Die Neugestaltung der topographischen Karten Österreichs basierend auf dem UTM-Referenzsystem

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1 Die Neugestaltung der topographischen Karten Österreichs basierend auf dem UTM-Referenzsystem Walter Gruber Institut für Geographie und angewandte Geoinformatik der Universität Salzburg

2 Die Neugestaltung der ÖK 50/200 Überblick Kartenprojektionen und geodätisches Datum (Allgemeines, Grundlagen, Überblick) Die Gauß-Krüger bzw. UTM Projektion Das UTM- Referenzsystem in Österreich (Hintergründe, Grundlagen, Konsequenzen) Praktische Anwendung des UTM-Systems

3 Grundlagen: Erdgestalt und geodätisches Datum Die Gestalt der Erde wird als Geoid bezeichnet und wird mathematisch als Rotationsellipsoid definiert. Das (Rotations) Ellipsoid definiert sich über die große und kleine Halbachse wobei seit dem 19. Jahrhundert mehrere Werte ermittelt wurden. Ein geodätisches Referenzsystem legt die Dimension eines Ellipsoides und dessen Lagerung im physikalischen Raum fest Die Lagerung bezeichnet man als so genanntes geodätisches Datum und definiert sich aus der Differenz zwischen dem Mittelpunkt des Schwerpunkt der Ellipsoides definiert durch WGS 84 und dem jeweiligen mathematischen Mittelpunkt des regional definierten Ellipsoides (z.b. MGI).

4 Grundlagen: Kartenprojektionen Eine Kartenprojektion ist die Abbildung des Ellipsoids auf eine Ebene oder auf einen mathematisch definierten Körper (Kugel, Kegel, Zylinder) der aus die Ebene abgewickelt wird. Die Forderungen nach Längen-, Flächen und Winkeltreue können von keiner Projektion vollständig erfüllt werden. In einer Karte können maximal 2 der genannten Forderungen erfüllen bzw. nur näherungsweise erfüllt werden. Kegel- und Azimuthal- und Zylinderprojektionen sind die wichtigsten Grundlagen für die Darstellung von Teilen der Erdoberfläche.

5 Grundlagen: Koordinatensysteme Koordinatensysteme sind Referenzsysteme zur mathematisch definierten Punkten im Raum Koordinatensysteme definieren die relative Lage von Punkten gegenüber dem jeweiligen Ursprung (Nullpunkt) und können auch aufeinander bezogen sein. Die wichtigsten räumlichen Bezugssysteme für den Geographen und Geodäten sind. - kartesische Koordinatensysteme (eben, rechtwinkelig, Dimensionseinheit meist Meter) - Geographische Koordinaten (Winkelangaben bezogen auf Äquator und Nullmeridian, Dimensionseinheit meist Altgrad)

6 Das geodätische Referenzsystem der amtlichen österreichischen Karten ÖK 500 und kleiner: Kegelprojektion nach Lambert; Ellipsoid nach Bessel 1841; geographische Koordinaten. ÖK 50 und 200: Querachsige winkeltreue Zylinderprojektion bisher: Gauß-Krüger-Projektion neu: UTM-Projektion

7 Das Gauß-Krüger System von Österreich Winkeltreue querachsige Zylinderprojektion Bezugspunkt: Schnittpunkt Mittelmeridian - Äquator 3 Koordinatensysteme bezogen auf 28, 31 und 34 östlich von Ferro (=westlichste der kanarischen Inseln, westlich von Greenwich) Gedätisches Datum: MGI (benannt nach dem Militärgeographischen Institut, Wien) Fundamentalpunkt: Hermannskogel bei Wien) Ellipsoid nach Bessel 1841: a = m b = m Gauß-Krüger (GK) - Landeskoordinaten: Koordinaten in Meter von den 3 Bezugsmeridianen (y) und vom Äquator (x) BMN (=Bundesmeldenetz): Zur Vermeidung negativer Werte werden beim y-wert (M28), (M31) bzw Meter addiert, beim Hochwert (X) werden 5 Mill. Meter abgezogen Höhenbezug: Mittelwasser der Adria bei Triest

8 Das System der österreichischen Landesvermessung (Projektion: Gauß-Krüger Geodät. Datum: MGI)

9 Das UTM-Referenzsystem UTM= Universale Transversale Mercatorprojektion = Winkeltreue querachsige Zylinderprojektion Bezugspunkt: Schnittpunkt Mittelmeridian - Äquator Internationales Bezugssystem vom US-Armee nach dem 2. Weltkrieg entwickelt und vor allem von den NATO-Staaten verwendet. 60 Bezugsmeridiane in Abstand von 6 ausgehend von Greenwich; Nord- Süderstreckung zwischen 80 Süd und 84 Nördlicher Breite; Maßstabsfaktor: 0,9996. Einteilung der einzelnen Bezugssysteme als 60 UTM-Zonen (Ost-West) welche von Süd nach Nord in 20 Felder gegliedert werden Zonen werden mit Ziffern (1 bis 60) und Felder mit Buchstaben (C bis X) bezeichnet Gedätische Bezugssystem: WGS 84 (wie GPS) mit Ellipsoid GRS80 (= Geodetic Reference System 80) a = m; b = m Höhenbezug: Normal-Null (=Pegel von Amsterdam)

10 Die Zonenfelder des UTM-Referenzsystems

11 Das UTM-Referenzsystem in Österreich Ursache der Neugestaltung der amtlichen Karten: : Beitritt Österreichs zum NATO-Programm Partnerschaft für den Frieden : Österreich verpflichtet sich, seine Militärkarten auf das UTM-System bis Ende 1999 umzustellen. Militärkarten = von ÖK50/200 abgeleitet, daher auch Umstellung der zivilen Kartenausgaben zweckmäßig. Umstellung erfolgt durch das BEV und soll bis 2009 abgeschlossen sein. Auswirkungen der Umstellung auf das UTM-System: - neues Kartenformat und neue Blattschnitte - neue Koordinatenangaben - geänderte Randgestaltung

12 Die Unterteilung der UTM-Zonen 100 km breite Streifen in Nord- Südrichtung = Kolonnen und Ost- Westrichtung = Bänder ergeben eine weitere Unterteilung der Zonenfelder. Diese Netzfelder werden mit zwei Buchstaben bezeichnet und für Ortsangaben im militärischen Bereich verwendet. In den Randbereichen werden diese Netzfelder teilweise nur unvollständig dargestellt

13 Die 100 km-felder der UTM Zonen Kolonnen: Bezeichnung von A-Z (unter Auslassung von I und O um gleiche Buchstabenpaare zu vermeiden). Wiederholung in Abstand von 18 Längengraden (= 3 Zonen) Bänder: Bezeichnung von A-V (unter Auslassung von I und O) Je nachdem ob Zonenzahl gerade oder ungerade ist ab- oder aufsteigend vom Äquator aus. Wiederholung in Abstand von 2000 km (= ca.18 Breitengrade.

14 Die Lage Österreichs im UTM-System Gemäß der globalen Definition des UTM- Referenzsystemes befindet sich Österreich in den Feldern T und U der Zonen 32 und 33 Gitternetz: Ost-West (y): Die jeweiligen Mittelmeridiane 9 (Zone 32) bzw. 15 (Zone 33) bilden den Bezug für die Richtung; zur Vermeidung von negativen Werten werden Meter addiert. Nord-Süd (x): Äquator als Bezug für Nordhalbkugel

15 Die Lage Österreichs im UTM-System

16 Die Einteilung der ÖK 50 im UTM-System Blattschnitt: 12 x 20 nach runden geographischen Gitterlinien gezählt von Greenwich Durchschnittliche Fläche: 560 qkm Überlappungsbereich ca. 1 km 191 Kartenblätter sind zur Abdeckung Österreichs notwendig Neue Nummerierung basierend auf 4 Ziffern: die ersten beiden Ziffern beschreiben Blattbereiche der ÖK250, die letzten Ziffern den Blattbereich innerhalb der jeweiligen ÖK250 fortlaufend von 1-30

17 Der Blattschnitt der neuen österreichischen Karten mit UTM- Referenzsystem - 1:50000: 20 x 12 bezogen auf Gradnetz nach Greenwich - Bezeichnung nach Blättern 1: (2 x 1 ) - Geometrische Form = Trapez - Gitternetz: rechtwinkelig

18 Die neue ÖK50: Zeitplan der Bearbeitung

19 Blattschnitte der ÖK im alten und neuen Referenzsystem