ระบบพิกัด แผนที่ Datum และ Coordinate Reference System (CRS)
ระบบพิกัด แผนที่ Datum และ Coordinate Reference System (CRS)
ทำไมข้อมูลจากคนละแหล่งจึงวางซ้อนกันไม่ตรง และจะเลือกใช้ระบบพิกัดอย่างไรให้ถูกต้อง
เมื่อเริ่มใช้งานระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ (GIS) ผู้ใช้งานจำนวนมากมักพบปัญหาว่า ข้อมูลจากคนละหน่วยงานหรือคนละแหล่งเมื่อนำมาเปิดในโปรแกรมเดียวกันกลับวางซ้อนกันไม่ตรง บางครั้งข้อมูลเลื่อนไปหลายร้อยเมตร บางครั้งหายไปทั้งชั้นข้อมูล หรือแสดงผลอยู่คนละทวีป ทั้งที่ข้อมูลทุกชุดเป็นพื้นที่เดียวกัน
สาเหตุสำคัญไม่ได้เกิดจากซอฟต์แวร์ แต่เกิดจากการกำหนด ระบบพิกัด (Coordinate System), Datum และ Coordinate Reference System (CRS) ที่แตกต่างกัน การเข้าใจหลักการของทั้งสามเรื่องนี้จึงเป็นพื้นฐานสำคัญของการทำงาน GIS เพราะเป็นสิ่งที่กำหนดว่าข้อมูลทุกจุดบนโลกจะถูกอ้างอิงและแสดงผลอย่างไร
ระบบพิกัด คืออะไร
ระบบพิกัด (Coordinate System) คือ ระบบที่ใช้กำหนดตำแหน่งของจุดบนพื้นผิวโลกให้สามารถอ้างอิงได้อย่างเป็นมาตรฐาน เปรียบเสมือน "ที่อยู่" ของทุกตำแหน่งบนโลก ระบบพิกัดที่ใช้ใน GIS มีอยู่ 2 ประเภทหลัก ได้แก่
-
Geographic Coordinate System (GCS) หรือระบบพิกัดภูมิศาสตร์
-
Projected Coordinate System (PCS) หรือระบบพิกัดฉายแผนที่
ทั้งสองระบบมีวัตถุประสงค์ต่างกัน และเหมาะกับงานคนละประเภท
Geographic Coordinate System (GCS)
ระบบพิกัดภูมิศาสตร์ใช้ ละติจูด (Latitude) และ ลองจิจูด (Longitude) ในการระบุตำแหน่งบนทรงรีของโลก ค่าพิกัดประกอบด้วย
-
Latitude : -90° ถึง +90°
-
Longitude : -180° ถึง +180°
ตัวอย่าง
Bangkok
Latitude
13.7563° N
Longitude
100.5018° E
ข้อดีของระบบนี้คือใช้เป็นมาตรฐานสากล เหมาะสำหรับ GPS, Google Maps และการอ้างอิงตำแหน่งทั่วโลก
ข้อจำกัดคือ หน่วยเป็น "องศา" จึงไม่เหมาะกับการคำนวณระยะทาง พื้นที่ หรือความยาวโดยตรง
Datum คืออะไร
Datum คือ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของโลก (Reference Ellipsoid) ที่ใช้เป็นพื้นฐานในการกำหนดตำแหน่งพิกัด เนื่องจากโลกไม่ได้เป็นทรงกลมสมบูรณ์ การสร้างแบบจำลองจึงต้องเลือกค่าที่เหมาะสมกับแต่ละภูมิภาค ตัวอย่าง Datum ที่นิยมใช้ ได้แก่
-
WGS84
-
D Map (ประเทศไทย)
-
NAD83
-
ETRS89
-
GDA2020
หากข้อมูลสองชุดใช้ Datum ต่างกัน แม้จะมีค่าพิกัดใกล้เคียงกัน แต่ตำแหน่งจริงอาจคลาดเคลื่อนได้ตั้งแต่ไม่กี่เมตรจนถึงหลายร้อยเมตร
WGS84 (World Geodetic System 1984) เป็น Datum มาตรฐานของโลก ใช้ใน
-
GPS
-
Google Maps
-
Google Earth
-
ดาวเทียมสำรวจโลกจำนวนมาก
-
OpenStreetMap
จึงถือเป็น Datum ที่พบมากที่สุดในปัจจุบัน
Coordinate Reference System (CRS)
CRS คือระบบอ้างอิงพิกัดที่รวมเอา
-
Coordinate System
-
Datum
-
Projection
-
หน่วยวัด
เข้าไว้ด้วยกัน
กล่าวง่าย ๆ คือ CRS เป็น "คำอธิบายทั้งหมด" ว่าข้อมูลชุดนั้นอ้างอิงโลกอย่างไร
ตัวอย่าง CRS
EPSG:4326
หมายถึง
-
Geographic Coordinate System
-
WGS84
-
หน่วยเป็นองศา
ส่วน
EPSG:32647
หมายถึง
-
UTM Zone 47N
-
Datum WGS84
-
หน่วยเป็นเมตร
Projection คืออะไร
โลกมีลักษณะเป็นทรงรี แต่แผนที่เป็นพื้นราบ Projection คือกระบวนการแปลงพื้นผิวโค้งของโลกให้กลายเป็นแผนที่สองมิติ การฉายแผนที่ทุกแบบจะเกิดความคลาดเคลื่อนอย่างใดอย่างหนึ่ง เช่น
-
ระยะทาง
-
พื้นที่
-
รูปร่าง
-
ทิศทาง
จึงไม่มี Projection แบบใดที่ดีที่สุดสำหรับทุกงาน ตัวอย่าง Projection ที่นิยม
-
UTM
-
Mercator
-
Lambert Conformal Conic
-
Albers Equal Area
-
Transverse Mercator
UTM คืออะไร
UTM (Universal Transverse Mercator)
เป็นระบบพิกัดที่แบ่งโลกออกเป็น 60 โซน แต่ละโซนกว้าง 6 องศา ประเทศไทยอยู่ใน
-
Zone 47N
-
Zone 48N
ข้อดี
-
หน่วยเป็นเมตร
-
คำนวณระยะทางได้แม่นยำ
-
นิยมใช้ในงานสำรวจ วิศวกรรม และ GIS
ทำไมข้อมูลจึงวางซ้อนกันไม่ตรง
สาเหตุที่พบได้บ่อย ได้แก่
-
Datum ไม่ตรงกัน
-
CRS คนละระบบ
-
ไม่มีการกำหนด CRS
-
เลือก Projection ผิด
-
ใช้หน่วยคนละแบบ เช่น Degree กับ Meter
-
กำหนด Zone UTM ไม่ถูกต้อง
ตัวอย่างเช่น
นำข้อมูล WGS84 มาเปิดร่วมกับข้อมูล D Map โดยไม่แปลง Datum ก่อน จะทำให้ตำแหน่งคลาดเคลื่อนหลายเมตร
การแปลงพิกัด (Coordinate Transformation)
เมื่อข้อมูลใช้ CRS ต่างกัน จำเป็นต้องทำ Coordinate Transformation
ตัวอย่าง
WGS84
↓
UTM Zone 47N
↓
D Map
การแปลงพิกัดที่ถูกต้องช่วยให้ข้อมูลทุกชุดวางซ้อนกันได้อย่างแม่นยำ
วิธีเลือก CRS ให้เหมาะกับงาน
หากทำงานระดับโลก เช่น การวิเคราะห์ภาพดาวเทียมหลายประเทศ
ควรใช้
EPSG:4326
หากทำงานในประเทศไทย เช่น การคำนวณพื้นที่หรือระยะทาง
ควรใช้
UTM Zone 47N หรือ 48N
หรือ CRS ที่หน่วยงานเจ้าของข้อมูลกำหนด
การเลือก CRS ที่เหมาะสมตั้งแต่เริ่มต้นจะช่วยลดข้อผิดพลาดของการวิเคราะห์ในภายหลัง
ค่ารหัส EPSG คืออะไร
EPSG Code เป็นรหัสมาตรฐานที่ใช้ระบุ CRS
ตัวอย่าง
-
EPSG:4326 = WGS84 Geographic
-
EPSG:32647 = WGS84 / UTM Zone 47N
-
EPSG:32648 = WGS84 / UTM Zone 48N
-
EPSG:3857 = Web Mercator (Google Maps)
การรู้จัก EPSG Code จะช่วยให้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างซอฟต์แวร์ต่าง ๆ ได้อย่างถูกต้อง
ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย
ผู้เริ่มต้นมักพบปัญหา เช่น
-
ลืมกำหนด CRS
-
กำหนด CRS ผิดตั้งแต่เริ่มสร้างข้อมูล
-
ใช้ Web Mercator ไปคำนวณพื้นที่
-
นำข้อมูล Degree ไปคำนวณระยะทางโดยตรง
-
ผสมข้อมูลจากหลาย Datum โดยไม่แปลงพิกัด
การตรวจสอบ CRS ทุกครั้งก่อนวิเคราะห์เป็นแนวปฏิบัติที่ควรทำจนเป็นนิสัย
แนวโน้มในอนาคต
ปัจจุบันระบบ GIS และ Cloud GIS สามารถตรวจสอบและแปลง CRS ได้อัตโนมัติมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ผู้ใช้งานยังจำเป็นต้องเข้าใจหลักการของ Datum และ Coordinate Reference System เพราะการเลือก CRS ที่ไม่เหมาะสมยังคงเป็นสาเหตุสำคัญของความคลาดเคลื่อนในการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงพื้นที่
ระบบพิกัด (Coordinate System), Datum และ Coordinate Reference System (CRS) เป็นรากฐานของข้อมูลเชิงพื้นที่ทุกประเภท โดยระบบพิกัดใช้กำหนดตำแหน่งบนโลก Datum เป็นแบบจำลองอ้างอิงของโลก และ CRS เป็นชุดข้อมูลที่รวมระบบพิกัด Datum การฉายแผนที่ และหน่วยวัดเข้าไว้ด้วยกัน การเลือก CRS ที่ถูกต้องช่วยให้ข้อมูลจากหลายแหล่งสามารถวางซ้อนกันได้อย่างแม่นยำ และทำให้ผลการวิเคราะห์มีความถูกต้อง เชื่อถือได้ และพร้อมนำไปใช้ในการตัดสินใจ
.
