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Koordinatensystem

Räumliche Daten liegen in einem bestimmten Koordinatensystem vor, die Lage eines geografischen Ortes wird durch die X-Koordinate (geografische Länge, Longitude) und die Y-Koordinate (geografische Höhe, Latitude) gekennzeichnet. Es kommen hierbei verschiedene Koordinatensysteme zum Einsatz, die der Tatsache geschuldet sind, dass es verschiedene Verfahren (Projektionen) gibt, um die geografischen Koordinaten einer gewölbten Oberfläche ("Erdkugel") in rechtwinklige Koordinaten (Rechtswert, Hochwert) einer flachen Karte zu transformieren.

 

Für die Angabe der Position von Punkten kommen in Deutschland vorrangig folgende Koordinatensysteme zur Anwendung:

1.Geografisches Koordinatensystem: Hierbei werden die Koordinaten in geografischer Länge (Longitude) und geografischer Breite (Latitude) angegeben. Die Einheit ist Grad. Dabei unterscheidet man für den Nachkommaanteil die dezimale Schreibweise (12,5050°) oder die gradielle Notation in Grad, Minute und Sekunde (12°20‘30‘‘ bzw. 12,2030°)

2.Rechtwinklige Koordinatensysteme: Die Koordinaten werden als Rechtswert (Entfernung vom Koordinatenursprung nach Osten in Meter) und Hochwert (Entfernung vom Koordinatenursprung nach Norden in Meter) angegeben.

a) UTM-Koordinaten (Universale transversale Mercatorprojektion)

b) Gauß-Krüger-Koordinaten (3-Grad- oder 6-Grad- Streifensystem)

Für Deutschland stellen Gauß-Krüger-Koordinaten immer siebenstellige Werte dar. Bei UTM-Koordinaten ist der Rechtswert achtstellig. Oftmals werden auf Karten die ersten zwei oder drei Stellen nicht aufgeführt, da sie sich für kleine Gebiete nicht ändern. In TSN ist der vollständige Wert einzutragen!

Die Angabe des Koordinatensystems wird über Einstellungen Projektion vorgenommen.

Bezugssystem (Geodätisches Datum)

Die landläufige Meinung, die Erde sei rund, stimmt nur bei recht oberflächlicher Betrachtung. Eigentlich handelt es sich um ein unregelmäßiges dreidimensionales Gebilde. Um dennoch die Positionen von Punkten auf der Erdoberfläche genau identifizieren zu können, verwendet man i.d.R. unterschiedliche Referenzellipsoide. Diese Ellipsoide ermöglichen eine gute Annäherung an die Erdoberfläche. Um die regional beste Annäherung zu erreichen, haben sich jedoch in verschiedenen Regionen der Erde unterschiedliche Ellipsoide durchgesetzt (unterschiedliche Länge ihrer Halbachsen).

Das geodätische Datum beschreibt über verschiedene Parameter (Ellipsoide, Achsenverschiebungen und Drehwinkel) das jeweilige Bezugssystem für verwendete Koordinaten. In der Bundesrepublik Deutschland haben zur Zeit noch mehrere Bezugssysteme eine besondere Bedeutung.

Die Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Bundesrepublik Deutschland (AdV) hat 1991 für alle Aufgabenbereiche des Vermessungs- und Katasterwesens die Einführung des Europäischen Terrestrischen Referenzsystems ( ETRS89) beschlossen. Dieses System hat inzwischen weitgehend etabliert.

Zahlreiche Karten liegen jedoch nach wie vor in zuvor verwendeten Systemen vor. Während in den alten Bundesländern und im wiedervereinten Deutschland das Potsdam Datum (DHDN) verwendet wurde und wird, liegt einigen Karten der neuen Bundesländern das System 42/83 (Pulkowo-Datum) zugrunde, das in der DDR (und großen Teilen Osteuropas) verbindlich war. Des weiteren finden in Deutschland auch Angaben entsprechend dem von GPS verwendeten World Geodetic System (WGS84) und dem europäischen NATO-Standard  European Datum 1950 (ED 50) Anwendung.

Die folgende Tabelle fasst die in Deutschland, Österreich, Luxemburg und Rumänien verwendeten Bezugssysteme (geodätisches Datum) zusammen:

Um einen Punkt auf der Erde eindeutig zu identifizieren, ist neben den Koordinaten somit die Kenntnis des Koordinatensystems und des jeweiligen Bezugssystems (geodätisches Datum) unerlässlich (ein anderes Bezugssystem bewirkt bei gleicher Koordinate i.d.R. Unterschiede im Bereich von mehreren 100 Metern).

Die folgende Tabelle zeigt, welche Werte die gleiche Koordinate bei unterschiedlichen Bezugssystemen annimmt:

farblich hervorgehoben das GPS-Referenzsystem

Die Angabe des geodätischen Datums (Bezugssystems) wird über Einstellungen Projektion vorgenommen.

Streifen (Zentralmeridian)

Rechtwinklige Koordinatensysteme (Gauß-Krüger, UTM) arbeiten mit sog. Streifensystemen. In Deutschland und Österreich sind folgende Streifensysteme üblich:

Die Streifenbildung hat Auswirkungen auf den Rechtswert. Dieser wird willkürlich um die sog. Ostverschiebung erhöht.

Beispiel Gauß-Krüger-Koordinaten in 3°-Streifen:

Die Ostverschiebung setzt sich zusammen aus der Nummer des Meridianstreifens erhöht um den Wert 500000. Alle Koordinaten im ersten Streifen beginnen somit der Ziffer 1, die im zweiten Streifen mit der Ziffer 2 etc.

Beim Übergang von einem Streifen zu einem anderen, erfolgt ein "Sprung" des Rechtswertes. Für die Darstellung auf gedruckten Karten oder digitalisierten Rasterkarten ist dies sehr unhandlich bzw. führt zu erheblichen technischen Problemen. Daher treffen Landesvermessungsämter, deren Territorium von mehreren Streifen berührt wird, bei der Digitalisierung die Festlegung, dass ein Streifen bzw. Zentralmeridian für alle Kartenblätter des Landes als verbindlich gilt.

Realisierung in TSN:

TSN erlaubt es, den verwendeten Zentralmeridian zu konfigurieren. Für die Darstellung von Punkten auf Rasterkarten werden alle Rechtswerte der Koordinaten auf diesen Meridian umgerechnet und somit richtig dargestellt. Sollte der eingestellte Zentralmeridian nicht mit den digitalisierten Karten übereinstimmen, kann der entsprechende Wert manuell über Einstellungen Projektion angegeben werden.

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Zur Information:

Für interne Zwecke arbeitet TSN neben der Speicherung der originalen UTM-Koordinaten zusätzlich mit einem einheitlichen Koordinatensystem (dezimale geografische Koordinaten bezogen auf WGS84). Ein einheitliches Referenzsystem ist aufgrund der Verwendung unterschiedlicher Koordinatensysteme/ Bezugssysteme (geodätisches Datum) innerhalb Deutschlands notwendig. Damit wird die genaue Darstellung von Punkten (Ortsteile, Betriebe, Seuchenobjekte) in Bezug zu Gemeindegrenzen für ganz Deutschland sichergestellt. Alle notwendigen Konvertierungen führt TSN im Hintergrund bereits bei Datenerfassung bzw. -import durch. Diese Koordinaten werden zu Informationszwecken in den Erfassungsmasken für Betriebs- bzw. Seuchenobjektkoordinaten angezeigt.