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Bundesamt für Kartographie und Geodäsie Koordinatenreferenzsysteme Informationsveranstaltung DWD Jens Luthardt.

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Präsentation zum Thema: "Bundesamt für Kartographie und Geodäsie Koordinatenreferenzsysteme Informationsveranstaltung DWD Jens Luthardt."—  Präsentation transkript:

1 Bundesamt für Kartographie und Geodäsie Koordinatenreferenzsysteme Informationsveranstaltung DWD Jens Luthardt

2 Inhalt Motivation Koordinatenreferenzsystem - Definition Referenzsystem Koordinatensystem Referenzsysteme klassisch und gegenwärtig Transformationen und Konvertierung Helmert-Transformationen gittergestützte Transformationen Genauigkeit der Transformationen Konvertierungen Zusammenfassung DWD - Informationsveranstaltung

3 Motivation DWD - Informationsveranstaltung Koordinate: B = 50°00'29" L = 8°39'11" Koordinaten- referenzsysteme: ETRS89 DHDN ED50 3

4 Koordinatenreferenzsystem Definition DWD - Informationsveranstaltung Koordinatenreferenzsystem (DIN EN ISO 19111) Referenzsystem umfasst Definitionen, Vereinbarungen, Parameter und Algorithmen, auf deren Grundlage Koordinaten berechnet werden Koordinatensystem mathematische Abbildungsvorschrift zur Beschreibung der Lage von Punkten im Raum

5 Definition Referenzsystem Elemente geodätisches Datum Festlegung zu Lagerung eines Koordinatensystem für ein globales geodätisches Datum Ursprung: Geozentrum X-Achse durch einen definierten Null-Meridian Y-Achse rechtwinklig nach Osten Z-Achse parallel zu Rotationsachse der Erde weitere Parameter Ellipsoid Nullmeridian geozentrische Gravitationskonstante Winkelgeschwindigkeit der Erde DWD - Informationsveranstaltung

6 6 Definition Referenzsystem DWD - Informationsveranstaltung

7 Definition Koordinatensystem gibt an, wie die Koordinaten dargestellt werden Koordinaten ("Koordinatenarten") 3D-kartesische sphärische ellipsoidische ebene Koordinaten = Kartenprojektionen..... jedem Referenzsystem können theoretisch unendlich viele Koordinatensysteme zugeordnet werden DWD - Informationsveranstaltung

8 Definition Koordinatensysteme DWD - Informationsveranstaltung ebene Koordinatensysteme Kartenprojektionen N / E H / R x / y 3D- kartesische X / Y / Z ellipsoidische B / L / h

9 Referenzsysteme Warum verschiedene ? Koordinatenreferenzsysteme werden durch verschiedene geodätische Messverfahren realisiert, d.h. es werden Koordinaten für geodätische Messmarken bestimmt Entwicklung bezüglich Messtechnologien: Theodolit Sallitenverfahren Ausdehnung: regionalglobal Genauigkeit : MeterMillimeter führt zu einer Vielzahl an bestimmte Bedingungen angepasste Referenzsystemen DWD - Informationsveranstaltung

10 Referenzsysteme klassisch klassisch terrestrische Messverfahren im Wesentlichen beschränkt auf Territorium eines Landes regionale Referenzsysteme weiterhin in Verwendung DWD - Informationsveranstaltung

11 Referenzsysteme klassisch Ellipsoide in Europa DWD - Informationsveranstaltung EllipsoidLand Airy 1830Großbritannien Airy ModifiedIrland Bessel 1841Deutschland Bessel NGO 1948Norwegen Clark 1880 IGNFrankreich GRS 67Ungarn Hayford 1909Finnland Krassovsky 1940Rumänien

12 Referenzsysteme klassisch Nullmeridiane in Europa Bezugspunkt der Länge 0 Grad DWD - Informationsveranstaltung NameBezug zu Greenwich Greenwich0° Ferro17°40' westlich Greenwich, westlichste kanarische Insel Oslo10°43'22.5" östlich Greenwich Paris 2°20'14.025" östlich Greenwich Rom12°27'08.400" östlich Greenwich Lissabon 8°07'54.862" westlich Greenwich 12

13 Referenzsysteme klassisch DHDN - Deutsches Hauptdreiecksnetz auch Rauenberg Datum oder Potsdam Datum Datumspunkt: Potsdam Ellipsoid: Bessel Nullmeridian: Greenwich Verwendung mit ellipsoidischen Koordinaten Gauß-Krüger-Koordinaten DWD - Informationsveranstaltung

14 Referenzsysteme gegenwärtig gegenwärtig satellitengeodätische (GNSS) und andere Raumverfahren globale und kontinentale Referenzsysteme und -netze Realisierungen durch permanente Messstationen DWD - Informationsveranstaltung

15 Referenzsystem gegenwärtig ETRS89 - European Terrestrial Reference System 1989 realisiert durch ETRFyyyy DWD - Informationsveranstaltung

16 Referenzsysteme gegenwärtig DWD - Informationsveranstaltung 16 ETRS89 Realisierung durch das Integrierte geodätische Referenznetz Deutschlands GREF des BKG GNSS-Messnetz von ~ 25 Stationen davon 4 in Messfeldern des DWD (Göttingen, Lindenberg, Diepholz, Hof) für Stützung GNSS-Positionierungssystemen wie den Satellitenpositionierungsdienst der Landesvermessung SAPOS Verknüpfung mit kontinentalen und globalen Referenzsystemen Verbindung zu den Referenzsystemen für Höhe und Schwere

17 Referenzsysteme gegenwärtig DWD - Informationsveranstaltung 17 ETRS89 Realisierung durch den Satellitenpositionierungsdienst der deutschen Landes- vermessung SAPOS ~ 270 GNSS-Referenzstationen Differentielle GPS-Nutzung in Echtzeit in verschiedenen Genauigkeitsstufen Nutzung im Postprocessing für hochgenaue geodätische Anforderungen Quelle: Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung Hamburg

18 Koordinatenreferenzsystem ETRS89 Einführung des ETRS89 als einheitliches Koordinatenreferenzsystem in Deutschland und Europa entsprechend den Beschlüssen der Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder (AdV) den Technischen Richtlinien des Bundesgeoreferenzdatengesetz BGeoRG der INSPIRE-Richtlinie (Infrastructure for Spatial Information in the European Community) als Koordinatenreferenzsystem für gesamteuropäische und länderübergreifende Aufgaben DWD - Informationsveranstaltung

19 Koordinatenreferenzsystem ETRS89 ETRS89 Ursprung: Erdmittelpunkt Ellipsoid: GRS80 Nullmeridian: Greenwich Verwendung mit den Koordinatensystemen ETRS89_XYZ ETRS89_Lat-Lon ETRS89_UTM bzw. ETRS89_TM zn…Zonennummer ETRS89_LCC konische Lambertabbildung(en) ETRS89_LAEA flächentreue Lambertabbildung DWD - Informationsveranstaltung

20 20 Beziehungen zwischen Koordinatenreferenzsystemen Transformation Übergang zwischen Referenzsystemen z.B. DHDN nach ETRS89 Berechnung von Transformationsparametern aus Koordinaten von identischen Punkten unterschiedliche Realisierungen möglich DWD - Informationsveranstaltung Konvertierung Übergang zwischen den Koordinatensystemen bei gleichem Referenzsystem z.B. DHDN / Breite-Länge nach DHDN / Gauß- Krüger Berechnung mit wohl- definierten Parametern eine Realisierung

21 21 Transformation und Konvertierung DWD - Informationsveranstaltung Beispiel

22 Transformation Helmert DWD - Informationsveranstaltung

23 23 Transformation Helmert 7-Parameter-Helmert-Transformation 3 Verschiebungen 3 Rotationen 1 Maßstabsfaktor DWD - Informationsveranstaltung

24 Transformation Helmert DHDN nach ETRS89 Berechnung aus identischen Punkten Koordinaten in DHDN und ETRS89 Transformationsgebiete Deutschland < 3 m Nord / Mitte / Süd / Ost < 1 m DWD - Informationsveranstaltung

25 Transformation gitterbasiert DWD - Informationsveranstaltung

26 Transformation gitterbasierte BeTA2007 – Bundes- einheitliche Transformation 2007 der AdV gitterbasierte Lösung für Deutschland Berechnung der Shiftwerte der Gitterpunkte in jedem Bundesland mit Helmerttransformationen gewichtete Mittelung bei Gitterpuntken in verschiedenen Bundes- ländern nach Flächenanteil DWD - Informationsveranstaltung

27 Transformation Genauigkeiten Transformation von DHDN nach ETRS89 7 Parameter Helmert Deutschland < 3 m Deutschland Nord / Mitte / Süd / Ost < 1 m Bundesland z.B. Sachsen Ost / West < 1 dm Gitterbasierter Ansatz Deutschland BeTA2007 Gitter 6'00" x 10'00" Genauigkeit < 1 m z.B. Bundesland Sachsen SäTA2010 Gitter 1 '30" x 2'30" Genauigkeit < 4 cm DWD - Informationsveranstaltung

28 Konvertierung immer nur eine Realisierung Berechnung mit wohldefinierten Parametern Beispiel: Berechnung kartesischer Koordinaten aus ellipsoidischen Koordinaten im ETRS89 DWD - Informationsveranstaltung

29 Konvertierung DWD - Informationsveranstaltung a...große Halbachse des Ellipsoids GRS80 f …Abplattung des Ellipsoids GRS80

30 Zusammenfassung Koordinatenreferenzsysteme Koordinatenreferenzsysteme bestehen aus Referenzsystem (Bezug zu Erde) und Koordinaten- system (mathematische Darstellung der Koordinaten) zu jeder Koordinatenangabe ist die Kenntnis von Referenzsystem und Koordinatensystem notwendig es existieren eine Vielzahl von Koordinatenreferenz- systemen in Europa und Deutschland einheitliches Koordinatenreferenzsystem für Europa und Deutschland: ETRS89 DWD - Informationsveranstaltung

31 Zusammenfassung Transformation und Konvertierung durch Transformation ist der Übergang von einem Referenzsystem in ein anderes möglich die Transformation kann unterschiedliche Realisierungen aufweisen durch Konvertierung erfolgt bei gleichem Referenzsystem ein Änderung des Koordinatensystems die Konvertierung hat immer eine eindeutige Realisierung DWD - Informationsveranstaltung

32 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit DWD - Informationsveranstaltung

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34

35 Kontakt Bundesamt für Kartographie und Geodäsie Aussenstelle Leipzig Karl-Rothe-Str Leipzig Referat G / Jens

36 Transformationsdienst GDZ Geodatenzentrum - Lagetransformation

37 Informationssystem für Koordinatenreferenzsystem e in Deutschland

38 38 Informationssystem CRS-EU

39 ebene Koordinatensysteme UTM-Koordinatensystem

40 ebene Koordinatensysteme Gauß-Krüger-Koordinatensystem (3 Grad System)

41 41 KRS in Europa Koordinatensysteme

42 Referenzsystem Global ITRS - International Terrestrial Reference System realisiert durch ITRFyyyy (F...Frame) DWD - Informationsveranstaltung ITRF Stationen Quelle: itrf.ensg.ign.fr 42

43 Koordinatenreferenzsysteme in Deutschland DHDN - Deutsches Hauptdreiecksnetz auch Rauenberg Datum, Potsdam Datum Datumspunkt: Potsdam Orientierung: Azimut nach Berlin Marienkirche Ellipsoid: Bessel Nullmeridian: Greenwich Verwendung in Geodäsie und Vermessung mit ellipsoidischen Koordinaten Gauß-Krüger-Koordinatensystem (3-Grad-Streifen)

44 Koordinatenreferenzsysteme in Deutschland


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