Veröffentlicht am 8. Januar 2024

Planimetrische und 3D Transformationen

Der einfache und präzise Übergang zwischen verschiedenen Bezugsrahmen und Bezugssystemen ist entscheidend für die effiziente Verarbeitung von Geodaten. Deshalb bietet swisstopo für alle Bedürfnisse geeignete Transformationsmethoden an, einerseits im Rahmen des Online-Rechendienstes und andererseits durch den Vertrieb von geodätischer Software.

Wann ist eine Koordinatentransformation notwendig?

Koordinatentransformationen sind erforderlich, wenn Geodaten aus verschiedenen Systemen oder Bezugssystemen kombiniert oder verglichen werden müssen. Dies ist beispielsweise der Fall bei der Aktualisierung älterer Katasterdaten auf ein aktuelleres Bezugssystem oder bei der gemeinsamen Verwendung von Daten aus mehreren Ländern. Je nach erforderlicher Genauigkeit und den beteiligten Systemen – ob es sich um den Übergang von LV03 zu LV95, von CHTRS95 zu ETRS89 oder von einem Zeitrahmen zu einem anderen handelt – kommen unterschiedliche Methoden zum Einsatz. Diese reichen von einfachen Translationen bis hin zu kinematischen Modellen, die tektonische Bewegungen berücksichtigen.

Koordinatentransformation ETRFyyyy <-> CHTRFyyyy

Die Systeme ETRS89 und CHTRS95 sind für den Zeitpunkt t₀ = 1993.0 identisch. Für Anwendungen mit begrenzter Genauigkeit (cm) können die beiden Koordinatenrahmen deshalb gleichgesetzt werden (ETRFyyyy ~ CHTRFyyyy). Für höchste Genauigkeit ist streng genommen eine Transformation in der Domäne Zeit notwendig. Dazu wird das kinematische Modell CHKM95, welches die zeitlichen Veränderungen der Koordinaten und Höhen infolge der tektonischen Bewegungen im Alpenraum berücksichtigt, verwendet.

Koordinatentransformation CHTRFyyyy <-> LV95

Die dreidimensionalen kartesischen Bezugssysteme CHTRS95 und CH1903+ können durch eine einfache Translation (3 Shifts) exakt in einander übergeführt werden. Dieses Verfahren kann ohne Einschränkung auch auf Koordinatensätze der Bezugsrahmen CHTRFyyyy und LV95 angewendet werden. Zu beachten bleiben jedoch die unterschiedlichen Ellipsoiddimensionen und Kartenprojektionen beim Übergang in geografische/ellipsoidische Koordinaten und in Projektionskoordinaten.

Visuelle Darstellung einer Koordinatentransformation von CHTRS95 nach CH1903+ — Koordinatentransformation von CHTRS95 nach CH1903+

Koordinatentransformation LV95 <-> LV03

Eine exakte Transformation ist aufgrund der grossen Verzerrungen (bis 1.6m) nicht möglich. Das Verzerrungsfeld kann mit einer Affintransformation nach finiten Elementen approximiert werden. Mit dem Programm REFRAME und unter Verwendung des Datensatzes CHENYX06 aus der Dreiecksvermaschung gelingt eine Annäherung an LV03 auf wenige cm im Mittelland und unter 1 dm im Alpenraum.

Ein NTV2-Grid-Datensatz für die Transformation ins ETRS oder ins LV95 steht unter der Open Data Lizenz Creative Commons CC0 oder unter «GIS-Werkzeuge und -Softwareanwendungen (FME)» (NTv2 grid CH1903/LV03 -> CH1903+/LV95 oder NTv2 grid ETRF93/ETRS89 -> CH1903/LV03) zur Verfügung.