Koordinatensysteme und GPS - Koordinatensysteme und GPS
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Koordinatensysteme und GPS
Quelle: tw. help.arcgis.com
Koordinatensysteme und GPS
Koordinatensysteme: Definition
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Ein Koordinatensystem ist ein
Bezugssystem, mit dem die
Positionen von geographischen
Features, Bildern und
Beobachtungen, wie etwa GPS-
Positionen in einer gemeinsamen
Positionen,
geographischen Umgebung
dargestellt werden.
Koordinatensysteme: Definition
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Jedes Koordinatensystem
y wird durch folgende
g Faktoren definiert:
Durch die Messwertumgebung, die entweder geographisch (wenn
sphäroidische Koordinaten vom Erdmittelpunkt aus gemessen werden) oder
planimetrisch (wenn die Erdkoordinaten auf eine zweidimensionale planare
Fläche projiziert werden) ist.
Maßeinheit (bei projizierten Koordinatensystemen meist Fuß oder Meter
bzw. bei Längen- und Breitengraden Dezimalgrade).
B i projizierten
Bei ji i t K Koordinatensystemen
di t t di
die D
Definition
fi iti d der K
Kartenprojektion.
t j kti
Durch andere Eigenschaften des Maßsystems, wie etwa durch einen
Be gssphäroid ein Dat
Bezugssphäroid, Datum
m und
nd Projektionsparameter
Projektionsparameter, wie
ie et
etwa
a eine oder
mehrere Standardparallelen, einen Mittelmeridian sowie mögliche
Verschiebungen in X- und Y-Richtung.
Koordinatensysteme: Ellipsoid
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Das Geoid wird als die
Oberfläche des
Gravitationsfelds der
Erde definiert und
entspricht in etwa dem
mittleren Meeresspiegel.
Ellipsoid oder
auch Sphäroid
genannt. Definiert
„nur“ die Größe
bwz Verhältnisse
bwz.
der Halbachsen.
Versucht das
Beispiele:
p Geoid so gut wie
Sphäroid Große Halbachse (m) Kleine Halbachse (m) möglich
Clarke 1866 6378206,4 6356583,8 darzustellen.
GRS80 1980 6378137 6356752 31414
6356752,31414
WGS84 1984 6378137 6356752,31424518
Koordinatensysteme: Datum
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Das Datum bestimmt wo
sich der Mittelpunkt eines
Ellipsoides befindet, von
wo weg wird „gezählt“.
WGS 1984 benutzt als
Referenzpunkt den Erd-
Massenmittelpunkt und
ist somit sowohl Ellipsoid
als auch Datum.
Beispiele
p Datum: Stadt Bellingham
g in Washington
g
Datum Längengrad Breitengrad
NAD 1927 -122,46690368652 48,7440490722656
NAD 1983 -122
122,46818353793
46818353793 48 7438798543649
48,7438798543649
WGS 1984 -122,46818353793 48,7438798534299
Geographische Koordinatensysteme
Quelle: tw. help.arcgis.com
Geographische
Koordinatensysteme:
Ein geographisches
Ei hi h
Koordinatensystem (GCS) definiert
mithilfe einer dreidimensionalen
sphäroidischen
p Oberfläche die
Positionen auf der Erde. Ein GCS
beinhaltet eine Winkelmaßeinheit,
einen Nullmeridian und ein Datum
(b i
(basierend d auff einem
i S
Sphäroid).
hä id)
Auf einen Punkt wird unter
Bezugnahme auf seine Längen-
und Breitengradwerte
g verwiesen.
Längen- und Breitengrade sind
Winkelangaben, die vom
Eigenschaften: Mittelpunkt der Erde zu einem
Es können exakte Positionen auf der Erdoberfläche lokalisiert Punkt auf der Erdoberfläche
werden. Allerdings sind das keine gleichartigen Maßeinheiten. Nur gemessen werden. Die Winkel
der Äquator verfügt über einen annäherungsweise gleichen werden meist in Grad angegeben.
Umfang wie ein Meridian. Dort können Länge und Breite als reale
Maßeinheiten verstanden werden. Je weiter man Richtung Norden
oder Süden geht um so größer wird der Fehler auf der Realität.
Geographische Koordinatensysteme
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Geographische Koordinatensysteme:
Im sphäroidischen System beschreiben horizontale
Li i ((oder
Linien d O Ost-West-Linien)
t W t Li i ) Li Linien
i gleichen
l i h
Breitengrads, auch Parallelen genannt. Vertikale
Linien (oder Nord-Süd-Linien) beschreiben Linien
gleichen Längengrads,
g g g , auch Meridiane g genannt.
Diese Linien überziehen den gesamten Globus und
bilden ein Gitternetz, das sogenannte Gradnetz.
Der Breitengrad, der sich direkt auf halbem Weg
zwischen
i h d den PPolen
l bbefindet,
fi d t wird
idÄÄquator
t
genannt. Er definiert den Breitengrad 0 (Null). Der
Längengrad 0 (Null) wird auch Nullmeridian
genannt. Bei den meisten g
g geographischen
g p
Koordinatensystemen ist der Nullmeridian der
Längengrad, der Greenwich in England durchläuft.
Andere Länder verwenden jedoch auch
Längengradlinien bei denen Bern
Längengradlinien, Bern, Bogota oder
Paris als Nullmeridian festgelegt ist. Der Ursprung
des Gradnetzes (0,0) liegt an der Position, an der
q
sich Äquator und Nullmeridian überschneiden.
Projizierte Koordinatensysteme
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Projizierte Koordinatensysteme:
Ein projiziertes Koordinatensystem wird auf einer
flachen, zweidimensionalen Oberfläche erstellt. Im
Gegensatz zu geographischen
Koordinatensystemen verfügen projizierte
Koordinatensysteme über konstante Längen
Längen,
Winkel und Flächen in beiden Dimensionen. Diese
sind in sich konstant aber nicht alle Parameter
können gleichzeitig zum realen Bezug konstant
sein. Bedingt durch Verzerrungen bei der
Projektion. Projizierte Koordinatensysteme basieren
stets auf einem geographischen
Koordinatensystem welches wiederum auf einer
Koordinatensystem,
Kugel oder einem Sphäroid basiert.
In einem projizierten Koordinatensystem werden Positionen durch XY-
Koordinaten auf einem Gitter bestimmt, wobei der Ursprung der Mittelpunkt
des Gitters ist. Jede Position verfügt über zwei Werte, die sie zu dieser
zentralen Position in Beziehung setzen. Der eine Wert gibt die horizontale
Position und der andere die vertikale Position an. Die zwei Werte werden als
die
d e X-Koordinate
oo d ate u und
d Y-Koordinate
oo d ate be
bezeichnet.
e c et Bei
e dieser
d ese Notation
otat o lauten
aute ddie
e
Koordinaten am Ursprung X = 0 und Y = 0.
Projizierte Koordinatensysteme
Quelle: tw. help.arcgis.com
Projizierte Koordinatensysteme:
Verzerrungen:
g Bedingtg durch die
Projektion auf eine flache Oberfläche
entstehen Verzerrungen. Durch
verschiedene Projektionsarten kann ein
Parameter erhalten werden und die
anderen werden verändert. (Je nach
Verwendung)
Es gibt:
Winkeltreue Projektionen
Flächentreue Projektionen
Äquidistante Projektionen (Entfernung zwischen 2
Punkten)
Wahre Richtungsprojektionen
Link:
http://help.arcgis.com/de/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#/na/003r0000000
q000000/
Projizierte Koordinatensysteme
Quelle: tw. help.arcgis.com
Projektionsarten:
Konisch
Zylindrisch
Planare Ausrichtung
Polare AusrichtungKoordinatensysteme Beispiele: UTM
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UTM:
Das Universelle Transversale Mercator System ist eine spezialisierte Anwendung
der transversalen Mercator-Projektion
Mercator Projektion. (Zylinderprojektion,
(Zylinderprojektion wird auch Gauss
Gauss-
Krüge Projektion genannt.) Der Globus ist in 60 Nord- und Südzonen unterteilt,
die jeweils 6° geographische Länge umfassen. Jede Zone hat einen eigenen
Mittelmeridian. Die Zonen 1N und 1S beginnen
g bei -180° W. Die Grenzen jjeder
Zone sind 84° N und 80° S, wobei der Äquator die Nordzonen von den Südzonen
trennt. Die Polarregionen werden mithilfe des universellen polar-
stereographischen
g p Koordinatensystems
y zugeordnet.
g
Der Ursprung jeder Zone bilden ihr Mittelmeridian und der Äquator. Um negative
Koordinaten zu vermeiden, werden die Koordinatenwerte am Ursprung des
Koordinatensystems geändert. Der dem Mittelmeridian zugeordnete Wert verfügt
über einen östlichen Versatz, und der dem Äquator zugewiesene Wert verfügt
über einen nördlichen Versatz. Es wird ein östlicher Versatz (false easting) von
500.000 Metern angewendet. Eine Nordzone verfügt über einen nördlichen
Versatz (false northing) von Null, während eine Südzone über einen nördlichen
Versatz von 10.000.000 Metern verfügt.Koordinatensysteme Beispiele: UTM
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UTM Zonen: In ArcGIS braucht man nur die Zone und Nord oder Süd angeben, z.B.
Österreich: 32Nord und 33NordKoordinatensysteme Beispiele: BMN
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BundesMeldeNetz:Koordinatensysteme Beispiele: BMN
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BundesMeldeNetz:
MGI Datum bezieht sich auf
den Hermannskogel.
Fundamentaler
Landvermessungspunkt in der
Monarchie.
In ArcGIS heißen die Systeme:
MGI
G Austria GK
G 31 bzw. 28
oder 34.
GK steht
t ht für
fü Gauss
G Kü
Krüger.
Aufpassen: Gauss Krüger hat
eigentlich kein false easting.
Das gleiche System ohne false
easting heißt MGI Austria GK
Central. => Wird vom Trimble
benötigt.
benötigtGPS-Grundlagen
Winkel in ArcGIS
ArcGIS nutzt ein p
polares oder auch arithmetisches System
y g
genannt,, d.h. 0 ist
im Osten und das System dreht nach links, also 90 ist im Norden, 180 im
Westen und 270 im Süden.
Das ist für uns Geologen
g
wichtig, weil es einige
Kalkulationen gibt, welche als
Output Winkelangaben liefern.
(z.B. Skyline Berechnungen).Aufgaben für die Übung:
1. Gruppeneinteilung, Trimble am PC kennenlernen, Übung mit
Trimble vor der Uni, Karten für Hainburg georeferenzieren und aufs
Trimble spielen,
spielen Übersichtskarte in ArcMap erstellen,
erstellen
Überlegungen zur Datenmaske,
2. Wenn Zeit bleibt Karten für die Kartierungsübung erstellen.
Schritt für Schritt Anleitungen: Andreas Riedl Geoinfo Tutorial.pdf,
Andreas Riedl Styles.pdf, HowToDosGemeinsames Brainstorming vor der Übung
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