Koordinatensysteme

Koordinatensystemme
in Oracle Spatial
Ein Vortrag
von Janusz Gasiorowski
21.01.2005
Spatial = Räumlich
Ein räumliches Bezugssystem
Die bekannte Textdarstellung des räumlichen
Bezugssystems bietet eine Standard Textdarstellung für Informationen zum
räumlichen Bezugssystem. Die Definitionen
der bekannten Textdarstellung werden
entsprechend dem
Koordinatensystemmodell der
Petrotechnical Open Software Corporation/
European Professional Surveyors Group
(POSC/EPSG) modelliert.
Ein räumliches Bezugssystem
Ein räumliches Bezugssystem ist:
 ein geografisches Koordinatensystem
(Breitengrad-Längengrad),
 ein projiziertes Koordinatensystem (X,Y)
 ein geozentrisches (X,Y,Z)
Koordinatensystem.
Ein Koordinatensystem
Das Koordinatensystem besteht aus mehreren
Objekten. Jedes Objekt hat ein
Schlüsselwort in Großbuchstaben ( z. B.
DATUM oder UNIT), gefolgt von den durch
Kommas getrennten Definitionsparametern
des Objekts in Klammern. Manche Objekte
bestehen aus anderen Objekten, so dass
das Ergebnis eine verschachtelte Struktur
darstellt.
Das Kartesisches
Koordinatensystem
 Ein kartesisches Koordinatensystem ist
ein orthogonales ,rechtwinkliges
Koordinatensystem, dessen
Koordinatenlinien Geraden in konstantem
Abstand sind
 Die horizontale Achse wird als x-Achse,
Abszisse oder Rechtsachse bezeichnet. Die
vertikale Achse heißt entsprechend yAchse, Ordinate oder Hochachse. Die
räumliche Achse heißt Kote
Das Kartesisches
Koordinatensystem
Ebene Polarkoordinaten
(Kreiskoordinaten)
Die Kreiskoordinaten eines Punktes in
der euklidischen Ebene werden in
Bezug zu einem Koordinatenursprung
(einem Punkt der Ebene) und einer
Polarkoordinatenrichtung (ein im
Koordinatenursprung beginnender
Strahl) angegeben.
Ebene Polarkoordinaten
(Kreiskoordinaten) Transformation
Ebene Polarkoordinaten und ihreTransformation in kartesische Koordinaten
Das UTM-Koordinatensystem
Das UTM-Koordinatensystem (UTM englisch
Universal Transverse Mercator, universale
transversale Mercator-Projektion) ist ein
Koordinatensystem, das es ermöglicht,
jeden Punkt der Erde mit einer UTMKoordinate (Zonennummer, Hoch- und
Rechtswert) eindeutig zu verorten
Das UTM-Koordinatensystem
Projektionsgrundlage
Das UTM-Koordinatensystem baut auf der
transversalen Zylinderprojektion auf. Da
der Zylinderumfang etwas kleiner ist als der
Erdumfang (Faktor 0,9996), handelt es sich
um einen Schnittzylinder. Die längentreuen
Durchdringungskreise liegen 180 km östlich
und westlich des jeweiligen Mittelmeridians.
Die Abbildung ist winkeltreu.
Das UTM-Koordinatensystem
Zonenaufteilung
Die Erde wird zwischen dem 180. Breitengrad
West und dem 180. Breitengrad Ost in 6°
breite Meridianstreifen aufgeteilt. In der
Mitte des Meridianstreifens verläuft jeweils
der so genannte Mittelmeridian. Der
Einfachheit halber legt man die Streifen so,
dass der Mittelmeridian eine ganzzahlige
Längengradzahl besitzt (z.B. 3°, 9°,
15°,...).
Das UTM-Koordinatensystem
Das UTM-Koordinatensystem
Koordinatenbeispiel
Punkt in Dresden
 Geographische Koordinaten
 51° 02' 55" nördlicher Breite
 13° 44' 29" östlicher Länge
 UTM Koordinaten:
 Hochwert 6.100.924,5 m
 Rechtswert 419.588,1 m
 Zone 33U
Der beschriebene Punkt in Dresden liegt in der
Zone 33 mit dem Mittelmeridian 15°. Er ist
vom Äquator 6.100.924,5 m entfernt
Gauß-KrügerKoordinatensystem
 Beruht auf der Transversalen MercatorProjektion.
 Das Koordinatensystem der Projektion ist
rechtwinklig mit Rechtswert und Hochwert.
 Die Hauptmeridiane liegen im Abstand von
jeweils 3° östlich von Greenwich. Die
Hauptmeridiane werden bei Greenwich (0°)
in östlicher Richtung numeriert.
 Nullpunkt der Abszisse ist der Schnittpunkt
von Hauptmeridian mit dem Äquator.
 Um keine negativen Ordinaten zu erhalten,
wird ein Zuschlag von 500000 m auf alle
Ordinatenwerte gesetzt.
Gauß-KrügerKoordinatensystem
Aufbau:
Die Erde wird in 3° breite Meridianstreifen aufgeteilt. Das
heißt, jeder Meridianstreifen geht vom Nord- bis zum
Südpol und seine begrenzenden Meridiane liegen
genau 3° auseinander. In der Mitte des
Meridianstreifens verläuft der Mittelmeridian. Der
Einfachheit halber legt man die Streifen so, dass der
Mittelmeridian ein ganzzahliges Vielfaches von 3° ist
(0°, 3°, 6°,...). Jeder Meridianstreifen erhält eine
Kennziffer. Dabei bekommt der Nullmeridian die
Kennziffer 0 zugewiesen. Nach Osten wird aufwärts
gezählt, und nach Westen abwärts gezählt.
Gauß-KrügerKoordinatensystem
Mittelmeridia
n
Längengrad
Kennziffer
westlicheLän
ge
...
...
9°
3°
6°
-3 -2
1
-
Nullmeridian
östlicheLänge
0°
3°
0
1
6°
...
2
3
9°
...
Approximation der Erde
Koordinatensysteme in Oracle
Spatial
 Über 950 verschiedene vordefinierte
Koordinatensystem stehen zur Verfügung
 Definitionen werden in der Tabelle
MDSYS.CS_SRS gehalten
 Kodierung nach OpenGIS Konvention
 Jedes Koordinatensystem wird über eine
eindeutige Nummer (SRID) identifiziert
MDSYS.CS_SRS Table
 SIRD Spalte enthaltet einamlige Spatial
Reference ID Numer
 WKTEXT Spalte enthaltet bekannte Text
beschreibungen.
select SRID, WKTEXT from mdsys.cs_srs where WKTEXT like 'P%Wyoming%83%';
SRID
WKTEXT
--------- ----------------------------------------82450 'PROJCS["Wyoming 4901, Eastern Zone (1983,meters)",
GEOGCS [ "GRS 80",
DATUM [“NAD 83",
SPHEROID ["GRS 80", 6378137.000000, 298.257222]],
PRIMEM [ "Greenwich", 0.000000 ],
UNIT ["Decimal Degree", 0.01745329251994330]],
PROJECTION ["Transverse Mercator"],
PARAMETER ["Scale_Factor", 0.999938],
PARAMETER ["Central_Meridian", -105.166667],
PARAMETER ["Latitude_Of_Origin", 40.500000],
PARAMETER ["False_Easting", 200000.000000],
UNIT ["Meter",1.000000000000]]'
Koordinatensysteme in Oracle
Spatial - Beispiel
describe mdsys.cs_srs
Name
Null?
Type
---------------------------------------------------CS_NAME
VARCHAR2(68)
SRID
NOT NULL
NUMBER(38)
AUTH_SRID
NUMBER(38)
AUTH_NAME
VARCHAR2(256)
WKTEXT
VARCHAR2(2046)
CS_BOUNDS
MDSYS.SDO_GEOMETRY
Die EBNF-Definition (Extended Backus
Naur Form) für die
Zeichenfolgendarstellung eines
Koordinatensystems mit eckigen
Klammern lautet wie folgt
<Koordinatensystem> = <projiziertes KS> |
<geografisches KS> | <geozentrisches KS>
<projiziertes KS> = PROJCS["<name>", <geografisches KS>,
<projektion>, {<parameter>,}*
<lineare einheit>]
<projektion> =
PROJECTION["<name>"]
<parameter> = PARAMETER["<name>", <wert>]
<wert> = <zahl>
Anmerkung
Implementierungen können statt der eckigen
Klammern [ ] auch runde Klammern ( )
verwenden und sollten nach Möglichkeit
beide Arten von Klammern lesen können.
Geografisches
Koordinatensystem
Problemstellung:
 Wie beschreibe den Ort, den Objekte auf der
Erdoberfläche einnehmen?
Problem: Die Welt ist „ziemlich“ rund,
aber
kein geometrisch gleichförmiger
Körper.
 Wie bringe diese Beschreibung auf eine
zweidimensionale Karte?
Problem: Die Welt“kugel“ hat 3
Dimensionen die Karte nur zwei.
Quellen








www.wikipedia.de
www.igd.fhg.de
www.igw.uni-jena.de
www.rrz.uni-hamburg.de
www.geo.unizh.ch
www.iuw.uni-vechta.de
www.icg.tu-graz.ac.at/
www.oraclespatial-wpigulce.pl
Danke für die
Aufmerksamkeit