Surveyor Pocket Tools – คำนวณพื้นที่ เรื่องธรรมดาที่ไม่ธรรมดา (ตอนที่ 3 ตอนจบ)

ทดสอบข้อมูลค่าพิกัดรูปปิดบนพื้นหลักฐาน Indian 1975

• ขอพูดเกี่ยวกับ work flow สักนิด เมื่ออ่านไฟล์รูปปิดจากไฟล์  CSV มาแล้ว โปรแกรมจะคำนวณหาจุด centroid หรือจุดศูนย์ถ่วงของพื้นที่ แล้วจะแปลงพิกัดเป็นค่าพิกัดในพื้นหลักฐาน WGS84 ทั้งค่าพิกัดของรูปปิดและจุดศูนย์ถ่วงด้วย จากนั้นโปรแกรมจะสร้างเส้นโครงแผนที่ Lambert Azimuthal Equal Area โดยการใช้จุดศูนย์ถ่วงเป็น latitude of origin, central meridian แล้วเรียกใช้ไลบรารี Proj4 เพื่อทำการแปลงพิกัดไปยังระบบพิกัดฉากของเส้นโครงแผนที่ LAEA สุดท้ายใช้สูตรผูกเชือกรองเท้า ทำการคำนวณหาพื้นที่ จะได้พื้นที่ออกมา แต่ยังเป็นพื้นที่บนทรงรีอยู่
• ที่หน้าต่างโปรแกรมคลิก “Import” แล้ว browse… เพื่อนำไฟล์ CSV เข้า

• จะใช้ข้อมูลที่ผมเตรียมไว้ให้ อยู่ในโฟลเดอร์ “C:\Users\ชื่อผู้ใช้\AppData\Roaming\Surveyor Pocket Tools\example data” เลือกไฟล์ “boundary2-utm47n-indian1975.csv“

• เมื่อคลิก “ok” จะเห็น preview ไฟล์นี้ไม่มีชื่อหัวคอลัมน์ เราต้องไประบุทีหลัง

• เมื่ออ่านไฟล์เข้าตารางข้อมูล จะเห็นตรงกรอบสีแดงด้านบนเป็น “Col1” ทั้งหมด

• ตั้งหัวข้อคอลัมน์ให้ตรงกับ ชื่อจุด Northing Easting

• ต่อไปก็ตั้งระบบพิกัดเป็น “Indian 1975 / UTM Zone 47N”

• คลิกคำนวณที่ไอคอนเครื่องคิดเลข โปรแกรมจะคำนวณหาพื้นที่ให้ มาลองปักหมุดดูกันครับ บน google maps คลิดที่ทูลส์บาร์ด้านขวา

• ปักหมุดที่ google earth

การส่งออกไฟล์เป็น Shape file

• ใครที่ไม่ได้ใช้งานจำพวก GIS ก็ข้ามหัวข้อนี้ไปนะครับ อย่างที่ผมบอกไว้ว่าเส้นโครงแผนที่ Lambert Azimuthal Equal Area รักษาพื้นที่แต่ไม่รักษารูปร่าง แต่ข้อดีคือการจุด origin ไปแปะอยู่ที่จุดศูนย์ถ่วง ทำให้รูปร่างไม่น่าจะเพี้ยนมากนัก ต่อไปคลิกที่ “Export…”

• จะเห็นไดอะล๊อก เลือกปลายทางไฟล์ที่จะเก็บ เลือกรูปแบบเป็น “ESRI Shape file“

• ผมตั้งชื่อว่า “Boundary2” โปรแกรมจะสร้างไฟล์ให้ มีทั้งหมด 4 ไฟล์คือ  Boundary2.dbf, Boundary2.shx, Boundary.shp และ Boundary.prj ผมจะลองเปิด QGIS แล้วเปิดไฟล์ชุดนี้เข้าไป ที่ QGIS ที่เมนู “Project => New” เพื่อสร้าง project ใหม่ จากนั้นคลิกที่เมนู “Project => Project Proterites” เลือกหน้า CRS (Coordinate Reference System) ตั้งค่าตามรูปด้านล่าง คือเราจะให้ QGIS แปลงพิกัดเป็น WGS84 ในขณะนำเข้า

• แต่หลายครั้งผมพบว่า QGIS รู้สึกจะเอ๋อๆ ไม่ยอมแปลงพิกัดแบบทันทีทันใดตอนนำเข้า จากนั้นเลือกเมนู “Layer => Add Layer => Add Vector Layer…” เลือกไฟล์ชือ “Boundary2.shp”
• เข้ามาแล้ว ผมตรวจดู QGIS แปลงพิกัดให้เรียบร้อย ไปที่เมนู Setting => Custom CRS… จะเห็นร่องรอยระบบพิกัดที่นำไฟล์เข้าไป QGIS

• ข้อควรจำ ระบบพิกัดของเส้นโครงแผนที่ LAEA  ที่ผมทำขึ้นมาช่วยหาพื้นที่ ตัวนี้ควรใช้ชั่วคราวเท่านั้นนะครับ เพราะไม่ได้เป็นมาตรฐาน ถ้านำเข้าโปรแกรมด้าน GIS ควรรีบแปลงระบบพิกัดไปหาตัวมาตรฐานอื่นทันที
• แต่ถ้าผู้อ่านต้องการส่งออกไฟล์ Shape file บนระบบค่าพิกัดเป็น UTM แต่จำกัดเฉพาะบน WGS84 เพราะว่า Indian 1975 ที่อยู่ตามโปรแกรม GIS ทั้งหลายค่าพารามิเตอร์ Transformation ไม่ตรงกับประเทศไทย ที่เราใช้กัน ค่าที่เราใช้กันคือ dx = 204.5, dy = 837.9, dz = 294.8 ตามกรมแผนที่ทหารปี 2551 ดังนั้นถ้ามีการแปลงพิกัดบนโปรแกรมเหล่านี้ไปหาระบบพิกัดอื่นจะไม่ถูกต้อง เว้นเสียแต่ว่าเราสามารถกำหนดตัวแปรพารามิเตอร์เองได้
• ที่โปรแกรมคลิก “Export…” ด้านขวา เลือกโฟลเดอร์ปลายทางแล้วป้อนขื่อไฟล์ แล้วลองเปิดบนโปรแกรมด้าน GIS ดู

การเปลี่ยนหน่วยพื้นที่

• ผ่านมาหลายตอนแล้วผมลืมบอกไปว่า สามารถเปลี่ยนหน่วยพื้นที่ได้จาก ตร.ม. ไปยัง หน่วยไร่ของบ้านเรา หรือแม้แต่หน่วย hectare หรือ acre รอบๆบ้านเรายังใชหน่วยพวกนี้อยู่ เช่นเมียนมา ยังใช้หน่วย เอเคอร์อยู่

ปัญหาของแปลงที่ดินอยู่คร่อมเส้นแบ่งโซน

• ปัญหาของระบบพิกัดฉากอีกอย่าง คือตรงบริเวนเส้นแบ่งโซน ที่ศูนย์พิกัดอยู่คนละที่กัน ถ้าเป็นงานก่อสร้างบริเวณช่วงแบ่งโซนนี้ อาจจะทำหมุดไว้อย่างน้อยหนึ่งคู่ พร้อมกับมีพิกัดอิงอยู่ทั้งสองโซน
• สำหรับแปลงที่ดิน ถ้าไม่ล้ำโซนไปหากันไกลมากนัก ก็น่าจะอนุโลมในการใช้โซนข้างใดข้างหนึ่ง  การคำนวณพื้นที่ถ้าจะต้องมาแบ่งพื้นที่ตามโซนแล้ว นำพื้นที่มารวมกันทีหลัง ค่อนข้างยุ่ง
• แต่ถ้าแปลงที่ดินเก็บค่าพิกัดแบบภูมิศาสตร์ ก็ง่ายครับ มาดูข้อมูลทดสอบแปลงรูปปิด อยู่บนพื้นที่ระว่างโซน 47 และโซน 48 ค่าพิกัดเป็นแบบภูมิศาสตร์
• คลิก “Import…” ที่ทูลส์บาร์ด้านขวา เลือกไฟล์ชื่อ “boundary4-crossed-zone47n-zone48n.csv“

• ดู preview ไฟล์มีหัวชื่อคอลัมน์ ค่าพิกัดเป็นแลตติจูด ลองจิจูด

• ที่ตารางข้อมูล ตั้งระบบพิกัดเป็น “WGS84 / Geographic” คลิกที่ไอคอนเครื่องคิดเลขทำการคำนวณ ที่นี้ผลการคำนวณพื้นที่ในระบบพิกัดฉาก โปรแกรมจะพบว่ามีการข้ามโซน จะคำนวณพื้นที่ให้ทั้งสองโซน ค่าจะต่างกันเพราะว่าค่า scale factor ไม่เท่ากัน พื้นที่แปลงนี้เมื่อคำนวณบนระบบพิกัดฉากโซน 47 จะได้ค่าออกมา = 291 ไร่ 2 งาน 87.47 ตารางวา 

• ลองคลิกเลือกเป็นโซน 48 ตามรูปจะได้พื้นที่ 291 ไร่ 2 งาน 86.61 ตารางวา สองโซนต่างกัน = 87.47 – 86.61 = 0.86 ตารางวา ถือว่าต่างกันน้อยมาก แต่ถ้าเทียบกับพื้นที่บนทรงรีแล้ว ต่างกัน 2 งานกว่าๆ ถือว่ามากพอสมควร

ตรวจสอบพื้นที่บนทรงรี

• ที่จุดศูนย์ถ่วง latitude = 13.9468690 longitude = 102.0021300  ค่าระดับเฉลี่ยเทียบกับรทก. (H) ประมาณ 30 เมตร ความสูงจีออยด์(N) =-26.653 เมตร ความสูงเทียบกับทรงรี (h) = H + N = 30-26.653 = 3.347 เมตร รัศมีทรงรีบริเวณนี้ = 6,376,910 เมตร หาค่า ESF = 6376910/(6376910+3.347) = 0.999999475
• ค่า บน UTM Zone 47N GSF = 1.00090202 บน UTM Zone 48N GSF = 1.000898320
• พื้นที่ในระบบพิกัดฉาก UTM Zone 47N = 466749.898 ตร.ม. คิดเป็นพื้นที่บนทรงรี =  466749.898 /  1.00090202² = 465909.000 ตร.ม. พื้นที่บนทรงรีที่ได้จากเส้นโครงแผนที่ LAEA = 465909.007 ตร.ม. ต่างกันที่ทศนิยมตำแหน่งที่ 3 ถือว่าน้อยมาก
• พื้นที่ในระบบพิกัดฉาก 48N = 466746.458 ตร.ม. คิดเป็นพื้นที่บนทรงรี  = 466746.458/1.000898320 = 465909.011 ตร.ม. ต่างกันที่ทศนิยมตำแหน่งที่ 3 เช่นเดียวกัน อย่างไรก็ตามค่าที่ได้จาก LAEA ผมถือว่าให้ค่าที่ถูกต้องที่สุด
• คิดเป็นพื้นที่จริง = 465907.007 / 0.999999475² = 465907.496 ตร.ม.
• ลองปักหมุดดูบน google earth เส้นสีน้ำเงินหนาๆคือเส้นแบ่งโซน ด้านซ้ายคือโซน 47 ด้านขวาคือโซน 48

สรุป

• การคำนวณพื้นที่บนทรงรีจากเส้นโครงแผนที่ Lambert Azimuthal Equal Area มีความน่าเชื่อถือ ทำให้การคำนวณพื้นที่จากระบบพิกัดฉาก UTM สามารถหาพื้นที่ได้โดยไม่ต้องอาศัยการคำนวณหาค่า Grid Scale Factor
• ก็หวังว่าทูลส์ตัวนี้จะช่วยช่างสำรวจคำนวณพื้นที่ได้โดยสะดวกและสามารถนำผลลัพธ์ไปใช้งานอื่นๆได้ง่าย

เครดิต

• ผมได้เพิ่มไลบรารีภาษา python มาช่วยอีกสองไลบรารีคือช่วยในการเขียน Excel และเขียน shape file ทำให้งานยากๆกลายเป็นเรื่องง่ายๆ
• เขียนไฟล์ Excel ใช้ openpyxl พัฒนาโดย Eric Gazoni, Charlie Clark ใช้งานง่าย มีทุกอย่างที่ต้องการ ไม่ต้องอ่านคู่มือมาก
• เขียนไฟล์ ESRI Shape file ใช้ pyshp พัฒนาโดย Joel Lawhead ใช้งานง่ายมาก อ่านคูมือไม่กี่บรรทัดก็ใช้งานได้แล้ว

ก้าวเล็กๆต่อไปของ Surveyor Pocket Tools

• ในภายภาคหน้า ผมจะเขียนทูลส์เล็กๆมาช่วยคำนวณเรื่อง scale factor ทั้ง ESF, GSF และ CSF  ให้มาใช้งานได้ง่ายๆสะดวก อานิสงส์ของโปรแกรมคำนวณพื้นที่ตัวนี้ ทำให้ผมสามารถเอาสูตรแปลงพิกัด Geographic => UTM และแปลงจาก UTM => Geographic และการคำนวณ ESF & GSF ลงเครื่องคิดเลข Casio Fx5800p เนื่องจากติดตามสูตรเขียน scale factor แต่ไปเจอสูตรทั้งหมดอยู่ด้วยกัน ก็เลยเอามาลงที่เครื่องคิดเลขได้ทั้งหมดแบบนึกไม่ถึง
• “ทุกโปรแกรมบนเครื่อง desktop pc & notebook ของผมยังฟรีเหมือนเดิม ร่วมแบ่งปันกัน โลกนี้จะน่าอยู่มากยิ่งขึ้น” ติดตามตอนต่อไปครับ