Koordinatensysteme.

Transkript

1 Koordinatensysteme

2 Klassifizierung Symbolische Koordinatensysteme Adressen (Land, Stadt, Straße, Hausnummer, Etage, Raum) Referenzen Nahe gelegenen Orte Ort und Richtung Globale Koordinatensysteme Geographische Koordinaten Längen- und Breitengrade / WGS-84 Rechtwinklige Koordinatensysteme Gauß Krüger UTM (Universal Transverse Mercator Projektion) Diverse Grids (German Grid entspricht z.b. GK)

3 Beispiele für Koordinatensysteme Anwendungsgebiet Repräsentation der Lokationsdaten Typ des Location Models Navigation auf See Geografisches Koordinatensystem Geometrisch Postzustellung Postleitzahl, Adresse Symbolisch Navigation auf Straßen Adresse, Richtung, Entfernung Geometrisch / Symbolisch GIS Grid Geometrisch / Symbolisch Navigation im Gebäude Raum, Etage Symbolisch

4 Beispiel UTM Einteilung der Erde in Meridianstreifen Bei UTM 6 breit (GK z.b. nur 3 ) Durchnummerierung von 1 bis 60 Einteilung der Erde in horizontale Bänder Bei UTM 8 hoch Ausnahme ganz im Norden (12 von 72N - 84N) Innerhalb des Gitters gelten Regeln der ebenen Geometrie

5 UTM Zones

6 Beispiel UTM

7 UTM Zones T U

8 UTM Zones

9 Beispiel UTM Projektion Transverse Mercator (analog zu Gauss-Krüger) in 6 breiten Zonen Longitude of Origin Mittelmeridian (Zentralmeridian) der jeweiligen Projektions Zone (3, 9, 15, bis 177 ; Ost (E) und West (W)). Latitude of Origin 0 (der Äquator) Einheit Meter (m) False Northing 0m am Äquator für die nördliche Halbkugel m am Äquator für die südliche Halbkugel. False Easting m am Mittelmeridian jeder Zone m maximal Breite ca mE mE am Äquator und mE mE bei 84 N Grenze des Systems in der geographischen Breite von 80 S bis 84 N Spezielle Projektion für die Polregionen

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11 In Deutschland übliche Koordinatensysteme Gauß-Krüger Koord. (3 Grad breite Streifen) Gauß-Krüger Koord. (6 Grad breite Streifen) Deutsche Lambert mean Koordinaten Deutsche Lambert Zone West Koordinaten Deutsche Lambert Zone Ost Koordinaten Deutsche Lambert Esri-ArcData Koordinaten Deutsche Lambert LCC12 Koordinaten Preußisches Katastersystem Müggelberg Berlin (18,DE) Preußisches Katastersystem Müggelberg Berlin (18+,DE) Deutsche Soldner München Geographische Koord. (Greenwich) [Grad, Min, Sek] Geographische Koordinaten (Greenwich) [Grad] Geographische Koordinaten [Grad, Min] Geographische Koordinaten (Greenwich) [Sek] UTM Koordinaten (nördliche Hemisphäre)

12 In Deutschland übliche Bezugssysteme ETRS89 (Europa), geozentrisch, GRS80 DHDN/PD (DE 1995 <±5m), Rauenberg, Bessel DHDN/PD (DE 2001 <±3m), Rauenberg, Bessel DHDN/PD (DE Alte Länder Süd <±1m), Rauenberg, Bessel DHDN/PD (DE Alte Länder Mitte <±1m), Rauenberg, Bessel DHDN/PD (DE Alte Länder Nord <±1m), Rauenberg, Bessel S42/83 (DE Länder MV/LSA <±1m), Pulkowo, Krassowskij RD/83 (DE Land SN <±1m), Rauenberg, Bessel PD/83 (DE Land TH <±1m), Rauenberg, Bessel SOLDNER (DE Land BY <±1m), München, Laplace S42/83 (Osteuropa), Pulkowo, Krassowskij WGS84 (Weltweit GPS), geozentrisch, WGS84 WGS72 (Weltweit), geozentrisch, WGS72 ED50 (Europa), Potsdam, Hayford/International

13 Geoid Stark überhöhter Geoid Die Erde ist eine Kartoffel

14 Ellipsoiden Annäherung des Geoiden durch Ellipsoide Je nach Aufgabe verschiedene möglich

15 Elipsoide Abplattung: f= (a-b)/a) b a

16 Verschiebung des Zentrums Map Datum Ellipsoid X Y Z Gebiet WGS84 WGS Weltweit Massawa Bessel Äthiopien European 1950 European 1950 International 1924 International Tunesien Portugal, Spanien Quelle: US DoD

17 Abbildungen / Projektionen Wie stellt man eine Kugeloberfläche auf einer ebenen Landkarte dar? Welche Anforderungen gibt es dabei zu beachten?

18 Azimutale Abbildung Perspektivpunkt Erdmittelpunkt Maßstabstreu wo Meridiane und Breitenkreise kreuzen, weder winkel- noch flächentreu

19 Azimutale Abbildung

20 Azimutale Abbildung Die Breitengrade sind konzentrische Kreise mit verschiedenen Abständen Die Längengrade (Meridiane) sind gerade, am Pol radial konvergierende Linien Die Flächenverzerrung nimmt mit der Entfernung vom Pol zu

21 Azimutale Abbildung

22 Konische Abbildung Lambert Conformal Conic Winkeltreu Albers Equal-Area Conic Flächentreu

23 Konische Abbildung Lambert Kegel geht durch zwei Breitengrade

24 Konische Abbildung Die Breitengrade sind fast abstandsgleiche konzentrische Kreise Die Längengrade (Meridiane) sind geradlinig und zum Pol hin zusammen laufend Die Flächenverzerrung ist sehr gering

25 Zylindrische Abbildung Mercator Winkeltreu Breitenkreisabstände nehmen vom Äquator aus proportional zum Maßstab zu Transverse Mercator Projektion Winkeltreu Merkatorprojektion um 90 gedreht

26 Zylindrische Abbildung Mercator Transverse Mercator

27 Zylindrische Abbildung Die Breitengrade sind parallele gerade Linien in ungleichen Abständen Die Längengrade (Meridiane) sind ebenfalls parallele gerade Linien, aber in gleichen Abständen Die Flächenverzerrung nimmt mit der Entfernung vom Äquator zu

28 Unterschiede Größenvergleich zwischen Grönland und Afrika in der richtungs- aber nicht flächengetreuen Mercatorprojektion (links) und in der flächengetreuen Lambert- Projektion (rechts)

29 Projektionen

30 Programme zur Umrechnung

31 Einige logische Koordinatensysteme Land, Stadt, (Stadtteil), Straße, Hausnummer, Etage, (Wohnung), Raum Deutschland, Rostock, Südstadt, Albert-Einstein-Str. 21, 3. OG, -, Raum 312 Postleitzahl Telefonnummern 0381/498abcd Richtung und Entfernung 2sm nördlich Warnemünde DNS