แปลงพิกัดจาก Indian 1975 สู่ WGS 84 เรื่องธรรมดาสามัญที่ทุกท่านที่ทำงานด้าน GIS ในประเทศไทยต้องเผชิญ เวลาที่เจอข้อมูลที่อยู่ในระบบพิกัด Indian 1975 แต่ว่าอยากจะใช้ในมาตรฐาน WGS 1984 แต่เรื่องสามัญนี้ก็มีคำถามเกิดขึ้นได้เกือบทุกวัน ทำให้นึกขึ้นได้ว่าควรบันทึกเก็บเอาไว้เพราะคำถามนี้ไม่ได้มีแค่หนสองหน เป็นปัญหาเกี่ยวกับระบบพิกัด (Datum) ที่ต้องตอบบ่อย ๆ
เรื่องของระบบพิกัด อาจดูซับซ้อนแต่โดยพื้นฐานไม่ใช่เรื่องยาก
ในบล็อกนี้ เราจะมาทำความรู้จักระบบพิกัดแบบคร่าว ๆ และดูวิธีแปลงพิกัดจาก Indian 1975 ไปเป็น WGS 1984
ทำความรู้จักระบบพิกัด
ระบบพิกัดคือเครื่องมือที่ช่วยบอกตำแหน่งบนโลกของเรา ซึ่งประเทศไทยก็มีวิวัฒนาการมาโดยตลอด ตามประวัติศาสตร์การใช้ระบบพิกัดแผนที่ในประเทศไทยเท่าที่ทราบ ตอนแรกใช้ระบบพื้นฐานราชบุรี (ใช้เขาหลวง จังหวัดราชบุรี เป็นศูนย์กำเนิด) ไปสู่ Indian 1916 และ Indian 1954 (ใช้เขากะเลียนเปอร์ ประเทศอินเดีย เป็นศูนย์กำเนิด อยากรู้รายละเอียดลองอ่าน วิวัฒนาการงานสำรวจของไทยจากอดีตถึงปัจจุบัน จากกรมแผนที่ทางทหารละกัน)
Indian 1975
ระบบพิกัดที่ยังเห็นกันแพร่หลายในปัจจุบันเป็นระบบพิกัด Indian 1975 จัดทำโดย DMAHTC (Defense Mapping Agency Hydrographic/Topographic Center — องค์กรจัดทำแผนที่ สังกัดกระทรวงกลาโหม ประเทศสหรัฐอเมริกา) เมื่อปีพ.ศ. 2518
โดยครั้งนั้นใช้เขาสะแกกรัง จังหวัดอุทัยธานี เป็นศูนย์กำเนิด ใช้เทคนิคการรังวัดจากดาวเทียมดอปเปลอร์ 9 สถานี ใช้ตำแหน่งสัมพัทธ์ที่ได้จากการรังวัดดาวเทียมดอปเปลอร์เป็นจุดควบคุมโครงข่ายสามเหลี่ยม จำนวนหมุดสามเหลี่ยมทั้งสิ้น 426 สถานี ซึ่งมีความถูกต้องสูงกว่าที่ได้จากงานโครงข่ายสามเหลี่ยมเดิมใน Indian 1954
ผลลัพธ์จากการปรับแก้โครงข่ายสามเหลี่ยมในครั้งนี้ก็คือระบบพิกัด Indian 1975 และใช้เป็นระบบพิกัดอ้างอิงทางราบในแผนที่ชุด L7017 อีกด้วย
และน่าจะถือเป็นระบบพิกัดหลักของประเทศไทยในทุกวันนี้ เพราะแผนที่ระวางยูทีเอ็มของกรมที่ดิน (เท่าที่ทราบ) ปัจจุบันใช้ระบบพิกัดนี้อยู่
WGS 84
แต่ระบบพิกัดที่ใช้กันบ่อยในช่วงหลัง จะเป็นระบบพิกัด WGS 84 (World Geodetic System 1984) คือระบบพิกัดสากลที่ใช้กันทั่วโลก โดยจำลองโลกเป็นทรงรี (คล้ายไข่) เพื่อให้การระบุตำแหน่งเป็นมาตรฐานเดียวกันทั้งโลก
WGS นี้พัฒนาโดยกระทรวงกลาโหมของประเทศสหรัฐอเมริกา โดยอาศัยข้อมูลทางกราวิตี้ (Gravity Data) ครอบคลุมทั่วโลกประกอบกับข้อมูลจากการรังวัดดาวเทียมดอปเปลอร์ที่มีสถานีครอบคลุมทั่วโลก โดยมีจุดมุ่งหมายหลักเพื่อใช้ในการพัฒนากิจการด้านอวกาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบการกำหนดตำแหน่งด้วยดาวเทียม โดยใช้จุดศูนย์กลางของโลกเป็นจุดศูนย์กำเนิดคล้ายกับระบบ GRS (Geocentric Reference System)
[และพื้นหลักฐาน WGS 84 นี้ยังมีลักษณะทางกายภาพเหมือนกับ ITRS (International Terrestrial Reference System)]
[จุดศูนย์กลางของโลก และ จุดศูนย์ก าเนิดของพื้นหลักฐาน ยังเป็นจุดศูนย์กลางของวงโคจรดาวเทียม GPS อีกด้วย]
ระบบพิกัดนี้ปัจจุบันได้รับการยอมรับว่าเป็นมีความความละเอียดถูกต้อง และความน่าเชื่อถือสูง (ความคลาเคลื่อนของตำแหน่งจุดศูนย์กลางของโลกประมาณ ±1 เมตร) และประเทศไทย ได้จัดทำแผนที่ชุดใหม่โดยใช้ระบบพิกัดนี้อ้างอิงทางราบ คือ แผนที่ภูมิประเทศ มาตราส่วน 1:50,000 ชุด L7018
แปลงพิกัด Indian 1975 เป็น WGS 84 ยังไงดี?
การแปลงพิกัดไม่ใช่แค่บวกลบตัวเลขง่าย ๆ แต่สมัยก่อนก็ไม่ยาก!
ขอย้อนความหลังไปสัก 30 ปีที่แล้ว ตอนนั้น ในบางครั้งจะเห็นคนในประเทศไทย (ไม่รู้ต่างประเทศมีแบบนี้หรือเปล่า อาจจะมีก็ได้) ใช้วิธีลบค่าความต่างด้วยตัวเลข x =-333.953 และ y=303.045 เอาดื้อ ๆ (และที่เห็นทำแบบนี้เป็นคนในหน่วยงานราชการเสียด้วย – แต่ปัจจุบันไม่มีใครทำแบบนี้กันแล้ว)
ค่า x =-333.953 และ y=303.045 คือการเอาชุดค่าพิกัดที่ต้องการแปลง และชุดค่าพิกัดที่ถูกแปลงพิกัดมาแล้ว มาบวกลบกันง่าย ๆ ซึ่งจะได้ค่าพิกัดที่รวดเร็ว แต่ก็ไม่ได้แม่นยำ หน่วยงานด้านการสำรวจโดยตรงไม่ใช่วิธีนี้เพราะมันได้ผลลัพธ์แบบหยาบ ๆ เท่านั้น แต่บางทีคนคำนวณอาจจะไม่ต้องการทราบพิกัดอย่างละเอียด วิธีนี้ก็เป็นวิธีที่เร็วดีมากวิธีหนึ่ง
แต่ปัจจุบัน เรามีคอมพิวเตอร์ใช้กันหลากหลาย ไม่เหมือนเมื่อก่อนคอมพิวเตอร์ไม่ได้มีทุกครัวเรือนอย่างทุกวันนี้
ดังนั้น ตอนนี้เราใช้คอมพิวเตอร์คำนวณแทนสมองเรา ง่ายกว่า
แต่ก็มีปัญหาอีกว่าจะใช้มาตรฐานการแปลงค่าสูตรไหน เพราะที่ผ่านมามีหลายสูตร
มาตรฐาน กรมแผนที่ทหารฯ ใช้
X=204.4789
Y=837.8940
Z=294.7765
เดิมใช้
X=206,
Y=837,
Z=295)
โปรดอ่านรายละเอียดจากเว็บกรมแผนที่ทหาร
มาตรฐาน กลุ่มสำรวจปิโตรเลียมยุโรป – European Petroleum Survey Group (EPSG) ใช้
X=209
Y=818
Z=290
มาตรฐานนี้ใช้กันทั่วโลก โปรแกรมทั่วไปอย่าง ArcGIS หรือ MapInfo จะใช้มาตรฐานนี้ ดังนั้น หากแปลงค่าพิกัดโดยใช้ค่าที่กำหนดมาในโปรแกรม (อย่าง ArcGIS หรือ Blue Marble Geographic Calculator) จะเป็นการแปลงค่าพิกัดในมาตรฐานนี้ทั้งสิ้น
กรมที่ดินก็มีมาตรฐาน parameter 7 จุด (ไม่ใช่แค่ X Y Z อย่าง สองแบบข้างต้น) โดยมีผลการศึกษาวิจัยจากโครงการ “Land Titling Project in Thailand” โดยเวิร์ลแบงค์ มีที่ปรึกษาเป็นหน่วยงานจากออสเตรเลีย
DataRevol แนะนำสูตรไหน
ใจอยากจะบอกว่า แนะนำสูตรเตี๋ยว แต่ก็ไม่กล้าพิมพ์ออกไป ก็เลยแนะนำมาตรฐานที่ใช้กันทั่วไป คือ มาตรฐาน European Petroleum Survey Group (EPSG)
สำหรับ ArcGIS ถ้าเราตั้งค่า Coordinate System (อยู่ใน Data frame properties) แล้วดึง shapefile ที่ตั้งค่า Coordinate System ต่างออกไปจากที่ตั้ง Project ไว้ จะมีหน้าต่างขึ้นเตือนเราว่า Geographic Coordinates Systems Warning พร้อมแสดงให้เห็นว่า shapefile ที่เราเอาเข้ามานั้นอยู่ในพิกัด หรือ Coordinates ใด ซึ่งเราควรจะต้องกด transformations เพื่อแปลงพิกัด
พอกดเข้าไปแล้ว ก็ต้องเลือกว่า จะ convert จากระบบพิกัดอะไร ไปเป็นพิกัดอะไร เช่นจากพิกัด Indian 1975 ไปเป็น WGS 84 (หรือกลับกัน) ซึ่งพอดูตรง USING แล้วส่วนใหญ่พอกดเข้าไปแล้วจะงงว่า เฮ้ย ทำไมมีตัวเลือกตั้ง 4 ตัว
Indian_1975_To_WGS_1984
Indian_1975_To_WGS_1984_2
Indian_1975_To_WGS_1984_3
Indian_1975_To_WGS_1984_4
จะเลือกตัวไหนดี?
แต่ละตัวจะมีรายละเอียดไม่เหมือนกัน ลองดูรายละเอียดการแปลงของแต่ละตัวได้ที่เว็บของ ESRI
หรือจะอ่านจากข้อมูลในนี้ ก็น่าจะเข้าใจได้ดี
https://www.academia.edu/10213676/10_1_geographic_transformations
อธิบายคร่าว ๆ สองอันแรก (ที่ไม่มีตัวเลขต่อท้าย กับมีเลข 2 ต่อท้าย) ใช้คำนวณบนพื้นดิน รวมถึงในอ่าวไทยด้วย แต่ตัวคำนวณปรับระยะจะต่างกัน
คือถ้าเป็น Indian_1975_To_WGS_1984 จะใช้ X = 209 Y = 818 Z = 290
ถ้าเป็น Indian_1975_To_WGS_1984_2 จะใช้ X = 210 Y = 814 Z = 289
แต่ถ้าเป็น Indian_1975_To_WGS_1984_3 จะระบุในนี้เลยว่าใช้ Bongkot Filed หรือ บริเวณแหล่งบงกชของการปิโตรเลียม
Indian_1975_To_WGS_1984_4 จะเป็นเฉพาะบริเวณที่เป็นแผ่นดินเท่านั้น และตัว parameter จะต่างจากสามแบบแรก ที่มีเพียง 3 จุดคือ X,Y,Z กลายเป็น 7 คือ X,Y,Z การหมุนรอบแกน X,Y,Z และ scale factor (ตัวทอนระยะที่วัดได้บนพื้นดินกลับเป็นระยะที่ระดับน้ำทะเลปานกลาง)
ดังนั้น ถ้าจะให้แนะนำก็จะแนะนำให้เชื่อตาม มาตรฐาน กลุ่มสำรวจปิโตรเลียมยุโรป ก็คือ เลือกแบบแรกที่ไม่มีตัวเลขห้อยท้าย (แต่ในทางพื้นที่ แนะนำ Indian_1975_To_WGS_1984_4)