Koordinatentransformation

In ++SYSTEMS stehen ihnen verschiedene Möglichkeiten zur Koordinatentransformation zu. Zum einen eine Lineare Transformationen, welche im Allgemeinen in ++SYSTEMS zur Verfügung stehen, sowie eine Transformation über Referenzpunkte. Diese beiden Verfahren werden für unterschiedliche transformationsprozesse verwenden.

(Bildquelle: https://www.ldbv.bayern.de/vermessung/satellitenpositionierung/raumbezug/grundlagen.html)

Koordinatentransformation-Linear

Die lineare Koodrinatentransformation kann genutzt werden um die Daten im Koordinatensystem zu verschieben (Translation). Dies kann über die verschiedenen Ebenen X/Y/Z erfolgen. Ein Anwendungsbeispiel hierfür ist die Änderung des Höhensystem von DHHN12 auf DHHN2016. Die Transformation ist unter der folgenden Anleitung eingehend erklärt.

Koordinatentransformation-Referenzpunkte

Die Tranfsformation über Referenzpunkte ermöglicht das überführen des Koordinatensystems in Gauß-Krüger nach ETRS89/UTM. Diese Feature steht über ein Zusatzmodul Koordinatentransformation in ++SYSTEMS zur Verfügung. Die Anwendung dieser transformation ist unter der folgenden Anleitung eingehend erklärt.

Die lineare Transformation kann über die Menüleiste aufgerufen und ausgeführt werden:

Es öffnet sich ein weitere Dialog für die Auswahl der Transformationsvorschrift (Linear- oder Referenzpunkt-Transformation). Für diesen Fall wird die lineare Transformation verwendet!

Hierfür wird das transformierte Projekt in eine eigene .KPP Datei überführt!

Beispiel: Änderung der Anzahl der Koordinatenstellen in UTM

In manchen Fällen werden die UTM-Daten mit 9 oder 8-Stellig ausgeben mit der Zusatzzahl des jeweiligen Meridian. Dabei liegen andere Daten häufig nur 6 oder 7-Stellig vor. Mit der linearen Transformation kann dieses Problem jederzeit behoben werden. Hierfür werden die zusätzlichen Stellen sowohl in X als auch Y Richtung abgezogen:

Beispiel: Änderung des Höhensystem von DHHN12 auf DHHN2016

Am 01.12.2016 begann mit einer deutschlandweiten Neujustierung des SAPOS-Referenzstationsnetzes die Einführung des einheitlichen integrierten geodätischen Raumbezugs 2016. Diese wurde bis zum 30.06.2017 mit der Umstellung der amtlichen Höhen auf das neue amtliche Höhenbezugssystem Deutsches Haupthöhennetz 2016 (DHHN2016) abgeschlossen. Bei der Umrechnung kann es zu Höhenunterschieden zu den vorherigen Systemen kommen:

Alle gebräuchlichen Höhensysteme ("Physikalische Höhe") beruhen auf einer durch das Schwerefeld definierten Bezugsfläche, dem Geoid. Daher kann die geometrische Höhe des dreidimensionalen Referenzsystems nur durch gitterbasierte Quasigeoidmodelle oder kleinräumige Transformation zu physikalischen Höhen umgerechnet werden.

DHHN12, "Deutsches Haupthöhennetz 1912", Status 100, NN-Höhe, EPSG 7699: Normalorthometrisches Höhenreferenzsystem. Berechnung aus ETRS89/DREF91 (R2016) durch das bayerische Quasigeoidmodell NN Bayern 2007.

DHHN92, "Deutsches Haupthöhennetz 1992", Status 160, NHN-Höhe, "Normalhöhe", EPSG 5783: Normalhöhenreferenzsystem. Berechnung aus ETRS89/DREF91 (R2016) durch das bayerische Quasigeoidmodell NHN Bayern 2007.

DHHN2016, "Deutsches Haupthöhennetz 2016", Status 170, NHN-Höhe, „Normalhöhe 2016“, EPSG 7837: Normalhöhenreferenzsystem. Berechnung aus ETRS89/DREF91 (R2016) durch das deutschlandweite Quasigeoidmodell GCG2016 (BKG).

Diese Informationenstammen vom Landesvermessungsamt Bayern, weitere Informationen finden Sie unter folgender Seite: https://www.ldbv.bayern.de/vermessung/satellitenpositionierung/raumbezug.html.

Beispiel für die Erhöhung der Werte der gesamten Daten im Projekt um 4cm in ++SYSTEMS.

Anleitung Koordinatentransformation - Referenzpunkte

Einleitung

Ein Zusatzmodul zu ++SYSTEMS ermöglicht ein im Gauß-Krüger Koordinatensystem geführtes Projekt in ETSR89/UTM zu transformieren.

Voraussetzung für die dabei angewandte „Referenzpunkt-Transformation“ ist eine das Gesamtgebiet abdeckende Referenzpunktmenge. Hierbei handelt es sich um zweidimensionale Punkte deren Lagekoordinaten in beiden Bezugssystemen bekannt sind. Das Datenformat muss dabei eine zeilenweise, spaltenorientierte Ausrichtung aufweisen. Die Koordinaten der beiden Bezugssysteme können dabei in einer Datei gelistet sein, der Import kann jedoch auch über zwei getrennte Dateien erfolgen. Dabei ist aber die Punktzuordnung über die Zeilennummer zwingend erforderlich, um eine eindeutige Zuordnung sicher zu stellen.

Beispiel für beide Koordinaten in einer Datei:

Eine Punktnummer bzw. Punktkennung ist nicht erforderlich da diese nicht importiert und nicht ausgewertet wird.

Importformat für das Ausgangssystem GK

Im ersten Schritt wird ein Importformat für das Ausgangssystem, hier als Beispiel „Gauß-Krüger“ definiert. Dies geschieht über den Projektbaum unter „Auswertungen“ - „Import/Export-Formate“ - „Koordinatentransformation“ - „Neu!“.

Im Dialog „Import/Export-Format (Punkt)“ wird dabei die Zuordnung der Felder „Rechtswert“ und „Hochwert“ über die jeweiligen Spalten in der Textdatei definiert. Als Namen für das Format verwenden wir in diesem Beispiel „GK“.

Importformat für das Zielsystem (UTM)

Analog wird für das Zielsystem, hier UTM, dem „Rechtswert“ die Spalte „Easting“ und dem „Hochwert“ entsprechend „Northing“ zugeordnen und beispielsweise unter dem Namen „UTM“ gespeichert.

Objekt für die Koordinatentransformation

Mit Rechtsklick auf „Koordinatentransformation“ und „Neu“ (Im Projektbaum unter „GIS“) wird ein neues sog. Koordinatentransformationsobjekt angelegt. Das dabei erzeugte Objekt „Surface_1“ wird in diesem Beispiel in „GK_UTM“ umbenannt. Das Koordinatentransformations-Objekt wird auf aktiv gesetzt, indem man auf das vorher angelegte Objekt rechts klickt und den Eintrag „Auswählen“ wählt.

Für die Auswahl der Stützpunktmengen für das Ausgangs- bzw. Zielsystem der Tranformation klickt man per „Rechtsklick“ wiederum auf das Objekt „GK_UTM_KARahmede“ und den Eintrag „Import Punktmengen“ - „Stützpunkte (Ausgangs-/Zielsystem)“.

Als erstes öffnet sich der Importdialog für die Punktmenge des Ausgangssystems (hier „GK“).

Enthält die Datei Kopfzeilen muss über „ab Zeile“ dieser Bereich übersprungen werden. Bei Bestätigung mit OK öffnet sich das Meldungsfenster für den Import. Auf eventuelle Fehler oder Warnungen achten. Anschließend öffnet sich der Importdialog für das Zielsystem (UTM).

Nach dem Import kann über Rechtsklick auf das entsprechende Koordinatentransformationsobjekt und „Statistik“ die Anzahl der Punkte kontrolliert werden. Dabei muss für beide Systeme die gleiche Anzahl Punkte vorliegen.

Prüfhilfe

Um die Umsetzung zu prüfen empfiehlt sich ein Längenvergleich der Haltungen vor und nach der Transformation. Dazu kann die berechnete Haltungslänge (Attribut „Länge berechnet m“) vor dem Umsetzen in ein freies Attribut übertragen werden. Hierfür müssen zunächst alle Haltungen markiert werden und dann alle markierte Haltungen über den Eintrag „Markierte ändern!“ pauschal bearbeitet werden.

Die berechnete Haltungslänge kann mit Hilfe des folgenden Dialogs in ein freies Attribut, hier „GK_Länge“ (für Gauss-Krüger Länge), pro entsprechender Haltung übernommen werden.

Nach der Transformation kann die berechnete (neue) Haltungslänge mit dem Wert des freien Attributes „GK_Länge“ verglichen werden. Dies kann beispielsweise über Ausdrücke oder Eigenschaftenlisten erfolgen.

Start der Transformation

Die Transformation kann über die Menüleiste angestoßen werden.

Es öffnet sich ein weitere Dialog für die Auswahl der Transformationsvorschrift (linear oder Referenzpunkt-Transformation) - für diesen Fall wird die Referenzpunkt-Transformation verwendet!

Hierfür wird das transformierte Projekt in eine eigene .KPP Datei überführt!

Transformation

Liegt ein zu transformierender Punkt außerhalb der Referenzpunktmenge wird darauf hingewiesen. Die Transformation wird trotzdem durchgeführt, das diesem Punkt nächstgelegene Dreieck wird dabei extrapoliert bis es den Punkt einschließt. Die Genauigkeit nimmt dabei mit der Entfernung ab. Es wird in diesem Fall empfohlen die Referenzpunktmenge zu erweitern! Über die nachgehende Prüfung der Haltungslängen kann das Ergebnis der Extrapolation abgeschätzt werden.

Webinar vom 30.04.2019

Koordinaten: Transformation & Umstellung von Gauß-Krüger auf UTM/ETRS89

Wie gelingt ein Umstieg von Gauß-Krüger auf UTM/ETRS89 problemlos? Eine Vorgangsbeschreibung in ++SYSTEMS

• Lineare Verschiebung
• Umgang mit fehlenden Meridianstreifennummern
• Gauß-Krüger
• UTM/ETRS89
• Referenzpunkt Koordinatentransformation am Beispiel Gauß-Krüger in UTM/ETRS89 transformieren