JAG3D-GeoTra auch für Österreichsche GK Koordinaten (Programmierung)

staeublec, Sonntag, 08. Januar 2017, 20:02 (vor 138 Tagen)

Auf der Suche nach Umrechnungsmöglichkeiten mit ntv2 bin ich auf dieses Programm gestoßen, macht eine guten Eindruck, ist aber wegen Meridianstreifenunterschiede so für Österreich meines Erachtens nicht verwendbar.

Der simple Hinderungsgrund lässt sich wahrscheinlich leicht umgehen ...

Erläuertung:

Das österreichische Merdianstreifensystem baut nicht auf die in Deutschland üblichen geraden Bezugsmerdiane auf. Es verwendet die von Ferro abgeleiteten Meridiane
M28 = 10 deg 20 min = 10.33333333333333333333
M31 = 13 deg 20 min = 13.33333333333333333333
M34 = 16 deg 20 min = 16.33333333333333333333 .

* 28,31 und 34 sind der Gradabstand der Bezugsmeridiane ab Ferro, welcher fix auf 17 deg 40 min westlich von Greenwich festgelegt wurde.

Da das Programm aber leider statt händischer Auswahl bzw. manueller Einstellmöglichkeit ungewöhnlich über eine begrenzten Auswahlschalter GK-3°, GK-6, UTM (N), UTM(S) geht, ist das Tool für Österreich leider nicht verwendbar.


Abhilfe würde einfach durch Aufnahme der österreichischen Wahlwerte M28 M31 M34 bringen.
Ein weiterer kleiner Unterschied zu GK-Deutschland ist, was noch automatisch mit dem Schalter automatisch eingestellt werden sollte, dass die 5 Mio im Nordwert weggelassen werden, sowie keine Zonenkennung und 500000-er Zuschlag erfolgt. Die Ostwerte können also auch negativ werden. Massstab=1 und Besselellipsoid ist zu Deutschland ident.

Wäre dankbar für eine Lösung!
mfg
Christian Stäuble
aus dem aktuell tief verschneiten Österreich

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JAG3D-GeoTra auch für Österreichsche GK Koordinaten

Micha ⌂, Bad Vilbel, Montag, 09. Januar 2017, 12:02 (vor 137 Tagen) @ staeublec

Hallo Christian,

Auf der Suche nach Umrechnungsmöglichkeiten mit ntv2 bin ich auf dieses Programm gestoßen, macht eine guten Eindruck, ist aber wegen Meridianstreifenunterschiede so für Österreich meines Erachtens nicht verwendbar.

Da NTv2 auf der Basis geographischer Koordinaten den Datumswechsel vollzieht, sollte es auch für Österreich funktionieren. Einzig die Umformung dieser geographischen Koordinate in projizierte kartesische Koordinaten wäre derzeit für Anwendungen in Österreich ungeeignet. Wenn Du also Länge und Breite vorgibst, sollte GeoTra auch die Umformung via NTv2 korrekt durchführen.

Da das Programm aber leider statt händischer Auswahl bzw. manueller Einstellmöglichkeit ungewöhnlich über eine begrenzten Auswahlschalter GK-3°, GK-6, UTM (N), UTM(S) geht, ist das Tool für Österreich leider nicht verwendbar.

Ich bin mir nicht sicher, ob hier ein Interpretationsfehler Deinerseits vorliegt - darauf deutet Deine Formulierung ungewöhnlich hin. Die Gradangabe bei den GK-Koordinaten bezieht sich nicht auf den Bezugsmeridian, wie Du es mit M28, M31 bzw. M34 darstellst, sondern ist die Streifenbreite. GK-3° bedeutet demnach, dass eine Gauß-Krüger Abbildung mit 3° breiten Streifen zu verwenden ist, und GK-6°, dass eine Gauß-Krüger Abbildung mit 6° breiten Streifen vorliegt (ähnlich UTM). Bei UTM bezieht wird von 6° breiten Streifen ausgegangen und N uns S bezieht sich auf die Hemisphäre.

Abhilfe würde einfach durch Aufnahme der österreichischen Wahlwerte M28 M31 M34 bringen.

Diese Wahlwerte existieren für Deutschland derzeit auch nicht, da GeoTra den Bezugsmeridian selbstständig ermittelt. Durch die Kennziffer im Rechtswert der GK-Koordinate ist sofort ersichtlich, welches der korrekte Bezugsmeridian ist. (Bei geographischen Koordinaten kann er direkt abgelesen werden)

Woran erkennt man bei kartesischen Koordinaten in Österreich den Bezugsmeridian (bzw. die M28, M31, M34), wenn keine Kennziffer angegeben wird? Kannst Du ggf. auch ein paar Zahlenbeispiele hier posten, sodass ich das auch numerisch nachvollziehen kann?

Viele Grüße
Micha

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NTv2, GeoTra, Österreich, BEV, UTM, MGI

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staeublec, Dienstag, 10. Januar 2017, 01:39 (vor 137 Tagen) @ Micha

Ja - Solange ich keine (nur geografische Koordinaten) oder nur UTM Projektionen wähle geht alles ziemlich sicher weltweit gut. Der Datumsübergang in der Lage geht mit ntv2 damit natürlich - was außerhalb gültiger/eingetragener ntv2 Werte und ausserhalb des Definitionsbereiches passiert habe ich nicht getestet. In Österreich innerhalb des österreichischen NTV2 Bereiches kamen korrekte Werte heraus.

Ich glaube schon dass ich den Schalter richtig interpretiert habe. Wir haben in Österreich ein mit dem deutschen GK-3°-System völlig vergleichbares System. Einzig der Nullpunkt liegt nicht bei Greenwich sondern bei -17.333333333333 westlich davon. Deshalb auch die Bezeichnungen M28 M31 und M34.
EPSG Codes dafür sind, damit wird vielleicht alles klar: 31254, 31255, 31256
"http://www.bev.gv.at/pls/portal/url/ITEM/38A4FDFE4CD57DBBE040010A83215AF0"

"Woran erkennt man bei kartesischen Koordinaten in Österreich den Bezugsmeridian (bzw. die M28, M31, M34), wenn keine Kennziffer angegeben wird?"
Kurz - gar nicht wirklich. Es ist immer extra mitzugeben. Weil man weiss wo man ist wählt man einfach manuell richtig aus. Die Differenz dazwischen ist ja um 200000 Meter. Deshalb auch mein Schaltervorschlag. (/Anm.: Besser wäre natürlich das dem Nutzer grundsätzlich selbst zu überlassen. Warnhinweis bei Bereichsauffälligkeiten wären natürlich sinnvoll.)

Eine "automatische" Zonenzuordnung in Österreich für Umrechnung von GK >> etr89 geht in Österreich "üblicherweise" nicht. Alle 3 Meridianstreifen können Koordinaten von y/E=-110000.000 und x/N=350000.000 haben. Von Etrs89 >> zu GK-Österreich geht es natürlich, soferne man nicht im Überlappungsbereich doch die Koordinaten des entferntere Meridianstreifens will, standardmässig automatisch.

Gute Literatur
http://www.bev.gv.at/pls/portal/docs/PAGE/BEV_PORTAL_CONTENT_ALLGEMEIN/0200_PRODUKTE/SCHNITTSTELLENBESCHREIBUNGEN/SYSTEME_LANDESVERMESSUNG_2015.PDF

Grüße
Christian

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Micha ⌂, Bad Vilbel, Dienstag, 10. Januar 2017, 18:19 (vor 136 Tagen) @ staeublec

Hallo Christian,

ich werde mir das am Wochenende mal im Detail zu Gemüte führen und mich dann noch mal melden. Kannst Du Daten validieren bzw. hast ein paar Beispieldaten, die ich zum nachvollziehen nutzen kann? Ich brauche nur GK-Koordinaten und das geographische Pendant. Ansonsten würde ich mal für einen Punkt die Koordinate umrechnen und Dich bitten, den Wert zu bestätigen.

Viele Grüße
Micha

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staeublec, Dienstag, 10. Januar 2017, 20:38 (vor 136 Tagen) @ Micha

Anbei die verifizierte Daten von unserem Triangulierungspunkt vor der Haustüre ...
TP 313-53.A1:
MGI-GK[M34] .. -94323.45 339796.29 235.51 (Höhe ist m über Adria +-10 cm)
MGI-GK[M31] .. +128709.878 340467.661 235.51
MGI .. 48.190075772 15.064540751 235,51 aus GK mit Bessel rückgerechnet(A)
MGI .. 48.190075844 15.064539442 xxx.xx aus ETRS89 mit Standardtrafo (B)

ETRS89 .. 48.189532858 15.063514836 281.610 Hell .. vom BEV Direktmessung (C)

(A)-(B) zeigt die Restklaffung
(A)-(C) etwa die Werte ntv2 (ohne Vorzeichenbetrachtung!)

M31 wurde nur gerechnet weil wir fast im Überlappungsbereich liegen! Dient hier gut zur Kontrolle eines reinen Merdianstreifenüberganges.

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Micha ⌂, Bad Vilbel, Samstag, 14. Januar 2017, 10:36 (vor 132 Tagen) @ staeublec

Hallo Christian,

ich habe jetzt Zeit gefunden, mich etwas reinzulesen und ein paar Testrechnungen mit Deinem Beispieldatensatz zu machen. Leider erhalte ich nicht Deine Ergebnisse. Vielleicht kannst Du die Sache etwas erhellen.


Die NTv2-Datei für Österreich habe ich im Netz beim BEV - Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen gefunden.

Damt kann ich zunächst den Übergang von ETRS89 --> MGI prüfen. Du hast vorgegeben:

ETRS89 48.189532858 15.063514836

und ich erhalte im MGI: 48.190075889° / 15.064540316°

dies deckt sich mit keiner der von Dir angegeben geographischen Koordinate. Du hast die von mir gefundene NTv2 nicht verwendet oder?

Die Umformung von verebneten rechtwinkligen Koordinaten in geographische Koordinaten liefert auch Differenzen zu Deinen Referenzdaten.

Für MGI-GK[M34]: -94323.450 m / 339796.290 m erhalte ich 15.064540751° / 48.190075772°. Das entspricht auch Deinen Angaben aus der Rückrechnung. Problematisch wird es, wenn ich versuche, in den anderen Streifen zu kommen. Ich habe Dein Beispiel so verstanden, dass ich für MGI-GK[M31] +128709.878 m / 340467.661 m wiederum 15.064540751° / 48.190075772° erhalten müsste und umgedreht. Wenn ich 15.064540751° / 48.190075772° vorgebe, erhalte ich aber 128698.885 m / 340467.232 m. Das lässt sich mit Rechenunschärfe nicht erklären. kannst Du Deine Daten noch mal genau verifizieren?

Viele Grüße
Micha

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NTv2, GeoTra, Österreich, BEV, UTM, MGI

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staeublec, Montag, 16. Januar 2017, 12:32 (vor 130 Tagen) @ Micha

Hallo Micha,

Exakt - Aus meine Einschätzung liegst Du mit Deiner Berechnung völlig richtig! Lediglich die Genauigkeit der Lösung an sich wurde wahrscheinlich überschätzt.

Mein Beispielwerte sind geprüfte Umwandlungen aus den echten Messwerten. D.h. MGI aus den tatsächlichen amtlich gemessenen GK.-Werten; ETRS89 aus echten GPS-Messungen. Die Differenz ist das was "theoretisch" im ntv2 stehen "müsste". Ich habe bewusst nicht angegeben was über den ntv2 File "AT_GIS_GRID.gsb" herauskäme. Aus meiner Sicht passt Deine Umrechnung. Sie liegen ja innerhalb von 15 cm. Letzteres ist jener Wert den das BEV für seine Transformation über ntv2 als Genauigkeitswert anführt. Die 6.Stelle passt noch exakt!

Folgenden Faustformel -
4.Stelle = 10m
5.Stelle = 1m
6.Stelle = 1dm
7.Stelle = 1cm
8.Stelle = 1mm

Ergänzend:
Das BEV "AT_GIS_GRID.gsb" hat aus meiner Sicht folgendende Schwachstellen. Diese sind dem BEV seit 2 Jahren bekannt. Man "will" aber, obwohl sofort möglich, derzeit keine bessere Version herausgeben. Man will keine Varianten.

* Das BEV Grid ist, im Vergleich zu von mir analysierte etwa 30 anderen heruntergeladenen gsb Files (darunter Beta2007 und die Schweizer Lösung), die einzige offiziell ntv2-Lösung mit künstlich auf 0,001" gerundeten Shiftwerten. Das bedeutet dass die BEV Lösung eine gewisse Unstetigkeit in 2 bis 3 cm Sprüngen innerhalb von etwa 10 km quasi also bewusst einprogrammiert hat. Die bedeutet dass selbst in Gebieten wo das alte Netz überhaupt keine Inhomogenität aufweist technisch nie eine Lösung besser als etwa 2 cm erwartet werden kann. Quasi eine künstliche leider systematische Verschlechterung auf 2 cm. Die mittlerweilen 4 Varianten des "AT_GIS_Grid.gsb" (Filedatum 6.5.2010 bis 7.5.2014) weisen alle dieselben gerundeten Shift-Werte auf. Die Änderungen betrafen lediglich die Headerwerte und die Fileendekennung.

* Das BEV Grid ist laut Aussagen des BEV auch exakt jenes Grid welches vom APOS-GNSS-Korrekturdatendienst (d.h. dem österreichischen Pendent zu SAPOS) als Korrekturwertebasis verwendet wird. D.h. über APOS direkt gewonnene Gauss-Krüger Werte enthalten eine durch die künstlich Rundung verursachte Verschlechterung von etwa 2 cm. Man muss aber fairer Weise sagen dass das BEV 15 cm als Genauigkeit für die Transformation angibt. In anderen Ländern kommen die Differenzen jedoch ausschliesslich aus verbliebenen und nicht abgebildeten Netzspannungen.
* der Vollständigkeit halber möchte ich erwähnen dass beim Wertevergleich in Einzelfällen noch etwa 3 mm bei den Datumsübergängen zwischem ETRS89 und MGI drinnen sein "könnten". Das BEV hat bei der Bekanntgabe der Transformationparameter ihre eigenen Werte nicht an die EPSG-Umrechnungsformel angepasst. Die Werte definierten bis ursprünglich den Übergang von ETRS89 zu MGI. EPSG legte aber die Formeln für MGI zu ETRS89 fest. Das BEV hat bei der Bekanntgabe der Werte nur die Vorzeichen geändert. Auf die Anpassung des Verschiebungsvektors um etwa 3 mm wurde verzichtet.

gr und Dank für die Anpassungsüberlegungen für Österreich

Christian Stäuble
AUSTRIA

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Micha ⌂, Bad Vilbel, Montag, 16. Januar 2017, 18:00 (vor 130 Tagen) @ staeublec

Hallo Christian,

vielen Dank für Deine sehr ausführliche Erklärung. Dennoch muss ich noch mal nachfragen. Du hast in Deinen Referenzdaten folgendes vermerkt:

MGI-GK[M34] .. -94323.45 339796.29 235.51 (Höhe ist m über Adria +-10 cm)
MGI-GK[M31] .. +128709.878 340467.661 235.51

Wenn ich diesen Datensatz richtig interpretiere, handelt es sich um ein und die selbe Koordinate - einmal im M34 und einmal im Nachbarstreifen M31. Die Genauigkeit dieser Umrechnung ist also von Transformationsparametern oder dem NTv2-Gitter unabhängig, da kein Datumsübergang erfolgt. Warum aber weichen meine Werte so ab. Den M34-Wert kann ich noch reproduzieren aber den M31?

-94323.450 m / 339796.290 m
+128698.885 m / 340467.232 m

Die Differenz beträgt ja nicht nur ein paar Millimeter sondern mehrere Dezimeter. Kannst Du Dir das bitte noch mal ansehen?

Vielen Dank
Micha

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staeublec, Montag, 16. Januar 2017, 22:33 (vor 130 Tagen) @ Micha

Sorry! Alles völlig richtig. Dein Wert für M31 passt auf den mm!! Meine Angabe war/ist falsch!
Woher ich den von mir irrtümlich angegebenen falschen M31 Wert habe lässt sich aus meinen handschriftlichen Aufzeichnungen leider nicht mehr nachvollziehen, Ist mir schleierhaft! Ist mir wahrscheinlich nie aufgefallen weil ich hier immer mit M34 gerechnet habe.
gr
Christian

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Micha ⌂, Bad Vilbel, Mittwoch, 18. Januar 2017, 19:25 (vor 128 Tagen) @ staeublec

Hallo Christian,

Sorry! Alles völlig richtig. Dein Wert für M31 passt auf den mm!! Meine Angabe war/ist falsch!

Vielen Dank für Deine Richtigstellung. Ich habe heute eine neue Version von JAG3D hochgeladen, in der auch das Modul GeoTra erweitert wurde. Es sollte jetzt die von Dir angedachten Umformungen durchführen können. Kannst Du das bitte mal ausprobieren und mir ggf. zurückmelden, wenn es nicht wie gewünscht laufen sollte? Die aktuelle Version kannst Du hier direkt herunterladen.

Viele Grüße
Micha

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GeoTra, Update

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staeublec, Donnerstag, 19. Januar 2017, 11:26 (vor 127 Tagen) @ Micha

Berechnungen (innerhalb des Definitionsbereiches von ntv2) OK
– danke - Perfekt!

=========
Textierung für die Startsysteme mit ETRS89 oder DHDN würde ich etwas anpassen:
Normaler müsste …
* ETRS89 für Projektionsmöglichkeiten rechts automatisch filtern auf UTM bzw. im Programm hier unterschieden UTM(N) UTMS(S)
* DHDN für Projektionsmöglichkeiten rechts automatisch filtern auf GK-3°, GK-6°, eventuell noch Soldner
* MGI-A für Projektionsmöglichkeiten rechts automatisch filtern auf GK-3° [M28] GK-3° [M31] GK-3° [M34]

GK-3° [M28], GK-3 [M31], GK-3 [M34] unter DHDN mitlaufen zu lassen geht, weil beides ja auf Ellipsoid Bessel aufbaut. Korrekt ist es aber nicht ganz.
„Logisch“ wäre zu DHDN MGI aufzumachen, weil die Lagerung des MGI eigentlich getrennt von DHDN ist. D.h. MGI wurde eigenständig gelagert. Beim Übergang über den MGI-ntv2 file ist die Lagerung (primäre) in der Lage ja enthalten. Durch die Wahl des richtigen gsb-Files wird also automatisch die Ellipsoidlagerung ausgewählt.

Deshalb 3 minimale Verbessungs Varianten:
a) „DHDN“ in der Auswahl auf „DHDN / MGI-A“ umtexten (d.h. die Wahl des GSBs bestimmt das Datum) .
b) „zusätzlich“ neben ETRS89 und DHDN noch MGI-A als eigenes Datum anlegen
c) Statt ETRS89 „GRS80(Etrs89)“ und statt DHDN „BESSEL“

Am einfachsten wäre a; am korrektesten wäre b ergänzt mit automatischer Einschränkungen der Projektionen auf möglich Werte.
=========
GK und UTM Koordinaten sollten auf 3 bis allerhöchstens 4 Stellen, d.h. mm oder 1/10 mm einheitlich gekürzt werden. Mehr ist irreführend. Bei Länge Breite mit 9 Werten passt es. Es könnte aber sein dass ich eine Einstellung im Jag3D mangels Programmerfahrung noch übersehen hätte ;.)

Danke für die rasche Umsetzung
Mfg
Christian
mail: Christian.staeuble@verbund.com

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Micha ⌂, Bad Vilbel, Samstag, 21. Januar 2017, 15:31 (vor 125 Tagen) @ staeublec

Hallo Christian,

vielen Dank für Deine Rückmeldung.

Berechnungen (innerhalb des Definitionsbereiches von ntv2) OK
– danke - Perfekt!

Sehr gut, Danke!

Deshalb 3 minimale Verbessungs Varianten:
a) „DHDN“ in der Auswahl auf „DHDN / MGI-A“ umtexten (d.h. die Wahl des GSBs bestimmt das Datum) .
b) „zusätzlich“ neben ETRS89 und DHDN noch MGI-A als eigenes Datum anlegen
c) Statt ETRS89 „GRS80(Etrs89)“ und statt DHDN „BESSEL“

Am einfachsten wäre a; am korrektesten wäre b ergänzt mit automatischer Einschränkungen der Projektionen auf möglich Werte.

Ich werde prüfen, wie und was hier umsetzbar ist. Sobald ich etwas in dieser Richtung gemacht habe, schreibe ich es in diesen Beitrag rein.

GK und UTM Koordinaten sollten auf 3 bis allerhöchstens 4 Stellen, d.h. mm oder 1/10 mm einheitlich gekürzt werden. Mehr ist irreführend.

Für die transformierten Punkte ist das sicher korrekt aber die Umrechnung von geographischen Koordinaten in projizierte oder geozentrische Koordinaten (ohne Datumswechsel) besitzt diese Einschränkung nicht. Je nach Genauigkeit der Eingabe haben hier auch mehr Stellen eine signifikante Bedeutung.

Viele Grüße
Micha

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Micha ⌂, Bad Vilbel, Sonntag, 19. März 2017, 18:05 (vor 68 Tagen) @ staeublec

Lieber Christian,

ich hatte Dir versprochen mich zu melden, wenn ich wieder aktiv an GeoTra etwas mache und Deinen Vorschlag aufgreife. Ich habe den Renderer der Combobox abgeleitet, sodass dieser Optionen ausgraut, wenn diese eher unüblich sind, siehe Screenshot. Alle Optionen sind aber nach wie vor selektierbar.

Vielleicht findest Du die Zeit, die neue Version mal zu testen. Ich habe aufgrund einer Meldung hier im Forum die Routine zum Lesen von GSB-Files neu geschrieben und würde gern wissen, ob es hier ggf. Probleme gibt.


Viele Grüße
Micha

[image]

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GeoTra, NTv2, GSB, Projektionseinstellungen

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