Kartenprojektionen, UTM und GIS: Ein Leitfaden
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Kartenprojektion: Grundlagen und Typen
Eine Kartenprojektion ist ein System, das Punkte von der gekrümmten Oberfläche der Erde auf eine ebene Fläche überträgt. Diese Punkte werden auf einem Netz von Längen- und Breitengraden abgebildet, was zu einer Reihe von Verzerrungen führt. Gute Projektionen müssen zwei Eigenschaften aufweisen: die Flächen beibehalten (Äquivalenz) und die Winkel beibehalten (Konformität).
Je nachdem, welcher Punkt als Kartenmittelpunkt dient, unterscheidet man zwischen:
- Polarer Projektion: Das Zentrum ist einer der Pole.
- Äquatorialer Projektion: Das Zentrum ist der Schnittpunkt zwischen dem Äquator und einem Längengrad.
- Schräger Projektion: Das Zentrum ist ein anderer Punkt.
Eigenschaften von Kartenprojektionen
Konforme Projektionen
Eine Kartenprojektion ist konform (winkeltreu), wenn sie die Winkel zwischen zwei Linien auf der Erdoberfläche beibehält. Solche Projektionen werden häufig in Navigationskarten verwendet.
Äquivalente Projektionen
Eine Projektion ist äquivalent (flächentreu), wenn sie die Flächenverhältnisse auf der Karte im Vergleich zur Erdoberfläche beibehält, auch wenn die Formen verzerrt sein können. Sie werden im Allgemeinen in thematischen Karten oder für Flächenberechnungen verwendet.
Äquidistante Projektionen
Eine Kartenprojektion ist äquidistant (abstandstreu), wenn sie die Entfernungen zwischen bestimmten Punkten auf der Oberfläche beibehält (z.B. vom Zentrum zu allen anderen Punkten).
Aphylaktische Projektionen
Eine Kartenprojektion ist aphylaktisch, wenn sie weder Winkel, Flächen noch Entfernungen exakt bewahrt, aber die Verzerrungen in allen drei Eigenschaften minimiert.
Azimutale Projektionen (Perspektivisch)
Azimutale Projektionen werden durch die Projektion der Erdoberfläche von einem bestimmten Punkt (dem Projektionsscheitelpunkt) auf eine Ebene gewonnen, die einen Punkt auf der Erde (den Projektionsmittelpunkt) tangiert. Die Projektion behält ihre geometrischen Eigenschaften um das Zentrum der Projektion bei, während die Verzerrung mit zunehmender Entfernung von diesem Punkt zunimmt.
Vorteile des UTM-Systems
Das UTM-System (Universal Transverse Mercator) bietet folgende Vorteile gegenüber anderen Projektionssystemen:
- Es ist winkeltreu (konform).
- Es weist eine geringe Flächenverzerrung auf (unterhalb des 80. Breitengrades).
- Es ermöglicht die einfache und präzise Lokalisierung von Punkten oder Gebieten.
- Es ist ein weltweit verbreitetes System, das universell eingesetzt wird, insbesondere im militärischen Bereich.
Integration von GPS und GIS
Die Kombination von GPS (Global Positioning System) und GIS (Geografische Informationssysteme) bietet zahlreiche Vorteile:
- Bereitstellung präziser Positionsdaten für Punkte, Linien und Flächen.
- Effiziente Datenerfassung für GIS-Anwendungen.
- Möglichkeit zur Navigation zu bestehenden geografischen Elementen.
- Einfache Aktualisierung und Überprüfung vorhandener Daten.
- Optimierte Datenpflege und -verwaltung.