সমান্তরাল (অক্ষাংশের রেখা) এবং মেরিডিয়ানস (দ্রাঘিমাংশের রেখা) দ্বারা আবদ্ধ যে কোনও গোলাকার চতুর্ভুজ ক্ষেত্রের ক্ষেত্রের জন্য তুলনামূলক সহজ সঠিক সূত্র রয়েছে । এটি উপবৃত্তের মৌলিক বৈশিষ্ট্যগুলি (বড় অক্ষের একটি এবং গৌণ অক্ষের বি এর ) ব্যবহার করে সোজাভাবে উত্পন্ন হতে পারে যা উপবৃত্ত উত্পাদন করতে তার ক্ষুদ্র অক্ষের চারপাশে ঘোরানো হয়। (ডেরাইভেশনটি একটি দুর্দান্ত অবিচ্ছেদ্য ক্যালকুলাস অনুশীলন করে তবে আমি বিশ্বাস করি যে এই সাইটে খুব আগ্রহ হবে না))
সূত্রটি সরল করা হয়েছে গণনাটিকে মৌলিক পদক্ষেপে ভেঙে।
প্রথমত, পূর্ব এবং পশ্চিম সীমানার মধ্যবর্তী দূরত্ব - মেরিডিয়ানস l0 এবং l1 - পুরো বৃত্তের ভগ্নাংশ যা q = (l1 - l0) / 360 (যখন মেরিডিয়ানগুলি ডিগ্রিতে পরিমাপ করা হয়) বা 1 = ( l1 - l0) / (2 * পাই) (যখন মেরিডিয়ানগুলি রেডিয়ানে পরিমাপ করা হয়)। সমান্তরাল f0 এবং f1 এর মধ্যে অবস্থিত পুরো স্লাইসের ক্ষেত্রফলটি সন্ধান করুন এবং এটি Q দ্বারা গুণ করুন ।
দ্বিতীয়ত, আমরা নিরক্ষীয় (f0 = 0 এ) দ্বারা আবদ্ধ উপবৃত্তাকার একটি অনুভূমিক টুকরা এবং অক্ষাংশ এফ (= f1) এর সমান্তরাল ক্ষেত্রের জন্য একটি সূত্র নিয়োগ করব। যে কোনও দুটি অক্ষাংশ f0 এবং f1 (একই গোলার্ধে থাকা) এর মধ্যে স্লাইসের ক্ষেত্রফল বৃহত্তর এবং ছোট অঞ্চলের মধ্যে পার্থক্য হবে।
অবশেষে, প্রদত্ত মডেলটি সত্যিকার অর্থে একটি উপবৃত্তাকার (এবং কোনও গোলক নয়), নিরক্ষীয় অঞ্চলে এবং অক্ষাংশের সমান্তরালে এর মধ্যে এমন একটি স্লাইসের ক্ষেত্রফল দেওয়া হয়
area(f) = pi * b^2 * (log(zp/zm) / (2*e) + sin(f) / (zp*zm))
উত্পাদিত উপবৃত্তের প্রধান এবং গৌণ অক্ষের দৈর্ঘ্য যথাক্রমে কোথায় a
এবংb
e = sqrt(1 - (b/a)^2)
এটি এর উদ্দীপনা, এবং
zm = 1 - e*sin(f); zp = 1 + e*sin(f)
(এটি জিওডিক্সের সাথে গণনা করার চেয়ে অনেক সহজ, যা যেভাবেই কেবল সমান্তরালগুলির নিকটবর্তী log(zp/zm)
low কম অক্ষাংশে নির্ভুলতার ক্ষতি এড়াতে এমনভাবে একটি পদ্ধতিতে গণনা করার পদ্ধতি সম্পর্কে @ cffk এর মন্তব্যটি লক্ষ্য করুন ))
area(f)
নিরক্ষীয় ক্ষেত্র থেকে অক্ষাংশ চ পর্যন্ত আপ বর্ণের স্লাইসের ক্ষেত্রফল (চিত্রনায় প্রায় 30 ডিগ্রি উত্তরে X
WGS 84 উপবৃত্তের জন্য ধ্রুবক মানগুলি ব্যবহার করুন
a = 6 378 137 meters, b = 6 356 752.3142 meters,
লক্ষ্যহীনভাবে
e = 0.08181919084296
(সঙ্গে একটি গোলাকৃতি মডেল জন্য একটি = খ , সূত্র অনির্দিষ্ট হলে আপনি ই যেমন একটা সীমা নিতে হবে -। উপরে, যা মান সূত্রে হ্রাস থেকে> 0 2 * pi * a^2 * sin(f)
।)
এই সূত্র অনুসারে, নিরক্ষীয় অঞ্চলের উপর ভিত্তি করে একটি 30 'বাই 30' চতুর্ভুজটির আয়তন 3077.2300079129 বর্গকিলোমিটার, যখন একটি 30 'বাই 30' চতুষ্পদ একটি মেরু স্পর্শ করে (যা সত্যিই কেবল একটি ত্রিভুজ) এর আয়তন রয়েছে মাত্র 13.6086152 বর্গক্ষেত্রের কিলোমিটার।
একটি পরীক্ষণ হিসাবে, সূত্রগুলি 720 বাই 360 গ্রিডের সমস্ত কক্ষের জন্য পৃথিবীর পৃষ্ঠকে আচ্ছাদন করে মোট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল 4 * পাই * (6371.0071809) ^ 2 বর্গকিলোমিটার দেয় যা ইঙ্গিত দেয় যে পৃথিবীর অ্যাটাকলিক ব্যাসার্ধটি 6371.0071809 কিলোমিটার হওয়া উচিত। এটি শুধুমাত্র শেষের গুরুত্বপূর্ণ চিত্রটিতে (প্রায় এক মিলিমিটারের দশমাংশ) উইকিপিডিয়া মান থেকে পৃথক। (আমি মনে করি উইকিপিডিয়া গণনাগুলি সামান্য বন্ধ :-)।
অতিরিক্ত চেক হিসাবে, আমি লেও এম বুগাইয়েভস্কি এবং জন পি। স্নাইডার, মানচিত্রের প্রজেকশনস: একটি রেফারেন্স ম্যানুয়াল (টেলর এবং ফ্রান্সিস, 1995) এ এই সূত্রগুলির সংস্করণগুলি 4 এবং 5 পুনরুত্পাদন করতে ব্যবহার করেছি । পরিশিষ্ট 4 নূন্যতম মিটারকে প্রদত্ত মেরিডিয়ান এবং সমান্তরালের 30'-দীর্ঘ অংশের চাপের দৈর্ঘ্য দেখায়। ফলাফলের স্পট চেক নিখুঁত চুক্তি দেখিয়েছে। আমি তারপরে 0.5 'ইনক্রিমেন্টের পরিবর্তে 0.0005' ইনক্রিমেন্টের সাহায্যে টেবিলটি পুনরায় তৈরি করেছি এবং এই চাপের দৈর্ঘ্যের সাথে অনুমান অনুসারে চতুর্ভুজ অঞ্চলগুলিকে সংখ্যার সাথে সংহত করেছি। উপবৃত্তাকার মোট ক্ষেত্রটি যথাযথভাবে আটটি উল্লেখযোগ্য ব্যক্তির চেয়ে ভাল পুনরুত্পাদন করা হয়েছিল। পরিশিষ্ট 5 শো মান area(f)
জন্য চ = 0, 1/2, 1, ..., 90 ডিগ্রী, 1 / (2 * পাই) দ্বারা গুন। এই মানগুলি নিকটতম বর্গকিলোমিটারে দেওয়া হয়। 0, 45 এবং 90 ডিগ্রির কাছাকাছি মানের ভিজ্যুয়াল চেক নিখুঁত চুক্তি দেখিয়েছে।
এই সঠিক সূত্রটি গ্রিডের সাহায্যে রাস্টার বীজগণিত ব্যবহার করে প্রয়োগ করা যেতে পারে যা প্রতিটি কক্ষের উপরের সীমাগুলির অক্ষাংশ এবং নিম্ন সীমাটির অক্ষাংশ প্রদান করে another এগুলির প্রত্যেকটিই মূলত একটি y- সমন্বিত গ্রিড। (প্রতিটি ক্ষেত্রে আপনি তৈরি করতে sin(f)
এবং তারপরে zm
এবং zp
অন্তর্বর্তী ফলাফল হিসাবে দেখতে চাইতে পারেন )) দুটি ফলাফল বিয়োগ করুন, এর নিরঙ্কুশ মানটি ধরুন এবং প্রথম ধাপে প্রাপ্ত ভগ্নাংশ Q দিয়ে গুণ করুন (0.5 / 360 = 1/720 এর সমান) উদাহরণস্বরূপ 30 'সেল প্রস্থের জন্য)। এটি এমন একটি গ্রিড হবে যার মানগুলি হুবহু থাকেপ্রতিটি কক্ষের ক্ষেত্রগুলি (গ্রিডের নিজস্ব সংখ্যাগত নির্ভুলতা পর্যন্ত)। সাইন ফাংশন দ্বারা প্রত্যাশিত ফর্মটিতে অক্ষাংশটি প্রকাশ করার জন্য কেবল নিশ্চিত করুন: অনেক রাস্টার ক্যালকুলেটর আপনাকে ডিগ্রিতে স্থানাঙ্ক দেয় তবে তাদের ট্রিগ ফাংশনগুলির জন্য রেডিয়ান আশা করে!
রেকর্ডের জন্য, এখানে সঠিক এলাকায় আছে 30 WGS 84 উপবৃত্ত উপর সেলের 30 দ্বারা 'বিষুবরেখা থেকে আপ একটি মেরু থেকে, 30 অন্তর এ', 11 পরিসংখ্যান (একই ছোটখাট ব্যাসার্ধ জন্য ব্যবহৃত নম্বরে খ ):
3077.2300079,3077.0019391,3076.5458145,3075.8616605,3074.9495164,3073.8094348,3072.4414813,3070.8457347,3069.0222870,3066.9712434,3064.6927222,3062.1868550,3059.4537865,3056.4936748,3053.3066912,3049.8930202,3046.2528597,3042.3864209,3038.2939285,3033.9756204,3029.4317480,3024.6625762,3019.6683833,3014.4494612,3009.0061153,3003.3386648,2997.4474422,2991.3327939,2984.9950800,2978.4346744,2971.6519646,2964.6473522,2957.4212526,2949.9740951,2942.3063230,2934.4183938,2926.3107788,2917.9839636,2909.4384482,2900.6747464,2891.6933866,2882.4949115,2873.0798782,2863.4488581,2853.6024374,2843.5412166,2833.2658109,2822.7768503,2812.0749792,2801.1608571,2790.0351582,2778.6985716,2767.1518013,2755.3955665,2743.4306011,2731.2576543,2718.8774905,2706.2908892,2693.4986451,2680.5015685,2667.3004848,2653.8962347,2640.2896746,2626.4816763,2612.4731271,2598.2649300,2583.8580035,2569.2532818,2554.4517149,2539.4542684,2524.2619238,2508.8756783,2493.2965451,2477.5255533,2461.5637477,2445.4121891,2429.0719545,2412.5441367,2395.8298444,2378.9302026,2361.8463521,2344.5794500,2327.1306692,2309.5011988,2291.6922441,2273.7050264,2255.5407830,2237.2007674,2218.6862492,2199.9985139,2181.1388633,2162.1086151,2142.9091030,2123.5416769,2104.0077025,2084.3085615,2064.4456516,2044.4203864,2024.2341953,2003.8885234,1983.3848318,1962.7245972,1941.9093120,1920.9404843,1899.8196375,1878.5483108,1857.1280585,1835.5604507,1813.8470724,1791.9895239,1769.9894206,1747.8483931,1725.5680867,1703.1501618,1680.5962932,1657.9081707,1635.0874985,1612.1359952,1589.0553936,1565.8474409,1542.5138984,1519.0565410,1495.4771578,1471.7775513,1447.9595378,1424.0249466,1399.9756206,1375.8134157,1351.5402005,1327.1578567,1302.6682785,1278.0733724,1253.3750574,1228.5752643,1203.6759360,1178.6790272,1153.5865040,1128.4003439,1103.1225355,1077.7550785,1052.2999830,1026.7592702,1001.1349711,975.42912705,949.64378940,923.78101904,897.84288636,871.83147097,845.74886152,819.59715539,793.37845851,767.09488512,740.74855748,714.34160569,687.87616739,661.35438752,634.77841811,608.15041795,581.47255240,554.74699308,527.97591765,501.16150951,474.30595754,447.41145586,420.48020351,393.51440422,366.51626611,339.48800143,312.43182627,285.34996030,258.24462644,231.11805066,203.97246162,176.81009042,149.63317034,122.44393648,95.244625564,68.037475592,40.824725575,13.608615243
মানগুলি বর্গকিলোমিটারে।
আপনি যদি এই অঞ্চলগুলি আনুমানিক করতে চান বা তাদের আচরণগুলি আরও ভালভাবে বুঝতে চান তবে সূত্রটি এই প্যাটার্ন অনুসরণ করে একটি পাওয়ার সিরিজে হ্রাস করে:
area(f) = 2 * pi * b^2 * z * (1 + (4/3)y + (6/5)y^2 + (8/7)y^3 + ...)
কোথায়
z = sin(f), y = (e*z)^2.
(বুগায়েভস্কি ও স্নাইডার, অপ্ট সিটি। , সমীকরণ (2.1)।
যেহেতু ই ^ 2 এত ছোট (পৃথিবীর সমস্ত উপবৃত্তাকার মডেলের জন্য প্রায় 1/150) এবং z 0 এবং 1 এর মধ্যে রয়েছে তাই y খুব ছোট। সুতরাং y ^ 2, y ^ 3, ... পদগুলি দ্রুত আরও ছোট হয়ে যায় এবং প্রতিটি শব্দটির সাথে আরও দুটি দশমিক স্থানে নির্ভুলতা যুক্ত করে। যদি আমরা পুরোপুরি y অবহেলা করতে পারি তবে সূত্রটি হ'ল বি গোলকের ক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল । অবশিষ্ট পদগুলি পৃথিবীর নিরক্ষীয় বাল্জের জন্য সঠিক হিসাবে বোঝা যায়।
সম্পাদন করা
অঞ্চলটির একটি জিওডেসিক-দূরত্ব গণনা এই সঠিক সূত্রগুলির সাথে কীভাবে তুলনা করে সে সম্পর্কে কিছু প্রশ্ন উত্থাপিত হয়েছে। জিওডেসিক দূরত্বের পদ্ধতিটি সমান্তরালের পরিবর্তে ভূ-প্রকৃতির দ্বারা প্রতিটি চতুর্ভুজকে সমান করে, যা এর কোণগুলিকে অনুভূমিকভাবে সংযুক্ত করে এবং ট্র্যাপিজয়েডের জন্য ইউক্লিডিয়ান সূত্র প্রয়োগ করে । 30 'কোয়াডের মতো ছোট চতুষ্কোণগুলির জন্য এটি কিছুটা কম পক্ষপাতদুষ্ট এবং মিলিয়ন প্রতি 6 থেকে 10 অংশের মধ্যে আপেক্ষিক নির্ভুলতা রয়েছে। এখানে WGS 84 এর জন্য ত্রুটির একটি প্লট দেওয়া হয়েছে (বা কোনও যুক্তিসঙ্গত উপবৃত্তাকার এই বিষয়টির জন্য):
সুতরাং, (1) আপনার যদি জিওডাসিক দূরত্ব গণনায় সহজে অ্যাক্সেস পাওয়া যায় এবং (2) পিপিএম-স্তর ত্রুটি সহ্য করতে পারে তবে আপনি সেই জিওডাসিক গণনাগুলি ব্যবহার করে এবং তার ফলাফলকে 1.00000791 দ্বারা গুণাগুলি সংশোধন করার জন্য বিবেচনা করতে পারেন। আরও দুটি দশমিক স্থূলতার জন্য, সংশোধন ফ্যাক্টর থেকে পাই / 2 * কোস (2f) / 10 ^ 6 বিয়োগ করুন: ফলাফলটি 0.04 পিপিএমের মধ্যে নির্ভুল হবে।