Einführung des Bezugssystems ETRS89 und der UTM-Abbildung beim Umstieg auf AFIS, ALKIS und ATKIS

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1 AAA und ETRS89/UTM in Niedersachsen Einführung des Bezugssystems ETRS89 und der UTM-Abbildung beim Umstieg auf AFIS, ALKIS und ATKIS Fachtagung Geodateninfrastruktur / AFIS-ALKIS-ATKIS-Projekt / Kommunales PortalU 07. u. 08. November 2007 Dr. Cord-Hinrich Jahn / Dr. Volker Stegelmann cord-hinrich.jahn@lgn.niedersachsen.de volker.stegelmann@gll-bs.niedersachsen.de Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

2 Agenda Motivation zur Einführung von ETRS89/UTM Koordinatenreferenzsysteme und Abbildungsvorschriften Auswirkungen Vorgehensweise in Niedersachsen AFIS/ALKIS ATKIS Service- und Beratungsstelle Ausblick Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

3 Motivation zur Einführung von ETRS89/UTM (1) Ausgangssituation der amtlichen Lagebezugssysteme in Deutschland hohe Nachbarschaftsgenauigkeit meist nur über Entfernungen von einigen Kilometern Einsatz von GNSS Durchbrechung des Prinzips der Nachbarschaft Ziel: Homogenisierung der Lagebezugssysteme Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

4 Motivation zur Einführung von ETRS89/UTM (2) Beschlüsse der AdV (deutsche Vermessungsverwaltungen) 2007: Transformationsverfahren BeTA2007 für ATKIS-Daten Berücksichtigung der harmonisierten ATKIS- Landesgrenzen 2004: Umstellung der ATKIS-Daten auf das Europäische Terrestrischen Referenzsystem 1989 (ETRS89) und die Universale Transversale Mercator-Abbildung (UTM) im engen zeitlichen Zusammenhang mit der Migration 2001: Überführung der digitalen Daten des Liegenschaftskatasters im Anschluss an die Migration 1995: Einführung der UTM-Abbildung 1991: Einführung von ETRS89 Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

5 Motivation zur Einführung von ETRS89/UTM (3) Vorteile Vermeidung eines mehrfachen Systemwechsels durch zeitgleiche Einführung mit der Umstellung auf AFIS-ALKIS-ATKIS Geobasisdaten in bundes-/europaweit einheitlichem Raumbezugssystem bereitstellen Grundlage für die Schaffung einer zukunftsfähigen, europaweiten Geodateninfrastruktur Wirtschaftlichkeit des Einsatzes von Satellitenmessverfahren (Gebrauchssystem = Messsystem) Erfüllung der Anforderungen überregionaler Nutzer Abbildung von NI in einer UTM-Zone (Zone 32) Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

6 Koordinatenreferenzsysteme (1) Definition: Koordinatenreferenzsystem (coordinate reference system, CRS)... ein mit der Erde verbundenes (Koordinaten)System zur modellhaften Beschreibung der räumlichen Lage von Punkten. Festlegungen zur geodätischen Nutzbarkeit eines Koordinatenreferenzsystems: räumliche Lagerung des Koordinatensystems Bezugsfläche Abbildungsvorschrift Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

7 Koordinatenreferenzsysteme (2) Bezugssystem Rotationsellipsoid 3D Abbildungsvorschrift Gauß-Krüger- Abbildung UTM-Abbildung Karte 2D Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

8 Abbildungsvorschriften Gauß-Krüger und UTM transversale Mercator-Projektion konforme Abbildung Gauß-Krüger-Abbildung Bessel-Ellipsoid 3 -Meridianstreifensystem Max. Längenverzerrung am Rand: 1,00012 (12 cm/km) längentreue Abbildung des Hauptmeridians UTM-Abbildung GRS80-Ellipsoid 6 -Zonensystem Max. Längenverzerrung am Rand: 1,00015 (15 cm/km) 2 längentreue Parameterlinien, Abbildung des Mittelmeridians mit dem Verjüngungsfaktor 0,9996 (- 40 cm/km) Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

9 Abbildungsverzerrung (1) Ellipsoidoberfläche (Erdoberfläche) Strecke wird verkürzt abgebildet. Abbildungszylinder (Rechenebene) Strecke wird verlängert abgebildet. Mittelmeridian Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

10 Abbildungsverzerrung (2) für Niedersachsen Westen Mittelmeridian Osten [cm] 20 [km] Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

11 Korrektionen Berücksichtigungen bei Höhenreduktion, Abbildungskorrektion und Flächenkorrektion Höhenreduktion: ell. Höhe h über GRS80-Ellipsoid Abbildungskorrektion: UTM-Maßstabsfaktor 0,9996 Flächenkorrektion: UTM-Maßstabsfaktor 0, Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

12 Beispielkoordinaten Gauß-Krüger-Koordinaten (Rechtswert, Hochwert) R: m H: m UTM-Koordinaten (East-Wert, North-Wert) E: m N: m Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

13 Koordinatenänderungen Koordinatenänderung GK-Rechtswert zu UTM-East in [m] Koordinatenänderung GK-Hochwert zu UTM-North in [m] Rechtswert zu East-Wert: 5 bis 140 m Hochwert zu North-Wert 1830 bis 1950 m Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

14 Transformationsmodelle Vorgehensweise in Niedersachsen AFIS/ALKIS: Umstellung mit dem Transformationsmodell Niedersachsen (eingebettet in die Transformationssoftware GNTRANS_NI) ATKIS: Umstellung mit der Bundeseinheitlichen Transformation für ATKIS (BeTA2007) (NTv2) Umstellung auf das Bezugssystem ETRS89 und dem UTM- Abbildungssystem als Vorverarbeitungsschritt der Migration Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

15 Die Transformationssoftware GNTRANS_NI Aufgabe: Transformation aller LS100-Koordinaten der ALK und anderer Fachinformationssysteme im Rahmen der AAA-Migration nach ETRS89/UTM Einsatz der kommerziellen Transformationssoftware GNTRANS der Firma Geo++ GmbH Interpolationsverfahren - stetig, nachbarschaftstreu, eineindeutig, genau, homogen - landesweit geschlossene Lösung - massendatentauglich Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

16 Amtliches Transformationsmodell Niedersachsen (1) Stützpunkte ca gemessen (GPS) ca gerechnet Stützpunkte des Transformationsmodells Weitere Transformationsmodelle sind für AFIS und ALKIS nicht geeignet!!! Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

17 Amtliches Transformationsmodell Niedersachsen (2) 5 cm 3cm 2 cm bundesweites Modell ( SP) landesweites Modell ( 250 SP) hochgenaue Verdichtung ( SP) Das amtliche Transformationsmodell Niedersachsen ist eine hochgenaue Verdichtung ( SP) des bundesweiten Transformationsmodells in GNTRANS (ca SP). Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

18 Integration des amtlichen Transformationsmodells Niedersachsen in die Migration Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

19 Höheninformationen aus dem DGM Hintergrund GNTRANS_NI transformiert dreidimensional, benötigt also Höhenwerte im Startsystem oftmals keine Höhenwerte beim Nutzer Genauigkeit für Höhen ± 50 m, da ein Fehler von 50 m in der Höhe einen Lagefehler von 1 mm im North-Wert erzeugt Lösung Nutzung des DGM als Höheninformation Integration des DGM in GNTRANS_NI keine Höheneingabe mehr erforderlich Ausgabe der Höhen aus dem DGM erfolgt nur für VKV-interne Zwecke Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

20 Effekt von Höhenfehlern im Startsystem Auswirkungen von Höhenfehlern in der Transformation LS100/GK ETRS89/UTM , , , ,271 Zielsystem ETRS89/UTM - North [m] , , , ,520 Sollpunkt , , , ,263 Zielsystem ETRS89/UTM - East [m] , , , , Startsystem DHHN 92 - Höhe über NHN [m] Nordkomponente ETRS89/UTM Ostkomponente ETRS89/UTM Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

21 Bereitstellung von GNTRANS_NI Bereitstellung für externe Nutzer zur Umstellung ihrer Fachanwendungen Kostenfreie Abgabe als Baustein der Geodateninfrastruktur Download und Kundenregistrierung erfolgen über die Homepage der LGN Beschreibung der Nutzungsrechte in Verwendungsbedingungen GNTRANS_NI EXEC: graphische Benutzeroberfläche Konsolenanwendung GNTRANS_NI API: Schnittstelle zur Anwendungsprogrammierung Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

22 BeTA2007 (1) NTv2: National Transformation Version Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

23 BeTA2007 (2) Lösungsansatz für die Transformation von ATKIS-Daten auf der Basis von NTv2 Gitterweite: 6 x 10 Gitterdatei umschließt Deutschland rechteckig Genauigkeit im dm-bereich Identität der Landesgrenzen bleibt erhalten (Gitterdatei an den Landesgrenzen abgestimmt) Open-Source-Lösung Übertragung auf Geofachdaten (Kunden) ohne Lizenzierung möglich Einbindung in bereits mehrere GIS (Geomedia, ArcGIS, FME, ) Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

24 BeTA2007 (3) Behandlung an den Ländergrenzen Differenzen der Shiftwerte nach Berechnung aus den genauen Transformationsansätzen der Länder Shiftwerte wurden für die endgültige Gitterdatei in der Nähe der Grenzen gewichtet gemittelt. Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

25 BeTA2007 (4) Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

26 Verfahrensweise nach der Umstellung auf ETRS89 für die Vermessungsverwaltungen Amtliches Bezugssystem = Messsystem (ETRS89) keine Änderung der Messanordnung im Liegenschaftskataster (SAPOS -Arbeitsanweisung für Messungen mit Satellitenverfahren) Bestimmung von Kontrollpunkten zur Überprüfung der durch Transformation realisierten ETRS89-Koordinaten Vorgehensweisen bei Inkonsistenz lokale Anpassung im LS489 (wie bisher im LS100) Netzverbesserung durch die LGN und in Bodenbewegungsgebieten (Kavernen, Salzstöcke, ) Berücksichtigung im nächsten Festpunktfelderlass Überwachung durch die LGN Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

27 Empfehlungen für Sie als Nutzer der Geobasisdaten Stellen Sie Ihre eigenen Punktdaten mit der amtlichen Transformationssoftware GNTRANS_NI um Ihre eigenen großmaßstäbigen Karten und Pläne müssen mit Hilfe von GNTRANS_NI in Ihrer GIS-Umgebung transformiert werden Ihre ATKIS-Daten transformieren Sie mit dem bundesweit einheitlichen Transformationsverfahren BeTA2007 Nehmen Sie rechtzeitig mit Ihren Softwarelieferanten Kontakt auf und informieren Sie diese über die geplanten Änderungen Nach der Einführung von ETRS89 werden amtliche Geobasisdaten nur noch im neuen Bezugssystem ETRS89 abgegeben Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

28 Service- und Beratungsstelle Bei der LGN ist eine Service- und Beratungsstelle zu AAA und ETRS89/UTM eingerichtet. Unterstützung aller von der Umstellung nach ETRS89/UTM betroffenen Dienststellen des Landes (GLL u. a.), Kommunen sowie Dritten (Energieversorger, GIS-Hersteller usw.) Kontakt: Telefon: Fax: Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

29 Ausblick Bezeichnungen der Koordinatenreferenzsysteme gemäß GeoInfoDok der AdV und Geobasis NI Kurzbezeichnung: [Land]_[geodätisches Datum]_[Koordinatensystem]_[Submerkmale des Koordinatensystems] LS100: DE_DHDN_3GK<sn>_NI100 (<sn> = 2, 3, 4) ETRS89/UTM: ETRS89_UTM32 Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

30 Unser Flyer für Sie Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dr. Cord-Hinrich Jahn c/o LGN Landesvermessung und Geobasisinformation Niedersachsen Podbielskistraße Hannover Tel.: /461 Fax: Internet: Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./