Welche Probleme lassen sich mit Koordinatenreferenzsystemen lösen?
- Warum liegen zwei Datensätze desselben Gebiets nicht an der richtigen Stelle, wenn man sie kombiniert?
- Welches Koordinatenreferenzsystem verwenden Sie für eine bestimmte GIS-Analyse oder Karte?
- Warum können Entfernungen und Flächen falsch berechnet werden, wenn das falsche CRS verwendet wird?
- Wie kombiniert man Geodaten aus verschiedenen Ländern und Quellen mit unterschiedlichen Koordinatensystemen?
- Wie transformiert man Koordinaten ohne unnötigen Genauigkeitsverlust?
- Warum sehen dieselben geografischen Informationen bei verschiedenen Kartenprojektionen unterschiedlich aus?
In diesem Blended-Learning-Kurs lernst du zu verstehen, wie Orte auf der Erde erfasst werden und wie Koordinatenreferenzsysteme (CRS) dafür sorgen, dass Geodaten an die richtige geografische Position zugeordnet werden. Du erfährst, warum verschiedene Datensätze unterschiedliche Referenzsysteme verwenden können und welche Probleme entstehen, wenn diese Systeme falsch interpretiert oder kombiniert werden.
Anschließend wendest du dieses Wissen praktisch in QGIS an. Du überprüfst das CRS von Datensätzen, arbeitest mit EPSG-Codes, kombinierst Daten aus verschiedenen Quellen und führst Koordinatentransformationen durch. Dadurch lernst du nicht nur, ein CRS einzurichten, sondern vor allem zu beurteilen, welches Referenzsystem für deine Geodaten und deine Anwendung geeignet ist.
Die Theorie hinter Koordinatenreferenzsystemen
Eine Koordinate hat nur dann eine Bedeutung, wenn bekannt ist, in welchem Referenzsystem sie festgelegt ist. Deshalb beginnt dieses Blended-Learning-Programm mit den theoretischen Grundlagen von Koordinatenreferenzsystemen.
Sie lernen geografische Koordinaten, geodätische Referenzsysteme, Datums, Ellipsoide und projizierte Koordinatensysteme kennen. Sie erfahren, wie diese Begriffe miteinander zusammenhängen und warum ein und derselbe Standort je nach verwendetem System unterschiedliche Koordinaten haben kann.
Auch der Unterschied zwischen globalen und regionalen Referenzsystemen wird behandelt. Sie lernen unter anderem WGS84, ETRS89 und das niederländische RD-System kennen und erfahren, warum die Wahl eines Referenzsystems vom Standort, der Anwendung und der gewünschten Genauigkeit abhängt.
Von der dreidimensionalen Erde zur zweidimensionalen Karte
Die Erde ist dreidimensional, während wir geografische Informationen meist auf einer zweidimensionalen Karte oder einem Bildschirm darstellen. Dazu sind Kartenprojektionen erforderlich.
Sie lernen, wie Kartenprojektionen geografische Koordinaten auf eine ebene Fläche übertragen und warum dabei immer Verzerrungen entstehen. Entfernung, Fläche, Richtung und Form können nicht alle gleichzeitig vollständig korrekt dargestellt werden.
Du lernst verschiedene Arten von Kartenprojektionen kennen und lernst zu beurteilen, welche Eigenschaften für eine bestimmte Anwendung wichtig sind. Dadurch kannst du eine Projektion auswählen, die zum Zweck einer Analyse oder Karte passt, und verstehst, warum eine falsche Projektionswahl zu irreführenden Ergebnissen führen kann.
Arbeiten mit räumlichen Daten und verschiedenen CRS
Geodaten stammen aus immer vielfältigeren Quellen. Behörden, Satelliten, Sensoren, Vermessungssysteme und Open-Data-Plattformen liefern Datensätze, die unterschiedliche Koordinatenreferenzsysteme (CRS) verwenden können.
Du lernst, wie Raster- und Vektordaten geografisch referenziert werden und wie Informationen über das verwendete CRS in einem Datensatz gespeichert werden. Dabei arbeitest du mit EPSG-Codes und Metadaten, um herauszufinden, welches Referenzsystem zu einem Datensatz gehört.
Du lernst außerdem den wichtigen Unterschied zwischen der korrekten Zuordnung eines CRS zu einem Datensatz und der tatsächlichen Transformation von Koordinaten in ein anderes Referenzsystem. Damit vermeidest du einen der häufigsten Fehler beim Zusammenführen von Geodaten.
Anwendung von Koordinatenreferenzsystemen in QGIS
Nach den theoretischen Grundlagen machst du dich selbst in QGIS an die Arbeit. Du untersuchst die Koordinatenreferenzsysteme verschiedener Datensätze und lernst, wie QGIS mit Daten umgeht, die nicht alle dasselbe CRS verwenden.
Sie arbeiten mit EPSG-Codes, legen Projekt- und Ebenen-CRS fest und führen Koordinatentransformationen durch. Dabei kombinieren Sie Datensätze aus verschiedenen Quellen und überprüfen, ob diese geografisch korrekt aufeinander abgestimmt sind.
Außerdem untersuchen Sie, was passiert, wenn bewusst ein falsches CRS oder eine ungeeignete Kartenprojektion verwendet wird. Dadurch lernen Sie, Fehler zu erkennen, die sonst leicht unbemerkt bleiben und Auswirkungen auf räumliche Analysen, Entfernungen, Flächen und Karten haben können.
Koordinatenreferenzsysteme in der Praxis
Im Rahmen dieses Blended-Learning-Kurses arbeitest du mit realistischen räumlichen Datensätzen und Problemstellungen. Du erhältst Datensätze aus verschiedenen Quellen und musst selbst entscheiden, welche Referenzsysteme verwendet werden, wie diese miteinander in Zusammenhang stehen und welche Transformationen erforderlich sind, um die Daten zuverlässig zu kombinieren.
Du arbeitest unter anderem an Aufgaben wie:
- Untersuche, warum zwei geografische Datensätze desselben Gebiets nicht korrekt übereinanderliegen, und ermittele, wie du dieses Problem lösen kannst.
- Identifiziere anhand von Metadaten und EPSG-Codes, welche Koordinatenreferenzsysteme verschiedene Datensätze verwenden.
- Kombiniere Datensätze in WGS84, ETRS89 und RD innerhalb eines QGIS-Projekts und bewerte die Unterschiede zwischen diesen Systemen.
- Transformiere einen Datensatz in ein anderes Koordinatenreferenzsystem und überprüfe das Ergebnis.
- Vergleichen Sie verschiedene Kartenprojektionen und untersuchen Sie, welchen Einfluss diese auf Form, Entfernung und Fläche haben.
- Wählen Sie für eine Praxissituation das am besten geeignete Koordinatenreferenzsystem aus und begründen Sie, warum dieses System für die betreffende Analyse geeignet ist.
Am Ende verstehen Sie, wie Koordinatenreferenzsysteme, geodätische Referenzsysteme und Kartenprojektionen miteinander zusammenhängen. Sie können das CRS von Geodaten erkennen und bewerten, verschiedene Datensätze korrekt kombinieren und Koordinatentransformationen in QGIS durchführen. Darüber hinaus können Sie begründen, welches Referenzsystem und welche Kartenprojektion für eine bestimmte Geo-ICT-Anwendung geeignet sind.
