Einführung des ETRS89 mit der UTM-Abbildung · •Bessel-Ellipsoid • Transversale Mercator-Projektion • Konforme Abbildung (=winkeltreu) • 3°-Meridiansystem, 2 Streifen in

Andreas Gerschwitz 01/2011 1

Landesamt fürVermessung und Geoinformation

Schleswig-Holstein

Einführung des ETRS89 mit der UTM-Abbildung



Schleswig-HolsteinEinführung ETRS89 und UTM

Inhalt:

• Bezugssytem ETRS89

• Gauß-Krüger-Abbildung

• UTM-Abbildung

• Auswirkungen des Bezugssystemswechsels

• Transformation




Vorteile:

• Europa- und bundesweites einheitliches Bezugssystem

• Forderung von überregionalen Nutzer

• Basis für zukunftsfähige Geodateninfrastruktur

• Ideale Voraussetzung für den Einsatz von SA POS




DHDN vollständig erneuert, GK

LS100

LS100

LS489alt: LS120

LS110

LS210

LS489alt: LS177(Netz 77)

LS150

LS489

LS489DHDN alt, GKDHDN partiell erneuert, GK

LS120

ETRS89, UTM;Umstellung abgeschlossenETRS89, UTM;Umstellung in BearbeitungNW bisher: DHDN, GK,MV bisher: System 42/83, GK, TH bisher: Potsdam Datum 1983, GK

LS489alt: LS150

LS310

System 42/83, GKRauenberg Datum 1983 (RD83), GK

DHDN, Soldner

LS500(Netz 88)

LS100

Stand: Dezember 2010

LS489




Bezugsfläche: Rotationsellipsoid

• bisher lokal bestanpassend

Besselellipsoid

• künftig global bestanpassend

GRS80-Ellipsoid




Referenz-ellipsiod

Große Halbachse

a [m]

Kleine Halbachse

b [m]

Abplattung f

Bessel 6377397 6356078 299,15

Krassowskij 6378245 6356883 298,3

GRS80 6378137 6356752 298,2572




ETRS89: Europäisches terrestrisches Referenzsystem 1989

Realisiert durch:

• 17 westeuropäische Punkte des ITRF der eurasischen Platte Epoche 1989.0

• 5 nordeuropäische VLBI-Punkte

Verdichtet durch EUREF, DREF und C-Netze (SHREF)




Die 2-dimesionale Abbildung der 3-dimensionalen Erde, auch Kartenabbildung oder Projektion genannnt.



Schleswig-HolsteinEinführung ETRS89 und UTMGauß-Krüger-Abbildung:

•Bessel-Ellipsoid

• Transversale Mercator-Projektion

• Konforme Abbildung (=winkeltreu)

• 3°-Meridiansystem, 2 Streifen in Schleswig-Holstein

• Hauptmeridian längentreu

• Ursprung: für den Hochwert Äquator für den Rechtswert Kennziffer + 500km westl. des Hauptmeridians

• Maximale Längenverzerrung am Rand: 1,00012 (12cm/km)




UTM-Abbildung:

• GRS80-Ellipsoid

• Transversale Mercator-Projektion

• Konforme Abbildung (=winkeltreu)

• 6°-Meridiansystem

• Zone 32 für Schleswig-Holstein

• Ursprung: für den Hochwert: Äquator für den Rechtswert: Kennziffer + 500km westl. des Hauptmeridians




UTM-Abbildung:

• Hauptmeridian nicht längentreu: Verjüngungsfaktor 0,9996 (-40cm/km)

• 2 längentreue Parameterlinien: y=± 180,5 km

• Maximale Längenverzerrung am Rand: 1,00015 (15cm/km)




Unterschiede in den Koordinatenwerten zwischen ETRS8 9/UTM und „Gauß-Krüger-System“

Die Ost-Koordinate (UTM/ETRS89) ist gegenüber dem Rechtswert (GK) stets kleiner , und zwar im Westen um ca. 40 m und im Osten um ca. 110 m. Außerdem ändert sich die vorangestellte Kennziffer von 3 bzw. 4 (GK) auf 32 (UTM).

Die Nord-Koordinate (UTM/ETRS89) ist gegenüber dem Hochwert (Gauß-Krüger) stets kleiner , und zwar von ca. 1.700 m im Süden bei Lauenburg bis ca. 2.000 m und im Norden bei List.

Koordinatenbeispiel:

DHDN90, GK, 3.Str: Rechts: 3527004,00m Hoch : 6078113,00m

ETRS89, UTM, Zone 32 : Ost: 32526925,85m Nord : 6076122,34m




Auswirkungen des Bezugssystemswechsel

sind abhängig vom Abstand vom Hauptmeridian und der Höhe

für den GK3-Streifen:

von 40cm/1km

bis 33cm/1km an der Langen Anna (Helgoland)bzw. 28cm/1km am Grenzmeridian

für den GK4-Streifen:

von 28cm/1km am Grenzmeridian

bis 12cm/1km in Staberhuk(Fehmarn)

Flächenreduktion ergibt sich aus dem Quadrat der Streckenreduktion,

maximal 8m² auf 10.000m² (1 Hektar).




Beträge der Projektionsverzerrung bei UTM/ETRS89 Strecken in Abhängigkeit vom Abstand zum Mittelmeridian bei 20m ü NN

127163196226255280304325343359372383392398402403Projektverz. (mm/km)

650640630620610600590580570560550540530520510500O-Koordinaten i.Tsd. km

StaberhukPutt-garden

GrömnitzNeustadtLübeckMalentePlönPreetzKielNeumüns-ter

PinnebergRendsburgSchleswigFLensburgHeideMarneOrt




Beispiele des Einflusses der Projektionsverzerrung:

• Bei Kiel wird eine Strecke von 1000,00m örtlich gemessen. Bei der Berechnung im UTM/ETRS89 Koordinatensystem werden daraus aufgrund der Projektionsverzerrung rd. 999,66m.

• Von einem Punkt im Raum Kiel mit den UTM-Koordinaten32570000,00m Ost und 6020000,00m Nord soll der Punkt mit den UTM-Koordinaten 32570999,66m Ost und 6020000,00m Nord abgesteckt werden. Der aus den UTM-Koordinaten berechnete Absteckwert von 999,66m muss mit dem Maßstab für diesen Ostwert von 1,000343 multipliziert werden, bevor man das Absteckmaß von 1000,00m für die Strecke erhält.




und der Gaußschen Abbildung




Was ist zu beachten?

Beim Bezugssystems- und Abbildungswechsel muss der Maßstab, genauer die Projektionsverzerrung, der UTM-Abbildung berücksichtigt werden.

Dies bedeutet, sie muss dort eingetragen werden wo bislang die Projektionsverzerrung der Gauß-Krüger-Abbildung angebracht wurde:

entweder im Tachymeter oder im Berechnungsprogramm.

Empfehlung : im Tachymeter, damit z. B. bei der Absteckung aus Koordinaten hier die Strecke richtig berechnet wird.




Vorbereitung der Transformation:

Bestimmung von ca. 15.000 TP von 1991 bis 2007 im ETRS89

Abgleich der DHDN90 Koordinaten mit den Katasterämtern

Berechnung der Passpunkte für die Transformation mit einem Punktabstand von 1 km → Passpunktdatei

Erstellung eines Transformationsmodul, welches auch an Nutzer abgegeben wird → dll




regelmäßiges Gitter spannungsbehaftetes Gitter berechnet mit 15.000 identischen Punkten.

ETRS89 DHDN90

Jedes mit anderen Punkten berechnete Gitter bzw. andere Transformationsprogramm kommt zu abweichenden Ergebnissen!

Transfor-

mation







Soldner Bungsberg-

Soldner Rathkruegen-

Soldner Ostenfeld-

DHDN90 geographisch4314

ETRS89 geographisch4258

ED50 Zone 32N23032

ETRS89/UTM Zone 32N25832

DHDN90; 4.Str. (Kataster)31468

DHDN90; 3.Str. (Kataster)31467

DHDN90; 4.Str. (Landesvermessung)31468

DHDN90; 3.Str. (Landesvermessung)31467

ETRS89/UTM Zone N324647

Bezugssystem:EPSG-Code:




Ich danke für Ihre Aufmerksamkeit!

„Wo wir 1868 mit einem europäischen Bezug anfingen, werden wir

heute wieder ankommen!“

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