Koordinatensysteme in ArcGIS

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1 Flacke / Dietrich / Griwodz / Koordinatensysteme in ArcGIS Praxis der Transformationen und Projektionen 2. aktualisierte Auflage Points Verlag Norden -

2 Inhaltsverzeichnis IX Seite 1 Einleitung 1 2 Einführung in die Koordinatensysteme Bedeutung der Koordinatensysteme Maßeinheiten Maßstab Allgemeine Terminologie der Koordinatensysteme Datenmodell der Koordinatensysteme Standards: EPSG / POSC / ISO / OGC / WKT / GML / GeoInfoDok Syntax der Koordinatensysteme in ArcGIS Desktop Terminologie in der Praxis 21 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 Funktionen des Messtools Längenattribute Koordinateneinheiten in weiteren ArcGIS-Werkzeugen Identifizieren-Werkzeug Gehe zu XY-Werkzeug Projizieren mit ArcMap Koordinatensysteme in ArcCatalog Zuordnung der Koordinatensysteme zu den Daten Z-, M-Domänen, Toleranz und Auflösung Auflösung Toleranz Domäne Koordinatensysteme in der Geodatabase und in ArcSDE Koordinatensysteme von Rasterdaten in ArcSDE Rasterkataloge Koordinatensysteme von Shapefiles Koordinatensysteme von Rasterdaten Koordinatensysteme von Imagekatalogen Koordinatensysteme von Grids Koordinatensysteme von TINs Koordinatensysteme von CAD-Daten Koordinatensysteme von SDC-Dateien 59

3 Koordinatensysteme von Georeferenzieren von Rasterdaten 60 Geodätische Grundlagen 4.1 Einführung in die Thematik Bezugssysteme Globale Bezugssysteme (International Terrestrial Reference System) ETRS89 (European Terrestrial Reference System) Geodetic System 1984) Konventionelle Bezugssysteme ED DHDN S42/ Beschreibung der Erdfigur Referenzellipsoide Das geodätische Datum Dimensionen verschiedener Erdellipsoide Vertikales Datum Terminologie: Transformation, Projektion Transformationsmethoden Gleichungsbasierte Methoden Drei-Parameter-Transformation Zehn-Parameter-Transformation Gitterbasierte Methoden NTv Weitere vordefinierte Methoden Projektionen Abbildungsflächen Konische Abbildungen (Kegelprojektionen) Azimutale Abbildungen Zylindrische Abbildungen Abbildungseigenschaften Abbildungskoordinaten GK-Koordinaten (Transversale Mercatorprojektion) UTM-Koordinaten (Transversale Lambert-Koordinaten Praxis mit ArcGIS - Hauptteil Systematik der Koordinatensysteme in Desktop ArcGIS Vordefinierte Koordinatensysteme

4 XI 5.2 In ArcGIS vordefinierte Datumstransformationen Zuweisen von Koordinatensystemen Zuweisen von Koordinatensystemen in ArcCatalog Zuweisen von Koordinatensystemen in ArcToolbox Zuweisen von Koordinatensystemen in ArcMap 5.4 Transformationen und Projektionen mit ArcToolbox izieren mit ArcToolbox Streifenwechsel mit Shapefiles in ArcToolbox zweistufige Transformationen Einstufige Transformationen Zweistufige Transformationen Gitterbasierte Transformationen Transformationen und Projektionen mit ArcMap Projektionen Projektion von GK2 nach GK3 (Streifenwechsel) Die Warnung - ArcMap" Datumstransformationen Transformation und Projektion vom ETRS89 in das DHDN (GK3) Projektion und Transformation vom ED50 (UTM) in ETRS89 (UTM) und vom DHDN (GK3) in ETRS89 (UTM) XY-Daten hinzufügen GPS-Daten (WGS84) aus Textdateien hinzufügen und ins DHDN transformieren Performance und Projektion on the fly" 5.7 Projektion von Rasterdaten in ArcMap 5.8 Geoprocessing in ArcMap Räumliche Analysen und Datumstransformationen Puffer Die Erweiterungen Spatial- und 3D-Analyst Koordinatensysteme und die Geodatabase 145 Geoprocessing und Scripting mit Koordinatensystemen Überblick 146 Umgebungseinstellungen in ArcToolbox 147 Umgebungseinstellungen im ModeiBuilder Scripting Amtliche und gebräuchliche Koordinatensysteme 153 Deutsche, Schweizer und österreichische Koordinatensysteme in ArcGIS 6.2 Deutsche Koordinatensysteme im Detail 160

5 XII Inhalt Deutsches Hauptdreiecksnetz Geschichtliche Entwicklung DHDN und GK in ArcGIS System 1942, S Theorie Das System 42/83 in ArcGIS System 1940, S Theorie System 40/83 in ArcGIS System PD 83 in ArcGIS System RD 83 in ArcGIS Netz Theorie Preußische Katastersysteme Netz 88 in ArcGIS Preußische Katastersysteme in ArcGIS Beispiele für amtliche Lagebezugssysteme Nordrhein-Westfalen Brandenburg Die Schweizer CH1903+.LV Theorie CH1903.LV03 und CH1903+.LV95 in ArcGIS Das Österreichische System MGI Theorie MGI in ArcGIS Koordinatensysteme der Nachbarländer 6.6 Einheitliche europäische Bezugssysteme Europäisches Datum (ED50) Theorie UTM ArcGIS 180 ED50 und Lambert konform konisch in ArcGIS ETRS Theorie UTM-Koordinaten ETRS89 und UTM in ArcGIS Lokale Koordinatensysteme in ArcGIS - vervollständigt Praxis mit ArcGIS Benutzerdefinierte Koordinatensysteme Koordinatensysteme erzeugen und ändern GPS Daten (WGS_1984) in einer Karte aus Ruanda 1960) Benutzerdefinierte Transformationen 199

6 XIII Nicht persistente, benutzerdefinierte Transformationen Persistente benutzerdefinierte Transformationen Karten in Grenzgebieten Dreiländereck Deutschland, Österreich, Schweiz Dreiländereck Bayern, Thüringen, Sachsen 7.4 Gitternetze im Layout Das UTM Meldegitter Gitternetze Praxisbeispiel mit Fehlersuche Regeln für die Fehlersuche Bezugssystemwechsel nach ETRS89/UTM 231 Bedeutung des Bezugssystemwechsels nach 8.2 Unterschiede DHDN/GK und Transformationsansätze zum Bezugssystemwechsel Parameter-Transformation BeTA2007 Transformation Lösungen der Bundesländer für den Lagebezugssystemwechsel im Liegenschaftskataster Schleswig-Holstein Nordrhein-Westfalen Niedersachsen Hessen Thüringen Praxis mit ArcGIS - Bezugssystemwechsel nach ETRS89/UTM 245 Die aktuellen und zukünftigen Systeme in ArcGIS Easting-Thematik in ArcGIS Transformationsansätze zum Bezugssystemwechsel in ArcGIS Parameter-Transformation Nutzung der 7-Parameter-Transformation in ArcGIS ArcToolbox ArcMap ArcCatalog Geoprocessing NTv2: BeTA2007 "Bundeseinheitliche Transformation für Lösungen der Bundesländer für den Lagebezugssystemwechsel im Liegenschaftskataster Voraussetzungen für die Nutzung in ArcGIS Nutzung in ArcToolbox Bundesweite Transformationsansätze höherer Genauigkeit 264

7 XIV Inhalt 9.4 Welcher Transformationsansatz ist der beste? Transformation on the fly" versus echte" Transformation Strecken- und Flächenverzerrungen Messen in ArcGIS Streckenmessungen in ArcGIS Flächenberechnungen in ArcGIS Transformation über Stützpunkte in ArcGIS (FAQs) 273 Warum liegen die Punkte etwa 180 m daneben? 273 Warum liegen meine UTM-Daten weit daneben? 274 Wie genau sind Projektion und Datumstransformation? 274 Gibt es Unterschiede zwischen on the fly" und Processing? 275 Wie kann man eigene Koordinatensysteme speichern? 275 Wie kann man ein benutzerdefiniertes Datum erzeugen? 276 Benutzerdefiniertes Datum in 276 Benutzerdefiniertes Datum in ArcGIS Desktop 276 Kann man Transformationsparameter in die einbauen? 277 Welche Datumstransformationen sind vorgegeben? 277 Kann man die Liste der vorgegebenen Datumstransfonnationen 278 Welche Bedeutung hat die Transformationsrichtung? 278 Warum sind die Vorzeichen der Rotationsparameter anders? 278 Müssen alle Datumstransfonnationen extra manuell eingestellt werden? 279 = 280 ETRF = ETRS 280 Was bedeutet GCSAssumed 1? Wie kann System in umgerechnet werden? Wie kann in Gauß-Krüger/DHDN umgerechnet werden? 282 Gibt es Unterschiede zwischen ArcToolbox und ArcMap? 283 Wie kann ich zwischen verschiedenen Meridianen oder zwischen unterschiedlichen Winkeleinheiten transformieren? 283 Was ist bei Coverages zu beachten? 284 Assistent zur Definition einer Projektion für Coverages, Grids oder TINs 287 Was ist bei TINs zu beachten? Was ist bei Grids zu beachten? 292 Daten zu beachten? 295 Kann man die Transformationen im speichern? 295 Kann man Transformationen wieder ändern oder löschen? 296 Was bedeutet die Warnung Lageabweichungen in ArcMap? 296 Wie kann man die Warnung wieder aktivieren? 298 Was ist bei österreichischen Koordinatensystemen zu beachten? Degree Gauss Zone 2" oder Zone 2"? 300 Beeinflusst Projektion on the fly" die Performance? Wie kann man Rasterdaten projizieren? 303 Kann man die Projektion on the fly" deaktivieren? 303

8 XV Welches Koordinatensystem gehört zu den Daten? 303 In welchem Koordinatensystem soll der zentrale Datenbestand gespeichert werden? 304 Welche der 8 angebotenen Transformationen vom DHDN zum ETRS89 soll ich nehmen? 304 Wo stelle ich die Datumstransformation in ArcGIS ein? 307 Was ich im Zusammenhang ArcGIS-Server-Dienst und Transformationen beachten? 307 Achsenreihenfolge von Koordinatensystemen 308 Achsenreihenfolgen bei WMS-Diensten Bing Maps, Google-Koordinatensystem(e), Web Mercator... Wie bestimme ich die richtige Fläche" in ArcGIS? Kann ich eine eigene (z. B. HeTa2010) in ArcGIS nutzen? 315 Preview zu ArcGIS Werkzeuge, Erweiterungen, ArcObjects und VBA 325 Universelles Testprogramm (PrjCalculator.exe) Oberfläche und Funktionen Datei der Transformationsaufgaben 328 GeographicTransformationManager-Erweiterung für ArcMap VBA-Programmierung mit Koordinatensystemen Starten von VBA 332 Die wichtigsten Methoden und Eigenschaften 333 Programmschritte für Umrechnung (project) und Umformung (transform) 334 Subroutine für die Steuerung des Testablaufes 334 Projektion mit ArcObjects 335 Projektion plus Datumstransformation mit ArcObjects 336 Programmatisches Erzeugen einer Datumstransformation 337 Programmatisches Erzeugen eines benutzerdefinierten Koordinatensystems 337 Programmatisches Erzeugen eines vordefinierten Koordinatensystems Automatischer Streifenwechsel in ArcMap mit VBA 339 Zuweisen von Koordinatensystemen mit 345 Bestimmen von Flächengrößen bei flächentreuer Abbildung mit VBA 347 Beispiele aus ArcObjects Developer Help" und Developer (EDN) 349 izieren von Nicht-Punkt-Geometrien 11.5 Die Projection Engine (PE) Beispielrechnungen Fehlertoleranzen Einfluss der Transformationsparameter 358

9 XVI Inhalt 12.3 Einzelbeispiele Beispiel Reproduktion eines mit ArcGIS WGS84/ETRS89" DHDN/Gauß-Krüger" / Beispiel 42/83 - ETRS89/UTM" Datenmaterial Bezugspunkte Maße wichtiger Rotationsellipsoide Publizierte Transformationsparameter Daten in ArcGIS Schlusswort Literatur und Internetadressen Literatur 385 Internetadressen Abkürzungen Index 393