WGS, UTM, ETRS - ein paar Informationen zu Geobasisdaten und Georeferenzsystemen

WGS, UTM, ETRS - ein paar Informationen zu Geobasisdaten und Georeferenzsystemen

Unserem derzeitigen Praktikanten wollte ich mal eben die Frage beantworten: Was sind eigentlich Geobasisdaten und warum sind bei den offenen Daten im Portal Angaben zu Lagebezugssystemen aufgeführt?

Schon waren wir mitten drin in einem Wust von Ideen und Konzepten, Informationen und Definitionen. Wie alles miteinander zu tun hat: Navigationssysteme im Auto, GPS, Karten und warum es unterschiedliche Arten gibt die Welt zu vermessen.

Das mit den Geobasisdaten ist da noch relativ einfach. In der Wikipedia steht „Geobasisdaten sind Punkte, Linien oder Flächen, welche die Lage (Georeferenz) von administrativen, technischen oder natürlichen Grenzen in der Landschaft (Topographie) anwendungsneutral beschreiben. Dazu zählen beispielsweise Adressen und andere Ortskoordinaten (Punkte), Flüsse, Straßen und andere Verkehrstrassen (Linien) oder Landesgrenzen, Grundstücken und Gebäuden (Flächen).“

Bei den Lagebezugssystemen stellt sich das schon komplizierter dar. Viele Verwaltungsdaten haben einen klaren Raumbezug. Die Darstellung in Karten ist vielfach eine der besten Möglichkeiten, sich Sachverhalte zu erschließen und sie allgemein verständlich darzustellen. Daher bieten auch wir auf unserem Portal zahlreiche georeferenzierte Ressourcen an.

Dabei ergibt sich das Problem, dass für die Weiterverwendung in Geoinformationssoftware (GIS) klar definiert sein muss, wie die angebotenen Daten zu verwenden sind. Im Laufe der Zeit haben sich nicht nur unterschiedliche Methoden entwickelt die Welt um uns herum zu vermessen und geografisch zu beschreiben, sondern es wurden auch eine Vielzahl von GIS-Produkten am Markt etabliert.

Daraus ergibt sich die heutige Situation, in der verschiedene Georeferenzsysteme, die die Geografie unserer Umwelt mathematisch für Karten aufbereiten, auf eine große Softwarevielfalt treffen. Um nun die Verwirrung nicht komplett zu machen, hat man sich international auf definierte Lagebezugssysteme mit eindeutigen Parametern verständigt.

Diese Absprachen und die daraus resultierenden technischen Lösungen verwenden wir in unserem Portal ebenfalls. Im Folgenden wird kurz erläutert, welche technischen und theoretischen Hintergründe für unsere Geodaten relevant sind.

Es gibt eine große Zahl unterschiedlicher Lagebezugssysteme, um den räumlichen Bezug von Geodaten zu definieren. Da diese Systeme sehr komplex sind und jeweils 10 bis 20 zu beschreibende Parameter enthalten, hat man sich auf die EPSG-Codes verständigt. Die European Petroleum Survey Group Geodesy (EPSG) war eine Arbeitsgruppe der europäischen Öl- und Gaserkundungsunternehmen, die ein System weltweit eindeutiger Schlüsselnummern geodätischer Datensätze (EPSG-Codes) erstellte. Diese 4 bis 5-stelligen Schlüsselnummern stehen jeweils für die komplette Beschreibung eines Lagebezugssystems.

In unserem Open-Data-Portal beschränken wir uns auf zwei in Deutschland weit verbreitete Systeme, WGS 84 und ETRS89. Sie werden in unserem Portal in den Formaten KML und GeoJSON veröffentlicht. Wir nutzen jeweils immer den Zeichensatz UTF-8.

1. WGS 84 (EPSG 4326)

Keyhole Markup Language (KML) ist eine Auszeichnungssprache zur Beschreibung von Geodaten. Sie wird vor allem von Google Earth genutzt. GeoJSON ist dagegen ein offenes Format für geografische Daten. UTF-8 ( 8-Bit UCS Transformation Format, wobei UCS wiederum Universal Coded Character Set abkürzt) ist die am weitesten verbreitete Kodierung für Unicode-Zeichen.

EPSG 4326 beinhaltet Koordinatenangaben mit Längen- und Breitengrad. Diese stehen nicht rechtwinkelig zueinander, sind aber für Navigationssysteme und z.B. Weltkarten das führende System für Geoinformationen, weil dadurch auch großräumige Sachverhalte dargestellt werden können.

Oft genutzt wird das World Geodetic System 1984 (kurz WGS 84) mit dem EPSG-Code 4326. Hierbei handelt es um ein weltweites geodätisches Referenzsystem. Es ist unter anderem die Basis für das Global Positioning System (GPS). Auch die OpenStreetMap-Datenbank arbeitet mit diesem geographischen 2D-Referenzsystem.

2. ETRS89 / UTM Zone 32N (EPSG 25832, selten auch EPSG 4647)

ETRS89/UTM wurde zur europaweiten Vereinheitlichung der landesspezifischen Lagebezugssysteme eingeführt und hat in Deutschland das Gauß-Krüger-Koordinatensystem abgelöst. Im Gegensatz zu WGS84 wird hier ein rechtwinkliges Koordinatensystem verwendet, wodurch kleinräumige Sachverhalte leichter dargestellt werden können.

UTM steht für Universale Transversale Mercatorprojektion, ETRS89 für das Europäische Terrestrische Referenzsystem 1989.

Die UTM-Zone für NRW und die angrenzenden Bundesländer ist 32N. Standardmäßig wird im UTM Rechtswert die Zonenziffer 32 nicht angegeben und damit EPSG25832 angewendet. Wird die Zonenziffer doch in den Koordinatenangaben verwendet, kommt EPSG 4647 zur Anwendung.

Beispiel:

EPSG 25832        514.829,222                       5.283.238,040

EPSG 4647          32.514.829,222                 5.283.238,040

ETRS 1989 UTM Zone N32 mit Zonenziffer (EPSG:4647)

Achsenreihenfolge East-North / Meter

Soweit die ersten Erklärungen zum Thema Geobasisdaten. Damit ist zwar nur an der Oberfläche gekratzt, aber als Einstieg in dieses spannende Thema sollte dieser kurze Blog-Beitrag reichen.

 

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