GK oder UTM mit ArcGIS kein Problem

Transkript

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2 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 DHDN Koordinatentransformationen in ArcGIS Integration landesspezifische Lösungen ETRS89 > Sachsen Wo gibt es weitere Informationen?

4 Bezugssystemwechsel in Deutschland 4

5 Bezugssystemwechsel in Deutschland + Ausgangssituation + Patchwork erschwert Zusammenführung und Nutzung von Geodaten aus unterschiedlichen Quellen 5

6 Bezugssystemwechsel in Deutschland + 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 6

7 Koordinatentransformationen in ArcGIS 7

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 8

9 Geodätisches Datum + 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 9

10 Lokales Datum + Lagecharakterisierung des Ellipsoiden bezüglich des geozentrischen Systems durch Parameter Nicht geozentrisches Bezugssystem Deutsches_Hauptdreiecksnetz (DHDN) Ellipsoid: Bessel_1841 Geozentrisches Bezugssystem ETRS_1989 Ellipsoid: GRS_ Lagebeschreibung eines Teils des Geoids bezüglich des geozentrischen Systems durch Stützpunkte 10

11 Benötigte Metadaten für Datumstransformationen + Technisch / funktional: > Spezifikationen der beteiligten Bezugssysteme > DatumstransformationsMethode, -Parameter, -Name + Identifikation: > Name (oder EPSG-Code) + Bewertung der Transformation: > Geografischer Gültigkeitsbereich üblicherweise bekannt > Genauigkeit üblicherweise bekannt > Stützpunkte üblicherweise nicht frei zugänglich 11

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 12

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 13

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 > Description/crs-nat > Geodätisches Datum, Parameter des Kartennetzes (Grids) und möglicher Transformationsparameter mit Genauigkeitsangaben 14

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 15

16 Implementierung in ArcGIS (2) + ArcMap 16 + ArcToolbox

17 Implementierung in ArcGIS (3) + Mehrstufige Transformationen 17 + Benutzerdefinierte Transformationen

18 NTv2 Transformation (1) + National Transformation Version 2 + Interpolationsverfahren, + Beruht auf Gitterdatei mit regelmäßigen Stützpunkten + Ursprung: kanadische Landesvermessung > p 18

19 NTv2 Transformation (2) + In ArcGIS realisiert für Deutschland > BETA2007 > Bundeseinheitliche Transformation für ATKIS > Transformation geotopographischer Daten nach ETRS89/UTM > Nutzerdefinierte Transformationen, z.b. SäTA Gitterdateien >..\ArcGIS\Desktop10.0\pedata\ntv2\germany 19

20 Deutschland: BETA2007 Kostenfreie Bereitstellung des Gitters (BeTA2007.gsb) und Dokumentation des Transformationsansatzes unter /BeTA/de_dhdn2etrs_beta.php 20

21 Arbeitsabläufe mit Koordinatentransformationen + Darstellung in ArcMap Projektion On-the-fly : Layer mit CRS-1 Datenrahmen mit CRS-2 + Editieren in ArcMap (eingeschränkt, z.b. nicht für Netzwerke): Datenrahmen mit CRS-2 Layer mit CRS-1 + Projektions Werkzeug ArcToolbox: Datasatz-1 mit CRS-1 Datasatz-2 mit CRS-2 + Geoverarbeitung allgemein: Eingabedaten mit CRS-1 Ausgabedaten mit CRS-2 + Import/Export in ArcCatalog: z.b: FC-Konverter, Raster To Geodatabase 21

22 Landesspezifische Lösung Sachsen 22

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 23

24 Transformationsansätze + 7-Parameter-Transformation > integriert in ArcGIS und FME > Genauigkeit je nach Parametersatz 5m, 3m, SubmeterBereich + 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 24

25 Regionalisierte Datumstransformationen Deutschland 25

26 Beispielrechnungen mit BeTA2007.gsb DHDN/GKx ETRS89/UTM Land Restabweichungen Vordef. Param NI NRW NRW NRW RP regional optimierte Param. _ m BeTA m _ m Param VII 0.03 m 0.03 m _ m Param IV 0.24 m 0.07 m _ m Param VII 0.03 m 0.02 m _ m m Fazit: Besser als bisherige Parameter und einheitlich für ganz Deutschland 26

27 Amtliche Lösung Sachsen + 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 27 55,1 < 1 cm 89,7 < 2 cm 98,7 < 3 cm 99,8 < 4 cm

28 Implementierung in ArcGIS (1) + Nutzerdefinierte Transformation > Datei *.gtf unter s %APPDATA %/Roaming\ESRI\Desktop10.1\ArcTo olbox\customtransformations 28 âq¹rìëôÿö ÀOkÝ 1 GEOGTRAN["Sachsen_RD83_To_ETRS89",G EOGCS["GCS_RD/83",DATUM["D_Rauenber g_1983",spheroid["bessel_1841", , ]],PRIMEM["Greenwich", 0.0],UNIT["Degree", ], METADATA["Germany Sachsen",11.9,50.21,15.03,51.66,0.0, ,0.0,2545]],GEOGCS["GCS _ETRS_1989",DATUM["D_ETRS_1989",SPHE ROID["GRS_1980", , ]],PRIMEM["Greenwich",0.0],UNIT["Degre e", ],metadata["eur ope - ETRS89",16.1,32.88,39.64,84.16,0.0, Esri Deutschland GmbH ,0.0,1298]],METHOD["NTv2"],PARA

29 Implementierung in ArcGIS (2) + FME-Erweiterung von ArcGIS > Nutzung eines/mehrerer custom transformer 29

30 Welcher Transformationsansatz für wen oder was? + 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 cmbereich) > und Beibehaltung der geometrischen Identitäten 30

31 Faustregeln + Toleranzschwelle > 200m: ignorieren + Toleranzschwelle > 1m: ArcGIS + Toleranzschwelle > 50cm, länder/kantonsübergreifend: + Toleranzschwelle > 10cm, innerhalb Bundeslandes: + Toleranzschwelle > 2cm: + Toleranzschwelle < 2cm: genau? 31 Datumstransformation komplett vordefiniert in BeTA2007 BeTA2007 Spezial-NTv2 oder fremd-dll Sind Ihre Daten wirklich so ggf. wie oben

32 Weitere Informationen 32

33 Wo gibt es weitere Hilfen und Daten? Neuauflage Herbst Scripts u. Tools EPSG-Datenbank (ehem. European Petroleum Survey Group, jetzt OGP) BKG / EuroGeographics / EUREF (Europäische Koordinatensysteme und Transformationsparameter und Links zu nationalen Stellen) 33

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: + Nächster Termin in Leipzig auf Anfrage 34

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 35

36 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 36

37 Esri Deutschland GmbH Niederlassung Münster Martin-Luther-King-Weg Münster Telefon Niederlassung Köln Konrad-Adenauer-Ufer Köln Telefon Niederlassung Bonn Rheinallee Bonn Telefon Niederlassung Wiesbaden Dwight-D.-Eisenhower-Straße Wiesbaden Telefon Niederlassung Hannover Schiffgraben Hannover Telefon Niederlassung Leipzig Fechnerstraße Leipzig Telefon Kranzberg Ringstraße Kranzberg Telefon

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