- ผ่านไปแล้วสามโปรแกรมย่อยๆ นี่คือโปรแกรมที่สี่ โปรแกรม EGM คำนวณหาค่า Geoid Separation ไม่ใช่โปรแกรมสุดท้ายนะครับ เพราะ Surveyor Pocket Tools จะเพิ่มโปรแกรมพื้นฐานสำหรับช่างสำรวจต่อไปเรื่อยๆ
- โปรแกรมนี้ผมเคยเขียนมาแล้วชุดใหญ่ใช้ชื่อว่า Geoid Height Pro ลองดูด้านขวามือตรง Download เป็นโปรแกรมที่มีกราฟฟิคให้ดูด้วยเมื่อป้อนค่าพิกัด Latitude/Longitude เข้าไปสามารถโหลดไฟล์ CSV มาคำนวณได้ สนใจชุดใหญ่ก็โปรแกรม Geoid Height Pro ครับ ถ้าชุดเล็กๆแบบพกไปในกระเป๋าติดตามต่อไป
ทำไมต้องคำนวณ Geoid Separation
- เนื่องจาก GPS ที่เราใช้งานในปัจจุบัน ระบบพิกัดผูกอยู่กับพื้นหลักฐาน World Geodetic System 1984 ใช้ทรงรี WGS84 สำหรับค่าพิกัดแลตติจูดและลองจิจูดแล้วไม่มีปัญหาครับ ปัญหาคือค่าระดับในแนวดิ่ง ที่อ้างอิงกับทรงรีเรียกความสูงนี้ว่า Ellipsoidal Height(h) แต่ความสูงที่นำมาใช้งานด้านแผนที่รวมทั้งงานก่อสร้างสาธารณูปโภคทั้งหลาย กลับอ้างอิงกับระดับน้ำทะเลปานกลาง Mean Sea Level (MSL) ที่เราคุ้นเคยกันดี แล้วความสูงสองระบบนี่มันเกี่ยวข้องกันอย่างไร
- ความสูงเทียบกับระดับน้ำทะเลปานกลางหรือที่เรียกกันอย่างหนึ่งว่า Orthometric Height (H) ความสูงตัวนี้กลับไปอ้างอิงกับรูปทรงจีออยด์ ที่ถือกันว่าเป็นรูปทรงทางคณิตศาสตร์ของโลกตามแรงดึงดูด รูปทรงประมาณแล้วเป็นผิวที่ทับกันสนิทกับผิวเฉลี่ยของมหาสมุทรหรือระดับน้ำทะเลปานกลางนั่นเอง ระหว่างทรงรีกับรูปทรงจีออยด์ ทั่วทั้งโลกนี้มีความสูงต่างกันไม่เกิน ±100 เมตรเท่านั้นเอง
- ความสัมพันธ์ความสูงสองระบบนี้ก็ง่ายๆครับ H = h – N โดยที่ N คือค่า Geoid Height หรือ Geoid Separation นั่นเอง โปรแกรมนี้คือโปรแกรมที่เขียนขึ้นมาเพื่อคำนวณหาค่า N โดยเฉพาะ
- ดังนั้นเมื่อเรารู้พิกัดแล็ตติจูดลองจิจูด เราสามารถคำนวณหา N ได้เอาไปลบจาก Ellipsoidal Height (h) ก็จะกลายเป็นความสูงเทียบกับระดับน้ำทะเลปานกลางที่เราสามารถนำมาใช้ได้
โมเดลที่ใช้ในการคำนวณ
- มีสองโมเดล ตามอายุที่ออกมาใช้ครับ EGM96 ออกในปี 1996 ง่ายๆเขาแบ่งตามขนาดกริด 30’x30′ ประมาณ 55 กม. x 55 กม. จะมีหนึ่งค่าเมื่อขยับไปกริดช่องต่อไปค่า N ก็จะเปลี่ยน โมเดลจะเก็บไว้ในไฟล์ เวลาติดตั้งโปรแกรมจะไปด้วย เมื่อผู้ใช้ป้อนค่าพิกัดโปรแกรมจะไปอ่านไฟล์ดึงค่ามาคำนวณค่า N ให้
- โมเดลที่สองคือ EGM2008 ออกมาในปี 2008 รุ่นนี้แบ่งเป็นสองขนาดย่อยละเอียดสุดคือช่องกริดแบ่งไว้ประมาณ 1′ x 1′ หรือประมาณ 1.8 กม. x 1.8 กม. ขนาดที่สองละเอียดน้อยลงมานิดหนึ่งใช่ช่องกริดขนาด 2.5′ x 2.5′ หรือประมาณ 4.6 กม. x 4.6 กม. โปรแกรมนี้ใช้กริดขนาด 2.5′ x 2.5′ ครับ เวลาติดตั้งจะขนไฟล์ขนาดมากกว่า 100 MB ที่เก็บกริดนี้ไปด้วย ทำให้ดูเหมือนโปรแกรมใหญ่โต แต่ที่โตเพราะข้อมูลนี้ครับ
- ถ้าใช้โมเดลแบบละเอียด 1’x1′ จะต้องใช้ไฟล์ข้อมูลเกือบกิกะไบต์เลย ผมเลยไม่ได้เขียนในส่วนนี้ ความละเอียดเท่าที่ทดสอบดูจากโปรแกรมอื่นๆ ค่าแทบไม่แตกต่างกันเลย แตกต่างกันน้อยมาก บางจุดน้อยกว่าเศษของมิลลิเมตร
ความถูกต้อง
- ไม่มีอะไรสมบูรณ์พูนผลไปทั้งหมด โมเดล EGM96 กับ EGM2008 ก็เหมือนกัน งานรังวัด GPS แบบ Static หรือ Fast Static ที่ให้ค่าละเอียดระดับมิลลิเมตร ดีทั้ง x, y, z เมื่ออ้างอิงกับทรงรี (ย้ำทรงรี) การจะได้ค่าระดับเทียบกับระดับน้ำทะเลปานกลาง จะเรียกใช้โมเดล EGM96 หรือล่าสุดกว่าก็ EGM2008 เพื่อแปลงค่าความสูงจาก Ellipsoidal Height เป็น Orthometric Height แต่เนื่องจากโมเดลไม่ได้สมบูรณ์ ดังนั้นค่าระดับที่ได้เทียบเท่างานระดับชั้นสาม แต่ไม่ยืนยัน ส่วนใหญ่งานก่อสร้างที่มีค่าระดับ Grade มาเกี่ยวข้อง จึงต้องเดินระดับแบบแยกมาต่างหากจากงานรังวัด GPS ครับยกตัวอย่างเช่นงานสร้างทางรถไฟ งานสร้างถนนสายหลัก
- ประสบการณ์ที่ผ่านมา งานรังวัด GPS ค่าระดับเมื่อแปลงเป็นระดับน้ำทะลปานกลางแล้ว พอใช้ได้ครับ ไม่เคยเจอตรงไหนที่เพี้ยนจนรับไม่ได้ งานที่ไม่ได้กังวลเรื่องค่าระดับมากนักจะนำค่าระดับที่แปลงค่ามาแล้วใช้งานได้เลย
วิธีใช้งานโปรแกรม
- มาดูวิธีการใช้ คลิกที่โปรแกรม EGM ตามรูป
- เปิดโปรแกรมมาแล้ว หน้าตาคล้ายๆโปรแกรมอื่นๆที่ผ่านมาคือมีช่องป้อนค่าพิกัด แล็ตติจูด ลองจิจูด มีไอคอนสำหรับจัดเก็บค่าพิกัดเข้าฐานข้อมูล และไอคอนเรียกค่าพิกัดจากฐานข้อมูลมาใช้งาน สองไอคอนนี้อยู่ติดกัน มีไอคอนลูกศรเพื่อคำนวณ สามารถปักหมุดลงบน Google maps และ Google earth
- ลองป้อนจุดดังนี้ ชื่อ “GPS-KBM” Latitude = 14.6109419444 Longitude= 98.0315881139 รูปแบบมุมเป็น degree คลิกที่ไอคอนลูกศรเพืือคำนวณได้ค่า -38.9148 m. บนโมเดล EGM2008
- ลองเปลี่ยนโมเดลเป็น EGM96
- มาลองจุดอื่นๆดูบ้างครับ ชื่อ “Caia” latitude= 17d 49′ 55.917″S longitude= 35d 20′ 10.706″E ป้อนแล้วคำนวณดู จากนั้นทำการเก็บค่าพิกัดด้วยการคลิกไอคอนรูปหมุดที่มีเครื่องหมายบวกสีแดง แล้วก็ลองปักหมุดที่ google maps เป็นขั้นตอนสุดท้าย
- ปักหมุดแล้ว
- ก็ขอจบตอนสุดท้ายเพียงเท่านี้ครับ