Koordinatenreferenzsystem

Ein Koordinatensystem ist ein Satz mathematischer Regeln, die angeben, wie Punkten Koordinaten zugewiesen werden.

Das Koordinatensystem hat keinen Bezug zur Erde. Ein Koordinatenreferenzsystem (KRS) ist ein Koordinatensystem, das durch eine Bezugsebene auf die Erde bezogen ist. Eine geodätische Bezugsebene ist ein Modell der Erde, das eine Referenzoberfläche festlegt (Ellipsoid oder Sphäroid).

Ein projiziertes Koordinatenreferenzsystem ist das Ergebnis der Anwendung einer Kartenprojektion auf ein geografisches Koordinatenreferenzsystem. Eine Kartenprojektion ist eine Art von Koordinatenumwandlung. Das Verfahren nutzt eine festgelegte Methode mit speziellen Formeln und einer Reihe von Parametern speziell für diese Koordinatenumwandlungsmethode.

Koordinaten können durch die Koordinatenoperation von einem KRS in ein anderes geändert werden. Wir unterscheiden zwei Arten von Koordinatenoperation:

  • Koordinatenumwandlung, wobei keine Bezugsebene verändert wird und die Parameter ausgewählt werden (somit fehlerfrei).
  • Koordinatentransformation, wobei das Ziel-KRS auf einer anderen Bezugsebene als dem Quell-KRS basiert. Transformationsparameter werden empirisch ermittelt und unterliegen somit Messfehlern. (Geodätisch, sieben Parameter, Molodenksy etc.)

Geografische Datensätze werden in geodatabase.xml definiert. Diese Datei finden Sie unter <Benutzerordner>\AppData\Roaming\Bricsys\BricsCAD\<RELEASE>\de_DE\Support für Windows. Der Inhalt dieser Datei besteht aus 5 Abschnitten:

  1. CoordinateReferenceSystems
  2. Datums
  3. Ellipsoids
  4. Transformations
  5. ProjectionCodes und Methods

CoordinateReferenceSystems

Dieser Abschnitt ist der XML-Hauptknoten, in dem alle Koordinatenreferenzsysteme definiert werden. Er verfügt über viele Teilknoten, die als KRS bezeichnet werden. Jeder XML-Knoten muss ein eindeutiges projiziertes Koordinatenreferenzsystem und die nötigen projizierten Parameter definieren.

Die unterstützten KRS-Projektionstypen werden in den Abschnitten ProjectionCodes und Methods beschrieben.

Attribute im CRS Knoten:

Halten Sie sich an Tabelle 1 der OGP Geomatics Guidance Note No 7, part 2

Attributname Beschreibung Einheiten
epsg Eindeutige EPSG-Datenbank-ID Ganzzahl
Name Visuell lesbarer Name des KRS, Beispiel: "WGS 84 -- WGS84 - Welt Geodätisches System 1984, im GPS verwendet". Zeichenkette
codeSpace Eigentümer des KRS. Optionaler Eintrag. Zeichenkette
x, y Ausrichtung der projizierten Richtung.Mögliche Werte:
  • "Westrichtung"
  • "Ostrichtung"
  • "Südrichtung"
  • "Nordrichtung"
Richtungen MÜSSEN definiert werden.
Zeichenkette
xAxis, yAxis Ausrichtung der geografischen Richtung.Mögliche Werte:
  • "Breitengrad"
  • "Längengrad"
Zeichenkette
Greenwich Bezug zum Greenwich-Meridian Grad
proj
Projektionsmethode des KRS Mögliche Werte:
  • "LL", "LatLon", "LonLat" ist ein geodätischer Breiten- und Längengrad.
  • "MercA", "Mercator_1SP" ist ein Mercator (Variante A).
  • "MercB", "Mercator_2SP" ist ein Mercator (Variante B).
  • "MercC" ist ein Mercator (Variante C).
  • "MercSp" ist ein Mercator (Sphärisch).
  • "MercPv" ist ein beliebter Pseudo-Mercator Visualisierung.
  • "TMerc" ist ein transversaler Mercator.
  • "TMercSO" ist ein transversaler Mercator mit Ausrichtung nach Süden.
  • "LCC_1SP" ist eine Lambertsche winkeltreue Kegelprojektion 1SP.
  • "LCC_2SP" ist eine Lambertsche winkeltreue Kegelprojektion 2SP.
  • "LCC_2SP_BE" ist eine Lambertsche winkeltreue Kegelprojektion 2SP für Belgien.
Zeichenkette
AngleSG Winkel von Rectified zu Skew Grid. Grad
Azimuth Azimut der Ursprungslinie Zeichenkette
FE Östlich falscher Ursprung, falscher Ostwert. Gleitkommawert in KRS-Einheiten
EC Östliche Ausrichtung in der Projektionsmitte. Gleitkommawert in KRS-Einheiten
FN Nördlich am falschen Ursprung, Falscher Nordwert. Gleitkommawert in KRS-Einheiten
FC Nördlich am Projektionszentrum. Gleitkommawert in KRS-Einheiten
LonI Der Längengrad des westlichen Limits der ersten Zone eines Rastersystems mit Zoneneinteilung nach Transversal-Mercator. Grad
Lat Breitengrad natürlichen Ursprungs, Breitengrad der Standardparallele. Hängt von der Projektionsmethode ab. Grad
Lat1 Breitengrad der 1. Standardparallele Grad
Lat2 Breitengrad der 2. Standardparallele Grad
LatF Breitengrad des falschen Ursprungs Grad
LatC Breitengrad der Projektionsmitte Grad
Lon Längengrad des natürlichen Ursprungs, Längengrad des Ursprungs Grad
LonF Längengrad des falschen Ursprungs Grad
LonC Längengrad der Projektionsmitte Grad
SF Skalierfaktor am natürlichen Ursprung Gleitkommawert, einheitlich
SFIL Skalierfaktor auf Ursprungslinie Gleitkommawert, einheitlich
SFPSP Skalierfaktor auf Pseudo-Standardparallele Gleitkommawert, einheitlich
W Zonenbreite in Längengrad. Grad
zone Rastersystem in Zonen. Grad
units Einheiten des Umwandlungsergebnisses von geografischen Koordinaten in projizierte. Beispiel: "Meter", Einheit "Degree" bedeutet keine Umwandlung, geografisches Koordinatensystem. Zeichenkette
Beispiel: Gängige Attribute für alle Kartenprojektionen auf Basis von EPSG:31468.
<CRS epsg="31468" codeSpace="OGP" name="DHDN / 3-degree Gauss-Kruger zone 4" y="Easting" x="Northing" Greenwich="0" proj="TMerc" Lon="12" Lat="0" SF="1" FE="4500000" FN="0" zone="4" units="Meter">

Für jeden CRS Knoten sollte es mindestens einen Unterknoten Datum geben, der über die Attribute epsg oder alias auf den Unterknoten Datum im Abschnitt Datums verweist. Der Unterknoten Datum MUSS das Attribut id eines eindeutigen KRS-Namens aufweisen. Mindestens ein epsg-Code und das Alias des Datum müssen gültig sein.

Attributname Beschreibung Einheiten
epsg Eindeutige EPSG-Datenbank-ID. Beispiel: "4326". Ganzzahl
alias Eindeutiger Name des Datums. Beispiel: "WGS 84". Zeichenkette
id Eindeutiger CRS-Name: Kombination der Projektionsmethode und Datum. Beispiel: "WORLD-MERCATOR". Bezieht sich auf die CS-MAP, AutoCAD-Namen. Zeichenkette
pjcode

Anzeigecode für die Projektionsmethodentypen des Koordinatenreferenzsystems Entspricht den AutoCAD-Projektionscodes

Beispiel: 3 - Transverse Mercator, 44 - UTM, 45 - Transverse Mercator of Snyder formulation and etc.

Ganzzahl
Beispiel: Es gibt eindeutige CRS-Definitionen entsprechend den Datumsangaben im CRS-Knoten:
<Datum epsg="6314" alias="DHDN/3" id="DHDN/3.Gauss3d-4" pjcode="3" /> <Datum epsg="6314" alias="DHDN/2" id="DHDN/2.Gauss3d-4" pjcode="3" /> <Datum epsg="6314" alias="DHDN" id="DHDN.Gauss3d-4" pjcode="3" />

Datums

Dieser Abschnitt ist ein Hauptknoten, in dem alle Datums gespeichert werden. Datum ist eine Kombination des Erdmodells (Ellipsoid oder Sphäroid) und der Transformationsmethode für das Modell WGS84. Ein Datum Knoten spezifiziert gängige Parameter und enthält mindestens einen Unterknoten Datum mit genau einem Unterknoten Ellipsoid. Jeder innere Unterknoten Datum sollte einen eindeutigen Namen im Attribut id definieren und kann Transformationsparameter für das WGS84-Modell über den Unterknoten Transformation festlegen. Dieser verweist über die Attribute epsg oder alias auf einen Unterknoten Transformation im Abschnitt Transformations.

Attributname Beschreibung Einheiten
alias Eindeutige ID. Beispiel: "DHDN/3". Bezieht sich auf die CS-MAP, AutoCAD-Namen. Zeichenkette
epsg Eindeutige EPSG-Datenbank-ID. Beispiel: "6314". Ganzzahl
Name Visuell lesbarer Name des Datums. Beispiel: "Deutsches Hauptdreiecksnetz". Zeichenkette
codeSpace Eigentümer des CRS Optionaler Eintrag Zeichenkette
Beispiel:
<Datums>
<Datum epsg="6314" codeSpace="OGP" name="Deutsches Hauptdreiecksnetz ">
<Datum id="DHDN/3">
<Transformation epsg="1777" alias="DHDN/3_to_WGS84" />
</Datum>
<Datum id="DHDN/2" name="Deprecated - Replaced by DHDN/3">
<Transformation epsg="1777" alias="DHDN/2_to_WGS84" />
</Datum>
<Datum id="DHDN" name="Deprecated - Replaced by DHDN/2">
<Transformation epsg="1673" alias="DHDN_to_WGS84" />
</Datum>
<Ellipsoid epsg="7004" alias="BESSEL" />
</Datum>
…
</Datums>

Ellipsoids

Der Abschnitt „Ellipsoids“ ist der Hauptabschnitt, in dem Modelle der Erde definiert werden. Jeder Ellipsoid Knoten sollte eine Kennung durch einen eindeutigen Namen (alias) und eine große Halbachse (a) sowie mindestens eines der folgenden Attribute definieren: Flattering (f), kleine Halbachse (b) oder Exzentrizität (e).

Attributname Beschreibung Einheiten
alias Eindeutige ID. Beispiel: "WGS84". Bezieht sich auf die CS-MAP, AutoCAD-Namen. Zeichenkette
epsg Eindeutige EPSG-Datenbank-ID. Beispiel: "7030". Ganzzahl
Name Visuell lesbarer Name des Datums. Beispiel: "WGS 84" Zeichenkette
codeSpace Eigentümer des CRS Optionaler Eintrag Zeichenkette
a Länge der großen Halbachse des Ellipsoiden, Radius des Äquators Gleitkommawert, möglichst in Meter
b Länge der kleinen Halbachse des Ellipsoiden, Abstand auf der Ellipsoidenachse zwischen Äquator und Pol Gleitkommawert, möglichst in Meter
f Glättung Gleitkommawert, einheitlich
e Exzentrizität Gleitkommawert, einheitlich
Beispiel:
<Ellipsoid epsg="7008" alias="CLRK66" name="Clarke 1866, Benoit Ratio" a="6378206.4000000004" b="6356583.7999999998" f="294.9786982139" e="0.0822718542" />

Transformations

Dieser Abschnitt ist ein Hauptknoten, in dem alle Transformationsmethoden definiert sind. Die unterstützten Transformationsmethoden werden in den Abschnitten ProjectionCodes und Methods beschrieben.

Attributname Beschreibung Einheiten
alias Eindeutige ID. Beispiel: "DHDN_to_WGS84". Bezieht sich auf die CS-MAP, AutoCAD-Namen. Zeichenkette
epsg Eindeutige EPSG-Datenbank-ID. Beispiel: "1673". Ganzzahl
codeSpace Eigentümer der Transformation Optionaler Eintrag Zeichenkette
source Quell-Datum Zeichenkette
target Ziel-Datum Zeichenkette
use Transformationsmethode.Unterstützte Transformationen mit geozentrischen Methoden:
  • Geozentrische Übersetzungen
  • Vier/Sechs/Sieben Parameter Transformation
  • Ähnlichkeitstransformation
  • Positionsvektor Transformation
  • Koordinatenrahmen Rotation
Zeichenkette
method Methoden zum Aufbau einer Rotationsmatrix, falls zutreffend, "PVT" ist Positionsvektortransformation, "CFR" ist Koordinatenrahmendrehung. Zeichenkette
tX Übersetzung der X-Achse. Meter
tY Übersetzung der Y-Achse. Meter
tZ Übersetzung der Z-Achse. Meter
rX Rotation der X-Achse Grad
rY Rotation der Y-Achse Grad
rZ Rotation der Z-Achse Grad
dS Skalierdifferenz Einheitlichkeit
xp Koordinate 1 des Auswertungspunkts Meter
yp Koordinate 2 des Auswertungspunkts Meter
zp Koordinate 3 des Auswertungspunkts Meter
dtX Änderungsrate der X-Achsenverschiebung Einheitlichkeit
dtY Änderungsrate der Y-Achsenverschiebung Einheitlichkeit
dtZ Änderungsrate der Z-Achsenverschiebung Einheitlichkeit
drX Änderungsrate der X-Achsenrotation Einheitlichkeit
drY Änderungsrate der Y-Achsenrotation Einheitlichkeit
drZ Änderungsrate der Z-Achsenrotation Einheitlichkeit
ddS Änderungsrate der Skalierdifferenz Einheitlichkeit
t0 Die Referenzepoche für zeitabhängige Parameter Gleitkommawert
fallback Alias der Transformation vom Ziel-Datum zum WGS84-Datum Zeichenkette
Beispiel:
<Transformation epsg="1679" alias="Pulkovo42/2_to_WGS84" src="Pulkovo42/2" trd="WGS84" use="Param7" method="CFR" tx="-40.595" ty="-18.55" tz="-69.339" ds="-4.299" rx="-2.508" ry="-1.832" rz="2.611" accuracy="9" />

ProjectionCodes und Methods

Diese Abschnitte beschreiben ProjectionCodes und Methods, die den AutoCAD-Definitionen der Projektionen und Transformationstypen zugeordnet sind. Damit werden Definitionen in einer XML-Datei mit Koordinatenreferenzsystem-Definition im Objekt AcDbGeoData gespeichert, das eine geografische Position darstellt.