Studie über Einsatzpotenziale von Globalen Navi-gationssatellitensystemen (GNSS) im öffentlichen Sektor veröffentlicht
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Mitteilungen Studie über Einsatzpotenziale von Globalen Navi- gationssatellitensystemen (GNSS) im öffentlichen Sektor veröffentlicht Das Bundesministerium für Verkehr, tersucht, der Investitionsbedarf und die Bau und Stadtentwicklung hat das Bera- erwarteten Effekte wurden bewertet. tungsunternehmen MICUS Management Die Studie zeigt, dass nicht jeder er- Consulting GmbH beauftragt, Anwen- kannte Vorteil, Zeit- oder Komfortgewinn dungsfälle von globalen Satellitennavi- sofort in klingende Münze umgerechnet gationssystemen im öffentlichen Sektor werden kann. So bleibt es insbesondere bei zu untersuchen. Ziel der Analyse war, den Effizienzgewinnen oft nur bei vagen die Potenziale und Auswirkungen von Schätzungen und verbalen Beschreibun- Investitionen abzuschätzen, Hemmnisse gen. Auch die zu erwartenden Investitionen aufzudecken und Handlungsempfehlun- konnten in einigen Bereichen nur grob gen für den effizienteren Einsatz von beurteilt werden. GNSS, insbesondere GALILEO zu geben. Die Verfasser der Studie kommen zu Der durchgreifende Technologiewandel, dem Ergebnis, dass der Schwerpunkt zu- den die Geodäten bereits in den vergan- künftiger Investitionen der öffentlichen genen Jahren erfolgreich bewältigt haben, Hand im Bereich Verkehr/Logistik liegen steht vielen Bereichen der öffentlichen Ver- muss. Hier würden durch Investitionen waltung noch bevor. Angesichts knapper in Höhe von 267 Millionen Euro in den Kassen bei Bund, Ländern und Kommu- folgenden zehn Jahren zwischen 860 und nen müssen Investitionen der öffentlichen 1 470 Millionen Euro Markteffekte in Hand dringender als je zuvor sowohl der Wirtschaft entstehen und erhebliche Einsparungen bei der klassischen Aufga- Effizienzgewinne im öffentlichen Sektor benwahrnehmung als auch positive Effekte eintreten. Forschung und Entwicklung in der privaten Wirtschaft erzeugen. Und müssen in diesem Sektor noch deutlich schließlich gilt es, neuartige Anwendungen intensiviert werden, um die Potenziale der und Geschäftsmodelle für das milliarden- GNSS-Technologie auszureizen. schwere GALILEO-Navigationssystem Demgegenüber ist die GNSS-Technolo- zu konzipieren. gie im Sektor Vermessung und „Location Detailliert analysierten die MICUS- based Services“ gut etabliert und hat ihre Experten den Öffentlichen Personennah- Vorteile gegenüber den klassischen Ver- verkehr, Winterdienst, Rettungsdienst, die fahren bereits nachgewiesen. Die volle kommunale und hoheitliche Vermessung, Nutzung der Potenziale satellitengestütz- Polizei, Bahn, Flugsicherung, Forst- sowie ter Lokalisierung ist mit vergleichsweise Wasser- und Schifffahrtsbehörden. Pro- bescheidenen Investitionen zu erreichen. zesse und Methoden in diesen Bereichen Grundsätzlich unberücksichtigt lässt die wurden auf die Möglichkeit des Einsatzes Studie die Kosten, die für den Aufbau des von GNSS, insbesondere GALILEO, un- GALILEO-Systems aufgebracht werden 9ermessung Brandenburg - 105 -
Mitteilungen müssen. Eine Vielzahl der untersuchten beim Betreiber des GALILEO-Systems Anwendungen wird auch heute schon mit auf: Dienstspezifikationen, Kosten für den derzeit verfügbaren Systemen GPS und Dienste, Abgrenzung der Nutzerkreise für GLONASS realisiert. Der Mehrwert des nichtöffentliche Dienste, Haftungsfragen. dritten Satellitensystems GALILEO zeigt Abschließend wird in zwölf Handlungs- sich insbesondere in sicherheitskritischen empfehlungen der Weg zu einer zeitnahen Anwendungen, wie bei der Flugsicherung Nutzung der Potenziale aufgezeigt. und Polizei. Hier kommen die Vorteile des Eine der Handlungsempfehlungen rät, zivilen Systems zum Tragen – die Aus- behördenübergreifende Kooperationen zu sendung von Integritätsinformationen und fördern. Hier blickt die LGB auf 20 Jahre eine garantierte Verfügbarkeit, weitgehend Erfahrung mit Navigationssatellitensys- unbeeinflusst von militärischen Interessen. temen zurück und betreibt mit SAPOS® Die Analyse der Hemmnisse eines um- einen Dienst, der einige Erwartungen an fassenden GNSS-Einsatzes nimmt zum GALILEO schon heute erfüllt. Wir beraten einen typische Verwaltungsprobleme aufs Sie gern! Korn: Personal- und Ressourcenknappheit, Download der Studie: Kleinteiligkeit von Verwaltungseinheiten, www.micus.de oder www.bmvbs.de unflexible Rechts- und Verwaltungsvor- schriften. Andererseits deckt sie auch Kommunikations- und Klärungsbedarf (Gunthard Reinkensmeier, LGB) Die verflixte 3 – die UTM-Abbildung in Brandenburg im Wandel der Zeiten Im Land Brandenburg wird seit 1996 das täglichen Gebrauch nicht geeignet, da sie European Terrestrial Reference System keine Vorstellung von Strecken und Flächen 1989 (ETRS89) als amtliches System der vermittelt – diese müssten stets aufwendig Lage verwendet. Es ist mit dem stabilen berechnet werden. Teil der Eurasischen Kontinentalplatte ver- Für den täglichen Gebrauch wird die bunden und stimmte mit dem weltweiten Ellipsoidoberfläche daher verzerrungsarm International Terrestrial Reference System in eine Ebene abgebildet und mit einem im Jahr 1989 überein. Für die Abbildung ebenen kartesischen Koordinatensystem der Erdoberfläche beschreibt man diese überzogen. Jahrzehntelang wurde dafür in durch ein weltweit optimal angepasstes Deutschland die Gauß-Krüger-Abbildung Rotationsellipsoid. mit 3° breiten Meridianstreifen verwendet. Auf diesem Ellipsoid können Punkte International etablierte sich die Universale durch Länge (λ), Breite (φ) und ellipsoi- Transversale Mercatorabbildung (UTM) mit dische Höhe (h) angegeben werden. Diese 6° breiten Meridianstreifen, deren Zählung Darstellungsweise ist allerdings im all- bei 177 Grad westlicher Länge (Zone 1) - 106 - Nr. 2/2010
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beginnt und sich in östlicher Richtung
fortsetzt, bis der 177. Längengrad öst-
licher Länge (Zone 60) erreicht ist. Zur
Projektion wird dann jeweils der Mit-
telmeridian der Zone als Bezugsme-
ridian herangezogen. Beispielsweise
erstreckt sich Zone 33, in der Branden-
burg fast vollständig enthalten ist, von
12° bis 18° Ost. Der Bezugsmeridian
liegt auf 15° östlicher Länge.
Um die auftretenden Verzerrungen
gering zu halten, wird bei derVerebnung
ein Schnittzylinder gewählt. Dies hat zur
Folge, dass eine maximale Längenver-
zerrung im Randbereich von 15 cm/km
auftritt. Der Bezugsmeridian (Mittel-
meridian) wird verkürzt dargestellt
(-40 cm/km). Zwischen Mittelme-
ridian und Randbereich wächst die
Längenverzerrung kontinuierlich an.
Die ebenen Koordinatenpaare werden
als Ostwert (Easting) und Nordwert
(Northing) bezeichnet. Um negative Abb. 1: Das UTM-Zonen-System / Die schemati-
Koordinaten zu vermeiden, wird dem sche Lage Brandenburgs in der UTM-
Zone 33
Mittelmeridian ein konstanter Betrag
von 500 000 m zugeschlagen. fläche der UTM-Zone 33 zugeordnet ist.
1995 beschloss die Arbeitsgemeinschaft Den damaligen Datenhaltungstechniken
der Vermessungsverwaltungen der Länder und dem Format der vor 1996 genutzten
der Bundesrepublik Deutschland (AdV), für Gauß-Krüger-Koordinaten war es zudem
das System ETRS89 die UTM-Abbildung geschuldet, dass der Ostwert von UTM-
bundesweit als einheitliche Projektion ein- Koordinaten mit sieben Stellen vor dem
zuführen. Dezimaltrennzeichen geführt wird.
Als erstes Bundesland setzte Branden- Üblicherweise werden die Ostwerte von
burg diese Festlegung 1996 um. Mit den UTM-Koordinaten sechsstellig angegeben.
Runderlassen III Nr. 13/1996 (Bezugssys- Diese Darstellung erfordert allerdings zur
tembestimmung) und 18/1996 (Überfüh- eindeutigen Positionierung auf der Erd-
rungsrichtlinie – Lage) des Ministeriums oberfläche die Angabe der Zonenkennzahl.
des Innern wurden Bestimmungen getrof- Diese wird meist als Zusatzinformation
fen, die bis heute ihre Gültigkeit haben. eines Datensatzes (innerhalb der Metada-
Mit der Festlegung der UTM-Projektion ten) angegeben. Zur Vermeidung dieser
wurde definiert, dass die gesamte Landes- separaten Bezeichnung können die Ostwerte
9ermessung Brandenburg - 107 -Mitteilungen auch achtstellig auftreten. Dabei setzen sie Group (EPSG), heute der Surveying and sich aus der zweistelligen Zonenkennzahl Positioning Committee der International und der ursprünglichen sechsstelligen Ko- Association of Oil and Gas Producers (OGP) ordinate zusammen. Diese Darstellung ist festgelegt und beschreiben das jeweilige Ko- ebenfalls eindeutig. Mit den 1996 getrof- ordinatenreferenzsystem näher. Die EPSG fenen Regelungen wurden die amtlichen wurde 2005 im Übrigen durch das Surveying Geobasisdaten mit siebenstelligem Ostwert and Positioning Committee der International fortgeführt (sechsstellige UTM-Koordinate Association of Oil & Gas Producers (OGP) mit führender 3). Die parallele Existenz von abgelöst. DieAdV definierte im Rahmen des sechs-, sieben- oder achtstelligen Ostwerten AAA-Projektes ebenfalls für die einzelnen bei UTM-Koordinaten und siebenstelligen in Deutschland vorkommenden Koordina- Rechtswerten bei Gauß-Krüger-Koordina- tenreferenzsysteme Kurzbezeichnungen, ten ruft bei GIS-Anwendern immer wieder um eine eindeutige Festlegung zu erreichen. Irritationen hervor. Aufgrund der unter- Diese Bezeichnungen werden nach der schiedlich dargestellten Koordinatenwerte AAA-Einführung in der Normbasierten im Ostwert werden schnell Begrifflichkeiten Austauschschnittstelle (NAS) auftauchen, wie Transformation oder Umrechnung ver- die die veraltete Einheitliche Datenbank- wendet. Dabei ist es nur die Art und Weise, schnittstelle (EDBS) ersetzt. wie die UTM-Zone in den Koordinaten Mit der Einführung von AFIS®, ALKIS®, verschlüsselt wird. ATKIS® werden zukünftig alle Geobasisda- Im Zeitalter von Geoinformationssyste- ten im internationalen Standard ETRS89, men, Geoportalen, Web-Diensten, INSPIRE Zone 33, UTM-Koordinaten mit sechs- und Geodateninfrastrukturen sowie im stelligem Ostwert abgegeben. Bis dahin AFIS®-ALKIS®-ATKIS®-Umfeld (AAA) bestreitet Brandenburg hinsichtlich der werden Standardisierungsbemühungen siebenstelligen Ostwerte bei UTM-Koor- (auch im Bereich von Koordinatenrefe- dinaten einen unkonventionellen Weg. Hier renzsystemen) mit großer Entschlossenheit werden in Anlehnung an den EPSG-Code verfolgt. Die Internationale Organisation 325833 webbasierte Geodienste angebo- für Normung (ISO) definiert beispiels- ten, bei denen der Ostwert sieben Stellen weise in ihrer Norm 19111 ein Schema erhält (landesspezifische Code-Nummer für Koordinatenreferenzsysteme, in dem 325833). Gleichwohl ist vorgesehen, in Zusammenhänge zwischen Koordinaten- naher Zukunft auch EPSG-Codes für acht- referenzsystem, Geodätischem Datum und stellige UTM-Koordinaten bei der OGP zu Koordinatensystem erläutert werden. Das registrieren. Den siebenstelligen Ostwerten Open Geospatial Consortium (OGC), eine in Brandenburg wird dies allerdings nicht Organisation, die die Entwicklung von all- mehr vergönnt sein. gemeingültigen Standards im Bereich von raumbezogenen Informationen verfolgt, Wie stellt sich dem GIS-Anwender nutzt die sogenannten EPSG-Codes. Diese diese Situation dar? vier- bis fünfstelligen Schlüsselnummern Am Beispiel von ArcGIS-Desktop, einem wurden von der European Petroleum Survey nach der IT-Richtlinie des Landes Branden- - 108 - Nr. 2/2010
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Abb. 2: Lagebezug ETRS89, Kreisgrenzen Abb. 3: Lagebezug ETRS89, Landesgrenze
nicht projiziert, mit sechsstelligen nicht projiziert, mit siebenstelligen
Ostwerten Ostwerten
Quelle: Digitale Verwaltungsgrenzen mit Satellitenbildern aus ArcGIS Online Standard
Services von ESRI
burg eingesetzten Geoinformationssystem Brandenburg im Atlantischen Ozean wieder
(GIS), können Schritte aufgezeigt werden, findet. Das andere Extrem tritt ein, wenn die
die beim Einsatz von Lagebezugssystemen Daten mit siebenstelligem Ostwert in ein be-
zu beachten sind. Eine wichtige Bedingung stehendes sechsstelliges Projekt importiert
für das Zusammenspiel von Geobasisdaten werden. In diesem Fall liegt Brandenburg im
sowie unterschiedlichen Kartendiensten und Kaspischen Meer. So gravierend wirkt sich
Fachanwendungen ist, dass alle Daten „proji- eine 3 mehr oder weniger aus. Am Beispiel
ziert“ sind. Damit ist umgangssprachlich die der Landes- und Kreisgrenzen wird dies
Definition einer Kartenprojektion gemeint. anschaulich dargestellt.
Jedem Datensatz, Datenbanklayer oder Kar- Im Downloadbereich auf der Homepage
tendienst muss eine Abbildungsvorschrift der Landesvermessung und Geobasisin-
zugewiesen sein. Damit ist sichergestellt, formation Brandenburg (LGB) werden
dass alle zum Einsatz kommenden Daten die verschiedenen Projektionsfiles ESRI
gemeinsam, lagerichtig und deckungsgleich kompatibler Geoinformationssysteme im
dargestellt werden können. Für die Raster- amtlichen Lagebezugssystem ETRS89 der
und Vektordatensätze sind dafür Projekti- Zone 33 für sechs-, sieben- und achtstellige
onsfiles (xxx.prj) und für Kartendienste wie Koordinaten im Ostwert bereitgestellt, Wei-
Web Map Service (WMS) oder Web Feature tere Fragen zu EPSG-Codes oder räumlichen
Service (WFS) die bereits oben aufgeführten Bezugssystemen der angebotenen webba-
EPSG-Codes notwendig. sierten Geodienste beantworten Ihnen die
Ein Nichtbeachten dieser Grundsätze kann Mitarbeiter der LGB gern.
zu falschen Darstellungen führen. Werden http://www.geobasis-bb.de/LGB1/service/
in der Praxis Brandenburger Geodaten mit etrs89.htm
sechsstelligen Ostwerten in ein bestehendes (Michael Neid, LGB
GIS-Projekt mit siebenstelligen Ostwerten Gunthard Reinkensmeier, LGB
eingebunden, führt dies dazu, dass sich Thomas Rothe, LGB)
9ermessung Brandenburg - 109 -Sie können auch lesen
