Einführung des Bezugssystems ETRS89 und der UTM-Abbildung ... · Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./08.11.2007 1 AAA und ETRS89/UTM in Niedersachsen Einführung des Bezugssystems ETRS89

Fachtagung "GDI/AAA/PortalU" 07./08.11.2007 1

AAA und ETRS89/UTM in Niedersachsen

Einführung des Bezugssystems ETRS89 und der UTM-Abbildung

beim Umstieg auf AFIS, ALKIS und ATKISFachtagung „Geodateninfrastruktur / AFIS-ALKIS-ATKIS-Projekt /

Kommunales PortalU“07. u. 08. November 2007

Dr. Cord-Hinrich Jahn / Dr. Volker [email protected]

[email protected]


Agenda

• Motivation zur Einführung von ETRS89/UTM• Koordinatenreferenzsysteme und Abbildungsvorschriften• Auswirkungen • Vorgehensweise in Niedersachsen

– AFIS/ALKIS– ATKIS

• Service- und Beratungsstelle• Ausblick


Motivation zur Einführung von ETRS89/UTM (1)

• hohe Nachbarschafts-genauigkeit meist nur über Entfernungen von einigen Kilometern

• Einsatz von GNSS→ Durchbrechung

des Prinzips der Nachbarschaft

Ausgangssituation der amtlichen Lagebezugssysteme in Deutschland

⇒ Ziel: Homogenisierung der Lagebezugssysteme



Beschlüsse der AdV (deutsche Vermessungsverwaltungen)

2007: Transformationsverfahren „BeTA2007“ für ATKIS-Daten→ Berücksichtigung der harmonisierten ATKIS-

Landesgrenzen2004: 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 Liegenschafts-katasters im Anschluss an die Migration

1995: Einführung der UTM-Abbildung1991: Einführung von ETRS89



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)


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


Abbildungsvorschrift

Rotationsellipsoid

UTM-Abbildung

Bezugssystem

Gauß-Krüger-Abbildung

Karte

3D

2D

Koordinatenreferenzsysteme (2)


Abbildungsvorschriften Gauß-Krüger und UTM

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)

• transversale Mercator-Projektion• konforme Abbildung


Mittelmeridian

Abbildungszylinder(Rechenebene)

Strecke wird verlängertabgebildet.

Strecke wirdverkürzt abgebildet.

Ellipsoidoberfläche (Erdoberfläche)

Abbildungsverzerrung (1)


-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680

[km]

[cm]MittelmeridianWesten Osten

Abbildungsverzerrung (2)für Niedersachsen


Korrektionen

Berücksichtigungen bei Höhenreduktion, Abbildungskorrektion und Flächenkorrektion

• Höhenreduktion: ell. Höhe h über GRS80-Ellipsoid

• Abbildungskorrektion: UTM-Maßstabsfaktor 0,9996

• Flächenkorrektion: UTM-Maßstabsfaktor 0,99962


Beispielkoordinaten

• Gauß-Krüger-Koordinaten (Rechtswert, Hochwert)R: 3 445 995.618 mH: 5 887 084.990 m

• UTM-Koordinaten(East-Wert, North-Wert)E: 32 445 945.888 mN: 5 885 171.313 m


Koordinatenänderung GK-Rechtswert zu UTM-East in [m]

Rechtswert zu East-Wert:–5 bis –140 m

Koordinatenänderungen

Koordinatenänderung GK-Hochwert zu UTM-North in [m]

Hochwert zu North-Wert–1830 bis –1950 m


Vorgehensweise in Niedersachsen

Transformationsmodelle

• 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


• 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

Die Transformationssoftware GNTRANS_NI


Stützpunkte• ca. 5.000 gemessen

(GPS)• ca. 20.000 gerechnet

Stützpunkte des Transformationsmodells

Amtliches Transformationsmodell Niedersachsen (1)

Weitere Trans-formationsmodelle sind für AFIS und ALKIS nicht geeignet!!!


Amtliches Transformationsmodell Niedersachsen (2)

hochgenaue Verdichtung (≈ 25.000 SP)

bundesweites Modell (≈ 1.000 SP)

landesweites Modell(≈ 250 SP)

≥ 5 cm ≤ 2 cm≈ 3 cm

Das amtliche Transformationsmodell Niedersachsen ist eine hochgenaue Verdichtung (≈ 26.000 SP) des bundesweiten Transformationsmodells in GNTRANS (ca. 1.000 SP).


Integration des amtlichen Transformationsmodells Niedersachsen in die Migration


• 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

Höheninformationen aus dem DGM


Auswirkungen von Höhenfehlern in der Transformation LS100/GK→ETRS89/UTM

5728162,516

5728162,518

5728162,520

5728162,522

5728162,524

5728162,526

5728162,528

5728162,530

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Startsystem DHHN 92 - Höhe über NHN [m]

Ziel

syst

em E

TRS

89/U

TM -

Nort

h [m

]

32578267,259

32578267,261

32578267,263

32578267,265

32578267,267

32578267,269

32578267,271

32578267,273

Ziel

syst

em E

TRS8

9/UT

M -

Eas

t [m

]

Nordkomponente ETRS89/UTM Ostkomponente ETRS89/UTM

Sollpunkt 35577830100001 32578267.2648 5728162.5216 202.50

Effekt von Höhenfehlern im Startsystem


Bereitstellung von GNTRANS_NI

• Bereitstellung für externe Nutzer zur Umstellung ihrer Fachanwendungen

• Kostenfreie Abgabe als Baustein der Geodateninfrastruktur

• Download und Kundenregistrierungerfolgen über die Homepage der LGN

• Beschreibung der Nutzungsrechte in Verwendungsbedingungen

GNTRANS_NI EXEC:• graphische Benutzeroberfläche• Konsolenanwendung

GNTRANS_NI API:• Schnittstelle zur

Anwendungsprogrammierung


BeTA2007 (1)

NTv2: National Transformation Version


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, …)


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.


BeTA2007 (4)

→ www.adv-online.de


• 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

Verfahrensweise nach der Umstellung auf ETRS89für die Vermessungsverwaltungen


• 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 aufund informieren Sie diese über die geplanten Änderungen

• Nach der Einführung von ETRS89 werden amtliche Geobasisdaten nur noch im neuen Bezugssystem ETRS89 abgegeben

Empfehlungen für Sie als Nutzer der Geobasisdaten


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:E-Mail: [email protected]: +49 511 64609-500Fax: +49 511 64609-163


Ausblick

Bezeichnungen der Koordinatenreferenzsysteme gemäßGeoInfoDok 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


Unser Flyer für Sie


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

c/oLGN® – Landesvermessung und Geobasisinformation NiedersachsenPodbielskistraße 33130659 HannoverTel.: 0511-64609 – 130/461Fax: 0511-64609 – 168 E-Mail: [email protected]

[email protected]

Internet: www.lgn.niedersachsen.de

Dr. Cord-Hinrich Jahn

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