空間斜メルカトル図法

空間斜メルカトル図法。

宇宙斜交メルカトル図法は、 1970年代に地球調査衛星データから地図を作成するために考案された地図投影法です。これは斜交メルカトル図法を一般化したもので、衛星の地上軌道の時間変化を地図上で最適化するために組み込んでいます。一方、斜交メルカトル図法は、与えられた測地線に対して最適化されています

歴史

空間斜メルカトル図法 (SOM) は、ジョン・P・スナイダーアルデン・パートリッジ・コルヴォコレセスジョン・L・ジャンキンスによって1976 年に開発されました。スナイダーは子供の頃から地図に興味を持っており、休暇中に定期的に地図作成の会議に出席していました。1972 年に、米国地質調査所(USGS) は、楕円体の地球の衛星写真を平らな紙に印刷したときに生じる歪みの量を減らすシステムを開発する必要がありました。USGS の国家地図作成プログラムの責任者であるコルヴォコレセスは、1976 年に測地科学会議の参加者に投影の問題の解決に協力を求めました。[ 1 ]スナイダーは、新しく購入した電卓でその問題に取り組み、問題を解決するために必要な数式を考案しました。計算結果をウォルド・トブラー氏にレビューのために提出した後、スナイダーはそれを USGS に無償で提出しました。 USGSの職員はスナイダーの仕事に感銘を受け、彼に仕事を提供し、彼はすぐにそれを受け入れた。[ 1 ]彼の公式は、1978年夏に打ち上げられた ランドサット4号の地図を作成するために使用された。

投影の説明

宇宙斜メルカトル図法は、衛星によって観測された観測範囲を、ほぼ等角的に連続的にマッピングします。縮尺は地上航跡に沿って正確で、衛星の通常の観測範囲内では0.01%の変動があります。等角性は、観測範囲内で数ppm以内の精度です。歪みは、地上航跡に平行な一定距離の線に沿って、ほぼ一定です。宇宙斜メルカトル図法は、地球の自転を考慮した唯一の図法です。

方程式

球面に対する空間斜メルカトル図法の順方向方程式は次のとおりです。

×R0λHS21+S2dλS1+S2ln日焼けπ4+φ2yRH+10λS1+S2dλ+11+S2ln日焼けπ4+φ2SP2P1コスλH1P2P1コス日焼けλコス日焼けλt+日焼けφコスλtφコスφコスφλtλtλ+P2P1λφ測地学的(または地理的)緯度。λ測地経度(または地理経度)。P2衛星の公転に必要な時間。P1地球の自転の長さ。傾斜角度。R地球の半径。×y長方形の地図座標。{\displaystyle {\begin{aligned}{\frac {x}{R}}&=\int _{0}^{\lambda '}{\frac {H-S^{2}}{\sqrt {1+S^{2}}}}d\lambda '-{\frac {S}{\sqrt {1+S^{2}}}}\ln \tan \left({\frac {\pi }{4}}+{\frac {\varphi '}{2}}\right)\\{\frac {y}{R}}&=\left(H+1\right)\int _{0}^{\lambda '}{\frac {S}{\sqrt {1+S^{2}}}}d\lambda '+{\frac {1}{\sqrt {1+S^{2}}}}\ln \tan \left({\frac {\pi }{4}}+{\frac {\varphi '}{2}}\right)\\S&={\tfrac {P_{2}}{P_{1}}}\sin i\cos \lambda '\\H&=1-{\tfrac {P_{2}}{P_{1}}}\cos i\\\tan \lambda '&=\cos i\tan \lambda _{t}+{\frac {\sin i\tan \varphi }{\cos \lambda _{t}}}\\\sin \varphi '&=\cos i\sin \varphi -\sin i\cos \varphi \sin \lambda _{t}\\\lambda _{t}&=\lambda +{\tfrac {P_{2}}{P_{1}}}\lambda '.\\\varphi &={\text{geodetic (or geographic) latitude.}}\\\lambda &={\text{geodetic (or geographic) longitude.}}\\P_{2}&={\text{time required for revolution of satellite.}}\\P_{1}&={\text{length of Earth rotation.}}\\i&={\text{angle of inclination.}}\\R&={\text{radius of Earth.}}\\x,y&={\text{rectangular map coordinates.}}\end{aligned}}}

参考文献

  1. ^ a bストックトン、ニック(2014年6月20日)「投影法を知ろう:空間斜メルカトル図法」 Wired.