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北美地圖的奧秘：為何不同的坐標系統會導致地圖錯位？
在北美地區，地圖的準確性對於測量、土地規劃以及各種應用至關重要。然而，不同的坐標系統卻可能導致明顯的地圖錯位，進而影響到公共和私人項目的決策。本文將深入探討北美地圖的坐標系統，包括北美地理數據基準以及未來的新基準。
北美地理數據基準(NAD)
北美地理數據基準是定義北美地區大地網的水平基準。此基準是對地球形狀的正式描述，並配有一個「錨點」作為坐標系統的起點。當前，北美地區主要使用兩個地理數據基準進行水平測量：1927年的北美地理數據基準（NAD 27）和1983年的北美地理數據基準（NAD 83）。這兩個系統的假設與測量方法略有不同，導致了它們的坐標系統在地圖上出現錯位。
1927年的北美地理數據基準(NAD 27)
1927年的基準基於在整個北美進行的測量，並使用一個名為克拉克1866日球體的標準。這一點回溯至1901年，當時美國沿海和大地測量局採納了一個名為美國標準基準的數據基準。隨著數據的增加，發現了一些不準確之處，於是該基準在1927年重新計算，選擇了位於堪薩斯州的米德斯農場三角測量站作為參考點。此基準通過測量其他地點相對於這一「基準點」的距離及方向來定義每個點的緯度和經度。
這些是NAD 27的定義參數，雖然隨著時間的推進，更新的數據基準已經出現，但是NAD 27依然在國家地理測量中佔有一席之地。
1983年的北美地理數據基準(NAD 83)
由於地球的形狀實際上並不完全符合任何理想的椭圆，1983年推出的北美地理數據基準（NAD 83）使用了一個新的日球體——GRS 80，這個日球體專為全球範圍的數據測量而設計。NAD 83不再依賴於單一的參考點，使其成為一個以地球為中心的地理數據基準。儘管NAD 83在全球範圍內能夠更好地進行坐標整合與信息共享，但與NAD 27相比，它們之間的坐標卻有時出現顯著的偏差。尤其是，一個座標在NAD 27中的緯度/經度與在NAD 83中的相同數值可能會出現幾十米的位移。
在實際運用中，如果您使用設置為NAD 83或WGS 84的GPS設備來導航NAD 27的坐標，您可能會舉步維艱，尤其是在西雅圖和邁阿密等地，錯位可能更為嚴重。
NAD 83與WGS 84的比較
由於NAD 83和WGS 84皆基於GRS 80日球體，許多舊的出版物往往並不顯示它們之間的差異。然而，隨著時間的推移，WGS 84已經發生了微小的變化，這意味着兩者之間可能存在1到2米的差異。這些差異對許多項目來說可能會帶來至關重要的影響。
當前的NAD 83實施
目前，美國的國家空間參考系統NAD 83進行了2010年的修訂，這是通過對精確的GPS接收器進行連續性觀測而得出的。這種新數據版本不僅改善了北美板塊的定位，還對其他地區進行了相應的修正。
未來的新基準
展望未來，NAD 83和NAVD 88將在2025年或2026年被一個基於全球導航衛星系統的新幾何參考框架和重力基準取代。這一變化旨在加強數據的獲取和維護，並解決目前因物理測量標記老化而造成的問題。
不同的坐標系統在地圖上的錯位現象不僅是技術性問題，它關係到我們在一個高度連接的社會中如何利用和理解地理信息。您是否曾經在使用地圖時，遇到過坐標不匹配的困擾？
