Manual. REFRAME 07-d. Bezugsrahmenwechsel in Lage und/oder Höhe. Urs Marti Geodäsie / Géodésie 07-d

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1 2009 Geodäsie / Géodésie 07-d = Manual REFRAME 07-d Januar 2009 Jérôme Ray Urs Marti Bezugsrahmenwechsel in Lage und/oder Höhe SQS-Zertifikat ISO 9001:2000

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3 Seftigenstrasse 264 CH-3084 Wabern Telefon Telefax Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Zweck des Programms Sprachen Minimal-Anforderungen 1 2 Grundlagen und technische Spezifikationen Globale Bezugsrahmen Lokale (schweizerische) Bezugsrahmen Geoidmodell Von REFRAME unterstützte Referenzrahmen Transformationsparameter und verwendete Grundlagen Unterstützte Dateiformate 7 3 Installation und Start Microsoft Windows Linux Mac OS X, Solaris oder FreeBSD 13 4 Benutzung von REFRAME Client-Version Benutzeroberfläche Optionen und generelle Informationen Bezugsrahmenwechsel in Lage und/oder Höhe für eine oder mehrere Dateien Besonderheiten der Transformation von Rasterdaten (Georeferenzierung) Bezugsrahmenwechsel in Lage und/oder Höhe im interaktiven Modus Verschiedene Werkzeuge 26 5 Benutzung von REFRAME Konsolen-Version Einführung und Möglichkeiten Parameter und Syntax Anwendungs-Beispiele 34

4 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite II 2009 swisstopo Bundesamt für Landestopografie Redaktion: Urs Marti Office fédéral de topographie Postfach, CH-3084 Wabern Ufficio federale di topografia Tel: Uffizi federal da topografia Fax: Federal Office of Topography swisstopo Manual ist die Nachfolgeserie der Reihe "Bulletin des Rechenzentrums" in welcher die Beschreibungen der geodätischen Programme von swisstopo erschienen sind. swisstopo Manual est la suite de la série "Bulletin du centre de calcul", qui décrivent les programmes géodésiques de swisstopo.

5 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite 1 1 Einleitung 1.1 Zweck des Programms Das Programm REFRAME wurde entwickelt um Transformationen zwischen lokalen (schweizerischen) und globalen Bezugsrahmen sowohl in der Lage als auch in der Höhe zu ermöglichen. REFRAME erlaubt die Transformation von Koordinatenlisten, CAD-Zeichnungen und GIS-Daten. Das Programm erlaubt in einem einzigen Schritt die Berechnungen, welche bisher mit den folgenden separaten swisstopo-programmen durchgeführt wurden: FINELTRA: Transformation von Lagekoordinaten LV03 in LV95 und umgekehrt GPSREF: Transformation von globalen CHTRS95/ETRS89 (~WGS84) Koordinaten in Schweizerische Landeskoordinaten CHGeo: Berechnung von Geoidundulationen (Versionen 1998 und 2004), sowie Transformation von ellipsoidischen Höhen in orthometrische Höhen (LHN95) und umgekehrt HTRANS: TransILI: Transformation von orthometrischen Höhen (LHN95) in Gebrauchshöhen (LN02) und umgekehrt Transformation von Interlis1-Daten mit FINELTRA REFRAME ist in zwei Versionen verfügbar: Als "Client"-Anwendung mit einer klassischen grafischen Benutzeroberfläche und als "Konsolen"-Anwendung, welche auf Kommandozeilen-Eingaben basiert und sich zur Integration in Stapelverarbeitungen, Internet-Scripts, Makros, Subroutinen etc. eignet. 1.2 Sprachen REFRAME ist zurzeit in drei Sprachen erhältlich (Benutzeroberfläche und Bildschirmmitteilungen, inklusive Konsolen-Anwendung): Deutsch Französisch Englisch 1.3 Minimal-Anforderungen REFRAME wurde auf Framework.NET von Microsoft basierend entwickelt. Die Minimalanforderungen für den Betrieb sind deshalb die folgenden: Intel Pentium / AMD K6 90 MHz Prozessor oder kompatibel 96 MB RAM (oder mehr, je nach Betriebssystem) Betriebssystem Microsoft Windows 98, ME, NT4, 2000, XP, Vista oder Server Microsoft.NET Framework 1.1 oder neuer Adobe PDF Reader 1 oder ein anderes Visualisierungsprogramm für PDF-Dateien (für das Benutzer-Manual) Bemerkung: Framework.NET ist im Installationsprogramm von REFRAME enthalten. Das Programm REFRAME kann ebenfalls unter den Betriebssystemen Linux, Mac OS X oder Solaris verwendet werden. Dazu ist die Emulatorsoftware Mono 2 nötig (Version 1.2 oder neuer). Für die genaue Installationsanleitung siehe Kapitel 3. 1 Gratis-Programm zum Visualisieren von PDF-Dokumenten. Erhältlich auf der Webseite von Adobe: 2 Mono ist eine freie Entwicklungsplattform, basierend auf dem Einsatz der Microsoft.NET Virtual Machine, erhältlich für die Umgebungen von Windows, Mac OS, Linux und Solaris.

6 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite 2 2 Grundlagen und technische Spezifikationen 2.1 Globale Bezugsrahmen ETRFyy Dreidimensionaler Referenzrahmen, basierend auf dem europäischen GNSS-Netz (EPN, EUREF) im Bezugssystem ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989). Das europäische ETRS89 folgt im Gegensatz zu den globalen Systemen (ITRS, WGS84) den tektonischen Bewegungen der Eurasischen Platte CHTRFyy Schweizer Realisierung von ETRS89. Basierend auf dem nationalen GPS-Netz LV95 und dem GNSS- Permanentnetz AGNES. Die Koordinaten werden im System CHTRS95 angegeben, welches zum Zeitpunkt identisch mit ETRS89 ist. 2.2 Lokale (schweizerische) Bezugsrahmen LV95 (Landesvermessung 1995) Dreidimensionaler Referenzrahmen, welcher sich auf dieselben Punkte wie CHTRFyy stützt. Es handelt sich um den zukünftigen offiziellen Bezugsrahmen der Landesvermessung und der amtlichen Vermessung. Die exakte Transformation CHTRFyy <-> LV95 ist durch eine einfache geozentrische Translation garantiert. Das Bezugssystem von LV95 ist CH1903+ (modifiziertes Schweizer Bezugssystem 1903), bei welchem die ursprünglichen Parameter von CH1903 (soweit möglich) festgehalten wurden LV03 (Landesvermessung 1903) Seit 1903 offizieller Bezugsrahmen der Landesvermessung und der amtlichen Vermessung, der auf der Triangulation Ordnung (LFP1) basiert. Die Koordinaten enthalten zudem eine Gebrauchshöhe in LN02 (siehe weiter unten). Die Verdichtung in Form des Triangulationsnetzes 4. Ordnung (LFP2) und weiterer Fixpunkte der amtlichen Vermessung bildet heute noch die Grundlage der meisten Vermessungsarbeiten, Landeskarten und GIS-Systeme. LV03 verfügt in der Regel über eine gute Nachbargenauigkeit (im cm-bereich), zeigt aber über weitere Entfernungen grössere Verzerrungen von bis zu 1.6 m. Die direkte Umrechnung von LV03 in LV95 (oder umgekehrt) ist nur genähert über den Ansatz von lokalen affinen Transformationen möglich (nationale CHENyx06/FINELTRA-Dreiecksvermaschung). Das Bezugssystem von LV03 wird als CH1903 bezeichnet und basiert auf den festgelegten Parametern der alten Sternwarte von Bern.

7 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite 3 Differenzen LV95 LV03 (max. = 1.6 m) LHN95 (Landeshöhennetz 1995) Potentialtheoretisch strenges orthometrisches Höhensystem der neuen Landesvermessung LV95. Es stützt sich hauptsächlich auf die Messungen des Landesnivellements von 1902 bis heute und auf Schweremessungen, aber auch auf die aus den GPS-Messungen für LV95 und dem Geoidmodell CHGeo2004 berechneten orthometrischen Höhen. Die orthometrische Höhe des Fundamentalpunktes in Zimmerwald dient als Ausgangshorizont. Höhenbezugsrahmen und Transformation LHN95 <-> LN02 Aus praktischen Gründen und um Verwechslungen zu vermeiden wird LHN95 vorläufig nicht in der amtlichen Vermessung eingeführt. Die Transformation zwischen LHN95 und den ellipsoidischen Höhen von LV95 ist durch das Geoidmodell CHGeo2004 garantiert.

8 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite LN02 (Landesnivellement 1902) Höhenbezugsrahmen der amtlichen Vermessung basierend auf dem 'Nivellement de Précision' ( ) der Schweizerischen geodätischen Kommission und den Messungen des Landesnivellements seit LN02 ist ein reines Nivellementsnetz ohne Berücksichtigung des Einflusses des Schwerefeldes. Wegen der unterschiedlichen Berücksichtigung des Schwerefeldes, Vertikalbewegungen und den lokalen Verzerrungen von LN02 ist eine einfache Transformation zwischen LN02 und LHN95 nicht streng möglich. Differenzen LHN95 - LN02 (max. = 60 cm) 2.3 Geoidmodell Das Geoid ist eine spezielle Äquipotentialfläche des Erdschwerefeldes auf Höhe des mittleren Meeresspiegels. Es wird als Bezugsfläche für die Höhenbestimmung verwendet. Global betrachtet kann das Geoid bis zu ±100 Meter von einer mathematischen Referenzfläche (Rotationsellipsoid) abweichen. Innerhalb der Schweiz treten Unterschiede von bis zu ±5 Meter gegenüber dem lokalen Referenzellipsoid auf. Das aktuelle Geoidmodell der Schweiz beruht auf einer kombinierten Berechnung aus astro-geodätischen Lotabweichungsmessungen, aus Schweremessungen und aus GNSS/Nivellement-Messungen. Die hohe Auflösung des Geoidmodells wird durch die Berücksichtigung eines digitalen Höhenmodells und einem einfachen Dichtemodell der Erdkruste erreicht. Ein Geoidmodell ist heute für den GPS-Anwender unverzichtbar, da es ihm die Umrechnung von ellipsoidischen GPS-Höhen in orthometrische Höhen ('Höhen über Meer') erlaubt. Das aktuelle Geoidmodell der Schweiz (CHGeo2004) weist eine Genauigkeit von 1 bis 3 cm im ganzen Land auf.

9 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite 5 Das Geoid der Schweiz (CHGeo2004) relativ zum lokalen Referenzellipsoid (Maximalwerte: ±5 m) REFRAME enthält das Geoidmodell CHGeo2004, aber auch das Vorgängermodell CHGeo98. So ist es auch möglich die bereits mit CHGeo98 berechneten 'provisorisch orthometrischen Höhen' in die orthometrischen Höhen von LHN95 umzurechnen. Differenzen der Geoidmodelle von 1998 und 2004 (max. = 0.2 m)

10 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite Von REFRAME unterstützte Referenzrahmen Das Programm REFRAME erlaubt die Transformation von Punkten zwischen den folgenden lokalen und globalen Referenzrahmen: Landesvermessung LV03 (ebene Koordinaten im Schweizer Projektionssystem, Militär- und Zivil- System) Landesvermessung LV95 (ebene Koordinaten im Schweizer Projektionssystem) Schweizer / Europäischer Referenzrahmen CHTRF95/ETRF93 (ebene Koordinaten im UTM Projektionssystem, Zonen 31 und 32) Schweizer / Europäischer Referenzrahmen CHTRF95/ETRF93 (globale geozentrische oder geografische Koordinaten mit ellipsoidischen Höhen) Höhenrahmen LN02 (Gebrauchshöhen) Landeshöhennetz LHN95 (orthometrische Höhen mit CHGeo2004) und provisorisch orthometrische Höhen (mit CHGeo98) Bezugssystem Bezugsrahmen Ellipsoid Kartenprojektion ETRS89 ETRF93 GRS80 UTM CHTRS95 CHTRF95 GRS80 UTM CH1903 LV03, LN02 Bessel 1841 Schiefachsige Zylinderprojektion CH1903+ LV95, LHN95 Bessel 1841 Schiefachsige Zylinderprojektion In der Schweiz verwendete Bezugssysteme und Bezugsrahmen 2.5 Transformationsparameter und verwendete Grundlagen Transformation zwischen globalen und lokalen Koordinaten Die Berechnung der Transformation von globalen ETRS89-Koordinaten auf Schweizer Landeskoordinaten basiert auf den strengen Formeln des Datumsübergangs und der schweizerischen schiefachsigen Zylinderprojektion. Die detaillierten Formeln und Parameter sind auf der swisstopo- Webseite enthalten. Die Koordinaten, welche erhalten werden, sind strenge LV95-Koordinaten. Um daraus Koordinaten in LV03 zu erhalten, muss danach noch die lokale affine Transformation mit finiten Elementen (FINELTRA, siehe weiter unten) angebracht werden. Die in REFRAME für die Umrechnung von geozentrischen in geografische Koordinaten und die Schweizer Projektion implementierten Ellipsoid-Parameter sind die folgenden: Ellipsoid Grosse Halbachse a [m] Inverse Abplattung 1/f 1.num. Exzentrizität. e² Bessel GRS Für den Datumsübergang von ETRS89 auf CH1903+ sind die folgenden Transformationsparameter implementiert: X CH1903+ = X ETRS m Y CH1903+ = Y ETRS m Z CH1903+ = Z ETRS m Die so genannten GRANIT87-Parameter sind in REFRAME nicht mehr unterstützt. Diese Funktionalität von REFRAME ersetzt das bisherige Programm GPSREF.

11 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite Transformation zwischen LV03- und LV95-Koordinaten Die Koordinatentransformation von LV03 in LV95 (und umgekehrt) ist nur näherungsweise möglich. Sie wird durch eine lokale affine Transformation basierend auf der nationalen Dreiecksvermaschung auf Stufe der amtlichen Vermessung CHENyx06 (FINELTRA) realisiert. Die mittlere Genauigkeit dieser Umrechnung ist 2.2 cm. Es muss jedoch in einigen Gebieten mit starken lokalen Verzerrungen in LV03 mit einer reduzierten Genauigkeit gerechnet werden Diese Funktionalität von REFRAME ersetzt den reinen Transformationsteil des Programms FINELTRA Transformation von ellipsoidischen in orthometrische Höhen Die orthometrische Höhe (LHN95) ergibt sich aus den ellipsoidischen Höhen (rohe GNSS Höhe, auch LV95 genannt) durch Subtraktion eines Geoidmodells. REFRAME enthält die beiden Modelle CHGeo2004 (aktuell) und CHGeo98 (Vorgängermodell), welches die so genannten 'provisorisch orthometrischen Höhen' liefert. Die Geoidmodelle sind in Gitterform mit einer Auflösung von 1x1 km enthalten, welche nach der biquadratischen Methode interpoliert werden. Diese Funktionalität von REFRAME ersetzt die Programme CHGeo98R und CHGeo2004R Transformation zwischen Gebrauchshöhen und orthometrischen Höhen Die Transformation von Gebrauchshöhen (LN02) in orthometrische Höhen (LHN95) ist wegen der lokalen Verzerrungen in LN02 und dem unterschiedlich berücksichtigten Einfluss des Schwerefeldes nur näherungsweise möglich. Sie stützt sich auf die Interpolation eines lageabhängigen Anteils und eines lokalen Höhenmassstabes aus Gittern mit einer Auflösung von 1x1 km nach der biquadratischen Methode. Die Genauigkeit dieser Transformation ist im Flachland und in der Nähe der Linien des Landesnivellements besser als 1 cm, kann aber in den Alpen auch schlechter als 10 cm sein. Diese Funktionalität von REFRAME ersetzt das Programm HTRANS. 2.6 Unterstützte Dateiformate REFRAME unterstützt zurzeit noch keine Umwandlung von Dateiformaten. Das Format der berechneten Datei ist immer identisch mit dem Format der Eingabedatei. Die unterstützten Dateiformate für Eingabe und Ausgabe sind die folgenden: Koordinatenfiles im LTOP-Format Messfiles im LTOP-Format AutoCAD DXF-Zeichnungen Dateien mit vektoriellen Raumdaten als ESRI Shapefile Transferdateien im Format Interlis 1 Topobase.K Dateien Adalin OneOne Austausch-Dateien Textfiles mit Separatoren World Files (Raster) Georeferenzierte GeoTIFF-Bilder Georeferenzierte ECW-Bilder (ER Mapping) LTOP-Koordinatenfiles Alle Varianten von Koordinaten im LTOP-Format 3 werden unterstützt: $$PK, $$PE, $$EL, $$EM, $$EN, $$ED und $$3D (Projektionskoordinaten, geografische oder geozentrische Koordinaten). Die Dateien können Kommentarzeilen enthalten, jedoch keine Leerzeilen. Das Einlesen wird bei der ersten Leerzeile abgebrochen. 3 Die exakten Spezifikationen der einzelnen LTOP-Formate sind auf der swisstopo-webseite ersichtlich:

12 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite 8 Die Dateinamenerweiterung ist zwar ohne Bedeutung, es wird aber generell eine der folgenden Extensionen vorgeschlagen: *.koo, *.coo, *.pk, *.pe, *.el, *.em, *.en, *.ed oder *.3d LTOP-Messfiles LTOP-Messfiles 4 $$ME werden ebenfalls unterstützt. Voraussetzung ist jedoch, dass die Dateien gemessenen Koordinaten und eventuell Höhen enthalten. Die Dateien können Kommentarzeilen enthalten, jedoch keine Leerzeilen. Das Einlesen wird bei der ersten Leerzeile abgebrochen. Folgende Messtypen werden in REFRAME verarbeitet: YY, XX, HH : Projektionskoordinaten EE, NN, HH : Geografische Koordinaten (in Grad, Minuten und Sekunden) LY, LX, LH : GPS-Koordinaten Alle übrigen Zeilen eines Messfiles werden unverändert in die Ausgabedatei übernommen. Die Dateinamenerweiterung ist ohne Bedeutung, aber es wird die Extension *.mes vorgeschlagen AutoCAD DXF-Zeichnungen REFRAME verarbeitet geometrische Objekte unabhängig von ihrem Typ, ihren Attributen und ihrer Darstellung. So können alle DXF-Versionen verarbeitet werden, auch solche mit einer neueren Version als AutoCAD 14. Ebenfalls werden alle Geometrie-Typen (Punkte, Linien, Polygone, Kurven, Körper, etc.) transformiert. Die verschiedenen Header-Informationen (Koordinatenfenster, Definitionsbereich) werden ebenfalls transformiert. Die Ausgangs-Koordinaten können entweder Projektionskoordinaten oder geografische Koordinaten (im Dezimalformat in Alt- oder Neugrad) sein. Geozentrische Koordinaten und geografische Koordinaten im Format Grad, Minuten, Sekunden werden im DXF-Format nicht unterstützt. Die Dateinamenerweiterung ist ohne Bedeutung, aber es wird die Extension *.dxf vorgeschlagen. Die meisten aktuellen CAD- und GIS-Programme (AutoCAD, MicroStation, ArcGIS, Geomedia, MapInfo, etc.) können DXF-Dateien einlesen oder erzeugen Dateien mit vektoriellen Raumdaten als ESRI Shapefiles ESRI Shapefiles können unabhängig von ihrem Typ und ihrem Inhalt (Punkte 2D/3D, Polylinien, Polygone oder gemischt) mit REFRAME transformiert werden. Nur die Datei, welche die Geometrie enthält (*.shp; unabhängig von der ArcGIS-Version mit welchem es erzeugt wurde) ist nötig. Falls aber eine Datei mit der Definition des Bezugssystems (*.prj) vorhanden ist, kontrolliert REFRAME, ob es mit den Benutzereingaben (siehe Kapitel 4) kompatibel ist. Falls ein Bezugsrahmenwechsel in der Lage berechnet wird, so wird automatisch eine neue Datei *.prj erzeugt um die transformierten Daten direkt in ArcView betrachten zu können, ohne dass man das zu benutzende Koordinatensystem noch einmal definieren muss. Bemerkung: Geozentrische Koordinaten werden im Shape-Format nicht unterstützt. Die weiteren mit der *.shp Datei verbundenen Dateien (*.dbf und *.shx) werden nicht verändert, sondern nur ins Zielverzeichnis mit dem neuen Dateinamen kopiert. Achtung: Die Dateien des Spatial Index (*.sbn, *.sbx, *.fbn oder *.fbx) werden nicht kopiert (bereits existierende Files werden sogar gelöscht), da sie Fehler in der Darstellung und der Datenintegrität verursachen können. Nach einem Bezugsrahmenwechsel und somit einer Koordinatentransformation müssen diese 4 Die exakten Spezifikationen der einzelnen LTOP-Formate Sind auf der swisstopo-webseite ersichtlich:

13 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite 9 Indexe neu initialisiert werden. Dies geschieht falls nötig automatisch, kann aber auch manuell in der Anwendung ESRI ArcCatalog erreicht werden. Die meisten aktuellen CAD- und GIS-Programme (AutoCAD, MicroStation, ArcGIS, Geomedia, MapInfo, etc.) können Shape-Dateien einlesen oder erzeugen Transferdateien im Format Interlis 1 Interlis 1 Dateien können direkt und unabhängig vom verwendeten Datenmodell transformiert werden. Deshalb verlangt REFRAME nicht nur die Datei mit den geografischen Informationen *.itf, sondern auch die zugehörige Datei mit der Definition des Datenmodells *.ili (zum Beispiel das Modell der amtlichen Vermessung des Bundes oder eines Kantons). Nach der Transformation wird ein neues File des Datenmodells erzeugt, da der Definitionsbereich der Objekte (Koordinaten-Fenster) bei einem Bezugsrahmenwechsel ebenfalls angepasst werden muss. Bei Problemen mit der Transformation empfehlen wir, die Datenintegrität der ITF und ILI Dateien mit einem Interlis-Compiler zu überprüfen 5. REFRAME ersetzt also das Programm TransILI für dessen Funktionalität der Koordinatentransformation von LV03 nach LV95 und umgekehrt (FINELTRA) Topobase.K Dateien Die Topobase.K Koordinaten-Dateien, welche LV03-Koordinaten enthalten, können in LV95 transformiert werden und umgekehrt. Globale Koordinaten werden für dieses Format nicht unterstützt. Nur die K -Zeilen werden mit REFRAME transformiert. Weitere Zeilen, zum Beispiel ZK, werden unverändert in das Resultatfile übernommen Adalin OneOne Austauschdateien Die Dateien im Adalin OneOne Format, welches auf Interlis 1 basiert, werden auf dieselbe Art behandelt wie die ITF-Dateien. Es ist hingegen nicht nötig ein Datenmodell zu spezifizieren, da dieses in Adalin fest vorgegeben ist. Die Datei des Adalin-Datenmodells (entsprechend dem ILI-File von Interlis) ist unter dem Namen AdalinOneOne.ili im Installationsverzeichnis von REFRAME abgespeichert. Es ist möglich, diese Datei zu für spezifische Bedürfnisse anzupassen oder bei einem grösseren Update von Adalin zu ersetzen Textdateien mit Separator Zurzeit werden in REFRAME nur Separator-basierte ASCII-Textfiles unterstützt, nicht aber solche, welche Kolonnen-basiert sind. Folgende Separatoren werden unterstützt: Leerzeichen Tabulator, Komma und Strichpunkt. Da es ein Ziel von REFRAME war, die Bedienung möglichst einfach zu halten und deshalb nur ein Minimum an Optionen zu verwenden (auch für die Kommando-Zeilen-Version), wird in diesem Text- Format nur eine limitierte Anzahl von Kombinationen von Werten unterstützt. Damit ist es in den meisten Fällen möglich, das Format automatisch zuzuordnen und die Werte (Punktnummer, Koordinaten, Höhe) korrekt einzulesen. Die unterstützten Kombinationen sind die folgenden: E/lon, N/lat : E/lon/X, N/lat/Y, H/Z : ID, E/lon/X, N/lat/Y, H/Z : Ostwert und Nordwert von Projektionskoordinaten oder Länge und Breite Ostwert, Nordwert und Höhe oder Länge, Breite und Höhe oder geozentrisch, kartesische Koordinaten X, Y, Z Punktnummer, Ostwert, Nordwert und Höhe oder Punktnummer, Länge, Breite und Höhe oder Punktnummer und geozentrische Koordinaten X, Y, Z Zudem dürfen die Textdateien weder zusätzliche Kopfzeilen haben, noch Kommentarzeilen enthalten. 5 Compiler, Hilfsprogramme und Manual sind gratis erhältlich auf der Web-Seite:

14 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite 10 Für geografische Koordinaten müssen die Längen und Breiten immer in dezimaler Form (unabhängig vom Format) angegeben werden: DD.MMSSss DD.MMmmmm DD.dddddd GG.gggggg in Grad, Minuten und Sekunden [ "] ( Format $$EL LTop) in Grad und Minuten [ ] ( Format $$EM LTop) in Grad [ ] ( Format $$ED LTop) in Gon (Neugrad) [g] ( Format $$EN LTop) Die Unterstützung von Textdateien wird in zukünftigen Versionen von REFRAME noch ausgebaut. In der Zwischenzeit kann ein beliebiges Tabellenkalkulations-Programm oder Datenbank-Programm (z.b. Microsoft Excel oder Access) verwendet werden um beliebige Textdateien in ein Separator-basiertes Format zu konvertieren wie z.b. CSV (Strichpunkt). Beispiel einer Text-Datei im CSV-Format: Punktbezeichnung;Ostwert;Nordwert;Höhe Die Dateinamenerweiterung ist bedeutungslos und kann frei gewählt werden World Files (Raster) Das Format "ESRI World File" ist in GIS-Anwendungen weit verbreitet. Es handelt sich um eine Norm für die Georeferenzierung von Bildern wie Orthophotos oder Rasterkarten. Streng genommen handelt es sich dabei nicht um ein Bildformat sondern um eine Datei mit Metainformationen, welches erlaubt bestehenden Rasterdateien mit geografischen Informationen zu versehen. Diese Datei im ASCII-Format enthält normalerweise die Bildauflösung und die Koordinaten des Zentrums des Pixels oben links. Sie muss sich im gleichen Verzeichnis wie die Bilddatei (TIFF, JPEG, etc.) selber befinden und muss denselben Namen aufweisen. Die Dateinamenerweiterung wird aus dem ersten und letzten Buchstaben der Erweiterung der Bilddatei gebildet und wird noch durch ein "w" (für "world") ergänzt. Die folgenden Erweiterungen werden in REFRAME unterstützt: BPW für BMP-Bilder EWW für ECW-Bilder GFW für GIF-Bilder J2W für JP2-Bilder (JPEG 2000) JGW für JPG-Bilder (manchmal wird JPW verwendet; auch von REFRAME unterstützt) PGW für PNG-Bilder TFW für TIFF-Bilder Bemerkung: Die Dateinamenerweiterung des World-Files kann auch durch die vollständige Erweiterung der Bilddatei, gefolgt durch ein "w" gebildet werden (zum Beispiel "TIFW" oder "JP2W"). Achtung: Um mit REFRAME die Georeferenzierung eines Bildes im Format "World file" zu transformieren, muss die Datei *.??w als Input gewählt werden. Die Bilddatei selbst muss aber auf jeden Fall auch umkopiert und/oder umbenannt werden damit sie in einem GIS- oder Photogrammetrie-Programm geöffnet werden kann.

15 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite 11 Für Rasterdaten wird in REFRAME nur die Transformation zwischen LV03 und LV95 unterstützt. Zudem ist keine Höhentransformation möglich, da in einer solchen Datei keine Höheninformationen enthalten sind Georeferenzierte GeoTIFF-Bilder GeoTIFF-Bilder enthalten in einer einzigen Datei das Bild im TIFF-Format und einen Header mit den geografischen Informationen. Für Rasterdaten wird in REFRAME nur die Transformation zwischen LV03 und LV95 unterstützt. Zudem ist keine Höhentransformation möglich, da in einer solchen Datei keine Höheninformationen enthalten sind Georeferenzierte ECW-Bilder (ER Mapping) ECW-Dateien bestehen aus dem Bild in einem proprietären Format der Firma ER Mapping und enthalten direkt auch die geografischen Informationen. Für Rasterdaten wird in REFRAME nur die Transformation zwischen LV03 und LV95 unterstützt. Zudem ist keine Höhentransformation möglich, da in einer solchen Datei keine Höheninformationen enthalten sind.

16 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite 12 3 Installation und Start 3.1 Microsoft Windows REFRAME ist mit allen Versionen von Microsoft Windows ab 98 (2000 oder neuer empfohlen) kompatibel. Um zu funktionieren, ist die vorgängige Installation von Framework.NET von Microsoft nötig. Dieses wird automatisch über Windows Update angeboten und ist ab Windows XP SP2 vorinstalliert. Die Version 1.1 von Framework.Net ist auch auf der Installations-CD von REFRAME enthalten und wird bei Bedarf automatisch installiert. Um REFRAME zu installieren, legen Sie die mitgelieferte CD ins Laufwerk ein. Das Installationsmenü wird danach automatisch angezeigt. Falls dies nicht der Fall sein sollte, führen Sie manuell die Datei setup.exe aus, welche sich im Stammverzeichnis der CD-ROM befindet. Wählen Sie zunächst die Installations-Sprache (der Standardwert sollte der Standardsprache Ihres Systems entsprechen) und folgen Sie danach den Anweisungen des Installations-Assistenten. Das Installations-Menü der geodätischen Programme (darunter REFRAME) unter Windows Während der Installation werden Sie aufgefordert, die wirklich zu installierenden Komponenten des geodätischen Programmsystems anzukreuzen. Diese Liste enthält je nach Anzahl der auf der CD enthaltenen Programme mehr oder weniger Einträge. Durch ein späteres erneutes Aufrufen des Installations-Assistenten ist es möglich weitere Programme zu installieren oder bereits installierte Programme zu entfernen. Durch Klicken auf Weiter wird die Installation durchgeführt und abgeschlossen. Starten Sie danach ihren Computer neu, falls Sie dazu aufgefordert werden. Bemerkung: Sie müssen lokale Administratorrechte haben um das Programm installieren zu können. Eine Verknüpfung zum Programm und zum Benutzer-Manual wird automatisch im Startmenü im Verzeichnis swisstopo angelegt. Um das Programm zu starten, genügt es, diese Verknüpfung zu benutzen oder das Programm reframe.exe auszuführen.

17 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite Linux REFRAME ist mit den meisten Linux-Versionen kompatibel. Um unter Linux zu funktionieren, wird die vorgängige Installation von Mono (oder neuer) benötigt. Diese Umgebung kann gratis von der Internet-Seite des Mono-Projektes herunter geladen werden: Es existieren fertige packages für die Installation unter SUSE, Fedora Core, Red Hat und Debian. Für weitere Linux-Versionen wird ein Installer *.bin angeboten. Für die RPM-Installation (empfohlen), werden minimal die Komponenten mono-core und mono-winforms benötigt, aber es wird empfohlen die komplette Installation durchzuführen ( mono-complete ). Um REFRAME nach der Installation von Mono benutzen zu können, genügt es das auf der Installations- CD zu findende Archiv Reframe.cab 7 (im Stammverzeichnis der CD zu finden) in ein lokales Verzeichnis zu extrahieren. Um die Standard-Version des Programms zu starten, genügt es reframe.exe einzugeben. Um die Kommandozeilen-Version zu verwenden (nötig, falls keine grafische Umgebung wie z.b. KDE oder GNOME installiert ist) gibt man reframesrv.exe ein. Wenn danach nichts passiert oder nur eine Fehlermeldung angezeigt wird, so liegt dies wahrscheinlich an einer veralteten oder inkompatiblen Installation von Mono. Versuchen Sie in diesem Fall noch folgenden Befehl aus einem Eingabe-Fenster einzugeben: mono reframe.exe oder mono reframesrv.exe. 3.3 Mac OS X, Solaris oder FreeBSD REFRAME ist kompatibel mit der Version 10.3 (Panther) und höher von Mac OS, sowie auch mit Solaris 8 (Sparc). Wie auch für Linux, benötigen auch diese Betriebssysteme die vorgängige Installation von Mono 1.2 (oder höher). Diese Umgebung kann gratis von der Internet-Seite des Mono-Projektes herunter geladen werden: Swisstopo bietet für diese Betriebssysteme keinen Support an, aber die verschiedenen Versionen der Plattform Mono, sowie deren Dokumentation und Beispiele sind auf der Internet-Seite abrufbar. 6 Mono ist eine freie Entwicklungsplattform, basierend auf dem Einsatz der Microsoft.NET Virtual Machine, erhältlich für die Umgebungen von Windows, Mac OS, Linux und Solaris. 7 Falls auf Ihrem Linux-System kein Programm installiert ist um.cab-dateien zu extrahieren, können Sie gratis das Programm cabextract über Internet beziehen:

18 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite 14 4 Benutzung von REFRAME Client-Version 4.1 Benutzeroberfläche Die wichtigsten Funktionalitäten von REFRAME sind direkt im Hauptfenster des Programms verwendbar. Eine Menü-Leiste erlaubt den Zugriff auf erweiterte Optionen und Funktionalitäten. Erscheinungsbild des Hauptfensters von REFRAME (unter Windows) Der Haupt-Bereich (in der Mitte des Fensters), welcher die Berechnung des Bezugsrahmenwechsels erlaubt, besteht aus zwei Bereichen: Datei-Modus, welcher die Transformation von Dateien erlaubt, und Interaktiver Modus, welcher die Transformation von Einzelpunkten ermöglicht, welche manuell über die Tastatur eingegeben werden. Im unteren Bereich befinden sich zwei Knöpfe: der rechte wird benutzt um die Berechnung mit den gewählten Optionen zu starten, der linke um das Programm zu verlassen. 4.2 Optionen und generelle Informationen Wechseln der Sprache der Benutzeroberfläche Das Programm startet automatisch in der Sprache des Profils des Benutzers. Falls eine andere als die unterstützten Sprachen eingestellt ist (deutsch, französisch oder englisch), so wird englisch als Standard gewählt. Falls dies nicht funktioniert oder der Benutzer in einer anderen Sprache arbeiten möchte, so kann dies jederzeit über das Menü Optionen - Sprache (das zweite Menü, Options Langue auf französisch und Options Language auf Englisch) manuell verändert werden.

19 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite 15 Der Wechsel der Sprache wird sofort nach dem Anwählen für alle Pogrammteile ausgeführt. Es ist nicht nötig das Programm neu zu starten Generelle Einstellungen der Anwendung Dieser Befehl aus dem Menü Optionen Einstellungen erlaubt einige persönliche Einstellungen für REFRAME und einige generelle Einstellungen zu aktivieren oder zu deaktivieren. Generelle Einstellungen der Anwendung Generell: Standardmässig überprüft REFRAME einmal pro Woche über Internet auf die Verfügbarkeit eines Updates. Falls dies aber nicht gewünscht wird oder Probleme verursacht, zum Beispiel wegen Einschränkungen im Internet-Zugriff (Proxy, Firewall, usw.), ist es möglich dies zu verhindern indem das Feld Update-Verfügbarkeit automatisch im Internet prüfen deaktiviert wird. Input/Output: Normalerweise wird das erste angezeigte Verzeichnis in Dialogen wie Datei - Öffnen oder Datei Speichern durch das Betriebssystem bestimmt ( Eigene Dateien oder letztes geöffnetes Verzeichnis). In einigen Fällen, besonders bei umfangreichen Tests oder bei verketteten Abläufen, kann es vorteilhaft sein dass immer dasselbe Verzeichnis angezeigt wird. Mit dem Feld Standardmässiges Verzeichnis wird dies ermöglicht: Falls es einen Wert enthält, wird das entsprechende Verzeichnis immer als Startpunkt für die Navigation festgelegt, sobald der Benutzer aufgefordert wird ein Verzeichnis oder eine Datei zu wählen. Die zweite Option, Anzahl der Nachkommastellen für Output hat nur für Dateien im LTOP- und im DXF-Format eine Bedeutung. Sie ist vor allem für die Verwendung in der amtlichen Vermessung vorgesehen, wo Koordinaten oft auf cm oder mm gerundet werden. Obwohl im LTOP-Format standardmässig 4 Dezimalstellen ausgegeben werden und empfohlen wird in DXF-Dateien die maximale Genauigkeit zu verwenden, kann es im Fall von wiederholtem Import/Export von Dateien oder für die Lieferung von offiziellen Daten nützlich sein, die Anzahl der ausgegebenen Nachkommastellen zu beschränken. Dies kann Rundungsprobleme bei mehrmaligem Hin- und Rücktransformieren vermeiden und erlaubt das Einhalten von Normen bei einigen Datenformaten Hilfe und Dokumentation Die beiden ersten Befehle des Menüs? erlauben das Abrufen der Online-Hilfe und des Benutzerhandbuches von REFRAME. Hilfe Anzeigen der Hilfedatei von REFRAME (nur unter Windows). Es handelt sich dabei um eine Datei im Standardformat HTML Help. Die Informationen darin sind hierarchisch organisiert, es existiert aber auch ein alphabetischer Index und es besteht die Möglichkeit nach Themen oder Schlüsselwörtern zu suchen.

20 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite 16 Benutzer-Handbuch Öffnet das Benutzer-Handbuch (dieses Dokument) im PDF-Format. Dazu muss das Programm Adobe Reader 8 oder ein anderes Programm zur Darstellung von PDF-Dateien installiert sein Online-Funktionen und -Informationen Der zweite Teil des Menüs? erlaubt den Online-Zugriff auf verschiedene generelle Informationen über REFRAME oder swisstopo, oder auf technische Informationen zu den Referenzsystemen und Bezugsrahmen. swisstopo-webseite Dieser Befehl öffnet die Startseite der swisstopo-webseite mit dem Standard-Browser des Systems. Globale und lokale Bezugsrahmen Öffnet die Seite Referenzrahmen der swisstopo-webseite. Diese Seiten enthalten umfangreiche generelle Informationen, Links und mathematische Formeln. Online Rechendienste Ein Teil der Funktionalitäten von REFRAME und weitere Berechnungen für die Geodäsie und die amtliche Vermessung werden auch gratis über Internet angeboten. Dieser Befehl öffnet die Startseite für den Zugriff auf die Online-Dienste von swisstopo. Technischer Support Wenn Ihnen die auf der Support-Seite aufgeführte Liste mit den häufigen Fragen 9 (FAQ) bei der Lösung eines Problems nicht weiterhilft, dann können Sie mit dieser Funktionalität den technischen Support von swisstopo kontaktieren (bitte füllen Sie das Formular auf dem Internet aus). Online Update REFRAME verfügt über die Funktionalität eines Online Updates. Wenn der Rechner permanent mit dem Internet verbunden ist, kontrolliert das Programm regelmässig ob ein Update (Korrekturen oder neue Funktionalitäten) verfügbar ist. Es ist auch möglich die Überprüfung über dieses Menü manuell auszulösen. Falls ein Update verfügbar ist, werden Informationen über die Neuerungen und Korrekturen angezeigt. Um das Update zu installieren, folgen Sie den Instruktionen am Bildschirm: Der Vorgang ist vollständig automatisiert Über Der Befehl Über des Menüs?, ist ein Standardbefehl in vielen Anwendungen, welcher die Darstellung einiger genereller Informationen über das Programm erlaubt; insbesondere das Datum und die Versionsnummer der installierten Programms. Diese Informationen sind beim Auftreten von technischen Problemen nützlich. 4.3 Bezugsrahmenwechsel in Lage und/oder Höhe für eine oder mehrere Dateien Aktivieren Sie den Knopf Datei-Modus im oberen Bereich des Programm-Fensters. Wahl des Modus der Koordinaten-Transformation: Datei-Modus oder interaktiver Modus (manuelle Erfassung) 8 Adobe Reader kann gratis vom Internet herunter geladen werden: 9

21 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite Wahl der zu transformierenden Dateien Die erste Registerkarte, Dateien, erlaubt die Angabe der Quell- und der Zieldateien für die Transformation. Für die Details der unterstützten Formate, siehe Kapitel 2. Es ist möglich eine einzelne Datei oder mehrere Dateien gleichzeitig zu transformieren. Um Dateien zur Liste hinzuzufügen, klicken Sie auf den Knopf Hinzufügen, und wählen eine oder mehrere Files aus. Ein "Drag + Drop" aus dem Datei-Manager ist ebenfalls möglich. Definition der zu transformierenden Dateien Um eine oder mehrere Dateien aus der Liste zu entfernen, markieren Sie die Dateien und drücken danach den Knopf Löschen, oder betätigen Sie die Taste Delete der Tastatur. Durch Doppel-Klicken auf eine Datei wird diese geöffnet. Das dabei aufgerufene Programm ist je nach der Dateinamenerweiterung durch das Betriebssystem festgelegt Definition der Namen der Ausgabe-Dateien Einzelne Datei Falls nur eine einzelne Datei transformiert wird, muss der Pfad und der komplette Name (inklusive Erweiterung) des Ausgabe-Files angegeben werden. Dieser kann direkt im entsprechenden Feld eingegeben werden oder über einen Standard-Dialog durch Klicken auf Festlegen definiert werden. Falls eine bereits bestehende Datei ersetzt werden soll, ist auch ein Drag+Drop aus dem Datei- Manager möglich. Definition der Ausgabe-Datei Mehrere Dateien Falls mehrere Dateien gleichzeitig verarbeitet werden sollen, gibt es folgende drei Möglichkeiten für die Ausgabe: Separates Verzeichnis: Mit einem Suffix: Neue Erweiterung: Die Ausgabe-Dateien werden in einem vom Input getrennten Verzeichnis unter demselben Namen abgespeichert. Die Ausgabe-Dateien werden im selben Verzeichnis wie der Input gespeichert, aber es wir eine Endung an den Dateinamen angefügt. Beispiele können sein: _out oder _lv95 Die Ausgabe-Dateien werden im selben Verzeichnis wie der Input gespeichert, aber mit einer für alle Dateien identischen Erweiterung. Beispiel:.out

22 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite 18 Definition der Ausgabe-Dateien Titelzeile der Ausgabe-Dateien (LTOP) Falls Dateien im LTOP-Format transformiert werden sollen, so kann eine neue Titelzeile der Ausgabe- Dateien angegeben werden (identisch für alle Dateien). Dazu muss das Feld Dateititel ändern aktiviert und der gewünschte Text eingegeben werden. Andernfalls wir der Titel der Quelldatei beibehalten. Ändern des Titels von LTOP-Dateien für die Ausgabe Bezugsrahmenwechsel in der Lage Die zweite Registerkarte Bezugsrahmen erlaubt die durchzuführenden Transformationen in Lage und/oder Höhe festzulegen. Der obere Teil wird für die Lage-Transformation verwendet. Falls eine Lage-Transformation gewünscht wird, so muss die entsprechende Option Lage transformieren aktiviert werden. Danach müssen das Ausgangs- und das Ziel-System angegeben werden. In einigen Fällen muss zudem noch das genaue Format angegeben werden (Einheiten oder Koordinatenursprung). Parameter für den Bezugsrahmenwechsel in der Lage Die Auswahlmöglichkeiten für den Input und den Output sind die folgenden: Projektionskoordinaten LV03 (CH1903), in den Unterversionen Militär 600/200 und Zivil 0/0 (vor allem noch im Fürstentum Liechtenstein verwendet) Projektionskoordinaten LV95 (CH1903+) Projektionskoordinaten UTM (ETRS89/CHTRS95/~WGS84), Zone 31 oder 32 (Standard für die Schweiz) Globale Koordinaten ETRF93/CHTRF95 (ETRS89/CHTRS95/~WGS84), geozentrisch (X/Y/Z) oder geografisch (Länge/Breite/Höhe, Formate,, oder Gon ) Achtung: REFRAME kann die Richtigkeit der eingegebenen Parameter für den Bezugsrahmen der Quelldatei nicht bei allen Formaten verifizieren. Bitte überprüfen Sie vor der Transformation sorgfältig, ob der Eingangs- Bezugsrahmen richtig gewählt wurde, um keine fehlerhaften Resultate zu erhalten! Für die Details über die unterstützten Formate und ihre spezifischen Eigenschaften, siehe Kapitel Bezugsrahmenwechsel in der Höhe Der untere Teil der zweiten Registerkarte bestimmt die durchzuführende Höhentransformation. Um diese Option zu aktivieren muss das Feld Höhe transformieren markiert werden. Danach werden die zu verwendenden Quell- und Zielsysteme gewählt.

23 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite 19 Parameter für den Bezugsrahmenwechsel in der Höhe Die Wahlmöglichkeiten für den Input und den Output sind die folgenden: Landesnivellement LN02 (Gebrauchshöhen) Landeshöhennetz LHN95 (orthometrische Höhen, CHGeo2004) Provisorisch orthometrische Höhen (CHGeo98) Ellipsoidische Höhen LV95 (relativ zum Bessel-Ellipsoid für lokale Systeme, GRS80 für globale Systeme) Achtung: REFRAME kann die Richtigkeit der eingegebenen Parameter für den Bezugsrahmen der Quelldatei nicht bei allen Formaten verifizieren. Bitte überprüfen Sie vor der Transformation sorgfältig, ob der Eingangs- Bezugsrahmen richtig gewählt wurde, um keine fehlerhaften Resultate zu erhalten! Ausführen der Transformation und Darstellung des Berechnungsfortschritts Nachdem alle benötigten Parameter eingegeben wurden (Dateinamen und Referenzrahmen), wird der Knopf Ausführen aktiv. Durch klicken auf diesen wird die Berechnung gestartet. Die letzte Registerkarte Berechnungsprotokoll hat keine Felder um Berechnungsoptionen einzugeben. Sie dient der Darstellung des Berechnungsfortschritts und der Resultate der Transformation für jedes abgearbeitete File. Im Fall von Problemen werden die auftretenden Fehler hier beschrieben. Es ist möglich, dass einige Files richtig transformiert werden, während andere Fehler verursachen können (Referenzrahmen des Inputs, Datei-Format, Zugriffsrechte, etc.). Diese Registerkarte wird automatisch dargestellt, während eine Berechnung läuft. Falls die dargestellten Informationen später noch benötigt werden, können sie mit "Kopieren / Einfügen" in einen beliebigen Texteditor übertragen werden oder mit dem Knopf "Protokoll speichern unter..." gesichert werden. Es ist auch möglich das Feld Automatisch speichern anzukreuzen bevor die Berechnung gestartet wird. In diesem Fall wird für jede transformierte Datei automatisch ein Protokoll erzeugt. Dieses wird unter demselben Namen und am selben Ort wie die Output-Koordinaten-Datei abgespeichert, erhält aber die Erweiterung.log. Darstellung des Berechnungsfortschritts der einzelnen Dateien

24 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite 20 Bemerkung: Falls Interlis-Dateien transformiert werden sollen, wird zunächst automatisch nach einer Modell-Datei (.ILI) mit demselben Namen wie der Transfer-Datei (ITF) gesucht. Falls eine solche Datei nicht gefunden wird, so verlangt REFRAME deren manuelle Lokalisierung (z.b. Datei in einem anderen Verzeichnis, Datenmodell des Kantons oder des Bundes, dessen Name unterschiedlich vom Namen der zu behandelnden Transferdatei ist). Spezialfall für Interlis1-Dateien: Die Modelldatei muss manuell angegeben werden, wenn sie nicht gefunden wird 4.4 Besonderheiten der Transformation von Rasterdaten (Georeferenzierung) Einführung Mit REFRAME ist es auch möglich Rasterdaten, z.b. Orthophotos zwischen LV03 und LV95 zu transformieren. Dies beschränkt sich allerdings auf die Transformation der Georeferenzierung (Metadaten) der Bilder. Der Bildinhalt selber bleibt erhalten und die Pixel werden somit nicht verändert. Es wird also keine Pixelinterpolation (Re-Sampling) durchgeführt. Dies ist nur sinnvoll möglich, falls die bei der Transformation entstehenden Verzerrungen im Verhältnis zu Bildauflösung und Bilddimension relativ klein sind. Deshalb werden in REFRAME zurzeit auch keine weiteren Transformationen (z.b. nach UTM oder ETRS89) unterstützt. Für die Liste der unterstützten Dateiformate, siehe Kapitel Wahl der zu transformierenden Dateien und Festlegen der Resultat-Dateien Die Wahl der zu transformierenden Raster-Dateien geschieht gleich wie für Koordinaten-Dateien (LTOP, Shape, usw.). Man fügt die gewünschten Dateien mit Drag+Drop der Liste hinzu oder verwendet den Knopf Hinzufügen.

25 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite 21 Trotzdem müssen 2 Fälle unterschieden werden: Die Georeferenzierung ist in der Bilddatei enthalten (Header) Diese Option ist nur für Bilder in den Formaten GeoTIFF und ECW unterstützt. In diesem Fall genügt es die Bilder in gewohnter Art der Dateiliste hinzuzufügen. Die Georeferenzierung ist in einem zusätzlichen World File enthalten In diesem Fall muss das World File (*.tfw, *.jgw, ) als Input für die Transformation gewählt werden - nicht die Bilddatei (was eine Fehlermeldung Dateiformat nicht unterstützt verursachen würde). REFRAME prüft automatisch, ob die originale Bilddatei (*.tif, *.jpg, ) vorhanden ist und liest aus ihr weitere nötige Informationen (siehe unten). Die Angabe der zu erzeugenden Datei(en) geschieht identisch wie bei Koordinaten-Dateien Transformationsmöglichkeiten Es wird nur die Lagetransformation zwischen LV03 und LV95 unterstützt. Eine Höhentransformation kann nicht durchgeführt werden, da die dazu notwendige Information in den unterstützten Dateiformaten nicht enthalten ist. Man darf deshalb nur die Option Lagetransformation aktivieren und als Start- und Zielsystem muss zwingend Lagekoordinaten LV03 respektive Lagekoordinaten LV95 angegeben werden. Eine andere Wahl der Optionen führt zu einer Fehlermeldung Raster-Optionen Falls eine oder mehrere Rasterdateien als Input gewählt wurden, erscheint nach dem Drücken der Schaltfläche Ausführen die Dialogbox Raster-Optionen. Diese Dialogbox enthält 3 Teile: Informationen zu den gewählten Rasterdateien Es wird eine Zusammenfassung der gewählten Bilder und deren Eigenschaften (Ausdehnung in Pixel, Auflösung) angezeigt. Falls mehrere Bilder gewählt wurden, so wird auch der Schwerpunkt aller Bilder angegeben. Bemerkung: In einem World File sind die Koordinaten der linken, oberen Ecke angegeben und nur die Bildauflösung ist enthalten - nicht jedoch die Bilddimensionen. Um den Mittelpunkt eines Bildes zu berechnen, muss REFRAME deshalb die eigentliche Bilddatei (TIFF, JPG, usw.) analysieren. Falls nicht auf diese Datei zugegriffen werden kann oder diese nicht existiert, so werden die Koordinaten der linken, oberen Ecke aufgelistet und für die weiteren Berechnungen verwendet. Die Bilddimensionen werden in der Spalte Abmessungen angezeigt. Falls sie nicht bestimmt werden konnten, so steht dort unbekannt! (und die Legende im Abschnitt "Methode der Transformation" ändert von bezüglich Mittelpunkt auf bezüglich Ecke oben links ). In diesem Fall ist es möglich die Bilddimensionen manuell durch Drücken des Knopfes Unbek. Dimensionen definieren einzugeben. Danach werden die Mittelpunkt-Koordinaten berechnet und die dargestellten Informationen werden aktualisiert.

26 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite 22 Dialogbox für die Transformation von Rasterdateien Zu verwendende Transformationsmethode REFRAME bietet 3 Methoden zur Transformation von Rasterdaten an: o Individuell Für jedes einzelne Bild werden die Koordinaten des Mittelpunktes (oder der Ecke oben links, falls für ein World File die Bilddimensionen nicht bestimmt werden konnten) mit FINELTRA (Dreiecksvermaschung CHENyx06) transformiert und das ganze Bild mit diesem erhaltenen Wert verschoben (Translation). Dabei handelt es sich um die genaueste der unterstützten Transformations-Methoden: Der zu erwartende Fehler in den Bildecken (Unterschied zwischen den durch die Translation des Bildes erhaltenen Eck-Koordinaten und der strengen Transformation der Ecken mit

27 Bundesamt für Landestopografie swisstopo Seite 23 FINELTRA) ist in der Regel kleiner als 1 dm (für Bilder mit einer Ausdehnung von bis zu ca. 25 km). Diese Methode hat aber auch einen Nachteil: Die Transformation des Bildes stützt sich nur auf die Koordinaten des Mittelpunktes und berücksichtigt keinerlei Nachbarschaftsbeziehungen. Falls man also mehrere zusammenhängende Bilder (Mosaik) mit dieser Methode transformiert, so wird das Resultat Lücken und/oder Überlappungen zwischen den Einzelbildern aufweisen. Selbst wenn diese Probleme nur 1 bis 2 Pixel betragen sollten, kann dies die Bildqualität merklich beeinträchtigen und die automatisierte Transformation von Mosaiken verhindern. Deshalb bietet REFRAME zwei weitere Transformationsmethoden für Bilder an, welche insbesondere für Mosaike geeignet sind (siehe unten). REFRAME schlägt defaultmässig die individuelle Transformationsmethode vor, falls nur eine einzige Bilddatei als Input gewählt wurde und die Pixelgrösse kleiner als 2 Meter ist. o Mosaik (lokal, hohe Auflösung) Im Fall von mehreren gewählten Bildern, berechnet REFRAME den Schwerpunkt des gesamten Datensatzes und berechnet die Transformation für diesen Punkt mit FINELTRA. Die erhaltene Translation wird auf alle Bilder des Mosaiks angewendet. So werden alle Bilder gleich verschoben. Die lokalen Koordinatenunterschiede zwischen LV03 und LV95 werden aber trotzdem grob berücksichtigt. Der maximale Fehler an den Rändern des transformierten Mosaiks kann von einigen cm bis zu einigen dm betragen - abhängig von den lokalen Verzerrungsverhältnissen und der geografischen Ausdehnung des Mosaiks. Das Problem der Lücken und Überlappungen ist natürlich dasselbe wie bei der individuellen Transformation, falls man wiederum mehrere Teil-Mosaike zu einem gesamten zusammenfassen möchte. REFRAME schlägt diese Option als Default vor, falls mehrere Bilddateien als Input gewählt wurden und die Pixelgrösse kleiner als 2 Meter ist. o Mosaik (grosses Gebiet, niedrige Auflösung) Diese Methode ist sehr simpel, da nur eine konstante Translation von ± 2'000'000 / ± 1'000'000 m angebracht wird. Sie ist insofern flexibel, indem Bilder einzeln transformiert werden können, ohne dass Lücken/Überlappungen entstehen und sie ist als einzige streng umkehrbar (unabhängig davon welche Bilder gemeinsam oder einzeln transformiert wurden). Hingegen ist natürlich das Resultat weniger genau: Gegenüber einer strengen Transformation mit FINELTRA erhält man Fehler von 1.5 bis 2 Metern in Genf, im Tessin, in Graubünden oder in Schaffhausen. REFRAME schlägt diese Option als Default vor, falls die Pixelgrösse der zu transformierenden Bilder 2 Meter oder grösser ist. Optionen Im untersten Teil der Dialogbox Raster-Optionen können noch 2 weitere Optionen gewählt werden: o Die erste Option erlaubt das automatische Erstellen einer Kopie der originalen Bilddatei (*.tif, *.jpg, *.ecw, usw.) bei der Transformation von World Files (*.tfw, *.jgw, *.eww, usw.). Dies erlaubt das sofortige Öffnen des transformierten Bildes in einem GIS-System und sichert die Konsistenz der Struktur der Dateiablage und -benennung (Die Bilddatei und das World File müssen den gleichen Namen haben und sich in demselben Verzeichnis befinden). Ein Nachteil ist, dass dadurch die Bilddatei dupliziert wird und zusätzlichen Diskplatz für eine redundante Information beansprucht. o Die zweite Option erlaubt das Runden der Resultate auf eine ganze Pixelgrösse und somit immer Koordinaten zu erhalten, welche ein Mehrfaches der Pixelgrösse sind. Dies hat oft mehr einen kosmetischen als technischen Zweck. Da einige Programme diese Rundung automatisch vornehmen, kann es vorteilhaft sein diese bereits in REFRAME durchzuführen um eine zusätzliche Ungenauigkeit zu vermeiden und damit die Angaben in der Protokolldatei konsistent sind. Bemerkung: REFRAME rundet die Koordinaten der Georeferenzierung in jedem Fall auf den cm.