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Geomatik (Subject) / Landesvermessung (Lesson)

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• Grundlagen der Landesvermessung - Mit geographischen Koordinaten kann die Lage jedes Punktes der EOF auf der Erdkugel / einem Ellipsoid / dem Geoid beschrieben werden- geozentrische Koordinaten geben die Lage eines Punktes auf den Erdmittelpunkt (0, 0, 0) bezogen an- für den alltäglichen Gebrauch, z.B. bei Grundstücksgeschäften sind diese Koordinaten jedoch schlecht geeignet- In der Landesvermessung werden daher ebene, rechtwinklige Koordiatensysteme bevorzugt → damit kann man auch Strecken und Flächen sehr einfach ausrechnen (Satz des Pythagoras)- Welches „Modell“ ist für die Erde geeignet?Es gibt verschiedene Geoide und Ellipsoide in Verwendung (F 3)
• Lagefestpunktfeld der Landesvermessung - Festlegung durch astronomische Einmessung eines Bezugspunktes (Fundamentalpunkt)- Aufbau eines Netzes trigonometrischer Punkte (TP)- Messung über Strecken und Winkel- Angaben in ebenen, rechtwinkligen Koordinaten→ Strecken und Flächen leichter zu ermittelnBsp: Triangulationsnetz und Trilaterationsnetz
• Trigonometrischer Punkt ein nach Lage und Höhe bestimmter und dauerhaft vermarkter Vermessungspunkt im trigonometrischen Festpunktfeld
• Geodätisches Datum Satz von Werden, die die Grundlagen eines Bezugssystems (Landeskoordinatensystems) näher beschreibt. Umfasst neben der Orientierung und den Maßen des zugrunde liegenden Ellipsoids die Lageangaben des Fundamentalpunktes Festlegung des Lagebezugssystems eines Landes – durch die Halbachsen a und b des Referenzellipsoids und, unter Annahme von Achsparallelität, durch die Koordinatendifferenz Delta X, Delta Y und Delta Z zwischen Ellipsoidmittelpunkt und Geozentrum gegeben
• Unterschiedliche Projektionen werden verwendet, weil: - verschiedene Anwendungen für verschiedene Eigenschaften gebraucht werden (z.B. Winkeltreue für Navigationskarten, Flächentreue für Karten der Bevölkerungsverteilung)- für die Darstellung bestimmter Teilräume möglichst wenig Verzerrung bieten sollten
• Verwendung unterschiedlicher Ellipsoide (auch in Größe und Mittelpunktslage), weil: - Form der Erde nur annähernd ein Ellipsoid ist- der historisch begründeten Ableitung geeigneter Ellipsoidmaße in verschiedenen Teilräumen der Erde→ daraus erklärt sich, dass ein Punkt bei der gleichen Projektion aber unterschiedlichen Ellipsoiden in den Karten unterschiedliche Koordinaten haben kann
• Gauß-Krüger-System - Amtliche TKs in Deutschland entlang von Längen- und Breitenkreisen geschnitten → Gradabteilungskarten- Neben Längen- und Breitenangaben ist im Kartenrahmen (tlw. auch im Kartenfeld) ein Gitter eingezeichnet- Läuft im Allgemeinen schräg zur Begrenzung des Kartenfeldes (also zu Längen- und Breitenkreisen)- deshalb spricht man auch von Gitternord (GiN) abgesehen von Magnetisch-Nord (MaN) und Geographisch-Nord (GeN) Winkel zwischen MaN und GiN: Nadelabweichung AlphaGeN und GiN: Meridiankonvergenz GammaGeN und MaN: Deklination Klein-Delta
• Transversale Mercatorprojektion - weist entlang einer Berührlinie des Zylinders keine Verzerrungen aufbei einer transversalen Lage des Berührungszylinders wird daher ein Längenkreis längentreu abgebildet- in der Nähe dieses sind die Verzerrungen vernachlässigbar gering- werden benachbarte Meridiane und deren Umgebung jeweils mit einer transversalen Mercatorprojektion abgebildet, ergibt sich eine Folge von Meridianstreifen, die ggf. die ganze Erde abbilden- mit einer transversalen Mercatorprojektion kann daher ein schmaler Bereich entlang eines Längenkreises praktisch verzerrungsfrei abgebildet werden (=> Meridianstreifen)
• UTM-System - universal transverse mercator grid system- Schnittzylinder → Hauptmeridian ist nicht längentreu, sondern verkürzt abgebildet (Faktor 0,9996)- weltweites System von 60 Zonen mit 6° Breite (Zone 1: 180 – 174° W, Zone 2: 174-168°W …) ; 21 Bänder 80°S bis 84°N mit in der Regel 8° N-S Ausdehnung (Bezeichnung C bis X)- militärischer HG: Zonenfelder sind unterteilt in Quadrate von 100 km Seitenlänge. Diese werden durch Doppelbuchstaben gekennzeichnet- Deutschland liegt in den Zonenfeldern 32U, 32T, 33U, 33T
• Vergleich Gauß-Krüger und UTM 1. Gauß-Krüger: transversale Mercatorprojektion, Berührzylinder, 1. Streifen bei 3° ö.L., 3° Streifenbreite, Bessel-Ellipsoid, Mittelmeridian → 500 km, Rechtswert und Hochwert2. UTM: transversale Mercatorprojektion, Schnittzylinder, 1. Zone bei 177° w.L., 6° Zonenbreite, WGS 84 (Ellipsoid), Mittelmeridian → 500 km, Easting (Ostwert) und Northing (Nordwert)
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• Potsdam-Datum Geographische Koordinaten, Potsdam Datum 7°50'45.9'' Ost, 47°59'39.9'' NordGauß-Krüger, Potsdam-Datum RW 3413890, HW 5317910UTM, WGS 84 Zone 32 N, E 413850, N 5316223
• Topographische Karten → Stellt Situation, Gewässer, Geländeform, Bodenbewachsung und eine Reihe sonstiger zur allgemeinen Orientierung notwendiger oder ausgezeichneter Erscheinungen dar→ durch Kartenbeschriftung eingehend erläutert Typische Kartenwerke und Maßstäbe:1: 100 0001: 50 0001: 25 000
• Zur topographischen Karte gehört - Kartenfeld / Kartenbild (oft mit Kartennetz)- Kartenrahmen mir Beschriftung → es gibt Rahmenkarten und Inselkarten (bei letzteren stellt die unregelmäßige Grenze des abgebildeten Bereichs das Ende der Abbildung dar)Kartenangaben z.B. Legende- Angaben zu Bearbeiter/Hersteller, Stand, Projektion, Maßstab (Koordinaten, geogr. Oder Gauß-Krüger, Geodätische Grundlagen, Nadelabweichung, etc.)
• Höhenprofile - Bergprofil: zeigt das Höhenprofil im linearen Durchschnitt- Wegprofil: zeigt das Höhenprofil entlang eines nicht immer linear verlaufen müssenden Weges- Höhenschnitt?- Höhen sind in Metern über NN (Normal-Null) angegeben- Als NHN (Normal-Höhennull)-Fläche wird die Geoid-Fläche verwendet → Äquipotentialfläche des Erdschwerefeldes, die den mittleren Meeresspiegel bestmöglich approximiert (unterschiedliche Geoide weltweit, in D: GCG2011, German Combined QuasiGeoid 2011)
• Äquipotentialflächen - die natürliche Lotlinie muss nicht immer direkt zum Äquator gehen, sie verläuft der Erdanziehungskraft entsprechend- Geoid ist eine Äquipotentialfläche, die sich aufgrund der ungleichen Dichteverteilung der Erde ergibt→ kann die sich als Oberfläche einer völlig von Wasser bedeckten Erde vorstellenGeoid und Ellipsoide weisen Höhenunterschiede (Delta h) bis in +/- maximal 100 m auf
• Quasigeoid KEIN Geoid!HNH ist dort, wo die Höhe des Quasigeoids auf den Meeresspiegel fälltzwischen Quasigeoid und EOF herrscht Normalhöhe Hzwischen Quasigeoid und Ellipsoid herrscht Quasigeoidhöhe Zetazwischen Ellipsoid und EOF herrscht ellipsoidische Höhe h
• Deutsches Haupthöhennetz 1992 (DHHN92) - früher: Normalhöhen auf Pegel Amsterdam- Seit 1993 bezogen auf NHN- Messung mit Nivellier
• Methoden der Geländedarstellung - IsohypsenVorteile: Genauigkeit, in Rechnern leicht nachzubilden - SchraffenVorteile: guter ReliefeindruckNachteil: Sehr aufwändig - SchummerungVorteil: guter Reliefeindruck, in Rechnern leicht nachzubildenKonvention: von NW beleuchten - FarbgebungVorteil: guter ReliefeindruckNachteil: nur für kleine Maßstäbe
• Generalisierung - Grafische Mindestgröße in Karten → Muss erkennbar groß genug sein, Straßen werden groß dargestellt, Gebäude einfach als Klötze, für bestimmte Orte Symbole statt Abbildung- Es gibt Grundrisse bzw. Grundrissähnlichkeit,- aber auch Lagetreue oder Positionstreuebzw. Raumtreue
• Erfassung topographischer Daten - Theodolit: Gerät zur Messung von Horizontal- und Vertikalwinkeln- Tachymeter: Gerät zur Messung von Horizontal-, Vertikalwinkeln und Strecken- Nivellier: Gerät mit dem Höhenunterschiede gemessen und Höhenhorizonte hergestellt werden- Reduktionstachymeter: elektronisches Gerät (Laser) zur Messung von Horizontal- und Vertikalwinkeln und Strecken. Die gemessene Distanz s' wird direkt auf die Horizontaldistanz s „reduziert“- GPS, DGPS (auch in Kombination mit Tachymetern)- Luftbildmessung: Luftbilder als Grundlage für Fortführung (Aktualisierung) Topographischer Karten- Sattelitenbild-Auswertung
• Typische Kartenwerke und Maßstäbe 1: 100 0001: 50 0001: 25 000

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