Datum
Datum, yer kürəsi üzərindəki hər hansı bir nöqtənin koordinatlarını və hündürlüyünü dəqiq müəyyən etmək üçün istifadə olunan istinad sistemidir. Yerin mürəkkəb formasını riyazi olaraq ölçmək və xəritəyə köçürmək üçün bizə "sıfır nöqtəsi" və "müəyyən bir forma" lazımdır. Bax, bu sistemə Datum deyilir. Datumlar geodeziya mühəndisləri və topoqraflar üçün fundamental əhəmiyyətə malikdir. Məhz datumlar sayəsində su hövzələrinin səviyyəsi, torpaq sahələrinin sərhədləri, tikinti meydançalarının yerləşməsi kimi məsələlərdə dəqiq və qarşılıqlı uyğun koordinatlar əldə edilir. Bununla da, müxtəlif ölçmə işləri məsələn, sel hövzələrinin xəritələndirilməsi, mülkiyyət sərhədlərinin müəyyənləşdirilməsi, inşaat layihələrinin geodezi təminatı və s. eyni koordinat bazasına bağlı şəkildə icra olunur.
Tarixən hər bir ölkə və ya region öz yerli (lokal) datumunu formalaşdırmışdır. Lokal datumlar müəyyən bir ərazidə xəritəçəkmə və naviqasiya tələblərini qarşılamaq üçün yaradılırdı. Belə datumlar adətən həmin bölgəyə ən uyğun ellipsoid modelini və istinad nöqtəsini seçməklə tərtib olunurdu. Nəticədə, dünyanın müxtəlif yerlərində onlarla fərqli horizontal datum mövcud idi (məs., Avropada European Datum 1950 (ED50), Şimali Amerikada North American Datum 1927 (NAD27), keçmiş SSRİ məkanında Pulkovo-1942 və s.). Son onilliklərdə peyk geodeziyasının inkişafı qlobal, geosentrik datumların yaranmasına səbəb oldu. Qlobal datumlar Yer kürəsinin mərkəzini koordinat orijinı kimi qəbul edir və beləliklə, bütün dünyanı əhatə edən vahid istinad sistemi təmin edir. 1980-ci illərdə ABŞ Müdafiə Nazirliyinin hazırladığı World Geodetic System 1984 (WGS84) bu cür qlobal datuma misaldır. WGS84 ellipsoidi Yer kütləsinin mərkəzində yerləşdirilmiş və qlobal miqyasda yüksək uyğunluq təmin edən istinad sistemidir. Başqa bir nümunə isə Beynəlxalq Yer Referans Çərçivəsi adlanan International Terrestrial Reference Frame (ITRF) sistemidir . Bu da Yer mərkəzli qlobal koordinat sistemidir və yüksək dəqiqlikli geodeziya və GNSS müşahidələri əsasında müntəzəm yenilənir. Müasir qlobal datumlar regional datumların çoxunu əvəz etmişdir. Bir çox ölkələr artıq öz milli koordinat sistemlərini ITRF-ə uyğunlaşdırılmış datuma keçirməkdədir. Qeyd etmək lazımdır ki, WGS84 datumu ITRF sisteminə çox yaxındır – fərqləri dünya miqyasında cəmi santimetrlərlə ölçülür. Yəni, praktik xəritəçəkmə işlərində WGS84 və ITRF-i eyniləşdirmək mümkündür.
Geodeziyada datumlar əsasən iki kateqoriyaya ayrılır: horizontal (üfüqi) datumlar və vertikal (şaquli) datumlar. Onların hər biri fərqli məqsədə xidmət edir və fərqli istinad səthinə əsaslanır:
Horizontal datumlar: Yer səthindəki nöqtələrin üfüqi vəziyyətini, yəni coğrafi koordinatlarını (enlik və uzunluq) – təyin etmək üçün istifadə olunur. Horizontal datum konkret bir istinad ellipsoidini Yerə “bərkidərək”, həmin ellipsoid üzərində koordinat şəbəkəsi yaradır. Məsələn, NAD83, GRS80 ellipsoidinə əsaslanan Şimali Amerika horizontal datumudur və regiondakı geodeziya şəbəkəsi üzrə müəyyən edilmiş koordinat nöqtələri ilə müəyyənləşdirilib. Qlobal horizontal datumlar (WGS84, ITRF və b.) ellipsoidi birbaşa Yerin kütlə mərkəzinə uyğunlaşdırır və bu cür geosentrik sistemlər peyk orbitlərinin izlənməsi, qlobal naviqasiya məqsədləri üçün xüsusilə əlverişlidir.
Vertikal datumlar: Yerin vertikal istiqamətdə (şaquli) ölçülmüş yüksəkliklərini (hündürlükləri) təyin etmək üçün istifadə edilir. Vertikal datumlar adətən geoidi, yəni Yer səthinin qravitasiya sahəsinə görə formalaşan ekvipotensial səthini istinad səthi kimi qəbul edirlər. Sadə dildə desək, vertikal datum “dəniz səviyyəsi”nə bərabər bir istinad hündürlüyü müəyyənləşdirir və bütün yüksəklik ölçmələri bu səviyyədən hesablanır. Məsələn, ortalama dəniz səviyyəsi (Mean Sea Level) bir çox ölkələrdə vertikal datum kimi götürülür. ABŞ-da North American Vertical Datum 1988 (NAVD88) ortalama dəniz səviyyəsinə əsaslanan milli vertikal datumdur. Vertikal datumların köməyi ilə istənilən nöqtənin ortalama dəniz səviyyəsindən nə qədər yuxarı və ya aşağı olduğu müəyyən edilir.
Qlobal Naviqasiya Peyk Sistemləri (GNSS) – o cümlədən GPS, GLONASS, Galileo və s. – coğrafi mövqeləri hesablamaq üçün mütləq şəkildə geodezik datuma istinad edirlər. Peyklərdən alınan koordinatlar hansısa baza istinad sistemində ifadə olunmalıdır ki, Yer üzərində məna kəsb etsin. Məsələn, GPS sisteminin bütün koordinat çıxışları WGS84 datumuna əsaslanır. WGS84 – Yer mərkəzli, Yerə sabitlənmiş (ECEF) koordinat sistemi olub, GPS peyklərinin orbit hesablamaları və mövqe təyini üçün standartdır. Digər tərəfdən, geodeziya elmi cəmiyyətində ITRF sistemi qlobal istinad çərçivəsi kimi istifadə olunur. ITRF müxtəlif geodezik stansiyalardan (VLBI, SLR, DORIS və GNSS) toplanan məlumatlar əsasında yüksək dəqiqlikli koordinat çərçivəsi təmin edir. WGS84 datumu periodik olaraq ITRF-in son versiyalarına uyğunlaşdırılır və nəticədə iki sistem arasında yalnız santimetrlik fərqlər qalır.
Datum anlayışı geodeziyanın təməl daşlarından biridir. Doğru datum seçimi və müxtəlif sistemlər arasında dönüşümlərin düzgün aparılması coğrafi məlumatların dəqiqliyini və qarşılıqlı uyğunluğunu təmin edir. Müasir geodeziya mühəndisi həm lokal, həm də qlobal datumlardan xəbərdar olmalı, GNSS texnologiyalarının bu kontekstdəki rolunu anlamalıdır.