Hệ lưới chiếu UTM

    Hệ lưới chiếu UTM có cơ sở là phép chiếu Mercator do cục địa chất Mỹ xây dựng đầu tiên cho một loạt các bản đồ ở vùng vĩ độ 80 độ nam đế 84 độ bắc, có phối hợp kiểm tra bằng hệ thống đo đạc nổi toàn năng theo cực (Universal Polar Stereographic - UPS)

    Hệ lưới chiếu UTM (Universal Transverse Mecator) của Mỹ là sử dụng hệ lưới chiếu hình nón. Trong phép chiếu Mercator đã được dùng từ lâu trong hàng hải thì các đường tạo lưới có bản chạy dọc theo kinh tuyến. Vì độ lệch tăng dần theo khoảng cách đến kinh tuyến chuẩn. Phép chiếu Mercator chuyển đổi chỉ dùng có hiệu quả trong vùng gần với kinh tuyến chính. Vì vậy, toàn bộ trái đất được chia thành nhiều vùng hẹp thuộc phía Bắc và Nam. Trong mỗi vùng thì sự sai lệch về toạ độ là nhỏ nhất. Lưới chiếu UTM là lưới chiếu Mercator ngang phổ thông dùng hệ tọa độ phẳng quốc tế do quân đội Mỹ xây dựng bao phủ mặt cầu từ 80 độ nam đế 84 độ bắc. Bề mặt Trái Đất được chia ra 60 vùng mỗi vùng 6 độ theo kinh độ. Đơn vị đo độ dài cho lưới UTM là mét. Trong mỗi vùng của hệ tọa độ UTM, phép chiếu Mercator ngang được áp dụng.

    Theo nguyên tắc đó, hệ UTM được tổ chức thành các vùng tính từ Đông sang Tây, mỗi vùng rộng 6o theo kinh độ. Như vậy toàn bộ trái đất bao gồm 60 vung. Tỉ lệ được thể hiện dọc theo 2 kinh tuyến ở phía Đông và phía Tây của kinh tuyến. Trung tâm có độ ổn định là 0,966.

    60 vùng của hệ UTM bắt đầu từ đường đánh dấu quốc tế International Date Line (IDL) hay là kinh độ 180o căn cứ vào đồ thị vùng thứ nhất (vùng 1) bao phủ một dải giữa kinh độ nghĩa hoàn hảo khi áp dụng trong một vùng (zone). Tại mỗi vùng kinh tuyến nằm giữa được dùng làm trục tọa độ y, và trục y sẽ lệch về phía đông 3 độ và về phía tây 3 độ.

Hệ toạ độ UTM

    Toạ độ của mỗi một vùng phải được tham khảo một cách độc lập. Ví dụ: toạ độ ở vùng 11 thì không thể dùng để tham khảo cho vùng 12 hay vùng khác. Khoảng cách hướng đông được xác định là khoảng cách từ đường trung tâm của vùng, có giá trị bằng với giá trị của trục nằm ngang trong hệ toạ độ Carsterian.
    Đường trung tâm được thiết kế cho việc đo chuẩn về hướng Đông là 500 000m. Với đó, các điểm nằm trong vùng đều giá trị dương. Nếu khoảng cách 1 điểm về hướng Tây lớn hơn 500 000 mét so với đường trung tâm thì điểm đó phải thuộc về vùng kế tiếp. Một giá trị hướng đông nếu nhỏ hơn 500 000 mét thì nó thể hiện một vị trí ở phía Tây của đường trung tâm. Toàn bộ các trường hợp, giá trị hướng đông đều là dương và nhỏ hơn 1 000 000 mét, vì cùng một vùng. Nói cách khác, chiều dài nằm ngang thực tế của một vùng là rộng nhất ở vùng xích đạo và nó trở nên rất hẹp khi chuyển dần về phía cực.
    Khoảng cách hưởng Bắc: được đo theo hướng Bắc ư Nam, nó có giá trị bằng trục Y (thẳng đứng) trong toạ độ Castersian. Tại bán cầu Bắc, xích đạo được xác định là đường 0m. Toàn bộ các vị trí trên bán cầu Bắc sẽ có giá trị là khoảng cách về hướng Bắc bằng khoảng cách đến xích đạo, ở bán cầu Nam, cực Nam được xác định là có giá trị khoảng cách về hướng Bắc là 0 và xích đạo có giá trị hướng Bắc là 10 000 000 mét
    Hệ toạ độ UTM thực tế về bản chất là hệ Castersian vì đơn vị mét là đơn vị tiêu chuẩn để đo. Nói tóm lại: một đơn vị khoảng cách trên trục X thì bằng một đơn vị khoảng cách trên trục Y và khoảng cách về hướng Đông và khoảng cách về hướng Bắc được đo theo hai hướng vuông góc với nhau. Tất nhiên, có một hạn chế chính của hệ UTM là nó không thể áp dụng cho những vùng cắt chéo nghĩa là một khi diện tích nghiên cứu lại nằm ở hai vùng khác nhau thì hệ UTM nhất thiết phải được chuyển sang hệ lưới chiếu khác để phân tích.

Lưới chiếu UTM vùng (zone) 10 đến vùng 20

    Phần lớn các phần mềm GIS đều có chức năng toạ và chuyển đổi hệ lưới chiếu và hệ lưới chiếu GRID được dùng rộng rãi để thể hiện bề mặt trái đất, người phân tích có thể chuyển đổi hệ UTM của 2 vùng liền kề nhau sang kinh độ, vĩ độ của hệ lưới chiếu GRID. Trường hợp đó thì toàn bộ bản đồ lại phải được xử lý ở hệ toạ độ khác để phân tích về hệ GRID cũng không phải hệ Cartesian.
    Một ưu điểm khác đặc biệt quan trọng của hệ UTM cho phân tích không gian theo tỉ lệ của địa hình là các vùng của UTM được tổ chức theo hình chữ nhật mặc dù trong thực tế nó không phải là hình chữ nhật. Nguyên nhân là do khoảng cách Đông - Tây là khác nhau và đoạn dài của 1o kinh độ luôn khác nhau từ chỗ này sang chỗ khác. Về tập thể, hệ UTM là chỉ có hiệu quả ở trong dải từ 81o Bắc đến 84o Nam. Ngoài vùng đó thì hệ chiếu cực toàn năng lập thể được sử dụng thay cho UTM. Một điểm lưu ý là toạ độ của vùng cắt chéo thì không thể sử dụng chung được.

Hãy like nếu bài viết có ích →

Kết bạn với gisgpsrs trên Facebook để nhận bài viết mới nóng hổi