Geokodierung und Projektionen

Meine Frage geht an die, die sich mit Geokodiersoftware auskennen: In der Regel werden ja zur Geokodierung von Adressdaten Vektordaten von Straßen herangezogen, deren Anfangs- und Endpunkt als Koordinatenpunkte, sowie deren Hausnummernbereiche bekannt sind. Im Rahmen der Geokodierung werden die Hausnummernbereiche interpoliert und die Koordinate entsprechend dem einfachsten Falle gerade oder ungerade auf die richtige Straßenseite abgelegt. Die Straßendaten liegen in einer bestimmten Projektion, meist WGS 84 vor. Nun zu meiner Frage: Wie funktioniert die Interpolation? Wäre das Koordinatensystem zweidimensional, ist die zugehörige Formel ja recht einfach. Kann man im Rahmen der Geokodierung aufgrund der i.d.R. kleinen Abstände der Anfangs- und Enpunkte der Straßenvektoren von einem zweidimensionalen System ausgehen oder muss die Projektion in die Formel eingehen? Wenn letzteres zutrifft, wisst Ihr, wo man entsprechende Dokumentation findet?

Danke und Gruß
Carmen

mamapapakind schrieb:

In der Regel werden ja zur Geokodierung von Adressdaten Vektordaten von Straßen herangezogen, deren Anfangs- und Endpunkt als Koordinatenpunkte, sowie deren Hausnummernbereiche bekannt sind.

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Ist das so? Ich arbeite mit Katasterdaten, dort nehme ich den Punkt an dem die Hausnummer gesetzt wird, verschneide diese Information mit den Flurstücksinformationen und hole mir dann Straße und Hausnummer aus dem Liegenschaftskataster.

Ohne Katasterdaten kann man sich aber auch die fertige Geokodierung bei Dienstleistern einkaufen, bei denen die einzelnen Adressen mit Lageinformationen versehen sind...

Grüße
1887

Selbst wenn es so wäre - egal ob da WGS84 (Du meinst ellipsoidische Koordinaten) oder was auch immer hinter liegt: Die Strasse ist dann ein 2D-Vektor, da kann man schon recht gut das richtige Stückchen abschätzen.

@ 1887, deine Methoder ist der Interpolation vorzuziehen, da diese genauer ist. Jedoch funktioniert das nur in Ländern mit einem gut entwickelten Katasterwesen. Viele Länder sind von einem (flächendeckenden) Bestand an Katasterdaten weit entfernt. Ganz zu schweigen von dem Aufwand der Beschaffung. Daher basiert die umfassenste Geokodierlösung derzeit auf den Straßendaten und dem von mir beschriebenen Verfahren.

@monk: Ich bin mir nicht so sicher, ob die Straße wirklich ein 2D-Vektor darstellt, da sie m.E. in einem dreidimensionalen Koordinatensystem liegt, das auf einer Projektion wie z.B. WGS 84 beruht. Bei diesem Thema fange ich leider an zu schwimmen und erhoffe mir hier weitere Tipps.

Gruß
Carmen

hm, noch einmal nachgedacht: Zweidimensional müßte das Koordinatensystem tatsächlich sein, da wir ja nur einen y und einen x Wert haben, aber ich befürchte, dass es u.U. krummlinig und nicht rechtwinklig ist.

Gruß
Carmen

Koordinatensystem, Projektion, WGS84 - das sind drei Dinge die es gibt, aber die miteinander nicht viel zu tun haben. Bei "krummlinig und nicht rechtwinklig" stellen sich mir so langsam die Nackenhaare hoch
Man kann auf allem möglichen rechnen, auf Kugeln, Ellipsoiden und natürlich auch konformen Querzylinderabbildungen. Was wollen wir dann damit tun?

mamapapakind schrieb:

Meine Frage geht an die, die sich mit Geokodiersoftware auskennen: In der Regel werden ja zur Geokodierung von Adressdaten Vektordaten von Straßen herangezogen, deren Anfangs- und Endpunkt als Koordinatenpunkte, sowie deren Hausnummernbereiche bekannt sind. Im Rahmen der Geokodierung werden die Hausnummernbereiche interpoliert und die Koordinate entsprechend dem einfachsten Falle gerade oder ungerade auf die richtige Straßenseite abgelegt. Die Straßendaten liegen in einer bestimmten Projektion, meist WGS 84 vor. Nun zu meiner Frage: Wie funktioniert die Interpolation? Wäre das Koordinatensystem zweidimensional, ist die zugehörige Formel ja recht einfach. Kann man im Rahmen der Geokodierung aufgrund der i.d.R. kleinen Abstände der Anfangs- und Enpunkte der Straßenvektoren von einem zweidimensionalen System ausgehen oder muss die Projektion in die Formel eingehen? Wenn letzteres zutrifft, wisst Ihr, wo man entsprechende Dokumentation findet?

Danke und Gruß
Carmen

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So lang die die Strassen nicht länger als 20km sind kann man recht einfach im UTM den Dreisatz bilden und wird noch in der Nähe des Hauses landen.

War nicht hier letztlich ein Beitrag über ein Dorf in Deutschland, wo sie alle Häuser der Entstehung nach einfach durch nummeriert haben. Da kann man von der Hausnummer überhaupt nicht mehr auf das wo in der Strasse rück schließen. Die wollten dann dem Postboten eine GPX-datei mit den Hausnummern zur Verfügung stellen.

KDB

moenk schrieb:

Koordinatensystem, Projektion, WGS84 - das sind drei Dinge die es gibt, aber die miteinander nicht viel zu tun haben. Bei "krummlinig und nicht rechtwinklig" stellen sich mir so langsam die Nackenhaare hoch
Man kann auf allem möglichen rechnen, auf Kugeln, Ellipsoiden und natürlich auch konformen Querzylinderabbildungen. Was wollen wir dann damit tun?

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Hi Moenk: Natürlich haben diese Dinge miteinander zu tun. Da die Erde bekanntlich rund ist, wir Karten i.d.R. nur zweidimensional darstellen können, wird die gekrümmte Erdoberfläche auf eine Ebene umgerechnet. Dies erfolgt mit Hilfe unterschiedlicher Projektionen. Um einzelne Punkte auf diesen Karten dann bestimmen zu können, wurden die Breiten- und Längengrade eingeführt, die das Koordinatensystem darstellen. Diese können je nach Projektion flächen- oder winkeltreu sein (also unter umständen nicht rechtwinkelig). Zuletzt ist WGS84 ein Koordinatensystem, das auf der UTM Projektion aufbaut. Soweit noch meine Kenntnisse aus meinem Geographiestudium. Natürlich kann man auf allem rechnen, war nur die Frage, ob die Berücksichtigung der Projektion in meinem Falle notwendig ist, und wenn ja, wie?

Ich arbeite in einem Softwareunternehmen und wir wollen bestehenden postalischen nicht personenbezogenen Adressbeständen Geokoordinaten anfügen. Den Zugriff auf die Straßendaten haben wir, ich bin mir nur bzgl. der Berechnung nicht sicher.

@KDB: Da kaum eine Straße länger als 20 km ist, sollte der einfache Dreisatz also funktionieren. Deiner beschriebenen Problematik bin ich mir bewusst. Die Methode der Interpolation macht auch bei den Quadraten in Mannheim, bei nicht bebauten Grundstücken, Stichstraßen oder Gebäuden mit mehreren Hausnummern (6-8) Probleme. Es gibt außerdem Straßen, die irregulär und rundlaufend nummeriert sind.

Danke und viele Grüße
Carmen

mamapapakind schrieb:

Zuletzt ist WGS84 ein Koordinatensystem, das auf der UTM Projektion aufbaut.

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Also ich bin ja kein Vermesser, aber WGS84 ist kein Koordinatensystem und es baut erst recht nicht auf der UTM Projektion auf, da kann ich Moenk schon verstehen...

Angesichts der ohnehin genannten Fehlerquellen (spontan kann ich hier noch die ungleichmäßige Verteilung der Bebauung im ländlichen Raum hinzufügen) würde ich mir über mögliche Ungenauigkeiten bei der Verwendung von UTM keine Gedanken machen, solange ich keine Adressen von Eskimos dabei habe.

Meint
1887

Ich geh hier mal nicht weiter auf die Vorpostings ein. Aber auf UTM kann man fein rechnen wie in der Untersekunda gelernt, das ist völlig ok so. Viel Erfolg!

Hallo,

hier wird aber einiges aus durch einander gewürfelt. Wobei jeder wohl sein Teil dazu beiträgt.

Wikipedia über WGS84 schrieb:

Das World Geodetic System 1984 (WGS84) ist ein dreidimensionales Koordinatensystem zur Positionsangabe auf der Erde. Seine spezielle Bedeutung liegt darin, dass WGS84 ein einheitliches System für die gesamte Erde darstellt. WGS84 ist eine Weiterentwicklung der Vorgängersysteme WGS 72, WGS 64 und WGS 60.

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Wikipedia über UTM schrieb:

Das UTM-System (von englisch Universal Transverse Mercator) teilt die besiedelten Zonen der Erde in 60 vertikale Streifen von 6 Längengraden bzw. maximal 800 km Breite auf, um diese jeweils einzeln auf einem kartesischen Koordinatensystem abzubilden. Für die Abbildung der Polkappen wird die Universale Polare Stereographische Projektion (UPS) verwendet.

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Wikipedia über Gauss-Krüger schrieb:

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

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Also alles drei sind Koordinatensystem die 3D sind (Vergesst die Höhe nicht), die erstmal von einander unabhängig sind. Aber alle beruhen auf unterschiedliche Ellipsoide, deren Drehwinkel und Null-Punkt Differenz bekannt ist. So das man sie einigermaßen gut in einander umrechnen kann, was nicht trivial ist. (Da macht besonders die Höhe Schwierigkeiten, Die Höhe bei Gaus-Krüger beruht auf Schweremessung und stehen daher senkrecht zum dem Geoid)

Was ist der Vorteil von Gaus-Krüger und UTM? Höhe und Breite rechnen in der kartesischen Ebene. Lat und Lon dagegen auf einer Kugelebene. In einer kartesischen Ebene kann man die Strecken direkt in Meter ablesen oder mit Hilfe des Pythagoras ermitteln. Und wie Moenk richtig bemerkt Schulstoff. Aber scheinbar was früher. :schockiert:

hinreichend kleine Gebiete bei Gaus-krüger sind so 20km. Habe das irgend wann mal aufgeschnappt bezüglich der Flächenermittlung bei "Wie groß ist die Anbaufläche." -> Fördermittel.

UTM hat breitere Streifen und ist am Rand ungenauer als GK. Um das auszugleichen gibt es da ein Faktor der etwas größer als 1 ist. Sollte aber für die genannte Strassenaufgabe ebenfalls hinreichend sein.

Die Strassenaufgabe in WGS84 zu rechnen, dem möchte ich über die Schulter schauen.

KDB

KoenigDickBauch schrieb:

Die Strassenaufgabe in WGS84 zu rechnen, dem möchte ich über die Schulter schauen.

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siehe http://navteq-connections.de/servlet/GetFile/2006Q4CountryPortfolio_DE_V4.pdf?id=3083 Seite 8

und

http://www.teleatlas.com/Support/GeneralSupport/index.htm?support=answers vorletzte Fragen.

Die jeweiligen Daten kommen immer nur mit x/y-Werten in WGS84. Die dritte Dimension als Höhe über NN-ist nicht vorgesehen. Ich denke mit der dritten Dimension ist die Entfernung des WGS84 Elipsoiden zum jeweiligen Kartenpunkt gemeint, die in Längen- und Breitengraden, also x/y dargestellt sind. Aber dass ist nur meine nicht verifizierte Vermutung. Eben nicht einfach, dieses Thema!

Wikipedia schreibt weiter unter UTM:

"Genau wie die Gauß-Krüger-Koordinaten sind UTM-Koordinaten eine konforme Abbildung des Erdellipsoids in die Ebene. Beide Koordinatensysteme lassen sich mit den gleichen Abbildungsgleichungen berechnen. Der hauptsächliche Unterschied besteht darin, dass Gauß-Krüger-Koordinaten sich in Deutschland auf das Bessel- oder Krassowskiellipsoid beziehen und in der Regel 3° breite Streifensysteme verwenden, während UTM-Koordinaten sich auf das WGS84- bzw. das GRS80-Ellipsoid beziehen und 6° breite Streifensysteme nutzen. "

Wenn also die einfach Berechnung mit UTM funktioniert und ich mal annehme, das die Datenhersteller UTM-Koordinaten auf Basis des Bessel-Elipsoiden meinen, sollte ich die Berechnung der interpolierten Geokoordinaten aus den gegebenen Refernzdaten ohne weitere Berücksichtung der Projektion vornehmen können.

Danke für die Hilfe und gute Nacht
Carmen

mamapapakind schrieb:

... Zuletzt ist WGS84 ein Koordinatensystem, das auf der UTM Projektion aufbaut. Soweit noch meine Kenntnisse aus meinem Geographiestudium. Natürlich kann man auf allem rechnen, war nur die Frage, ob die Berücksichtigung der Projektion in meinem Falle notwendig ist, und wenn ja, wie?

Ich arbeite in einem Softwareunternehmen und wir wollen bestehenden postalischen nicht personenbezogenen Adressbeständen Geokoordinaten anfügen. Den Zugriff auf die Straßendaten haben wir, ich bin mir nur bzgl. der Berechnung nicht sicher.

@KDB: Da kaum eine Straße länger als 20 km ist, sollte der einfache Dreisatz also funktionieren. Deiner beschriebenen Problematik bin ich mir bewusst. Die Methode der Interpolation macht auch bei den Quadraten in Mannheim, bei nicht bebauten Grundstücken, Stichstraßen oder Gebäuden mit mehreren Hausnummern (6-8) Probleme. Es gibt außerdem Straßen, die irregulär und rundlaufend nummeriert sind.

Danke und viele Grüße
Carmen

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Da hast Du aber im Geographiestudium nicht wirklich aufgepasst,
WGS84 ist die Beschreibung des Rotationsellipsoiden (wie vorher Bessel, Krassowski), der wiederum Grundlage für Projektionen ist. Netterweise hat man dazu auch gleich geozentrische Koordinaten definiert, deren Ursprung im Mittelpunkt der Erde ist. Damit läßt sich erstmals jeder Punkt der Erde unabhängig von der Höhenlage in dreidimensionalen Koordinaten beschreiben. Das konnte man vorher nicht. Da gab es die Beschreibung über Länge und Breite und eine Höhe bezogen auf den Goid. Also zwei unterschiedliche Systeme (Lage und Höhe).
Die meisten GIS Systeme können die unterschiedlichen System verarbeiten, meist hapert es aber an der Kenntnis die Ursprungsdaten sauber in das System zu pflegen.
Gauß-Krüger-Koordinaten bezogen auf Bessel und dann Ausgabe bzw. Anzeige in UTM bezogen auf das ETRS89 (für Europa) klappt aber nicht wirklich und wenn dann nur 5 m scharf.
Daher sind die meisten GIS Systeme Vermessers Alptraum.

Zurück zu Deinem Problem.
Nach meinem Kenntnisstand kann man bei fast allen Ämtern, Hausnummerkoordinaten kaufen.
Das ist die sauberste Lösung. Denn im Ländlichen Bereich ausßerhalb von Stadtkernen wird Deine interpolation nicht taugen. Sie wird im besonderen dort versagen, wo man Hausnummern nach Höfen verteilt hat. Oder in Industriegebieten, hat man ähnliche Probleme, da die Firmen zum Teil unterschiedlich groß sein können.

Gruß Guido




Zurück zu Deinem Problem.

mamapapakind schrieb:

[...]Zuletzt ist WGS84 ein Koordinatensystem, das auf der UTM Projektion aufbaut. Soweit noch meine Kenntnisse aus meinem Geographiestudium. [...]

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um zu wissen, daß das falsch ist, muss ich nicht Geographie studiert haben.

Nachdem sich Guido die Mühe gemacht hat die Aspekte des Themas noch mal zusammenzufassen (vielen Dank, mir fehlte da der Nerv zu) können wir das Thema wohl abschließen.