En aquel Imperio, el Arte de la Cartografía logró tal Perfección que el Mapa de una sola Provincia ocupaba toda una Ciudad, y el Mapa del Imperio, toda una Provincia. Con el tiempo, estos Mapas Desmesurados no satisficieron y los Colegios de Cartógrafos levantaron un Mapa del Imperio, que tenía el Tamaño del Imperio y coincidía puntualmente con él. Menos Adictas al Estudio de la Cartografía, las Generaciones Siguientes entendieron que ese dilatado Mapa era Inútil y no sin Impiedad lo entregaron a las Inclemencias del Sol y los Inviernos. En los Desiertos del Oeste perduran despedazadas Ruinas del Mapa, habitadas por Animales y por Mendigos; en todo el País no hay otra reliquia de las Disciplinas Geográficas.
[Del rigor en la ciencia, Jorge Luis Borges]

2011-09-09

Sistemas de referência na diretiva INSPIRE

Este é um excerto dos aspetos mais relevantes da versão 3.1 do documento D2.8.I.1 INSPIRE Specification on Coordinate Reference Systems - Guidelines

Coordinate reference systems (hereafter: CRS) play a specific role that is quite different from the other themes [...] the CRS specification does not concern a downloadable or viewable thematic data set. Rather, it presents a basic functionality allowing the harmonised and interoperable geographic localisation of spatial objects defined by the other INSPIRE thematic data  specifications.

The accuracy of the data sets resulting from transformations and conversion formulas are out of scope of the theme CRS. The accuracy of the data sets must be documented by the data set provider according to all the aspects that contribute to it, namely the original data accuracy and the accuracy of the conversions, transformations and other aspects involved with the management of the data.  

Requisitos gerais
    1. For 3D and 2D CRS and horizontal component of compound CRS, the datum shall be the datum of the European Terrestrial Reference System 1989 (ETRS89) in areas within its geographical scope.
    2. The International Terrestrial Reference System (ITRS) or other geodetic coordinate reference systems compliant with ITRS shall be used in areas that are outside the geographical scope of ETRS89.
    3. For the computation of latitude, longitude and ellipsoidal height, and for the computation of plane coordinates using a suitable mapping projection, the parameters of the GRS80 ellipsoid shall be used.
    4. For representation with plane coordinates [the following systems shall be used]:
      • Lambert Azimuthal Equal Area (ETRS89-LAEA);
      • Lambert Conformal Conic (ETRS89-LCC);
      • Transverse Mercator (ETRS89-TMzn)[where <<zn>> denotes the zone]
    5. [If other CRS are also used,] they shall be well documented to allow the conversion to geographic coordinates and an identifier shall be created, according to ISO 19111 and ISO 19127.
    6. For the vertical component on land, the European Vertical Reference System (EVRS) shall be used to express gravity-related heights within its geographical scope. 
    7. Other vertical reference systems related to the Earth gravity field shall be used to express gravity-related heights in areas that are outside the geographical scope of EVRS.
    8. For the vertical component in the free atmosphere, barometric pressure, converted to height using ISO 2533:1975 International Standard Atmosphere shall be used. [The vertical component in the free ocean is to be refined].
    Requisitos e recomendações para serviços de rede:
    1. For [...] view network service [...] at least the coordinate reference systems for two-dimensional geodetic coordinates (latitude, longitude) shall be available.
    2. [For transformations services, at least ETRS89-LAEA, ETRS89-LCC, ETRS89-TMzn]
    Identificadores INSPIRE:

    Identifier Type of coordinates
    ETRS89-XYZ Cartesian coordinates in ETRS89 in space (X,Y,Z)
    ETRS89-GRS80h Geodetic (geographic) coordinates and ellipsoidal height in ETRS89 on the GRS80 ellipsoid (Latitude, Longitude, Ellipsoidal height)
    ETRS89-GRS80 Geodetic (geographic) coordinates in ETRS89 on the GRS80 (Latitude, Longitude)
    EVRS Height in EVRS (H)
    LAT Depth of the sea floor, where there is an appreciable tidal range (D)
    MSL Depth of the sea floor, in marine areas without an appreciable tidal range, in open oceans and effectively in waters that are deeper than 200m (D)
    ISA Pressure coordinate in the free atmosphere (P)
    PFO Pressure coordinate in the free ocean (P)
    ETRS89-LAEA ETRS89 coordinates projected into plane coordinates by the Lambert Azimuthal Equal Area projection (Y,X)
    ETRS89-LCC ETRS89 coordinates projected into plane coordinates by the Lambert Conformal Conic projection (N,E)
    ETRS89-TMzn18 ETRS89 coordinates projected into plane coordinates by the Transverse Mercator projection (N,E)

    Notas finais
    • Apesar de a especificação definir a forma de identificar os CRS, não há qualquer referência a uma autoridade que funcione como register dos CRS e/ou a um registry que disponibilize online a documentação relevante sobre os CRS e respectivas transformações.
    • Um dos documentos técnicos de base citado na especificação (embora com um link errado...) - Map Projections for Europe - apresenta identificadores ligeiramente diferentes (pp:110-125), que omitem a data de realização do ETRS. Não obstante, no registry CRS-EU já surgem (pelo menos como alias) os vários identificadores possíveis e também os códigos EPSG correspondentes.
    Dúvidas em relação às recomendações de visualização

    Embora isso esteja for do âmbito estrito duma especificação sobre CRS, as Guidelines tecem algumas considerações sobre a visualização de informação geográfica (em aplicações web) que não são totalmente claras:

    The Mercator cylindrical spherical is the most interoperable in the field of view services. Several commercial services on the Internet use this CRS. It is fully compatible with good Internet practices. Parameters have to be defined once for the whole world (continental Europe and overseas territories).
    Esta referência a uma "Mercator cylindrical spherical" é, aparentemente, uma referência ao CRS epsg:3857 (WGS84 / Pseudo-Mercator).
      For the rendering of spatial information for INSPIRE View Services, and in the case where there is a need to use projected coordinates, one of the most intuitive is the "Plate-Carrée" projection. Parameters have to be defined once for the whole world (continental Europe and overseas territories). This assumption does not exclude other map projections with similar features.
      Esta referência à projeção quadrada "Plate Carrée" é de novo algo ambígua, uma vez que o termo é utilizado com sentidos diferentes em fontes diferentes.
      No sentido mais estrito, o termo é usado para o desenvolvimento esférico de uma projeção equidistante cilíndrica (método EPSG:1029) em que o paralelo padrão é o equador, o meridiano de referência é Greenwich e os valores de falso M e falso P são ambos de 0 m.
      Na consulta à base de dados EPSG, o único CRS consistente com a definição anterior é o CRS epsg:4088 (World Equidistant (Sphere)).

      No ponto 7.3.5 da especificação OGC WMS 1.3.0, surge também uma referência ao método Pseudo Plate Carrée (i.e. em para efeitos de visualização que os valores de latitude e longitude são tratados como coordenadas XY): quando é um mapa em coordenadas geográficas é pedido a um servidor WMS, a extensão geográfica da imagem é determinada através dos valores do parâmetro BBOX (em latitude e longitude) do pedido e as coordenadas imagem do mapa são obtidas "esticando" o resultado em função para os valores dos parâmetros de WIDTH e HEIGHT (em pixeis) do pedido.



      The equirectangular projection allows overlaying the existing view services in “Plate-Carrée” while being conformal. Whereas the cost of re-projecting into equirectangular is lower than for the Mercator cylindrical spherical, parameters have  to be defined separately for continental Europe and overseas territories.

      Este parágrafo é também um pouco confuso, dado que a designação "equirectangular projection" é um alias de "equidistant cylindrical projection" e sendo a designação "Plate Carrée" reservada para a instância das anteriores em que o paralelo padrão é o equador. Ou seja, vou admitir que, na primeira frase, se estará sempre a falar do CRS epsg:4088 e meramente a referir que este é conforme.


      A segunda frase é também confusa: "Whereas the cost of re-projecting into equirectangular is lower than for the Mercator cylindrical spherical" pode ser uma mera referência ao facto que que as fórmulas de projeção da Plate Carrée são extremamente simples e têm um menor custo computacional. Contudo, não se percebe a indicação de que tenham de ser definidos parâmetros diferentes para o continente Europeu e territórios ultramarinos, dado que a Plate Carrée é aplicável a todo o mundo. Enfim...

      However, if the data are stored in geographic coordinates there is no need for re-projecting.
      Este é o último parágrafo e, para mim, igualmente enigmático dado que se passa de uma discussão sobre a representação cartográfica de serviços WMS para uma observação sobre a forma de armazenamento. A única interpretação que me ocorre é trivial: se os dados estiverem armazenados num CRS geodésico, não é necessário reprojetá-los porque só é preciso projetá-los uma vez... mas esta interpretação é completamente pateta, por isso deve estar a escapar-me qualquer coisa... help...

      Seja como for, creio que, independentemente da bondade e dos pergaminhos históricos da projeção quadrada, não fará sentido perder ou complicar o acesso ao universo de dados e funcionalidades disponíveis no Google Maps, Bing Maps, Yahoo Maps, OpenStreetMap ou SAPO Mapas: e todos estes serviços assentam numa visualização em CRS epsg:3857 (WGS84 / Pseudo-Mercator).

      Por isso e para terminar, não valerá muito a pena perder tempo a destrinçar as questões relativas à Plate Carrée.

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