Koordinatensysteme in ArcGIS

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1 Werner Flacke / Birgit Kraus Koordinatensysteme in ArcGIS Praxis der Transformationen und Projektionen 1. Auflage Pcfirits Points Verlag Norden Halmstad lag Nordsn'Halmstad

2 VII Inhalt Seite 1 Einleitung 1 2 Einführung in die Koordinatensysteme Bedeutung der Koordinatensysteme Maßeinheiten Allgemeine Terminologie der Koordinatensysteme Datenmodell der Koordinatensysteme Standards: EPSG/POSC/ISO19111/OGCAVKT Syntax der Koordinatensysteme in ArcGIS Desktop 12 3 Praxis mit ArcGIS-Einstieg Die Online-Hilfe in ArcGIS Schnelleinstieg für Praktiker Datenquelle laden Gradnetz erzeugen Anzeigeeinheit der Koordinaten einstellen Koordinatensystem des Datenrahmens einstellen Flächeninhalt- und Längenattribute Projizieren mit ArcMap Koordinatensysteme in ArcCatalog Zuordnung der Koordinatensysteme zu den Dateien X/Y-,Z-,M-Domänen Koordinatensysteme in der Geodatabase und in ArcSDE Koordinatensysteme von Shapefiles Koordinatensysteme von Rasterdaten Koordinatensysteme von Imagekatalogen Koordinatensysteme von Grids Koordinatensysteme von TINs Koordinatensysteme von CAD-Dateien Koordinatensysteme von SDC-Dateien Koordinatensysteme von X/Y-Wertetabellen 39 4 Geodätische Grundlagen Einführung in die Thematik Bezugssysteme Globale Bezugssysteme ITRF (International Terrestrial Reference Frame) ETRF89 (European Terrestrial Reference Frame) WGS84 (World Geodetic System 1984) Konventionelle Bezugssysteme ED DHDN S42/83 49

3 VIII Inhalt 4.3 Beschreibung der Erdfigur Geoid, Ellipsoid oder Kartoffel"? Referenzellipsoide Das geodätische Datum Dimensionen verschiedener Erdellipsoide Terminologie: Transformation, Projektion Transformationsmethoden Drei-Parameter-Transformation Sieben-Parameter-Transformation Weitere vordefinierte Methoden Projektionen Abbildungsflächen Konische Abbildungen (Kegelprojektionen) Azimutale Abbildungen Zylindrische Abbildungen Abbildungseigenschaften Abbildungskoordinaten GK-Koordinaten (Transversale Merkatorprojektion) UTM-Koordinaten (Transversale Merkatorprojektion) Soldner-Koordinaten Lambert-Koordinaten 62 5 Praxis mit ArcGIS -Hauptteil Systematik der Koordinatensysteme in ArcGIS Desktop In ArcGIS vordefinierte Datumstransformationen Zuweisen von Koordinatensystemen Zuweisen von Koordinatensystemen in ArcCatalog Zuweisen von Koordinatensystemen in ArcToolbox Zuweisen von Koordinatensystemen in ArcMap Transformationen und Projektionen mit ArcToolbox Projizieren mit ArcToolbox Ein- und zweistufige Transformationen Einstufige Transformationen Zweistufige Transformationen Transformationen und Projektionen mit ArcMap Projektionen Die Warnung - Inside ArcMap" Datumstransformationen Transformation und Projektion vom ETRF89 in das DHDN(GK3) Transformation und Projektion vom WGS84 in das DHDN (GK3) Transformation und Projektion vom ED50 (UTM) in ETRF89 (UTM) und vom DHDN (GK3) in das ETRF89 (UTM) XY-Daten hinzufügen Performance und Projektion on the fly" Projektion von Rasterdaten in ArcMap 108

4 IX 5.8 Geoprozessing in ArcMap Die Erweiterungen Spatial- und 3D-Analyst (ArcScene) Koordinatensysteme und die Geodatabase Amtliche und gebräuchliche Koordinatensysteme Deutsche, Schweizer und österreichische Koordinatensysteme in ArcGIS Deutsche Koordinatensysteme im Detail Deutsches Hauptdreiecksnetz DHDN Geschichtliche Entwicklung Gauß-Krüger-Koordinaten Das DHDN und GK in ArcGIS System 1942, S Theorie Das System S42/83 in ArcGIS System 1940, S Theorie Das System S40/83 in ArcGIS System PD 83 in ArcGIS System RD 83 in ArcGIS Netz Theorie Soldner-Koordinaten Netz 88 (Soldner) in ArcGIS Beispiele für amtliche Lagebezugsysteme Nordrhein-Westfalen Brandenburg Die Schweizer Systeme CH1903 LV03 und CH1903+ LV Theorie CH1903LV03 und CH1903+LV95 in ArcGIS Das österreichische System MGI Theorie MGI in ArcGIS Koordinatensysteme der Nachbarländer Einheitliche europäische Bezugssysteme Europäisches Datum 1950 (ED50) Theorie ED50 und UTM in ArcGIS ED50 und Lambert konform konisch in ArcGIS ETRF Theorie UTM-Koordinaten ETRF89 und UTM in ArcGIS Lokale Koordinatensysteme in ArcGIS - vervollständigt 131

5 Praxis mit ArcGIS - SpezialfäUe Benutzerdefinierte Koordinatensysteme Benutzerdefinierte Transformationen Karten in Grenzgebieten Dreiländereck Deutschland, Österreich, Schweiz Dreiländereck Bayern, Thüringen, Sachsen Gitternetze im Layout Das UTM Meldegitter Projizierte Gitternetze Praxisbeispiel mit Fehlersuche 158 Häufig gestellte Fragen (FAQs) 165 -Warum liegen die Punkte etwa 180 m daneben? 165 -Wie genau sind Projektion und Datumstransformation? 166 -Gibt es Unterschiede zwischen on the fly" und Processing? 166 -Wie kann man eigene Koordinatensysteme speichern? 166 -Wie kann man ein benutzerdefiniertes Datum erzeugen? 167 Benutzerdefiniertes Datum in ArcGIS Desktop 167 Benutzerdefiniertes Datum in Arclnfo Workstation 168 -Kann man Transformationsparameter in die PRJ-Datei einbauen? 168 -Welche Datumstransformationen sind vorgegeben? 168 -Kann man die Liste der vorgegebenen Datumstransformationen erweitern? 169 -Welche Bedeutung hat die Transformationsrichtung? 170 -Warum sind die Vorzeichen der Rotationsparameter anders? 170 -Müssen alle Datumstransformationen extra manuell eingestellt werden? 170 -Kann man im Dialogformular vordefinierte Transformationen verwenden? 171 -ETRS89 = ETRF_1989 = WGS_1984? 171 -ETRF = ETRS? 172 -Was bedeutet GCSAssumedGeographicl? 172 -Hat man einen Einfluss auf Assumed_Geographic_l/NAD_1927? 172 -Wie kann System 42/Pulkovo in Gauß-Krüger/DHDN umgerechnet werden? 173 -Wie kann UTM/ED50 in Gauß-Krüger/DHDN umgerechnet werden? 173 -Gibt es Unterschiede zwischen ArcToolbox und ArcMap? 174 -Wie kann man TeleAtlas-Daten projizieren bzw. transformieren? 176 -Was ist bei Coverages zu beachten? 177 Assistent zur Definition einer Projektion für Coverages, Grids oder TINs 178 -Was ist bei TINs zu beachten? 182 -Was ist bei Grids zu beachten? 183 -Was ist bei DWG/DXF/DGN-Daten zu beachten? 185 -Was ist bei den Schweizer Koordinatensystemen zu beachten? 185 -Kann man die Transformationen im.mxt-file speichern? 190 -Kann man Transformationen wieder ändern oder löschen? 190 -Was bedeutet die Warnung bzgl. Lageabweichungen in ArcMap? 190 -Wie kann man die Warnung wieder aktivieren? 191

6 XI -Was ist bei österreichischen Koordinatensystemen zu beachten? 192 -DHDN 3 Degree Gauß Zone 2 oder Germany Zone 2? 192 -Beeinflusst Projektion on the fly" die Performance? 193 -Wie kann man Rasterdaten proj izieren? 194 -Kann man die Projektion on the fly" deaktivieren? 194 -Welches Koordinatensystem gehört zu den Daten? 194 -In welchem Koordinatensystem soll der zentrale Datenbestand gespeichert werden? Werkzeuge, Erweiterungen, ArcObjects und VBA Universelles Testprogramm (PrjCalculator.exe) Oberfläche und Funktionen Datei der Transformationsaufgaben GeographicTransformationManager - Erweiterung für ArcMap Registrieren der Erweiterung Die Erweiterung Bearbeitungswerkzeug für Datumstransformationen Die Datei MyGeoTr.txt VBA-Programmierung mit Koordinatensystemen Starten von VBA Die wichtigsten Methoden und Eigenschaften Programmschritte für Umrechnung (project) und Umformung (transform) Subroutine für die Steuerung des Testablaufes Projektion mit ArcObjects Projektion plus Datumstransformation mit ArcObjects Programmatisches Erzeugen einer Datumstransformation Programmatisches Erzeugen eines benutzerdefinierten Koordinatensystems Programmatisches Erzeugen eines vordefinierten Koordinatensystems Automatischer Streifenwechsel in ArcMap mit VBA Zuweisen von Koordinatensystemen mit VBA Beispiele aus ArcObjects Developer Help" Projizieren von Nicht-Punkt Geometrien Die Projection Engine (PE) Beispielrechnungen Fehlertoleranzen Einfluss der Transformationsparameter Einzelbeispiele Beispiel Soldner" Reproduktion eines Soldner-Beispiels mit ArcGIS Beispiel DHDN-WGS84/ETRF89" Beispiel ED50/UTM - DHDN/Gauß-Krüger" Beispiel CH1903(+)-WGS84/ETRF89" Beispiel 40/83-ETRF89/UTM" 238

7 XII Inhalt Beispiel 42/83 -ETRF89/UTM" Beispiel Netz88/Soldner-Berlin - Gauß-Krüger" Datenmaterial Zentral- und Bezugspunkte Maße wichtiger Rotationsellipsoide Publizierte Transformationsparameter Daten in ArcGIS Schlusswort Literatur und Internetadressen Literatur Internetadressen 249 Index 251