Information Informationen zu geographischen Koordinaten, Umwandlung und Berechnung

WGS84

Das World Geodetic System von 1984 ist ein geodätisches Referenzsystem als einheitliche Grundlage für Positionsangaben auf der Erde, wird von vielen GPS-Geräten genutzt.

Geografische Koordinaten (WGS84)

Die geografischen Koordinaten beschreiben einen Punkt anhand seines Winkel-Abstands vom Äquator.

Auf dieser Seite wird die Breite in Dezimalgrad von -90° bis +90° angegeben, möglich wäre auch die Angabe von 90° Süd bis 90° Nord.
Die Länge geben wir entsprechend in -180° bis +180° Ost an, statt von 180° West bis 180° Ost.

Dezimalgrad (dezimale Notation, DD.DDDDDD°)

Damit wird auf dieser Seite gerechnet und gearbeitet, sowie zB auch bei Google Maps und Microsoft (Bing) Maps.

Dieses System wird vor allem deshalb gerne benutzt, weil sich damit sehr gut rechnen lässt.

Ein Beispiel für Koordinaten im Dezimalgrad von Berlin (Siegessäule): Lat 52.514487 N, Lng 13.350126 E

Die Genauigkeit dieser Angabe ist stark abhängig von der Anzahl der Nachkommastellen.

Bei nur 2 Nachkommastellen ergibt sich eine mögliche Abweichung von bis zu 1km, bei 4 Stellen nach dem Komma sind es nur noch 10m Abweichung,
wir verwenden wie die meisten Systeme 6 Nachkommastellen, was einer Genauigkeit von 1 Meter entspricht.

Grad Minuten (nautische Notation, DD° MM.MMMM')

Eine ebenfalls verbreitete Schreibweise, die beim Geocaching und vor allem in der Seefahrt gebräuchlich ist, da dort meist die Minute als kleinste Angabe ausreichend ist.

Ein Beispiel ist 52° 12.2345' N(Nord), 12° 44.5678' E(Ost),
wobei die erste Zahl jeweils ganzzahlig die Grad (D=degree) angibt und sich zwischen -180 und 180 befinden muss.

Die jeweils zweite Zahl gibt die Minuten ganzzahlig oder als Dezimalzahl von 0 bis 59.999999 an.
Für eine ausreichende Genauigkeit gelten hier die gleichen Werte wie bei dezimaler Notation.

Grad Minuten Sekunden (historische Notation, sexagesimal, DD° MM' SS.SS")

Wird z. B. bei Wikipedia verwendet.

Sexagesimal heisst es, weil 1 Grad entspricht 60 Minuten, 1 Minute entspricht 60 Sekunden.

Ein Beispiel ist 52° 12' 43.33" N(Nord), 12° 44' 33" E(Ost),
wobei die erste Zahl jeweils ganzzahlig die Grad (D=degree) angibt und sich zwischen -180 und 180 befinden muss.

Die jeweils zweite Zahl gibt die Minuten ganzzahlig von 0 bis 59 an,
und die jeweils letzte Zahl gibt die Sekunden ganzzahlig oder als Dezimalzahl von 0 bis 59.999999 an.
Interessant ist, dass eine Breitenminute etwa 1,852 km entspricht und somit eine Seemeile definiert.

CH1903 LV03

Auch Swiss Grid, sind die amtlichen Schweizer Landeskoordinaten.

Der Ausgangspunkt aller Berechnungen für die Schweiz wurde auf Bern festgelegt und liegt bei Y:600000 Ost | X:200000 Nord.

Für Liechtenstein ist der Bezugspunkt ebenfalls Bern, jedoch mit den Werten Y:0 | X:0, so dass z.B. Vaduz die CH Koordinaten Y 758008 | X 223061 hat, was LIE Koordinaten Y 158008 | X 23061 ergibt.
Hier werden allerdings nur die CH Koordinaten berechnet. Bitte bei den Werten gegebenenfalls entsprechend beachten.

CH1903+ LV95

Seit 2016 das aktuelle Bezugssystem in der Schweiz, spätestens ab 2020 verpflichtend.

Das neue System basiert ebenfalls auf dem Bessel 1841 Ellipsiod und unterscheidet sich nur sehr geringfügig in der Genauigkeit.(Maximal 1,6 Meter).

Zur Unterscheidung wurden jedoch 2.000 bzw. 1.000 Kilometer zu den Koordinaten als Offset hinzugefügt, so dass sich als Bezugspunkt für Bern z.B. jetzt E 2.600.000 und N 1.200.000 ergibt.

Hier sieht man, dass auch die Bezeichnung von y/x zu E/N gewechselt ist. Leider immer noch vertauscht in der Reihenfolge im Gegensatz zu den meisten anderen System die N/E verwenden...

UTM-System

Das Universal Transverse Mercator ist ein globales Koordinatensystem. Es teilt die Erdoberfläche (von 80° Süd bis 84° Nord) streifenförmig in 6° breite vertikale Zonen auf.

Grundlage und Name dieses Systems stammen von Gerhard Mercator, einem Geographen aus dem Mittelalter.

Da dieses System zwar winkeltreu ist, jedoch mit zunehmender Entfernung vom Äquator immer größere Flächen ergibt, haben Gauß und Krüger die transversale Mercator-Projektion weiterentwickelt. Die universelle transversale Projektion ist gerade für kleinere Karten deutlich genauer und wird von nahezu allen großen Kartendiensten heute verwendet.

Ein Beispiel für UTM-Koordinaten ist der Arc de Triomphe in Paris mit: 31U 448304 5413670

Zur Erklärung der Längenzonen: (1-60, im Beispiel die 31)
Für das UTM-System wird die Erde von West nach Ost in 60 Zonen in Streifen eingeteilt, wobei jeder Streifen 6 Längengrad umfasst.
Die Zonen werden von West nach Ost nummeriert. Man beginnt im Pazifik westlich von Amerika an der Datumgrenze mit Zone 1.

Zur Erklärung der Breitenzonen: (C-X jedoch ohne I und O, im Beispiel das U)
Jede UTM Längen-Zone ist von Süd nach Nord in 20 Breiten-Zonen (Zonenfelder) zu je 8° unterteilt.

Nun folgen die beiden Werte Easting und Northing.
Das Easting bzw. der Ostwert bezeichnet den Abstand des Punktes von der angegebenen Breitenzone in Meter. (+500.000m bzw. 500km, um negative Werte zu vermeiden)
Das Northing bzw. der Hochwert bezeichnet den Abstand des Punktes vom Äquator in Meter.
Der Hochwert gilt so nur für die Nordhalbkugel, auf der Südhalbkugel muss dieser Wert von 10.000.000 abgezogen werden.
Auf welcher Halbkugel man sich befindet kann man leicht an der Breitenzone erkennen. C-M liegen auf der Südhalbkugel, N-X auf der Nordhalbkugel.

UTMREF / MGRS

Das UTM-Referenzsystem bzw. Military Grid Reference System unterteilt die Zonen des UTM-System nochmals in 100 mal 100 km große Planquadrate auf.

Diese Planquadrate bilden sich aus 2 Buchstaben von A bis Z, wobei I und O aufgrund der Verwechslungsgefahr mit 1 und 0 ausgelassen werden.

Der erste Buchstabe bezeichnet die horizontale Lage innerhalb des Planquadrats, auch Easting genannt.
Der zweite Buchstabe bezeichnet die vertikale Lage, also den Abstand zum Äquator, innerhalb des Planquadrats, auch Northing genannt.

Die Werte für Nord und Ost bestimmen die Größe des Planquadrats innerhalb dessen sich die Koordinaten befinden und müssen immer gleich viele Stellen haben. Je mehr Stellen diese Zahl besitzt, desto höher ist die Genauigkeit. Die Anzahl der Stellen kann zwischen 1 und 5 betragen.

Eine einstellige Zahl bedeutet nur eine Genauigkeit von 10 km. Eine 5-stellige Zahl hingegen eine Genauigkeit von 1 Meter. Im Prinzip entspricht die einstellige Zahl 1 der 5-stelligen Zahl 10000.

Gauß-Krüger

Das Gauß-Krüger-Koordinatensystem ist ein kartesisches Koordinatensystem, welches es ermöglicht, hinreichend kleine Gebiete der Erde mit metrischen Koordinaten (Rechtswert und Hochwert) konform zu verorten.

In der deutschen Kartografie und Geodäsie wird als Referenzellipsoid das Bessel-Ellipsoid genutzt.

Das Gauß-Krüger-Koordinatensystem ist dem UTM-System sehr ähnlich und unterscheidet sich nur in der Verwendung eines anderen Ellipsoids als Grundlage. (UTM = WGS84, Gauß-Krüger = Bessel),
und die Verwendung von 3° breiten Streifen statt 6° breiten Streifen wie beim UTM.

Zur besseren Unterscheidung der Werte für Koordinaten bezeichnet man die Koordinaten als Hochwerte und Rechtswerte.
Zur Bestimmung wird die Erde in 3° breite Streifen von Nordpol zum Südpol eingeteilt. Die sogenannten Meridianstreifen.

Zu jedem dieser Streifen gehört eine Zone, startend bei 0° und Zone 0, 3° und Zone 1, 6° und Zone 2 etc. Die Gradzahl geteilt durch 3 ergibt also die Zone.
Die Zone kann man an der ersten Zahl des Rechtswerts erkennen und somit schnell eine grobe Einschätzung der Position. Die folgenden Ziffern geben dann den Abstand in Metern vom Meridian an.

Um negative Zahlen zu vermeiden wird dem Rechtswert immer eine Konstante von 500.000 addiert. Ist alse die Zahl kleiner als 500.000 befindet sich die Position der Koordinaten links bzw. westlich vom Merdidian.

Ist sie größer als 500.000 befindet sie sich rechts bzw. östlich vom Meridian. Ein Rechtswert von 4.545.678 befindet sich also rechts vom 12. Breitengrad und zwar 45.678 Meter bzw. 45,678 km.

Am Rand der Zonen darf es auch Überschneidungen geben von 20 Längenminuten was etwas 23 km entspricht. So muss nicht bei jeder Messung am Rand der Zonen zwingend ein Zonenwechsel stattfinden.

Bessel-Ellipsoid

Das Bessel-Ellipsoid (auch Bessel 1841) ist ein Referenzellipsoid für Europa.

Das Bessel-Ellipsoid passt sich durch seine Datengrundlage dem Geoid und der mittleren Erdkrümmung in Eurasien besonders gut an und wurde daher vielen Landesvermessungen zugrundegelegt, z. B. in Deutschland.

Potsdam-Datum, Rauenberg-Datum, DHDN

Die räumliche Festlegung des Bessel-Ellipsoides zum Erdkörper (die Lagerung des Ellipsoides im Massenschwerpunkt der Erde und seine Orientierung zur Erdrotationsachse)
erfolgte für das damalige Preußen mit Hilfe des Zentralpunktes Rauenberg in Berlin. Nach dessen Zerstörung wurde der Zentralpunkt des Netzes rechnerisch auf den Helmertturm in Potsdam übertragen, daher wird das geodätische Datum dieses Systems häufig auch fälschlicherweise als Potsdam-Datum bezeichnet.

Dieses Rauenberg-Datum ist auch Grundlage des Deutschen Hauptdreiecksnetzes (DHDN).

Bei der Umwandlung von WGS84 nach Gauß-Krüger muss eine Anpassung des Datums erfolgen, da die Punkte sonst um etwa 150 Meter verschoben sind.

SRTM

Die SRTM-Daten (Shuttle Radar Topography Mission) wurden im Jahr 2000 bei einer Weltraummission aufgezeichnet. Dabei handelt es sich um ein recht hoch auflösendes digitales Geländemodell der Erdoberfläche.

Die SRTM-Daten erfassen einen Großteil der Erde und sind mit einer Genauigkeit von 90 Metern (bzw. 30 Metern für Nordamerika) frei verfügbar.

SRTM-1 bedeutet eine Auflösung von 1 Bogensekunde was am Äquator etwa 30 m entspricht. Diese Daten sind jedoch nur für Nordamerika vorgesehen.
SRTM-3 bedeutet dementsprechend eine Auflösung von 3 Bogensekunden und etwa 90 m am Äquator.

Die Höhenangaben beziehen sich auf das weltweit einheitlich Referenzsystem WGS84, welches auch hier auf der Seite benutzt wird.

Durch die Auflösung von 90 Metern ergeben sich besonders in steilen Gebieten Abweichungen von bis zu 30 Metern, in ebenem Gelände hingegen sind die Angaben sehr genau.

NAC (Natural Area Coding, WGS84)

Das NAC (Abkürzung für Natural Area Coding System) ist ein neues System um geographische Koordinaten zu standardisieren.

Es wird ausschliesslich das Datum WGS-84 benutzt.

Es besteht aus 30 gängigen Zeichen von 0-9 und den Buchstaben BCDFGHJKLMNPQRSTVWXZ (Alle englischen Konsonanten). So ist das Ergebnis sehr kompakt und effizient.
Jedes dieser Zeichen steht für eine Zahl von 0 bis 29.

Beim NAC wird die gesamte Erde in 30 gleich groß Zonen je Längengrad 0-360° und Breitengrad 0-180° eingeteilt und dem Ergebnis das entsprechende Zeichen zugeordnet.

Es entsteht so ein Zeichenpaar. Die erste Zeichenfolge beschreibt den Längengrad und die zweite den Breitengrad. Die Zeichenfolgen werden mit einem Leerzeichen getrennt.

Je mehr Zeichen das Paar hat, desto genauer sind die Koordinaten. Jedes der 30 beschriebenen Quadrate kann wieder in 30 weitere Quadrate aufgesplittet werden, um so die Genauigkeit zu erhöhen.

Ein Zeichenpaar von 4 Ziffern hat zum Beispiel eine Genauigkeit von 25 x 50 Metern.

Mit 5 Ziffern erreicht man bereits eine Genauigkeit von etwa 1 Meter, daher arbeiten wir hier mit einer Zeichenlänge von 6 Zeichen, was für jeden erdenklichen Fall genau genug ist.

W3W (What 3 Words)

Das W3W (Abkürzung für What 3 Words) ist seit 2013 ein globales System um geographische Koordinaten zu adressieren.

Dabei besteht jede Position auf der Karte aus einem Quadrat von 3 x 3 Metern. Diese wird dargestellt durch eine Kombination aus genau 3 Wörtern. Daher auch der Name: What 3 Words.

Diese 3 Wörter sind jeweils durch einen Punkt voneinander getrennt und werden alle klein geschrieben.

Das System ist außderdem in verschiedenen Sprachen verfügbar. Dabei gibt es kein Wort in mehreren Sprachen damit man Verwechslungen ausschließen kann.
Je nach Sprache gibt es bis zu 40.000 Wörter die rein zufällig miteinander kombiniert werden, um Bezug zu Nachbarn zu vermeiden. Es gibt eine offizielle App und eine Internetseite.