GK oder UTM mit ArcGIS kein Problem - GEO LEIPZIG e.V. · GK oder UTM mit ArcGIS kein Problem –...

– GK oder UTM mit ArcGIS kein Problem

Angela Müller

Esri Deutschland GmbH

20.September 2012, Leipzig

3

Inhalt

+ Bezugssystemwechsel in Deutschland> Ausgangssituation> Ziel

+ Geodätische Bezugssysteme – Begriffsbestimmung> Koordinatenreferenzsystem> Datum> Koordinatentransformation

+ Koordinatentransformationen in ArcGIS+ Integration landesspezifische Lösungen

> Sachsen+ Wo gibt es weitere Informationen?

ETRS89

DHDN

© 2012 Esri Deutschland GmbH

4

Bezugssystemwechsel in Deutschland


5

+ Ausgangssituation

+ Patchwork erschwert Zusammenführung und Nutzung von Geodaten aus unterschiedlichen Quellen



6

+ Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland (AdV) > Beschluß von 1991 bzw.1996 zur Einführung des ETRS89 als

amtliches Bezugssystem

+ Ziel> Vereinheitlichung der heterogenen geodätischen Grundlagen

der Geobasisdaten

+ Praktiker> Verknüpfung von Geobasisdaten des amtlichen

Vermessungswesens mit eigenen Geofachdaten

> Überführung von DHDN/Gauß-Krüger nach ETRS89/UTM



7

Koordinatentransformationen in ArcGIS


8

Praxisbeispiel

+ Frage: Warum liegen die Punkte ca. 200m „daneben“?

+ Antwort: Die notwendige Datumstransformation wurde nicht oder fehlerhaft ausgeführt.

+ Ursache: Unterschiedliche geografische Koordinatensysteme

Quelle des Luftbildes: Landesvermessung SH


9

+ Satz von Parametern, der ein Erd- oder Referenzellipsoid definiert sowie dessen genaue Lage und Orientierung relativ zum Erdkörper festlegt.> Größe des Erdellipsoids

> Länge / Breite eines Fundamentalpunktes

> Astronomische Beobachtungen

> Zeitmessung

> Orientierung im Raum

> Azimutmessung

> Kartenprojektion

> Höhenbezugspunkt

Geodätisches Datum


10

Lokales Datum+ Lagecharakterisierung des Ellipsoiden bezüglich des

geozentrischen Systems durch Parameter

Nicht geozentrisches BezugssystemDeutsches_Hauptdreiecksnetz (DHDN)Ellipsoid: Bessel_1841 …Geozentrisches BezugssystemETRS_1989 Ellipsoid: GRS_1980…

+ Lagebeschreibung eines Teils des Geoids bezüglich des geozentrischen Systems durch Stützpunkte


11

Benötigte Metadaten für Datumstransformationen

+ Technisch / funktional:

> Spezifikationen der beteiligten Bezugssysteme

> Datumstransformations-Methode, -Parameter, -Name

+ Identifikation:

> Name (oder EPSG-Code)

+ Bewertung der Transformation:

> Geografischer Gültigkeitsbereich – üblicherweise bekannt

> Genauigkeit – üblicherweise bekannt

> Stützpunkte – üblicherweise nicht frei zugänglich


12

Transformationsmethoden in ArcGIS + 3 / 7 / 10 Parameter

> Molodensky

> Abridged Molodensky

> Geocentric Translation

> Coordinate Frame / Bursa Wolf

> Position Vector

> Molodensky Badekas

+ Gitterbasiert> NTv2

> NADCON / HARN

+ Longitude Rotation


13

- - ( )7 Parameter Transformation 1

+ Unterscheidung zweier geodätische Bezugssysteme durch > Lage des Ursprungs des Referenzellipsoiden> Ausrichtung der Koordinatenachsen X,Y,Z des

Referenzellipsoiden> Maßeinheit der metrischen Koordinaten

+ Konformer Bezugssystemwechsel: Umformung mit sieben Parametern:> 3 Translationen> 3 Rotationen> 1 Maßstabsfaktor

+ Genauigkeit bestimmt durch Anzahl und Homogenität der Stützpunkte


14

- - ( )7 Parameter Transformation 2

+ Für alle amtlichen deutschen Systeme vordefinierte Transformationen nach> WGS84 und ETRS89

+ Bezeichnungen, Anwendungsbereiche und Parameter> ..\ArcGIS\Desktop10.0\Documentation\geographic_transformatio

ns.pdf

+ Weitere Informationen des BKG unter > http://www.crs-geo.eu/nn_124396/crseu/EN/CRS__Description/crs-national__node.html?__nnn=true

> Geodätisches Datum, Parameter des Kartennetzes (Grids) und möglicher Transformationsparameter mit Genauigkeitsangaben


http://www.crs-geo.eu/nn_124396/crseu/EN/CRS__Description/crs-national__node.html?__nnn=true

15

( )Implementierung in ArcGIS 1

+ ArcGIS Desktop> Vordefinierte Transformationen

> Benutzerdefinierte Transformationen

> ArcMap

> Eigenschaft des Datenrahmens

> Projektion zur Laufzeit

> Geoverarbeitung (ArcToolbox, ModelBuilder)

> Projektion definieren

> Projizieren (Vektor, Raster)

+ ArcGIS Server+ ArcGIS Online


16


+ ArcMap + ArcToolbox


17


+ Mehrstufige Transformationen


+ Benutzerdefinierte Transformationen

18

– ( )NTv2 Transformation 1

+ National Transformation Version 2

+ Interpolationsverfahren,

+ Beruht auf Gitterdatei mit regelmäßigen Stützpunkten

+ Ursprung: kanadische Landesvermessung

> http://www.geod.nrcan.gc.ca/software/ntv2_e.php


19

– ( )NTv2 Transformation 2

+ In ArcGIS realisiert für Deutschland> BETA2007

> Bundeseinheitliche Transformation für ATKIS

> Transformation geotopographischer Daten nach ETRS89/UTM

> Nutzerdefinierte Transformationen, z.B. SäTA2010

+ Gitterdateien > ..\ArcGIS\Desktop10.0\pedata\ntv2\germany


20

Deutschland: BETA2007

Kostenfreie Bereitstellung des Gitters (BeTA2007.gsb) und Dokumentation des Transformationsansatzes unterhttp://crs.bkg.bund.de/crseu/crs/descrtrans/BeTA/de_dhdn2etrs_beta.php


21

Arbeitsabläufe mit Koordinatentransformationen

+ Darstellung in ArcMap Projektion „On-the-fly“:

Layer mit CRS-1 Datenrahmen mit CRS-2

+ Projektions – Werkzeug ArcToolbox:

Datasatz-1 mit CRS-1 Datasatz-2 mit CRS-2

+ Import/Export in ArcCatalog:

z.B: FC-Konverter, Raster To Geodatabase

+ Geoverarbeitung allgemein:

Eingabedaten mit CRS-1 Ausgabedaten mit CRS-2

+ Editieren in ArcMap (eingeschränkt, z.B. nicht für Netzwerke):

Datenrahmen mit CRS-2 Layer mit CRS-1


22

Landesspezifische Lösung Sachsen


23

Anforderungen

+ Nutzung der amtlichen Lösungen (ggf. Vorgabe)+ ‚hohe‘ Genauigkeit benötigt+ Identitäten zwischen Geofachdaten und Geobasisdaten

müssen nach der Transformation erhalten bleiben+ Software

> ArcGIS

> FME

> ARC/INFO

> ArcView GIS


24

Transformationsansätze

+ 7-Parameter-Transformation> integriert in ArcGIS und FME > Genauigkeit je nach Parametersatz 5m, 3m, Submeter-

Bereich+ NTv2

> BETA2007> Integriert in ArcGIS> Genauigkeit: Submeter-Bereich oder besser

+ Amtliche Lösung der einzelnen Bundesländer> in FME als ‘custom transformer’ integriert> über FME Extension unmittelbar in ArcGIS nutzbar> NTv2-Gitterdateien


25

Regionalisierte Datumstransformationen Deutschland

…


26

DHDN/GKx ETRS89/UTM Land Restabweichungen

Vordef. Param.

regional optimierte Param.

BeTA2007

3554643.5845808517.070

554549.5275806633.016

NI …_50.14 m 0.011 m

2581996.5605616134.450

369949.6715615301.383

NRW …_40.14 m

Param VII0.03 m 0.03 m

2608287.2675716260.217

400289.3705714238.454

NRW …_40.47 m

Param IV0.24 m 0.07 m

2581983.166 5616252.396

369941.0635615419.744

NRW …_40.14 m

Param VII0.03 m 0.02 m

3398206.8665581314.975

398172.4785579522.878

RP …_40.10 m 0.006 m

.Beispielrechnungen mit BeTA2007gsb

Fazit: Besser als bisherige Parameter und einheitlich für ganz Deutschland


27

+ Trans_SN> 7-Parameter-Transformation

> Gesonderte Transformationsparameter je TK25-Blatt

> Trans_SN (light)

> Einzelpunkte und Punktlisten

+ SäTA2010> NTv2-Transformation

> Genauigkeit (Testdatensatz mit 7965 Festpunkten)

Anteil der Testpunkte [%] Lageabweichung zum Soll

55,1 < 1 cm

89,7 < 2 cm

98,7 < 3 cm

99,8 < 4 cm

Amtliche Lösung Sachsen


28

+ Nutzerdefinierte Transformation> Datei *.gtf unter

s

%APPDATA%/Roaming\ESRI\Desktop10.1\ArcToolbox\CustomTransformations

âq¹RìëÔŸÖ ÀOkÝ 1 �GEOGTRAN["Sachsen_RD83_To_ETRS89",GEOGCS["GCS_RD/83",DATUM["D_Rauenberg_1983",SPHEROID["Bessel_1841",6377397.155,299.1528128]],PRIMEM["Greenwich",0.0],UNIT["Degree",0.0174532925199433],METADATA["Germany - Sachsen",11.9,50.21,15.03,51.66,0.0,0.0174532925199433,0.0,2545]],GEOGCS["GCS_ETRS_1989",DATUM["D_ETRS_1989",SPHEROID["GRS_1980",6378137.0,298.257222101]],PRIMEM["Greenwich",0.0],UNIT["Degree",0.0174532925199433],METADATA["Europe - ETRS89",-16.1,32.88,39.64,84.16,0.0,0.0174532925199433,0.0,1298]],METHOD["NTv2"],PARAMETER["Dataset_germany/SAETA2010",0.0]]



29

+ FME-Erweiterung von ArcGIS> Nutzung eines/mehrerer „custom transformer“



30

+ 7-Parametersätze> für geringe Genauigkeiten und „mal kurz gucken“> Möglichkeit zur Nutzung „eigener“ 7-Parametersätze

+ NTv2 mit BeTA2007 > für alle Geofachdaten, die sich auf ATKIS-Daten beziehen (weil die

ATKIS-Daten mit diesem Ansatz transformiert werden)> für geringere Genauigkeiten (Sub-Meterbereich) und mal kurz gucken> kleinräumige Gebiete Genauigkeit im cm-Bereich sein.

+ Trans_SN, SäTa2010> für Geofachdaten, die sich auf Daten des Liegenschaftskatasters

beziehen> für höhere Genauigkeiten (je nach Landeslösung in der Regel im cm-

Bereich)> und Beibehaltung der geometrischen Identitäten

Welcher Transformationsansatz für wen oder was?


31

Faustregeln

+ Toleranzschwelle > 200m: Datumstransformation ignorieren

+ Toleranzschwelle > 1m: komplett vordefiniert in ArcGIS

+ Toleranzschwelle > 50cm, länder/kantonsübergreifend: BeTA2007

+ Toleranzschwelle > 10cm, innerhalb Bundeslandes: BeTA2007

+ Toleranzschwelle > 2cm: Spezial-NTv2 oder fremd-DLL+ Toleranzschwelle < 2cm: Sind Ihre Daten wirklich so

genau?ggf. wie oben


32

Weitere Informationen


33

Wo gibt es weitere Hilfen und Daten?

Neuauflage Herbst 2010

http://www.esri-germany.de

http://resources.esri.com

http://arcscripts.esri.com Scripts u. Tools http://www.epsg.org EPSG-Datenbank (ehem. European Petroleum Survey Group, jetzt OGP)http://crs.bkg.bund.de/crs-eu BKG / EuroGeographics / EUREF (Europäische Koordinatensysteme und Transformationsparameter und Links zu nationalen Stellen)


http://www.esri-germany.de/



http://www.epsg.org/

http://www.epsg.org/

http://crs.bkg.bund.de/crs-eu

34

Schulungsangebot

+ Workshop „Koordinatensysteme in ArcGIS“

> Vermittlung fachlicher Grundlagen zu Terminologie, Abbildungseigenschaften der Projektionen und zu Datumstransformationen

> Richtiger Umgang mit Projektionen und Datumstransformationen in ArcGIS (ArcMap, ArcCatalog und Geoverarbeitung)

> Vorstellung verschiedener Transformationsansätze zum Bezugssystemwechsel und deren Anwendung

> Diskussion aktueller und individueller Themen der Teilnehmer

+ Weitere Informationen: http://www.esri-germany.de/schulung/dates.html

+ Nächster Termin in Leipzig auf Anfrage


http://www.esri-germany.de/schulung/dates.html

35

Zusammenfassung

+ Praktische und politische Anforderungen verlangen moderne Koordinatensysteme

+ Koordinatenvielfalt in Deutschland und Europa+ Probleme lösbar durch Transformationen+ Transformationsmodelle liegen vor und sind in ArcGIS

bzw. FME integriert+ Länderspezifische Lösungen+ Unterstützung durch ESRI in Form von Schulungen,

Workshops, Consulting


36

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit


37

Niederlassung MünsterMartin-Luther-King-Weg 2048155 MünsterTelefon +49 89 207 005 1460

Niederlassung KölnKonrad-Adenauer-Ufer 41-4550668 KölnTelefon +49 89 207 005 1760

Niederlassung BonnRheinallee 2453173 BonnTelefon +49 89 207 005 1720

Niederlassung WiesbadenDwight-D.-Eisenhower-Straße 965197 WiesbadenTelefon +49 89 207 005 1620

Niederlassung HannoverSchiffgraben 1130159 HannoverTelefon +49 89 207 005 1520

Niederlassung LeipzigFechnerstraße 804155 LeipzigTelefon +49 89 207 005 1420

KranzbergRingstraße 785402 KranzbergTelefon +49 89 207 005 1200

Esri Deutschland GmbH


GK oder UTM mit ArcGIS kein Problem - GEO LEIPZIG e.V. · GK oder UTM mit ArcGIS kein Problem –...

Documents

Transcript of GK oder UTM mit ArcGIS kein Problem - GEO LEIPZIG e.V. · GK oder UTM mit ArcGIS kein Problem –...