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Raumbezug

Koordinatentransformation in Berlin


Transformation Ellipsoidübergang Normalhöhe

Die Senatsverwaltung für Bauen und Wohnen Berlin hat nach dem Zusammengehen der beiden Stadthälften Anfang der 90er Jahre ein Koordinatentransformationsprogramm entwickeln lassen. Ein spezieller Algorithmus, der auch den Ellipsoidübergang kleinräumig ermöglicht, wurde in Zusammenarbeit mit Herrn Guochang Xu und der TU Berlin entwickelt. Die ersten Programme wurden zuerst in Fortran77 und UNIX geschrieben und seit 1996 auf MS-DOS und in der Folgezeit auf Windows Betriebssysteme fortentwickelt.

Seit 1996 werden auch Bibliotheken zum Einbau in eigene Transformationsprogramme und Geoinformationssystemen (GIS) weitergegeben.

Die Algorithmus-Grundstruktur ist dabei geblieben, die dazu errechneten Transformationsparameter werden in der Programmversion Trans3win 2002 verschlüsselt (TR0-Dateien) und in der Trans3win 2016 Version unverschlüsselt (TRA-Dateien) abgegeben.

Die Nutzung der Transformationsparameter ist aufgrund des speziellen Algorithmus nur mit den von der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt entwickelten Programmen oder Programmen unter Nutzung der bereitgestellten Bibliotheken möglich.

Für Anwendungen im GIS Bereich wird auch eine auf Berlin abgestimmte Koordinatengitterdatei nach dem Kanadischen Standard National Transformation Version 2 (kurz NTv2) zum Übergang Soldner Berlin Netz88 auf Bessel zu ETRS89/ETRF91 auf GRS80 mit geringerer Genauigkeit im Downloadbereich angeboten. Die mit der NTv2 Gitterdatei ermittelten Koordinaten können sich in den einzelnen Komponenten bis zu 2 mm zu den amtlichen ermittelten Koordinaten unterscheiden. Die NTv2 Gitterdatei ist mit einer Weite von 36" x 36" und der Höhe 40 m NHN als durchschnittliche für Berlin gültige Geländehöhe berechnet.

Transformationsprogramm Trans3win - Informationen zur Software


Mit dem Transformationsprogramm Trans3win.exe lassen sich Koordinaten verschiedener Koordinatensysteme untereinander umformen. Auch Koordinaten in Systemen, die sich auf unterschiedliche Ellipsoide beziehen, lassen sich mit dem Programm überführen (Ellipsoidübergänge).

Das Transformationsprogramm Trans3win.exe enthält alle im Land Berlin benutzten geodätischen Koordinatensysteme mit ihrer amtlichen Festlegung. Die Festlegungen zu den geodätischen Koordinatensystemen im Gebiet des Landes Berlin sind in den zum Programm gehörenden Dateien mit den Parametern, die als Ergebnisse der Landesvermessung ermittelt wurden, bestimmt und gewährleisten so eine einheitliche Koordinatentransformation in Berlin. Integriert ist für Berlin und Umgebung in Trans3win 2002 das Quasigeoid GCG2011 und in Trans3win 2016 das aktuelle Quasigeoid GCG2016. Hiermit lassen sich aus ellipsoidischen Koordinaten im ETRS89/ETRF91 Koordinaten im Landessystem und Gebrauchshöhen mit 1-2 cm Genauigkeit im DHHN92 bzw. im DHHN2016 berechnen.

Es werden 2 Versionen des Programmes Trans3win und die aktuelle hoehe.ini zum Download bereitgestellt.
  1. Trans3win 2002 (Version vom 14.10.2002), mit Passworteingabe, Readme.doc zur Erstinformation und eine Mustersammlung im mitgelieferten Ordner Projekte zur Dateiverarbeitung
  2. Trans3win 2016 (Version vom 06.07.2016), mit geändertem Layout, ohne Passwort, lauffähig mit dem Betriebssystem Win7 aufwärts in einer 32 bit und 64 bit Version und ergänzt um EPSG Codes. Ersetzt damit die Version Trans3win 2015 (Version vom 08.09.2015)
  3. hoehe.ini enthält das aktuelle Quasigeoid GCG2016. Diese Datei ist in dem Programm Trans3win 2016 bereits enthalten. Diese kann aber ältere Versionen der hoehe.ini ersetzen. Für die Erstellung eigener Programme durch Nutzung der im Download bereit gestellten Bibliotheken wird diese Datei benötigt.

Details

Koordinatensysteme
  • Gauß-Krüger-Koordinaten (Bessel-Ellipsoid, Potsdam Datum Zentralpunkt Rauenberg) wahlweise im 3., 4. und 5. Meridianstreifen.
  • Gauß-Krüger-Koordinaten (Bessel-Ellipsoid) im System 40/83 wahlweise im 3., 4. und 5. Meridianstreifen.
  • Gauß-Krüger-Koordinaten (Krassowski-Ellipsoid) im System 42/83 im 6º Streifensystem wahlweise im 2 und 3. Meridianstreifen und im 3º Streifensystem wahlweise im 3., 4. und 5. Meridianstreifen.
  • Koordinaten im System ETRS89 mit der Netzfestlegung ETRF 91 wahlweise geozentrisch und geographisch. ETRS89 ist eine Konkretisierung des aus dem GPS bekannten WGS84 Koordinatensystems.
  • UTM-Koordinaten (Hayford-Ellipsoid) wahlweise in der 32. oder 33. Zone.
  • Soldner Berlin Landeskoordinaten (Netz 88), 18. Soldnersystem Müggelberg, konformes System Reinickendorf/Pankow, 19. Soldnersystem Götzer Berg und konforme Koordinaten bezogen auf dem Rathausturm Berlin Mitte (Bessel-Ellipsoid).
  • Gauß-Krüger-Koordinaten (Krassowski-Ellipsoid) der polygonalen Kleinpunktnetze S18/1, S18/2 und S18/3.
  • Geographische/Geozentrische Koordinaten (Bessel-Ellipsoid)
Alle Abbildungen basieren auf exakten Formeln und die Berechnung durch Reihenentwicklung nach dem Klotzschen Formelkörper gibt dementsprechend bei einer Transformation in den Ergebnissen die Ausgangsgenauigkeit wieder. Die Ellipsoidübergänge sind anhand von sorgfältig ausgewählten identischen Punkten ermittelt worden. Von älteren Koordinatensystemen wie dem 18. Soldnersystem und S18/1 ist bekannt, dass lokale Sprünge bis in den Dezimeterbereich in den Netzen auftreten. Für die Transformationsansätze geht man jedoch davon aus, dass global transformiert werden kann, so dass diese lokalen Ungenauigkeiten nicht berücksichtigt sind.

Mit Trans3win können Einzelpunktumformungen, wie auch Dateiverarbeitung durchgeführt werden.
Systemvoraussetzungen
Trans3win Version 14.10.2002 läuft auf IBM-kompatiblem PC unter den Betriebssystemen Windows NT 4.0, Windows 2000, Windows XP, Vista, Windows 7, Windows 8. Das Programm ist unter Windows NT 4.0, Windows 2000 und Windows XP vollständig dokumentiert und beinhaltet in der Hilfefunktion Installationshinweise. Unter neueren Betriebssystemen Vista, Windows 7 und Windows 8 wird diese Hilfefunktion grundsätzlich nicht mehr unterstützt, es besteht aber die Möglichkeit bei Microsoft Hilfsprogramme zu bekommen. Das Programm Trans3win 2002 mit Musterdateien zur Dateiumformung ist auf den Pfad D:\Trans3win eingestellt, kann aber beliebig geändert werden. Hinweise hierzu können der readme.doc nach Download von Trans3win.zip entnommen werden.

Trans3win Version 08.09.2015 läuft unter den aktuellen Betriebssystemen Windows 7 und 8. Nach dem Start der Trans3win.exe ist unter Hilfe eine umfassende Dokumentation hinterlegt.

Die Programmbibliotheken -32 Bit Version vom 26.04.2016 in TRANS3DLL.zip und die -64 Bit Version vom 04.05.2016 in trans3dll64.zip können mit Programmen aus der Windows-Compiler-Reihe z.B. C++ und C# genutzt werden. Fehler mit anderen Compilern sollten mit den neuen Versionen behoben sein. Wichtig ist bei der 64 Bit Version die Nutzung der hoehe.ini aus dem neuen Programmpaket Trans3win 2016.
Nutzungsbedingungen
Mit der Umsetzung der Open-Data-Initiative des Landes Berlin erfolgt die Abgabe kostenfrei. Für die Verwendung der Daten gelten folgende Nutzungsbestimmungen:

Der Quellenvermerk, der gemäß §2 der o.g. Nutzungsbestimmungen zu verwenden ist, lautet "Geoportal Berlin / Trans3win".