Система координат штата на плоскости ( SPCS ) представляет собой набор из 125 географических зон или систем координат, разработанных для определенных регионов Соединенных Штатов . Каждый штат США содержит одну или несколько зон на плоскости штата, границы которых обычно следуют границам округов . В смежных Соединенных Штатах существует 108 зон , еще 10 на Аляске , пять на Гавайях , одна для Пуэрто-Рико и Виргинских островов Соединенных Штатов и одна для Гуама . Система широко используется для географических данных государственными и местными органами власти. Ее популярность обусловлена как минимум двумя факторами. Во-первых, она использует простую декартову систему координат для указания местоположений, а не более сложную сферическую систему координат ( географическую систему координат широты и долготы ). Используя простые координаты XY декартовой системы координат, можно использовать методы «плоской съемки», ускоряя и упрощая вычисления. Во-вторых, система обладает высокой точностью в каждой зоне (погрешность менее 1:10 000). За пределами определенной государственной зоны точность быстро снижается, поэтому система бесполезна для регионального или национального картографирования.
Большинство зон плоскости штатов основаны либо на поперечной проекции Меркатора , либо на конической проекции Ламберта . Выбор между двумя проекциями карты основан на форме штата и его зон. Штаты, вытянутые в направлении восток-запад, обычно делятся на зоны, которые также вытянуты в направлении восток-запад. Эти зоны используют коническую проекцию Ламберта , поскольку она хорошо сохраняет точность вдоль оси восток-запад из-за того, что конус проекции пересекает поверхность Земли по двум линиям широты. Зоны, вытянутые в направлении север-юг, используют поперечную проекцию Меркатора , поскольку она лучше сохраняет точность вдоль оси север-юг из-за того, что окружность цилиндра проекции ориентирована вдоль меридиана долготы. Ручка-пан Аляски, чье максимальное измерение находится по диагонали, использует косую проекцию Меркатора, которая минимизирует объединенную ошибку в направлениях X и Y.
В 1933 году Департамент транспорта Северной Каролины обратился в Береговую и геодезическую службу США с просьбой оказать содействие в создании всеобъемлющего метода преобразования криволинейных координат (широты и долготы) в удобную для пользователя двумерную декартову систему координат. Этот запрос превратился в Государственную систему координат на плоскости (SPCS), которая в настоящее время является наиболее широко используемым выражением координатной информации в локальных и региональных приложениях для съемки и картирования в Соединенных Штатах и их территориях. [1] С тех пор она несколько раз пересматривалась. Когда компьютеры начали использоваться для картографирования и ГИС , декартова сетка государственной системы координат и упрощенные вычисления ускорили пространственную обработку и упростили работу с пространственными данными.
Несмотря на то, что вычислительная мощность компьютеров радикально возросла с первых дней ГИС, размер пространственных наборов данных и сложность задач геообработки, требуемых от компьютеров, также возросли. Таким образом, система координат государственной плоскости по-прежнему полезна.
Первоначально системы координат плоскости штата основывались на Североамериканском датуме 1927 года (NAD27). Позднее более точный Североамериканский датум 1983 года (NAD83) стал стандартом ( геодезический датум — это способ, которым система координат связана с физической Землей). Совсем недавно была предпринята попытка повысить точность датума NAD83 с помощью технологии, которая не была доступна в 1983 году. Эти усилия известны как «Высокоточная опорная сеть» (HARN) или «Высокоточная сеть GPS» (HPGN). Кроме того, основная единица измерения расстояния иногда составляет футы, а иногда — метры. Таким образом, полностью описанная система координат часто выглядит примерно так: «Северная плоскость штата Вашингтон, NAD83 HARN, футы US Survey». Эта информация необходима для точного преобразования данных из одной системы координат в другую.
Основная проблема с системой координат плоскости штата заключается в том, что каждая зона использует свою систему координат. Это не является серьезной проблемой, пока ваши потребности находятся в пределах заданной зоны плоскости штата, как в случае с большинством окружных и городских правительств. Однако необходимость преобразования пространственных данных из одной системы координат в другую может быть обременительной. Иногда региональная область интереса — например, столичная область, охватывающая несколько округов — пересекает границу зоны плоскости штата. Примером этого является столичная область Сиэтла в Вашингтоне . Округ Кинг , который включает город Сиэтл , использует систему координат «Washington State Plane North», в то время как округ Пирс , который включает город Такома , использует «Washington State Plane South». Таким образом, любое региональное агентство, которое хочет объединить региональные данные от местных правительств, должно преобразовать по крайней мере некоторые данные в общую систему координат.
Национальная геодезическая служба объявила о модернизации Национальной пространственной системы отсчета , и замена государственной системы координат на плоскости будет частью модернизации. Количество зон будет существенно больше, чем в системе 1983 года. Одной из новых функций станет общегосударственная зона для проектов, которые охватывают более одной зоны. [2] NGS рассчитывает выпустить новую пространственную систему отсчета и новые зоны в 2025 году. [3] Как и в случае с более ранними системами, название новой системы, Государственная система координат на плоскости 2022 года, указывает на год раньше фактического года выпуска.