ISO 19111:2019 地理情報—座標による参照 | ページ 6

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

3 用語、定義、記号および略語

3.1 用語と定義

この文書の目的上、次の用語と定義が適用されます。

ISO と IEC は、標準化に使用する用語データベースを次のアドレスで維持しています。

3.1.1

アフィン座標系

必ずしも相互に垂直ではない直線軸を持つユークリッド空間の座標系

3.1.2

デカルト座標系

すべて同じ測定単位を持つ、互いに直交するn 本の直線軸に対する点の位置を与えるユークリッド空間の座標系

注記 1:この文書では、 n は 2 または 3 です。

注記 2:デカルト座標系は、アフィン座標系を特殊化したものです。

3.1.3

複合座標参照系

少なくとも 2 つの独立した座標参照系を使用した座標参照系

注記 1:座標参照系は、一方の座標値をもう一方の座標値に変換または変換できない場合、互いに独立しています。

3.1.4

連結演算

複数の座標演算を順次適用することで構成される座標演算

3.1.5

座標

点の位置を指定する一連の数字の 1 つ

注記 1:空間座標参照系では、座標番号は単位で修飾されます。

3.1.6

座標変換

ソース座標参照系の座標を、両方の座標参照系が同じデータムに基づいているターゲット座標参照系の座標に変更する座標操作

注記 1: 座標変換では、指定された値を持つパラメータが使用されます。

例 1:

地図投影法を使用した楕円体座標からデカルト座標へのマッピング。

例 2:

ラジアンから度、フィートからメートルなどの単位の変更。

3.1.7

座標時代

動的座標参照系の座標が参照されるエポック

3.1.8

座標演算

1 対 1 の関係に基づいて、ソース座標参照系の座標をターゲット座標参照系の座標に変更する、またはソース座標エポックの座標をターゲット座標エポックの座標に変更する数学的モデルを使用したプロセス。同じ座標参照系内で

3.1.9

座標参照系

データムによってオブジェクトに関連付けられる座標系

注記 1:測地基準系および鉛直基準系は、基準座標系と呼ばれます。

注記 2:測地基準系および垂直基準系の場合、オブジェクトは地球になります。惑星アプリケーションでは、測地基準系と垂直基準系が他の天体に適用される場合があります。

3.1.10

座標セット

同じ座標参照系を参照する座標タプルのコレクション、およびその座標参照系が同じ座標エポックに対しても動的である場合

3.1.11

座標系

座標を点に割り当てる方法を指定する一連の数学的規則

3.1.12

座標変換

ソース座標参照系の座標をターゲット座標参照系の座標に変更する座標操作。ソース座標参照系とターゲット座標参照系は異なるデータムに基づいています。

注記 1: 座標変換では、経験的に導出されたパラメータが使用されます。これらの座標のエラーは座標変換に埋め込まれ、座標変換が適用されると、埋め込まれたエラーが出力座標に送信されます。

注記 2: 座標変換は、口語的に「測地基準系変換」と呼ばれることもあります。これは間違いです。座標変換は座標値を変更します。日付の定義は変更されません。この文書では、座標は 2 つのデータム間ではなく、2 つの座標参照系間で動作します。

3.1.13

座標タプル

座標で構成されるタプル

注1:​​座標タプル内の座標の数は、座標系の次元に等しい。座標タプル内の座標の順序は、座標系の軸の順序と同じです。

3.1.14

円筒座標系

位置が 2 つの線形座標と 1 つの角座標によって指定されるユークリッド空間の 3 次元座標系

3.1.15

日付

基準フレーム

座標系の原点の位置、スケール、向きを実現するパラメータまたはパラメータのセット

3.1.16

デートアンサンブル

同じ地上基準系または垂直基準系の複数の実現のグループで、近似的な空間基準の目的では大幅に異なるものではありません。

注記 1:データム アンサンブル内のさまざまな実現を参照するデータセットは、座標変換なしでマージできます。

注記 2: 「おおよそ」はユーザーが定義するもので、通常は 1 デシメートル未満程度ですが、最大 2 メートルになる場合もあります。

例:

「WGS 84」は、WGS 8, WGS 8, WGS 8, WGS 8, WGS 8, および WGS 84 (G1762) を含む未差別の実現グループです。地球の表面では、TRANSIT と G730 の実現の間で平均 0.7 m, G730 と G873 の間でさらに 0.2 m, G873 と G1150 の間で 0.06 m, G1150 と G1674 の間で 0.2 m, G1674 と G1762 の間で 0.02 m 変化しました。 )。

3.1.17

深さ

選択した垂直基準面からその面に垂直な線に沿った下向きの点までの距離

注記 1:線の方向は直線である場合もあれば、地球の重力場やその他の物理現象に依存する場合もあります。

注記 2:垂直基準面より上の深さは負の値になります。

3.1.18

派生座標参照系

以前に確立された座標参照系内の座標に指定された座標変換を適用することによって定義される座標参照系。

注記 1:あらかじめ確立された座標参照系をベース座標参照系と呼びます。

注記 2:派生座標参照系は、そのデータムまたは参照フレームをその基本座標参照系から継承します。

注記 3:基本座標参照系と派生座標参照系の間の座標変換は、座標変換の定義で指定されたパラメータと式を使用して実装されます。

3.1.19

動的座標参照系

動的基準フレームを持つ座標基準系

注記 1:動的座標参照系を参照する地球の地殻上または地殻付近の点の座標は、通常、地殻変動や氷河等方圧調整などの地殻変動により、時間とともに変化することがあります。

注記 2:動的座標参照系を参照するデータセットのメタデータには、座標エポック情報が含まれている必要があります。

3.1.20

動的基準フレーム

動的日付

定義パラメータに時間発展が含まれる基準フレーム

注記 1:時間発展を伴う定義パラメーターは、通常、座標セットです。

3.1.21

東進

E

座標系における南北基準線からの東方向 (正) または西方向 (負) の距離。

3.1.22

楕円

基準楕円体

<測地学> 主軸を中心に回転する楕円によって形成される 3D ユークリッド空間に埋め込まれた幾何学的基準面

注記 1:地球の場合、楕円体は極軸を中心に回転する二軸です。これらの結果、焦点の中点が地球の名目上の中心に位置する偏球楕円体が得られます。

3.1.23

楕円体座標系

測地座標系

位置が測地緯度、測地経度、および (3 次元の場合) 楕円体の高さによって指定される座標系

3.1.24

楕円体の高さ

測地高さ

h

参照楕円体からこの点までの垂線に沿った、参照楕円体からの点の距離。参照楕円体の上方または外側の場合は正になります。

注記 1: 3 次元楕円体座標系の一部として、または 3 次元投影座標参照系内の 3 次元デカルト座標系の一部としてのみ使用され、単独で使用されることはありません。

3.1.25

工学座標参照系

工学データムに基づく座標参照系

例 1:

建物や建設現場などの基準点から数キロメートル以内の相対位置を特定するシステム。

例 2:

船や周回宇宙船などの移動物体にローカルな座標参照系。

例 3:

画像の内部座標参照系。これには連続した軸があります。グリッドの基礎となる場合があります。

3.1.26

エンジニアリング日

現地の日付

座標系とローカル基準との関係を記述するデータム

注記 1: 工学データムには、測地基準系と鉛直基準系の両方が含まれません。

3.1.27

エポック

<測地学> 時点

注記 1:この文書では、時代はグレゴリオ暦で 10 進数で表されます。

例:

グレゴリオ暦の 2017-03-25 は、エポック 2017.23 です。

3.1.28

平らにする

f

楕円体の長半径 ( a ) と短半径 ( b ) の差の長半径に対する比: f = ( ab )/ a

注 1:逆平坦化 1/ f = a /( a − b ) が代わりに与えられる場合もあります。 1/ f は逆数平坦化とも呼ばれます。

3.1.29

フレーム参照エポック

動的基準フレームを定義する座標のエポック

3.1.30

地心緯度

赤道面から楕円体の中心から所定の点を通る方向までの角度。北方向は正として扱われます。

3.1.31

測地座標参照系

測地基準系に基づき、3 次元デカルト座標系または球面座標系を持つ 3 次元座標参照系

注記 1:この文書では、測地基準系に基づき、楕円体座標系を有する座標基準系が地理的座標系となります。

3.1.32

測地緯度

楕円体の緯度

φ

赤道面から特定の点を通る楕円体の垂線までの角度。北方向は正として扱われます。

3.1.33

測地経度

楕円体の経度

λ

本初子午線面から特定の点の子午線面までの角度、東方向を正として扱う

3.1.34

測地基準系

地球に対する 2 次元または 3 次元の座標系の関係を記述する基準座標系またはデータム

注記 1:この文書で説明されているデータ・モデルでは、UML クラス GeodeticReferenceFrame には、現代の地球基準系と古典的な測地系の両方が含まれています。

3.1.35

地理座標参照系

測地基準系と楕円体座標系を持つ座標基準系

3.1.36

ジオイド

地球の重力場の等電位面であり、重力の方向に対して垂直であり、局所的、地域的、または地球規模の平均海面に最もよく適合する。

3.1.37

重力関連の高さ

H

地球の重力場に依存する高さ

注記 1:これは、とりわけ、海抜高度と法線高度を指し、どちらも平均海面から上の点の距離の近似値ですが、法線高度、動的高度、または地質ポテンシャルの数値も含まれる場合があります。

注記 2:基準面からの距離は、重力方向の影響を受けるため、必ずしも直線ではなく曲線を描く場合があります。

3.1.38

身長

選択した基準面からその面に垂直な線に沿った上向きの正の点までの距離

注記 1:基準面から下の高さは負の値になります。

注記 2:楕円体高さ (h) と重力関連高さ (H) の一般化。

3.1.39

線形座標系

線形フィーチャが軸を形成する 1 次元座標系

例 1:

パイプラインに沿った距離。

例 2:

ずれた油井の穴を深く掘り下げます。

3.1.40

地図投影法

楕円体座標系から平面への座標変換

3.1.41

平均海面

MSL

<測地学> 潮汐の全段階と季節変動における海面の平均レベル

注記 1:局所的な文脈における平均海面とは、通常、一定期間にわたる 1 つ以上の地点での観測から計算される、その地域の平均海面を意味します。 IHO の基準を満たすには、その期間は 19 年間の完全な月の周期である必要があります。地球規模の状況における平均海面と地球規模のジオイドの差は 2 m 以内です。

3.1.42

子午線

楕円体の最短軸を含む平面による楕円体の交点

注記 1:この用語は一般に、完全な閉じた図形ではなく、極から極までの円弧を表すために使用されます。

3.1.43

北進

N

座標系における東西基準線からの北方向 (正) または南方向 (負) の距離。

3.1.44

パラメータ参照エポック

時間依存の座標変換のパラメータ値が有効となるエポック

注1: ​​座標変換を適用する前に、まず変換パラメータ値を座標のエポックに伝播する必要があります。

3.1.45

パラメトリック座標参照系

パラメトリックデータムに基づく座標参照系

3.1.46

パラメトリック座標系

軸の単位が本質的に空間的ではないパラメータ値でwhere 1 次元座標系

3.1.47

パラメトリック日付

パラメトリック座標系とオブジェクトの関係を記述するデータム

注記 1:物体は通常、地球です。

3.1.48

ポイントモーション操作

点の運動により 1 つの座標参照系内の座標を変更する座標操作

注記 1:座標の変更は、最初のエポックの座標から別のエポックの座標への変化です。

注記 2:この文書では、点の動きは地殻変動または地殻変動によるものです。

3.1.49

極座標系

位置が 1 つの距離座標と 1 つの角度座標によって指定されるユークリッド空間の 2 次元座標系

注記 1: 3 次元の場合については、球面座標系を参照。

3.1.50

本初子午線

他の子午線の経度を定量化するための子午線

3.1.51

投影座標参照系

地図投影法を適用することによって地理座標参照系から導出される座標参照系

注記 1: 2 次元または 3 次元の場合があり、その次元は、その次元が導出される地理座標参照系の次元に等しい。

注記 2: 3 次元の場合、水平座標 (測地緯度と測地経度の座標) は北座標と東座標に投影され、楕円体の高さは変わりません。

3.1.52

基準フレーム

日付

座標系の原点の位置、スケール、向きを実現するパラメータまたはパラメータのセット

3.1.53

長半径

a

楕円体の最長軸の半直径

3.1.54

準短軸

b

楕円体の最短軸の半直径

3.1.55

順序

繰り返される可能性のある関連項目 (オブジェクトまたは値) の有限で順序付けられたコレクション

3.1.56

空間参照

現実世界における位置の説明

注記 1:これは、ラベル、コード、または座標タプルの形式をとる場合があります。

3.1.57

空間パラメトリック座標参照系

1 つの構成座標参照系が空間座標参照系であり、もう 1 つがパラメトリック座標参照系である複合座標参照系。

注記 1:通常、空間コンポーネントは「水平」であり、パラメトリックコンポーネントは「垂直」です。

3.1.58

時空間パラメトリック座標参照系

空間座標参照系、パラメトリック座標参照系、時間座標参照系で構成される複合座標参照系

3.1.59

時空間座標参照系

1 つの構成座標参照系が空間座標参照系であり、もう 1 つが時間座標参照系である複合座標参照系。

3.1.60

球面座標系

位置が 1 つの距離座標と 2 つの角度座標によって指定されるユークリッド空間の 3 次元座標系

注記 1: 球体に「縮退」した楕円体に基づく楕円体座標系と混同しないでください。

3.1.61

静的座標参照系

静的な参照フレームを持つ座標参照系

注記 1:静的座標参照系を参照する地球の地殻上または地殻付近の点の座標は、時間とともに変化しません。

注記 2:静的座標参照系を参照するデータセットのメタデータには、座標エポック情報は必要ありません。

3.1.62

静的基準フレーム

静的な日付

定義パラメータが時間発展を除外した基準フレーム

3.1.63

時間座標参照系

時間データに基づく座標参照系

3.1.64

時間座標系

<geodesy> 時間を軸where 1 次元座標系

3.1.65

一時的な日付

時間座標系とオブジェクトの関係を記述するデータ

注記 1:オブジェクトは通常、地球上の時間です。

3.1.66

地上基準系

TRS

宇宙での日周運動において地球と共回転する空間参照系の原点、スケール、方位、時間発展を定義する一連の規則

注記 1: TRS の抽象概念は、通常、正確に決定された座標とオプションでその変化率を持つ一連の物理点で構成される地上基準系を通じて実現されます。この文書では、地球基準系はデータ モデルの測地基準系要素内に含まれています。

3.1.67

変換基準エポック

時間固有の座標変換のパラメータ値が有効となるエポック

注 1:座標変換を適用する前に、まず座標をこのエポックに伝播する必要があります。これは、座標変換が適用される前にwhere まず変換パラメータ値を座標のエポックに伝播する必要があるパラメータ参照エポックとは対照的です。

3.1.68

タプル

順序付けられた値のリスト

[出典:ISO 19136:2007, 4.1.63]

3.1.69

ユニット

次元パラメータが表現される定義された量

注記 1:この文書では、単位のサブタイプは、長さ単位、角度単位、スケール単位、パラメトリック量、および時間量です。

3.1.70

垂直座標参照系

垂直基準フレームに基づく 1 次元座標参照系

3.1.71

垂直座標系

重力に関連した高さまたは深さの測定に使用される 1 次元座標系

3.1.72

垂直基準フレーム

縦の日付

重力に関連した高さまたは深さと地球との関係を記述する参照系

注記 1:ほとんどの場合、垂直基準座標系は平均海面に関係します。垂直データムには測深データム (水路測量目的で使用される) が含まれており、この場合、高さは負の高さまたは深さになる可能性があります。

注記 2:楕円体の高さは、測地基準系を基準とする 3 次元の楕円体座標系に関連します。

3.1.73

垂直基準系

VRS

重力に関連した地球との高さまたは深さの関係を説明する、原点、スケール、方位、および時間の経過を定義する一連の規則

注記 1: VRS の抽象概念は、垂直基準フレームを通じて実現されます。

3.2 記号

a楕円体の長半径
b二軸楕円体の短半径
E東進
f平らにする
H重力関連の高さ
h楕円体の高さ
N北進
λ測地経度
φ測地緯度
EN, [ h ]投影座標参照系のデカルト座標
XYZ測地座標参照系のデカルト座標
ij 、 [ k ]工学座標参照系におけるデカルト座標
rθ2D 工学座標参照系の極座標
rΩθ3D 工学座標参照系の球面座標
注 この文書では、 Ωは極 (天頂) 角、 θ は方位角です。
φ、λ 、[ h ]地理座標参照系の楕円体座標

3.3 略語

C.C.C座標変換
CCRS複合座標参照系
CRS座標参照系
CT座標変換
MSL平均海面
ピクセル「ピクチャエレメント」の短縮形。デジタル画像の属性が割り当てられる最小の要素です。
PMOポイントモーション操作
sile Système International d'unités (国際単位系)
UML統一モデリング言語
URI統一リソース識別子
1D一次元
2D二次元
3D三次元

参考文献

1Hooijberg M.、実践測地学、Springer, 1997 4
2IERS 条約 (2010) —国際地球回転基準系サービス (IERS) テクニカル ノート No. 36
3ISO 19107:2003, 地理情報 — 空間スキーマ
4ISO 19108, 地理情報 - 時間スキーマ
5ISO 19112, 地理情報 — 地理識別子による空間参照
6ISO 19123, 地理情報 — カバレッジのジオメトリと関数のスキーマ
7ISO 19148, 地理情報 - 線形参照
8ISO 19157, 地理情報 - データ品質
9ISO 19161-1, 地理情報 — 国際地上基準システム (ITRS)
10ISO 19162, 地理情報 — 座標参照系のよく知られたテキスト表現
11ISO/IEC 19501, 情報技術 — オープン分散処理 — 統一モデリング言語 (UML) バージョン 1.4.2
12ISO/IEC/IEEE 9945:2009, 情報技術 - ポータブル オペレーティング システム インターフェイス (POSIX®) 基本仕様、第 7 号
13ISO 80000-3, 数量と単位 — Part 3: 空間と時間
14Snyder John P.、地図投影: 作業マニュアル、USGS Professional Paper 1395, 1987, 383 pp

パラメトリック参考文献:

15ISO 2533:1975, 標準大気
16文書 7488, ICAO 標準大気マニュアル: 80 キロメートル (262,500 フィート) に拡張。国際民間航空機関 (ICAO)、第 3 版、1993 年
17マイアミ等密度座標モデル、2000 年、 http://oceanmodeling.rsmas.miami.edu/micom/ で入手可能

3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms

3.1 Terms and definitions

For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

3.1.1

affine coordinate system

coordinate system in Euclidean space with straight axes that are not necessarily mutually perpendicular

3.1.2

Cartesian coordinate system

coordinate system in Euclidean space which gives the position of points relative to n mutually perpendicular straight axes all having the same unit of measure

Note 1 to entry:n is 2 or 3 for the purposes of this document.

Note 2 to entry: A Cartesian coordinate system is a specialisation of an affine coordinate system.

3.1.3

compound coordinate reference system

coordinate reference system using at least two independent coordinate reference systems

Note 1 to entry: Coordinate reference systems are independent of each other if coordinate values in one cannot be converted or transformed into coordinate values in the other.

3.1.4

concatenated operation

coordinate operation consisting of the sequential application of multiple coordinate operations

3.1.5

coordinate

one of a sequence of numbers designating the position of a point

Note 1 to entry: In a spatial coordinate reference system, the coordinate numbers are qualified by units.

3.1.6

coordinate conversion

coordinate operation that changes coordinates in a source coordinate reference system to coordinates in a target coordinate reference system in which both coordinate reference systems are based on the same datum

Note 1 to entry: A coordinate conversion uses parameters which have specified values.

EXAMPLE 1:

A mapping of ellipsoidal coordinates to Cartesian coordinates using a map projection.

EXAMPLE 2:

Change of units such as from radians to degrees or from feet to metres.

3.1.7

coordinate epoch

epoch to which coordinates in a dynamic coordinate reference system are referenced

3.1.8

coordinate operation

process using a mathematical model, based on a one-to-one relationship, that changes coordinates in a source coordinate reference system to coordinates in a target coordinate reference system, or that changes coordinates at a source coordinate epoch to coordinates at a target coordinate epoch within the same coordinate reference system

3.1.9

coordinate reference system

coordinate system that is related to an object by a datum

Note 1 to entry: Geodetic and vertical datums are referred to as reference frames.

Note 2 to entry: For geodetic and vertical reference frames, the object will be the Earth. In planetary applications, geodetic and vertical reference frames may be applied to other celestial bodies.

3.1.10

coordinate set

collection of coordinate tuples referenced to the same coordinate reference system and if that coordinate reference system is dynamic also to the same coordinate epoch

3.1.11

coordinate system

set of mathematical rules for specifying how coordinates are to be assigned to points

3.1.12

coordinate transformation

coordinate operation that changes coordinates in a source coordinate reference system to coordinates in a target coordinate reference system in which the source and target coordinate reference systems are based on different datums

Note 1 to entry: A coordinate transformation uses parameters which are derived empirically. Any error in those coordinates will be embedded in the coordinate transformation and when the coordinate transformation is applied the embedded errors are transmitted to output coordinates.

Note 2 to entry: A coordinate transformation is colloquially sometimes referred to as a 'datum transformation'. This is erroneous. A coordinate transformation changes coordinate values. It does not change the definition of the datum. In this document coordinates are referenced to a coordinate reference system. A coordinate transformation operates between two coordinate reference systems, not between two datums.

3.1.13

coordinate tuple

tuple composed of coordinates

Note 1 to entry: The number of coordinates in the coordinate tuple equals the dimension of the coordinate system; the order of coordinates in the coordinate tuple is identical to the order of the axes of the coordinate system.

3.1.14

cylindrical coordinate system

three-dimensional coordinate system in Euclidean space in which position is specified by two linear coordinates and one angular coordinate

3.1.15

datum

reference frame

parameter or set of parameters that realize the position of the origin, the scale, and the orientation of a coordinate system

3.1.16

datum ensemble

group of multiple realizations of the same terrestrial or vertical reference system that, for approximate spatial referencing purposes, are not significantly different

Note 1 to entry: Datasets referenced to the different realizations within a datum ensemble may be merged without coordinate transformation.

Note 2 to entry: ‘Approximate’ is for users to define and typically is in the order of under 1 decimetre but may be up to 2 metres.

EXAMPLE:

“WGS 84” as an undifferentiated group of realizations including WGS 84 (TRANSIT), WGS 84 (G730), WGS 84 (G873), WGS 84 (G1150), WGS 84 (G1674) and WGS 84 (G1762). At the surface of the Earth these have changed on average by 0.7 m between the TRANSIT and G730 realizations, a further 0.2 m between G730 and G873, 0.06 m between G873 and G1150, 0.2 m between G1150 and G1674 and 0.02 m between G1674 and G1762).

3.1.17

depth

distance of a point from a chosen vertical reference surface downward along a line that is perpendicular to that surface

Note 1 to entry: The line direction may be straight, or be dependent on the Earth's gravity field or other physical phenomena.

Note 2 to entry: A depth above the vertical reference surface will have a negative value.

3.1.18

derived coordinate reference system

coordinate reference system that is defined through the application of a specified coordinate conversion to the coordinates within a previously established coordinate reference system

Note 1 to entry: The previously established coordinate reference system is referred to as the base coordinate reference system.

Note 2 to entry: A derived coordinate reference system inherits its datum or reference frame from its base coordinate reference system.

Note 3 to entry: The coordinate conversion between the base and derived coordinate reference system is implemented using the parameters and formula(s) specified in the definition of the coordinate conversion.

3.1.19

dynamic coordinate reference system

coordinate reference system that has a dynamic reference frame

Note 1 to entry: Coordinates of points on or near the crust of the Earth that are referenced to a dynamic coordinate reference system may change with time, usually due to crustal deformations such as tectonic motion and glacial isostatic adjustment.

Note 2 to entry: Metadata for a dataset referenced to a dynamic coordinate reference system should include coordinate epoch information.

3.1.20

dynamic reference frame

dynamic datum

reference frame in which the defining parameters include time evolution

Note 1 to entry: The defining parameters that have time evolution are usually a coordinate set.

3.1.21

easting

E

distance in a coordinate system, eastwards (positive) or westwards (negative) from a north-south reference line

3.1.22

ellipsoid

reference ellipsoid

<geodesy> geometric reference surface embedded in 3D Euclidean space formed by an ellipse that is rotated about a main axis

Note 1 to entry: For the Earth the ellipsoid is bi-axial with rotation about the polar axis. This results in an oblate ellipsoid with the midpoint of the foci located at the nominal centre of the Earth.

3.1.23

ellipsoidal coordinate system

geodetic coordinate system

coordinate system in which position is specified by geodetic latitude, geodetic longitude and (in the three-dimensional case) ellipsoidal height

3.1.24

ellipsoidal height

geodetic height

h

distance of a point from the reference ellipsoid along the perpendicular from the reference ellipsoid to this point, positive if upwards or outside of the reference ellipsoid

Note 1 to entry: Only used as part of a three-dimensional ellipsoidal coordinate system or as part of a three-dimensional Cartesian coordinate system in a three-dimensional projected coordinate reference system, but never on its own.

3.1.25

engineering coordinate reference system

coordinate reference system based on an engineering datum

EXAMPLE 1:

System for identifying relative positions within a few kilometres of the reference point, such as a building or construction site.

EXAMPLE 2:

Coordinate reference system local to a moving object such as a ship or an orbiting spacecraft.

EXAMPLE 3:

Internal coordinate reference system for an image. This has continuous axes. It may be the foundation for a grid.

3.1.26

engineering datum

local datum

datum describing the relationship of a coordinate system to a local reference

Note 1 to entry: Engineering datum excludes both geodetic and vertical reference frames.

3.1.27

epoch

<geodesy> point in time

Note 1 to entry: In this document an epoch is expressed in the Gregorian calendar as a decimal year.

EXAMPLE:

2017-03-25 in the Gregorian calendar is epoch 2017.23.

3.1.28

flattening

f

ratio of the difference between the semi-major axis (a) and semi-minor axis (b) of an ellipsoid to the semi-major axis: f = (ab)/a

Note 1 to entry: Sometimes inverse flattening 1/f = a/(a − b) is given instead; 1/f is also known as reciprocal flattening.

3.1.29

frame reference epoch

epoch of coordinates that define a dynamic reference frame

3.1.30

geocentric latitude

angle from the equatorial plane to the direction from the centre of an ellipsoid through a given point, northwards treated as positive

3.1.31

geodetic coordinate reference system

three-dimensional coordinate reference system based on a geodetic reference frame and having either a three-dimensional Cartesian or a spherical coordinate system

Note 1 to entry: In this document a coordinate reference system based on a geodetic reference frame and having an ellipsoidal coordinate system is geographic.

3.1.32

geodetic latitude

ellipsoidal latitude

φ

angle from the equatorial plane to the perpendicular to the ellipsoid through a given point, northwards treated as positive

3.1.33

geodetic longitude

ellipsoidal longitude

λ

angle from the prime meridian plane to the meridian plane of a given point, eastward treated as positive

3.1.34

geodetic reference frame

reference frame or datum describing the relationship of a two- or three-dimensional coordinate system to the Earth

Note 1 to entry: In the data model described in this document, the UML class GeodeticReferenceFrame includes both modern terrestrial reference frames and classical geodetic datums.

3.1.35

geographic coordinate reference system

coordinate reference system that has a geodetic reference frame and an ellipsoidal coordinate system

3.1.36

geoid

equipotential surface of the Earth’s gravity field which is perpendicular to the direction of gravity and which best fits mean sea level either locally, regionally or globally

3.1.37

gravity-related height

H

height that is dependent on the Earth’s gravity field

Note 1 to entry: This refers to, amongst others, orthometric height and Normal height, which are both approximations of the distance of a point above the mean sea level, but also may include Normal-orthometric heights, dynamic heights or geopotential numbers.

Note 2 to entry: The distance from the reference surface may follow a curved line, not necessarily straight, as it is influenced by the direction of gravity.

3.1.38

height

distance of a point from a chosen reference surface positive upward along a line perpendicular to that surface

Note 1 to entry: A height below the reference surface will have a negative value.

Note 2 to entry: Generalisation of ellipsoidal height (h) and gravity-related height (H).

3.1.39

linear coordinate system

one-dimensional coordinate system in which a linear feature forms the axis

EXAMPLE 1:

Distances along a pipeline.

EXAMPLE 2:

Depths down a deviated oil well bore.

3.1.40

map projection

coordinate conversion from an ellipsoidal coordinate system to a plane

3.1.41

mean sea level

MSL

<geodesy> average level of the surface of the sea over all stages of tide and seasonal variations

Note 1 to entry: Mean sea level in a local context normally means mean sea level for the region calculated from observations at one or more points over a given period of time. To meet IHO standards that period should be one full lunar cycle of 19 years. Mean sea level in a global context differs from a global geoid by not more than 2 m.

3.1.42

meridian

intersection of an ellipsoid by a plane containing the shortest axis of the ellipsoid

Note 1 to entry: This term is generally used to describe the pole-to-pole arc rather than the complete closed figure.

3.1.43

northing

N

distance in a coordinate system, northwards (positive) or southwards (negative) from an east-west reference line

3.1.44

parameter reference epoch

epoch at which the parameter values of a time-dependent coordinate transformation are valid

Note 1 to entry: The transformation parameter values first need to be propagated to the epoch of the coordinates before the coordinate transformation can be applied.

3.1.45

parametric coordinate reference system

coordinate reference system based on a parametric datum

3.1.46

parametric coordinate system

one-dimensional coordinate system where the axis units are parameter values which are not inherently spatial

3.1.47

parametric datum

datum describing the relationship of a parametric coordinate system to an object

Note 1 to entry: The object is normally the Earth.

3.1.48

point motion operation

coordinate operation that changes coordinates within one coordinate reference system due to the motion of the point

Note 1 to entry: The change of coordinates is from those at an initial epoch to those at another epoch.

Note 2 to entry: In this document the point motion is due to tectonic motion or crustal deformation.

3.1.49

polar coordinate system

two-dimensional coordinate system in Euclidean space in which position is specified by one distance coordinate and one angular coordinate

Note 1 to entry: For the three-dimensional case, see spherical coordinate system.

3.1.50

prime meridian

meridian from which the longitudes of other meridians are quantified

3.1.51

projected coordinate reference system

coordinate reference system derived from a geographic coordinate reference system by applying a map projection

Note 1 to entry: May be two- or three-dimensional, the dimension being equal to that of the geographic coordinate reference system from which it is derived.

Note 2 to entry: In the three-dimensional case the horizontal coordinates (geodetic latitude and geodetic longitude coordinates) are projected to northing and easting and the ellipsoidal height is unchanged.

3.1.52

reference frame

datum

parameter or set of parameters that realize the position of the origin, the scale, and the orientation of a coordinate system

3.1.53

semi-major axis

a

semi-diameter of the longest axis of an ellipsoid

3.1.54

semi-minor axis

b

semi-diameter of the shortest axis of an ellipsoid

3.1.55

sequence

finite, ordered collection of related items (objects or values) that may be repeated

3.1.56

spatial reference

description of position in the real world

Note 1 to entry: This may take the form of a label, code or coordinate tuple.

3.1.57

spatio-parametric coordinate reference system

compound coordinate reference system in which one constituent coordinate reference system is a spatial coordinate reference system and one is a parametric coordinate reference system

Note 1 to entry: Normally the spatial component is “horizontal” and the parametric component is “vertical”.

3.1.58

spatio-parametric-temporal coordinate reference system

compound coordinate reference system comprised of spatial, parametric and temporal coordinate reference systems

3.1.59

spatio-temporal coordinate reference system

compound coordinate reference system in which one constituent coordinate reference system is a spatial coordinate reference system and one is a temporal coordinate reference system

3.1.60

spherical coordinate system

three-dimensional coordinate system in Euclidean space in which position is specified by one distance coordinate and two angular coordinates

Note 1 to entry: Not to be confused with an ellipsoidal coordinate system based on an ellipsoid ‘degenerated’ into a sphere.

3.1.61

static coordinate reference system

coordinate reference system that has a static reference frame

Note 1 to entry: Coordinates of points on or near the crust of the Earth that are referenced to a static coordinate reference system do not change with time.

Note 2 to entry: Metadata for a dataset referenced to a static coordinate reference system does not require coordinate epoch information.

3.1.62

static reference frame

static datum

reference frame in which the defining parameters exclude time evolution

3.1.63

temporal coordinate reference system

coordinate reference system based on a temporal datum

3.1.64

temporal coordinate system

<geodesy> one-dimensional coordinate system where the axis is time

3.1.65

temporal datum

datum describing the relationship of a temporal coordinate system to an object

Note 1 to entry: The object is normally time on the Earth.

3.1.66

terrestrial reference system

TRS

set of conventions defining the origin, scale, orientation and time evolution of a spatial reference system co-rotating with the Earth in its diurnal motion in space

Note 1 to entry: The abstract concept of a TRS is realised through a terrestrial reference frame that usually consists of a set of physical points with precisely determined coordinates and optionally their rates of change. In this document terrestrial reference frame is included within the geodetic reference frame element of the data model.

3.1.67

transformation reference epoch

epoch at which the parameter values of a time-specific coordinate transformation are valid

Note 1 to entry: Coordinates first need to be propagated to this epoch before the coordinate transformation is applied. This is in contrast to a parameter reference epochwhere the transformation parameter values first need to be propagated to the epoch of the coordinates before the coordinate transformation is applied.

3.1.68

tuple

ordered list of values

[SOURCE:ISO 19136:2007, 4.1.63]

3.1.69

unit

defined quantity in which dimensioned parameters are expressed

Note 1 to entry: In this document, the subtypes of units are length units, angular units, scale units, parametric quantities and time quantities.

3.1.70

vertical coordinate reference system

one-dimensional coordinate reference system based on a vertical reference frame

3.1.71

vertical coordinate system

one-dimensional coordinate system used for gravity-related height or depth measurements

3.1.72

vertical reference frame

vertical datum

reference frame describing the relation of gravity-related heights or depths to the Earth

Note 1 to entry: In most cases, the vertical reference frame will be related to mean sea level. Vertical datums include sounding datums (used for hydrographic purposes), in which case the heights may be negative heights or depths.

Note 2 to entry: Ellipsoidal heights are related to a three-dimensional ellipsoidal coordinate system referenced to a geodetic reference frame.

3.1.73

vertical reference system

VRS

set of conventions defining the origin, scale, orientation and time evolution that describes the relationship of gravity-related heights or depths to the Earth

Note 1 to entry: The abstract concept of a VRS is realised through a vertical reference frame.

3.2 Symbols

asemi-major axis of ellipsoid
bsemi-minor axis of bi-axial ellipsoid
Eeasting
fflattening
Hgravity-related height
hellipsoidal height
Nnorthing
λgeodetic longitude
φgeodetic latitude
E, N, [h]Cartesian coordinates in a projected coordinate reference system
X, Y, ZCartesian coordinates in a geodetic coordinate reference system
i, j, [k]Cartesian coordinates in an engineering coordinate reference system
r, θpolar coordinates in a 2D engineering coordinate reference system
r, Ω, θspherical coordinates in a 3D engineering coordinate reference system
NOTE In this document Ω is the polar (zenith) angle and θ is the azimuthal angle.
φ, λ, [h]ellipsoidal coordinates in a geographic coordinate reference system

3.3 Abbreviated terms

CCcoordinate conversion
CCRScompound coordinate reference system
CRScoordinate reference system
CTcoordinate transformation
MSLmean sea level
pixela contraction of “picture element”, the smallest element of a digital image to which attributes are assigned
PMOpoint motion operation
sile Système International d’unités (International System of Units)
UMLUnified Modeling Language
URIUniform Resource Identifier
1Done-dimensional
2Dtwo-dimensional
3Dthree-dimensional

Bibliography

1Hooijberg M., Practical Geodesy, Springer, 1997 4
2IERS Conventions (2010) — International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) Technical Note No. 36
3ISO 19107:2003, Geographic information — Spatial schema
4ISO 19108, Geographic information — Temporal schema
5ISO 19112, Geographic information — Spatial referencing by geographic identifiers
6ISO 19123, Geographic information — Schema for coverage geometry and functions
7ISO 19148, Geographic information — Linear referencing
8ISO 19157, Geographic information — Data quality
9ISO 19161-1, Geographic information — The International Terrestrial Reference System (ITRS)
10ISO 19162, Geographic information — Well-known text representation of coordinate reference systems
11ISO/IEC 19501, Information technology — Open Distributed Processing — Unified Modeling Language (UML) Version 1.4.2
12ISO/IEC/IEEE 9945:2009, Information technology — Portable Operating System Interface (POSIX®) Base Specifications, Issue 7
13ISO 80000-3, Quantities and units — Part 3: Space and time
14Snyder John P., Map Projections: A Working Manual, USGS Professional Paper 1395, 1987, 383 pp

Parametric bibliography:

15ISO 2533:1975, Standard Atmosphere
16Doc 7488, Manual of the ICAO Standard Atmosphere: extended to 80 kilometres (262 500 feet). International Civil Aviation Organisation (ICAO), Third Edition, 1993
17The Miami Isopycnal Coordinate Model, 2000, available at http://oceanmodeling.rsmas.miami.edu/micom/