时空数据科学概念和技术
叶文洁是第一个通过太阳向宇宙发出了信号的地球人,从而暴露了地球在茫茫宇宙中的坐标,成为了三体人进攻和侵略地球的开始。
《三体》小说贡献了太多的经典桥段,“不要回答,不要回答,不要回答”的黑暗丛林法则也让人印象深刻。不过,我们较个真,从科学的角度聊聊需要具备怎样的条件,才能把地球的坐标发出去。为了类比,我们小处着眼,先理解一下在地球上的坐标是咋出来的?
1. 坐标系
世界大地测量系统(World Geodetic System, WGS)是一种用于地图学、大地测量学和导航(包括全球定位系统)的大地测量系统标准。WGS 包含一套地球的标准经纬坐标系、一个用于计算原始海拔数据的参考椭球体,和一套用以定义海平面高度的引力等势面数据。
地球的形状不是完美的球形。因此,当我们试图近似地球的形状时,需要一个更好的模型。这个模型就是 WGS84 坐标系:它的坐标中心点为地球质心,采用一个十分近似于地球自然形状的参考椭球体,作为描述和推算地面点位置和相互关系的基准面。

有了这个椭球体,地球上任意一个点就可以在这个体系中有唯一投影。这个投影一般使用经度和纬度两个数据,表达该点的位置(也可以有高度)。
WGS84 是世界上第一个统一的地心坐标系(最后修订于 2004 年),因此也被称为大地坐标系、原始坐标系。不同的地区地理信息差别较大(海拔、地表趋势等),为了更精确的表达信息,各地使用的参考椭球体(或参数)不同。欧洲石油调查组织(EPSG)的成员在 1985 年发起了一个介于1024 和 32767 之间的 EPSG 注册表,这个注册表包含了大地基准面、空间参考系统、地球椭球体、坐标变换和相关测量单位等信息。

