेक्षणों में से एक है।

पृथ्वी की गोलाकार प्रकृति को प्राचीन यूनानियों द्वारा जाना जाता था जिन्होंने अक्षांश और देशांतर की अवधारणाओं और उन्हें मापने के लिए पहली खगोलीय विधियों को भी विकसित किया था मुस्लिम और भारतीय खगोलविदों द्वारा संरक्षित और आगे विकसित की गई ये विधियाँ 15वीं और 16वीं शताब्दी के भूमंडलीय शोध के लिए पर्याप्त थीं।

हालाँकि, प्रबुद्धता के युग की वैज्ञानिक प्रगति ने इन मापों में त्रुटियों की पहचान की और अधिक शुद्धता की मांग को प्रस्तुत किया था जॉन हैरिसन द्वारा 1735 समुद्री कालक्रम जैसे तकनीकी नवाचारों को जन्म दिया था लेकिन पृथ्वी के आकार के विषय में अंतर्निहित धारणाओं पर पुनर्विचार भी किया और आइजैक न्यूटन ने माना कि संवेग के संरक्षण को पृथ्वी के समतल (भूमध्य रेखा पर व्यापक) बनाना चाहिए, जबकि जैक्स कैसिनी (1720) के प्रारम्भिक सर्वेक्षणों ने उन्हें विश्वास दिलाया कि पृथ्वी लम्बी (ध्रुवों पर व्यापक) है लैपलैंड और पेरू के बाद के फ्रांसीसी जियोडेसिक मिशन (1735-1739) ने न्यूटन की पुष्टि किया लेकिन गुरुत्वाकर्षण में भिन्नता की भी खोज किया था जिसको अंततः जियोइड मॉडल के रूप मे जाना जाता है।

समकालीन विकास मानक दूरी पर दूरी और स्थान को शुद्ध रूप से मापने के लिए त्रिकोणमितीय सर्वेक्षण का उपयोग किया गया था। 18वीं शताब्दी के अंत तक, जैक्स कैसिनी (1718) और एंग्लो-फ्रेंच सर्वेक्षण (1784-1790) के सर्वेक्षणों से प्रारम्भ होकर, सर्वेक्षण नियंत्रण नेटवर्क ने फ्रांस और यूनाइटेड किंगडम को अधिकृत किया और पूर्वी यूरोप (1816-1855) में स्ट्रूव भूगणितीय आर्क और भारत के त्रिकोणमितीय सर्वेक्षण (1802-1871) जैसे अधिक महत्वाकांक्षी उपक्रमों में अधिक समय लगा, लेकिन इसके परिणामस्वरूप पृथ्वी दीर्घवृत्त के आकार का अधिक शुद्धता से अनुमान लगाया गया क्योकि संयुक्त राज्य में पहला त्रिभुज 1899 तक पूरा नहीं हुआ था।

अमेरिकी सर्वेक्षण के परिणामस्वरूप 1927 (एनएडी-27) का उत्तरी अमेरिकी आंकड़ा (क्षैतिज) और 1929 का लम्बवत निर्दिष्ट सिद्धांत (एनएवीडी-29) सामने आया जो सार्वजनिक उपयोग के लिए उपलब्ध पहला मानक निर्दिष्ट सिद्धांत था इसके बाद अगले कई दशकों में राष्ट्रीय और क्षेत्रीय आंकड़े प्रारम्भ किए गए। प्रारंभिक उपग्रहों के उपयोग सहित मापन में सुधार के बाद की 20वीं शताब्दी में अधिक शुद्ध निर्दिष्ट सिद्धांत को सक्षम किया गया था जैसे उत्तरी अमेरिका में एनएडी-83, यूरोप में ईटीआरएस-89, और ऑस्ट्रेलिया में जीडीए-94 और इस समय भूमंडलीय आंकड़ा भी पहली बार उपग्रह मार्गदर्शन प्रणाली में उपयोग के लिए विकसित किए गए थे विशेष रूप से यूएस भूगणितीय स्थापन प्रणाली (जीपीएस) में उपयोग किए जाने वाले भूगणितीय प्रणाली (डब्ल्यूजीएस 84), यूरोपीय गैलीलियो प्रणाली और अंतर्राष्ट्रीय स्थलीय संदर्भ प्रणाली और फ़्रेम (आईटीआरएफ) में उपयोग किया जाता है।

आयाम

क्षैतिज आंकड़ा

क्षैतिज निर्दिष्ट सिद्धांत वह मॉडल है जिसका उपयोग पृथ्वी पर स्थितियों को मापने के लिए किया जाता है माप करने के लिए उपयोग किए जाने वाले निर्दिष्ट सिद्धांत के आधार पर एक विशिष्ट बिंदु में अपेक्षाकृत भिन्न निर्देशांक हो सकते हैं विश्व में सैकड़ों स्थानीय क्षैतिज आंकड़े हैं सामान्यतः कुछ सुविधाजनक स्थानीय संदर्भ बिंदु के संदर्भ में पृथ्वी के आकार से शुद्ध मापन के आधार पर समकालीन निर्दिष्ट सिद्धांत का उद्देश्य बड़े क्षेत्रों को अधिकृत करना है डब्ल्यूजीएस 84 निर्दिष्ट सिद्धांत, जो उत्तरी अमेरिका में प्रयुक्त होने वाले एनएडी-83 निर्दिष्ट सिद्धांत और यूरोप में प्रयुक्त होने वाले ईटीआरएस-89 निर्दिष्ट सिद्धांत के लगभग समान है यह एक सामान्य मानक निर्दिष्ट सिद्धांत है।

लम्बवत निर्दिष्ट सिद्धांत

Main article: लम्बवत निर्दिष्ट सिद्धांत

Further information: चार्ट आधार

लंबवत निर्दिष्ट सिद्धांत ऊर्ध्वाधर स्थितियों के लिए एक संदर्भ सतह है जैसे भू-भाग, बेथीमेट्री, जल स्तर और मानव निर्मित संरचनाओं सहित पृथ्वी की ऊंचाई समुद्र तल की एक अनुमानित परिभाषा निर्दिष्ट सिद्धांत डब्ल्यूजीएस 84 एक दीर्घवृत्ताभ है जबकि एक अधिक शुद्ध परिभाषा पृथ्वी गुरुत्वाकर्षण मॉडल 2008 या ईजीएम-2008 है जिसमें कम से कम 2,159 गोलाकार हार्मोनिक्स का उपयोग किया गया है अन्य आंकड़ा क्षेत्रों या अन्य समयों के लिए परिभाषित किए गए हैं ईडी-50 को 1950 में यूरोप में परिभाषित किया गया था और आप यूरोप में कहां देखते हैं इसके आधार पर डब्ल्यूजीएस 84 से कुछ 100 मीटर अलग है मंगल ग्रह के निकट कोई महासागर नहीं है और इसलिए कोई समुद्र तल नहीं है लेकिन वहां स्थानों का पता लगाने के लिए कम से कम दो मंगल द्वीप निर्दिष्ट सिद्धांतों का उपयोग किया गया है।

भूगणितीय निर्देशांक

Main article: जियोडेटिक निर्देशांक

Further information: भौगोलिक समन्वय प्रणाली

File:Geocentric vs geodetic latitude.svg

छवि में गोलाकार (नारंगी) की समतलता पृथ्वी की तुलना में अधिक है जिसके परिणामस्वरूप, भूगणितीय और भूकेंद्रीय अक्षांशों के बीच संगत अंतर भी अतिपरवलयिक है।

भूगणितीय निर्देशांक में, पृथ्वी की सतह को पृथ्वी दीर्घवृत्ताभ द्वारा अनुमानित किया जाता है और सतह के निकट के स्थानों को भूगणितीय अक्षांश के संदर्भ में ($\phi$) देशांतर ($\lambda$) और दीर्घवृत्त ऊंचाई ($h$) द्वारा वर्णित किया जाता है।

पृथ्वी संदर्भ दीर्घवृत्त

Main article: संदर्भ दीर्घवृत्त

परिभाषित और व्युत्पन्न पैरामीटर

Further information: संदर्भ दीर्घवृत्त § दीर्घवृत्ताभ पैरामीटर

दीर्घवृत्त अर्ध-प्रमुख अक्ष $a$ और समतल $f$ द्वारा पूरी तरह से परिचालित होता है।

पैरामीटर	प्रतीक
अर्ध-दीर्घ अक्ष	$a$
समतल का संबंध	${\frac {1}{f}}$

$a$ और $f$ से अर्ध-लघु अक्ष $b$ दीर्घवृत्ताभ की पहली उत्केन्द्रता $e$ और दूसरी उत्केन्द्रता $e'$ प्राप्त करना संभव है।

पैरामीटर	मान
अर्ध दीर्घ अक्ष	$b=a(1-f)$
वर्ग पहली उत्केन्द्रता	$e^{2}=1-{\frac {b^{2}}{a^{2}}}=f(2-f)$
वर्ग दूसरी उत्केन्द्रता	${e'}^{2}={\frac {a^{2}}{b^{2}}}-1={\frac {f(2-f)}{(1-f)^{2}}}$

भूगणितीय प्रणाली के लिए पैरामीटर

Main article: पृथ्वी दीर्घवृत्त § ऐतिहासिक पृथ्वी दीर्घवृत्त

भूगणितीय प्रणाली में उपयोग किए जाने वाले दो मुख्य संदर्भ दीर्घवृत्त जीआरएस-80 और डब्ल्यूजीएस-84 हैं। भूगणितीय प्रणाली की एक अधिक व्यापक सूची यहां पाई जा सकती है:

भूगणितीय संदर्भ प्रणाली 1980 (जीआरएस-80)

जीआरएस 80 पैरामीटर

पैरामीटर	संकेत	मान
अर्ध प्रमुख अक्ष	$a$	6378137 m
समतल का संबंध	${\frac {1}{f}}$	298.257222101

भूमंडलीय भूगणितीय प्रणाली 1984 (डब्ल्यूजीएस 84)

भूमंडलीय स्थापन प्रणाली (जीपीएस) पृथ्वी की सतह के निकट एक बिंदु के स्थान का निर्धारण करने के लिए भूगणितीय प्रणाली 1984 (डब्ल्यूजीएस 84) का उपयोग करता है।

डब्ल्यूजीएस 84 के मापदंडों को परिभाषित करना

पैरामीटर	संकेत	मान
अर्ध प्रमुख अक्ष	$a$	6378137.0 m
समतल का संबंध	${\frac {1}{f}}$	298.257223563

डब्ल्यूजीएस 84 का व्युत्पन्न ज्यामितीय स्थिरांक

स्थिरांक	संकेत	मान
अर्ध प्रमुख अक्ष