Войти
Национальная сеть США (USNG) - это многоцелевая система определения местоположения ссылки на сетку, используемые в США. Он обеспечивает согласованный на национальном уровне "язык местоположения", оптимизированный для местных приложений, в компактном, удобном для пользователя формате. По конструкции она похожа на национальные сеточные системы координат, используемые в других странах. USNG был принят в качестве национального стандарта Федеральным комитетом по географическим данным (FGDC) правительства США в 2001 году.
Хотя широта и долгота хорошо подходят для описания местоположений На больших участках поверхности Земли большинство практических ситуаций наземной навигации происходит в пределах гораздо меньших локальных областей. Как таковые, они часто лучше обслуживаются местной декартовой системой координат, в которой координаты представляют собой фактические единицы расстояния на земле с использованием тех же единиц измерения от двух перпендикулярных осей координат. Это может улучшить понимание человеком, предоставляя ссылку на масштаб, а также делая расчеты реальных расстояний более эффективными.
Бумажные карты часто публикуются с наложенными прямоугольными (в отличие от широты / долготы) сетками, чтобы предоставить ссылку для определения локации. Однако эти сетки, если они нестандартные или проприетарные (например, так называемые сетки «бинго» со ссылками, такими как «B-4»), обычно не совместимы друг с другом и не могут обычно использоваться с GPS.
Целью USNG является обеспечение единой, согласованной на национальном уровне системы прямоугольной сетки, которая может взаимодействовать с картами разных масштабов, а также с GPS и другими системами на основе местоположения. Он предназначен для обеспечения системы отсчета для описания и передачи местоположений, которые легче использовать, чем широта / долгота для многих практических приложений, работают за пределами юрисдикционных границ и просты для изучения, обучения и использования. Он также спроектирован так, чтобы быть гибким и масштабируемым, чтобы ссылки на местоположения были максимально компактными и лаконичными.
USNG предназначен для дополнения, а не для замены других систем определения местоположения, таких как почтовые адреса. Его можно применять к печатным картам, а также к компьютерным картографическим и другим (ГИС) приложениям. Он нашел все большее распространение, особенно в области управления чрезвычайными ситуациями, поисково-спасательных операций и других приложений общественной безопасности; тем не менее, его полезность никоим образом не ограничивается этими полями.
USNG - это буквенно-цифровая система отсчета, которая накладывается на систему координат UTM. Ряд кратких справочных материалов подробно объясняют систему с примерами. Вкратце, пример полного пространственного адреса USNG (привязка к сетке):
18S UJ 23371 06519
(Этот пример, используемый FGDC, полная привязка сетки в один метр пирса Джефферсона в Вашингтоне, округ Колумбия.)
Эта полная форма (15 знаков) однозначно идентифицирует один квадрат сетки в один метр на всей поверхности Земля. Он состоит из трех частей (каждая из которых следует парадигме «чтение вправо, затем вверх», знакомой с другими координатами «X, Y»):
Обозначение зоны сети USNG (CONUS) 
Квадратные идентификаторы USNG 100 км 
Координаты сетки USNG: «Прочтите вправо, затем вверх» как фактические расстояния (локально, в пределах квадрата 100 км) В дополнение к усеченным ссылкам (справа), когда требуется меньшая точность, еще одной мощной особенностью USNG является возможность опускать (слева) обозначение зоны сети и, возможно, даже 100-километровую квадратную идентификацию, когда одно или оба из них однозначно понимаются; то есть при работе в известной региональной или местной области. Например:
Таким образом на практике ссылки на USNG обычно очень лаконичны и компактны, что делает их удобными (и менее подверженными ошибкам) для связи.
Прямоугольные системы координат, основанные на расстоянии (Декартова ), давно признаны за их практическую полезность для измерения земли и определения географического местоположения на определенных территориях. В Соединенных Штатах Система государственного землевладения (PLSS), созданная в 1785 году для обследования земель, недавно переданных стране, ввела прямоугольную систему координат для улучшения более ранних метрических и -bounds основа обследования, использованная ранее в исходных колониях. В первой половине 20-го века Государственная система координат (SPCS) привнесла простоту и удобство декартовых координат в области государственного уровня, обеспечивая высокую точность (с низким уровнем искажений) геодезических координат для использования в первую очередь органами власти штата и местного самоуправления. (Обе эти планарные системы используются и сегодня для специальных целей.)
На международном уровне, в период между Первой и Второй мировыми войнами, несколько европейских стран нанесли на карту свои территории с помощью систем координатной сетки национального масштаба, оптимизированных для географии в каждой стране, например, Национальная сеть управления боеприпасами (Британская национальная сеть). Ближе к концу Второй мировой войны система координат Universal Transverse Mercator (UTM) распространила эту концепцию сетки по всему земному шару, разделив ее на 60 зон по 6 градусов долготы каждая. Приблизительно в 1949 году США усовершенствовали UTM для простоты использования (и объединили его с системой Universal Polar Stereographic, охватывающей полярные области), чтобы создать Military Grid Reference System (MGRS), которая остается стандартом геокоординации, используемым в вооруженных силах стран НАТО.
В 1990-х годах усилия простых граждан США привели к проекту Public X-Y Mapping Project, некоммерческой организации, созданной специально для содействия принятию национальной сети в Соединенных Штатах. Проект Public XY Mapping Project разработал идею, проводя неформальные тесты и опросы, чтобы определить, какая система координат наилучшим образом отвечает требованиям национальной согласованности и простоты использования человеком. Основываясь на его выводах, стандарт, основанный на MGRS, был принят и внесен в Федеральный комитет географических данных (FGDC) в 1998 году. После итеративного процесса обзора и периода общественного обсуждения, USNG был принят FGDC в качестве стандарта FGDC-STD- 011-2001 в декабре 2001 года.
С тех пор в USNG наблюдается постепенное, но неуклонно возрастающее внедрение как в формальных стандартах, так и в практическом использовании и приложениях, в общественной безопасности и в других областях.
Пользователи, сталкивающиеся с USNG (или аналогичными системами привязки сетки ), иногда задаются вопросом, почему они используются вместо координат широты и долготы, с которыми они может быть более знакомым. Сторонники отмечают, что, в отличие от координат широты и долготы, USNG предоставляет:
Эта неоднозначность формата привела к путанице с потенциально серьезными последствиями, особенно в чрезвычайных ситуациях.
Все из Вышеупомянутое также приводит к тому, что ссылки на USNG, как правило, очень краткие и компактные, с гибкостью для передачи точной информации о местоположении в короткой последовательности символов, которая легко передается в письменной или голосовой форме.
Как и в случае любой проекции, которая пытается представить искривленную Землю в виде плоской поверхности, неизбежно возникнут искажения и компромиссы. USNG пытается уравновесить и минимизировать их, чтобы сделать сетку максимально полезной для ее предполагаемой цели - эффективного обмена практическими местоположениями. Поскольку UTM (основа для USNG) представляет собой не отдельную проекцию, а скорее набор продольных зон под углом 6 градусов, обязательно будет локальный разрыв вдоль каждого из «стыковых» меридианов между зонами. Однако каждая точка по-прежнему имеет четко определенный, уникальный геоадрес, и существуют установленные соглашения для минимизации путаницы вблизи пересечений зон. Ширина зоны UTM в шесть градусов обеспечивает баланс между частотой этих разрывов и искажением масштаба, которое недопустимо увеличилось бы, если бы зоны были расширены. (UTM дополнительно использует масштабный коэффициент 0,9996 на центральном меридиане, увеличиваясь до 1,0000 на двух меридианах, смещенных от центра, и увеличиваясь к границам зоны, чтобы минимизировать общий эффект искажения масштаба по ширине зоны.) USNG является не предназначен для съемки, для которой более подходящей будет система координат с более высокой точностью (с меньшими искажениями), такая как SPCS. Кроме того, поскольку линии сетки север-юг USNG находятся (по замыслу) на фиксированном расстоянии от центрального меридиана зоны, только центральный меридиан будет выровнен с «истинным севером». Другие линии сетки устанавливают локальный «север сетки », который будет немного отличаться от истинного севера. Величина этого отклонения, которое указывается на топографических картах USGS, обычно намного меньше магнитного склонения (между истинным севером и магнитным севером) и достаточно мала, чтобы им можно было пренебречь в большинстве ситуаций наземной навигации.
С момента принятия в качестве национального стандарта в 2001 году USNG была включена в стандарты и рабочие процедуры других организаций:
"ЗАЯВЛЕНИЕ О ПОЛИТИКЕ: FEMA будет использовать Национальную сеть США (USNG) в качестве стандартной географической справочной системы для наземных и будет поощрять использование USNG среди партнеров всего сообщества ».
Практически любая карта большого или среднего масштаба (бумажная или электронная) может быть значительно улучшенным, имея ов эрлайдная координатная сетка. USNG предоставляет такую сетку, которая является универсальной, совместимой, независимой, работает во всех юрисдикциях и может быть легко использована с приемниками GPS и другими приложениями службы определения местоположения.
Помимо предоставления удобных средств для идентификации и передачи конкретных местоположений (точек и областей), наложенная сетка USNG также обеспечивает ориентацию и - поскольку она основана на расстоянии - шкалу расстояния, которая присутствует в карта.
Геологическая служба США топографические карты на протяжении десятилетий публиковались с 1000-метровыми отметками UTM на воротнике карты, а иногда и с полными линиями сетки по всей карте. Последние выпуски этих карт (те, которые ссылаются на североамериканский датум 1983 года или NAD83) совместимы с USNG, а текущие выпуски также содержат стандартное информационное поле USNG на воротнике, которое идентифицирует GZD (ы) (Обозначение зоны сетки и идентификатор квадрата сетки 100 км, покрывающий область конкретной карты. Теперь USNG можно найти на различных предварительно напечатанных и специально напечатанных картах, доступных для покупки или созданных с помощью различных картографических программ. пакеты.
USNGapp.org - это бесплатное приложение на основе браузера, которое показывает текущее местоположение USNG мобильного пользователя. После загрузки приложение работает без подключения к Интернету. A Растущее число программных приложений включает в себя Национальную сеть США или ссылается на нее. См. раздел «Внешние ссылки» ниже, где приведены ссылки на некоторые из них, включая Национальную карту (USGS). Эти приложения включают в себя обычные картографические приложения с наложенным USNG сетка и / или координаты, и несколько лет мобильные приложения u-are-here ', которые предоставляют текущие координаты USNG пользователя, такие как USNGapp.org и FindMeSAR.com .
Mission Manager, наиболее широко используемое программное обеспечение для управления инцидентами. инструмент для служб быстрого реагирования, интегрирует USNG в свои функции.
Как отмечалось выше в Стандартах, с 2011 года Национальный комитет по поиску и спасанию США (NSARC) назначил USNG в качестве основной системы координат для использоваться для всех наземных поисково-спасательных операций (SAR) в США. (Широта и долгота [вариант DMM] могут использоваться в качестве вторичной системы для наземных служб реагирования; особенно при координации с службами реагирования в воздухе и на море, которые могут использовать ее в качестве своей основной системы, а USNG - в качестве вторичной.)
Национальная ассоциация поиска и спасения (NASAR) переводит свои программы обучения и сертификационного тестирования в USNG. Другие организации, такие как Национальный альянс общественной безопасности GIS (NAPSG), также проводят обучение SAR USNG.
Целевые группы FEMA по поиску и спасению в городах (USAR), включая Целевую группу 4 Флориды (FL-TF4) и Целевую группу Айовы 1 (IA-TF1) включили USNG в свои тренировки и операции.
Компоновка аварийного маркера местоположения (ELM) USNG Реагенты часто сталкиваются со значительными проблемами геолокации при реагировании на аварийную ситуацию без адреса. Это особенно верно в отношении рекреационной тропы :
В дополнение к ELM, сделанным из из алюминия, в 2019 году была разработана вертикальная версия для поддержки отображения в местах, где стойки в стиле отрыва были более подходящими. Показанная версия имеет высоту 60 дюймов и ширину 3 дюйма. В ответ на эти проблемы в 2009 году был профинансирован проект, финансируемый некоммерческой организацией SharedGeo и грантом OPERA (Local Operational Research Assistance) Университета Миннесоты / Министерства транспорта штата Миннесота. началась реализация программы, преследовавшей следующие цели:
После трех лет полевых исследований и проверки несколькими фокус-группами пользователей трейлов, респонденты и геопространственный опыт Например, была принята конструкция на базе USNG.
Этот формат, который можно использовать в любой точке США, изначально предлагался в трех размерах, чтобы соответствовать федеральным, государственным и местным стандартам вывесок:
Проекты USNG ELM в США За годы, прошедшие с момента появления, программа USNG ELM теперь включает в себя вертикальные версии ELM для сценариев отрыва (например, трассы для горных велосипедов), информационные знаки ELM, наклейки ELM для модификации постов следа и соответствующие приложения, такие как USNGapp.org .
Реализации USNG ELM могут быть найдено в Миннесоте. Флорида, Джорджия, Гавайи, Мичиган и другие штаты.
USNG может повысить эффективность всех видов экстренного реагирования, от поиска пропавших без вести до оказания медицинской помощи в условиях бездорожья. В округе Лейк, Миннесота, с 900 милями рекреационных троп, диспетчерам и службам быстрого реагирования были предоставлены инструменты и обучение для использования USNG в качестве основного средства геолокации. Цель этого обучения для спасателей и общественности - «исключить« поиск »из« поисково-спасательных операций »».
В дополнение к знакам ELM, уведомления на маршрутах поощряют туристов и операторов внедорожников. «Загрузите это приложение USNG» на свои мобильные телефоны. Карты маршрутов, включая линии сетки USNG, позволяют респондентам интерполировать местоположения от 911 вызывающих абонентов, которые сообщают свои координаты из ELM или приложений GPS. Сотовые телефоны также предоставляют спасателям возможность консультировать потерявшихся или раненых, чтобы определить их местонахождение, скачав приложения USNG на месте. Это экономит время и силы как для тех, кто оказывает помощь, так и для пациентов, которые не находятся на дорогах и не находятся в местах назначения. Когда несколько групп респондентов работают в непосредственной близости, например, во время поиска пропавших людей в лесу, общение с USNG позволяет им усечь строку координат до восьми цифр, указав свое местоположение в пределах 10 метров без использования десятичных знаков, специальных символов или единиц измерения. дескрипторы и интуитивно оценивать расстояние и направление между командами для лучшей координации.
[Ссылки будут распространяться:]
Менеджеры в чрезвычайных ситуациях координируют реагирование и восстановление после всех типов природных опасностей и антропогенных угроз. На крупномасштабных мероприятиях, когда респонденты могут быть импортированы из многих юрисдикций, согласование форматов геолокации является обязательным. USNG используется для уменьшения путаницы и повышения эффективности реагирования на лесные пожары, наводнения, ураганы и другие события.
Как отмечалось выше, в 2015 году Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям (FEMA) издало Директиву FEMA 092-5 «Использование национальной сети США (USNG)»:
"ЗАЯВЛЕНИЕ О ПОЛИТИКЕ: FEMA будет использовать Национальную сеть США (USNG) в качестве стандартной географической справочной системы для наземных операций и будет поощрять использование USNG среди партнеров всего сообщества. "
" Уроки, извлеченные из нескольких крупномасштабных катастроф в прошлом три десятилетия подчеркивают необходимость в общей географической справочной системе для прогнозирования потребностей в ресурсах, облегчения принятия решений и точного распределения ресурсов.... Инструменты поддержки принятия решений, которые применяют USNG, позволяют менеджерам по чрезвычайным ситуациям находить позиции и определять области интересов или операции, где традиционные ориентиры (например, ориентиры или уличные знаки) могут быть уничтожены, повреждены или исчезли из-за последствий стихийного бедствия. «
USNG также рассматривается как инструмент для повышения ситуационной осведомленности и облегчения общей оперативной картины в чрезвычайных ситуациях.
Министерство обороны также имеет признали роль гражданского стандарта USNG для Вооруженных сил в поддержке национальной безопасности и обороны страны.
Такие организации, как коммунальные предприятия, транспортные департаменты, службы экстренного реагирования и другие владеют или полагаются на фиксированные полевые активы, которые им необходимо отслеживать, инвентаризовать, обслуживать и при необходимости эффективно размещать. Примеры включают пожарные гидранты, воздушные опоры электроснабжения, ливневые стоки, придорожные знаки и многое другое.
Назначение u Уникальные идентификаторы - это распространенный метод идентификации и ссылки на определенные активы. Стратегически назначенный идентификатор актива может включать в себя информацию о местоположении, тем самым гарантируя как уникальность имени, так и постоянную известность местоположения актива. USNG предлагает метод определения местоположения любого места или любого объекта в мире с помощью краткого буквенно-цифрового кода, который может быть сокращен в зависимости от известной зоны обслуживания и дополнен префиксным кодом для идентификации типа актива. Организации недавно успешно внедрили такой тип именования активов на основе USNG:
«Управление водоснабжения долины Могавк обслуживает 40 000 клиентов в районе Большой Ютики в центре Нью-Йорка. У нас есть более 700 миль труб, 28 резервуаров для хранения, 21 насосная станция и многочисленные пожарные гидранты. Мы передаем информацию о статусе гидранта внутри компании и во многие пожарные департаменты. Нам нужно дать этим предметам осмысленные имена. Мы попробовали несколько соглашений об именах - как последовательных, так и иерархических - с запутанными и разочаровывающими результатами. Мы перешли на именование активов USNG и успешно используем это уже более 4 лет! » - Элизабетта Т. ДеГеронимо, координатор водораздела / ГИС Управления водоснабжения долины Могавк, Ютика, Нью-Йорк
-
«Сотни тысяч придорожных объектов - водопропускные трубы, водостоки, знаки на земле. крепления, знаки на подвесных опорных конструкциях, знаки на пролетных тросах и направляющие рельсы - можно найти на маршрутах, поддерживаемых Министерством транспорта штата Нью-Йорк. В прошлом существование этих активов фиксировалось только в планах строительства, а также в умах и воспоминаниях преданных своему делу сотрудников. Наше новое соглашение об именах активов, основанное на Национальной сети США, приносит пользу всему департаменту и особенно полевым силам ». - Мэри Сьюзан Кнаусс, старший аналитик по транспорту, Управление транспорта, Департамент транспорта штата Нью-Йорк, Олбани, Нью-Йорк
Эти и другие участники из Университета штата Флорида и других стран совместно разработали руководство для пользователей ГИС и другие - через практические шаги по присвоению имен активам с использованием USNG.
Была проведена согласованная работа по просвещению общественности в отношении использования и преимуществ USNG. Обмен картами и приложениями USNG с друзьями и семьями побуждает их информировать друг друга о своем местонахождении во время поездок по бездорожью (т. Е. В дикой местности или на воде) для работы или отдыха. Кроме того, USNG можно использовать для обозначения и передачи информации о местах в оживленных или удаленных городских районах, в том числе о том, где можно встретиться с друзьями в лесопарке, найти автомобиль на парковке торгового центра или запросить помощь на большом складе или в бизнес-комплексе. Даже компас не нужен.
Полевые научные исследования тоже могут принести пользу.
Со времени утверждения стандарта в 2001 году в USNG наблюдается устойчивое, но постепенно увеличивающееся применение и использование. Официальное принятие другими органами по стандартизации имело место, в то время как практическое принятие использование было более неравномерным в реализации полного потенциала. В 2018 году был учрежден Институт USNG (UGNGI) «для изучения и составления отчетов об усилиях по внедрению USNG в Соединенных Штатах ",, а также Рабочая группа USNG по внедрению (USNG IWG) для оказания помощи и координации усилий по внедрению <281.>
Дальнейшее внедрение USNG для общественной безопасности и системы аварийного маркера местоположения (ELM) может частично зависеть от более тесной координации внедрения USNG в точках ответа общественной безопасности (PSAP или 911 центры) в их процедуры и системы Computer-Aided-Dispatch (CAD). В настоящее время такие реализации, обычно находящиеся под местным контролем, более фрагментированы, чем некоторые национальные инициативы по внедрению.
Сторонники идеи USNG много других способов, которыми он мог бы сыграть роль в повышении безопасности, удобства и качества жизни.
... для наземной навигации - обычно ограниченной относительно небольшой площадью - сетка UTM - это то, что вам нужно, потому что она делит территорию на аккуратные маленькие квадраты, что позволяет легко определить ваше местоположение. С другой стороны, сетка широты и долготы более громоздка, потому что эти надоедливые сходящиеся линии долготы затрудняют определение вашего местоположения.
... гражданский сектор начинает понимать то, что военные знают со времен Первой мировой войны: для наземной навигации географическая система координат, использующая широту и долготу, не подходит. хорошо подходит для ссылки на места.... Географическая система координат необходима для привязки больших участков Земли, но для небольших областей она имеет серьезные недостатки - в ней используются угловые единицы (градусы, минуты и секунды), которые являются громоздкими при выражении расстояния или преобразовании значений координат между масштаб карты, а также интервалы широты и долготы на Земле различаются, что приводит к сложным вычислениям. USNG избегает этих проблем.
Широта и долгота подходят для привязки к одному месту по отношению к остальной части Земли, но для привязки множества мест по отношению друг к другу в пределах относительно небольшой площади широта и долгота становятся очень громоздкими
Балтимор предоставил координаты в виде необработанных чисел, без указания, что они были в... градусах, минутах и секундах: 38 52 17, -76 52 26.... Диспетчеры принца Джорджа и другие нанесли на карту координаты по-другому, представив их в виде десятичных градусов...: 38,5217, -76,5226. С этой точки зрения числа были нанесены на береговую линию в округе Калверт, в 40 милях к юго-востоку от того места, где последний раз летел Солдат-2, - и поисковики из нескольких агентства выследили Калверта во время одной из ночных заблуждений.
Это было связано с... координатами в другом формате.
НАСАР переводит наше обучение и тестирование навигации в сторону USNG.
