نظام إحداثيات مستوى الولاية

نظام الإحداثيات المستوية للولايات ( SPCS ) هو نظام إحداثيات إسقاطي يتألف من 125 منطقة جغرافية مصممة لمناطق محددة في الولايات المتحدة . تحتوي كل ولاية أمريكية على منطقة واحدة أو أكثر من مناطق الإحداثيات المستوية للولايات، وتتبع حدودها عادةً حدود المقاطعات . يوجد 108 مناطق في الولايات المتحدة المتجاورة ، بالإضافة إلى 10 مناطق أخرى في ألاسكا ، وخمس في هاواي ، ومنطقة واحدة لبورتوريكو وجزر العذراء الأمريكية ، ومنطقة واحدة لغوام . يُستخدم هذا النظام على نطاق واسع للبيانات الجغرافية من قبل حكومات الولايات والحكومات المحلية.

يعود انتشار هذا النظام إلى عاملين رئيسيين على الأقل. أولًا، يستخدم نظام إحداثيات ديكارتية بسيطًا لتحديد المواقع بدلًا من نظام الإحداثيات الكروية الأكثر تعقيدًا ( نظام الإحداثيات الجغرافية لخطوط الطول والعرض ). وباستخدام إحداثيات XY البسيطة في نظام الإحداثيات الديكارتية، يُمكن تطبيق أساليب المسح المستوي ، مما يُسرّع العمليات الحسابية ويُبسّطها. ثانيًا، يتميز النظام بدقة عالية ضمن كل منطقة (نسبة الخطأ أقل من 1:10000). أما خارج منطقة المسح المستوي الخاصة بولاية معينة، فتتراجع الدقة بسرعة، ولذلك لا يُعدّ النظام مناسبًا لرسم الخرائط الإقليمية أو الوطنية.

تعتمد معظم مناطق الخرائط المستوية للولايات إما على إسقاط ميركاتور المستعرض أو إسقاط لامبرت المخروطي المطابق . ويستند اختيار أحد هذين الإسقاطين إلى شكل الولاية ومناطقها. فالولايات الممتدة من الشرق إلى الغرب تُقسّم عادةً إلى مناطق ممتدة من الشرق إلى الغرب أيضاً. وتستخدم هذه المناطق إسقاط لامبرت المخروطي المطابق ، لأنه يحافظ على دقة جيدة على طول المحور الشرقي الغربي، نظراً لتقاطع مخروط الإسقاط مع سطح الأرض على خطي عرض. أما المناطق الممتدة من الشمال إلى الجنوب فتستخدم إسقاط ميركاتور المستعرض، لأنه يحافظ على دقة أفضل على طول المحور الشمالي الجنوبي، نظراً لتوجيه محيط أسطوانة الإسقاط على طول خط طول. وتستخدم منطقة ألاسكا، التي يمتد أقصى بُعد لها قطرياً، إسقاط ميركاتور المائل، الذي يقلل من الخطأ الكلي في الاتجاهين السيني والصادي.

في عام ١٩٣٣، طلبت وزارة النقل في ولاية كارولاينا الشمالية من هيئة المسح الساحلي والجيوديسي الأمريكية المساعدة في ابتكار طريقة شاملة لتحويل الإحداثيات المنحنية (خطوط الطول والعرض) إلى نظام إحداثيات ديكارتية ثنائي الأبعاد سهل الاستخدام. تطور هذا الطلب إلى نظام إحداثيات المستوى الحكومي (SPCS)، وهو الآن النظام الأكثر استخدامًا لتمثيل معلومات الإحداثيات في تطبيقات المسح ورسم الخرائط المحلية والإقليمية في الولايات المتحدة وأقاليمها. ^{[ ١ ]} وقد خضع هذا النظام للمراجعة عدة مرات منذ ذلك الحين. ومع بدء استخدام الحواسيب في رسم الخرائط ونظم المعلومات الجغرافية ( GIS) ، ساهم نظام الشبكة الديكارتية لنظام المستوى الحكومي، بالإضافة إلى تبسيط العمليات الحسابية، في تسريع معالجة البيانات المكانية وتسهيل التعامل معها.

على الرغم من التحسن الكبير الذي طرأ على قدرة معالجة الحواسيب منذ بدايات نظم المعلومات الجغرافية، فقد ازداد حجم مجموعات البيانات المكانية وتعقيد مهام المعالجة الجغرافية المطلوبة من الحواسيب. ولذلك، لا يزال نظام الإحداثيات المستوية مفيداً.

في الأصل، كانت أنظمة إحداثيات الولايات تعتمد على المرجع الجيوديسي لأمريكا الشمالية لعام 1927 (NAD27). لاحقًا، أصبح المرجع الجيوديسي لأمريكا الشمالية لعام 1983 (NAD83) الأكثر دقة هو المعيار ( المرجع الجيوديسي هو الطريقة التي يتم بها ربط نظام الإحداثيات بالأرض). ومؤخرًا، بُذلت جهود لزيادة دقة المرجع الجيوديسي NAD83 باستخدام تقنيات لم تكن متاحة في عام 1983. تُعرف هذه الجهود باسم "شبكة المرجع عالية الدقة" (HARN) أو "شبكة نظام تحديد المواقع العالمي عالية الدقة" (HPGN). بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم القدم أحيانًا والمتر أحيانًا أخرى كوحدة أساسية للمسافة. لذا، غالبًا ما يبدو نظام الإحداثيات الموصوف بالكامل على النحو التالي: "إحداثيات ولاية واشنطن - شمال، NAD83 HARN، أقدام هيئة المسح الأمريكية". هذه المعلومات ضرورية لتحويل البيانات بدقة من نظام إحداثيات إلى آخر.

تكمن المشكلة الرئيسية في نظام إحداثيات مستوى الولاية في استخدام كل منطقة لنظام إحداثيات مختلف. لا يُعدّ هذا إشكالًا كبيرًا طالما أن الاحتياجات تقع ضمن حدود منطقة مستوى الولاية المحددة، كما هو الحال في معظم حكومات المقاطعات والمدن. مع ذلك، قد يكون تحويل البيانات المكانية من نظام إحداثيات إلى آخر أمرًا مُرهقًا. أحيانًا، تعبر منطقة إقليمية ذات أهمية - كمنطقة حضرية تغطي عدة مقاطعات - حدود منطقة مستوى الولاية. تُعدّ منطقة سياتل الحضرية في ولاية واشنطن مثالًا على ذلك. تستخدم مقاطعة كينغ ، التي تضم مدينة سياتل ، نظام إحداثيات "مستوى ولاية واشنطن الشمالي"، بينما تستخدم مقاطعة بيرس ، التي تضم مدينة تاكوما ، نظام إحداثيات "مستوى ولاية واشنطن الجنوبي". لذا، يتعين على أي جهة إقليمية ترغب في دمج البيانات الإقليمية من الحكومات المحلية تحويل بعض البيانات على الأقل إلى نظام إحداثيات موحد.

أعلنت هيئة المسح الجيوديسي الوطنية عن تحديث النظام المرجعي المكاني الوطني ، وسيشمل هذا التحديث استبدال نظام إحداثيات المستوى الولائي. وسيكون عدد المناطق أعلى بكثير من نظام عام 1983. ومن بين الميزات الجديدة منطقة على مستوى الولاية للمشاريع التي تمتد على أكثر من منطقة. ^{[ 2 ]} وتتوقع الهيئة إصدار النظام المرجعي المكاني الجديد والمناطق الجديدة في عام 2025. ^{[ 3 ]} وكما هو الحال مع الأنظمة السابقة، يشير اسم النظام الجديد، "نظام إحداثيات المستوى الولائي لعام 2022"، إلى عام سابق لعام الإصدار الفعلي.

• نظام مسح الأراضي العامة
• نظام الإحداثيات العالمي المستعرض ميركاتور

• هيئة المسح الجيوديسي الوطنية (NGS)
• نظام إحداثيات مستوى الولاية 1983
• مرجع منطقة نظام الإحداثيات الحكومي حسب المقاطعة
• نظام إحداثيات المستوى الحكومي، على الموقع الإلكتروني vterrain.org
• تحويل إحداثيات نظام الإحداثيات المستوية