Koordinatenreferenzen

Koordinatenreferenzen umfassen das System, das es ermöglicht, Positionen im Raum eindeutig zu beschreiben und zu verarbeiten. In der Geodäsie, Kartografie und Geoinformatik bezeichnet der Begriff oft das Koordinatenreferenzsystem (CRS), das die geometrische Lage von Punkten über Geodäten, Koordinatenachsen und Maßeinheiten definiert. Wurde zusätzlich eine vertikale Komponente aufgenommen, spricht man von Höhen- oder Tiefenreferenz. Koordinatenreferenzen sind Grundlage für Karten, GPS-Navigation, räumliche Analysen und Datenaustausch, da unterschiedliche Systeme ohne Transformation nicht kompatibel zueinander sind.

Ein CRS besteht aus mehreren Bausteinen: dem Bezugssystem (geodätische Referenz), einem Bezugsellipsoid, einem festen Ursprung bzw. Datum und der Maßeinheit. Man unterscheidet grob zwischen geografischen CRS, bei denen Koordinaten in Breiten- und Längengraden angegeben werden, und projizierten CRS, bei denen Lagepunkte als x- und y-Werte in Metern oder Fuß dargestellt werden. Geografische CRS beziehen sich direkt auf die Erde; Projektionen wandern die Erdoberfläche auf eine ebene Ebene ab und ändern Distanzen und Winkel je nach Projektion. Typische Beispiele sind WGS84 (geografisch, GPS) und ETRS89 (Europa), sowie UTM-Projektionen, die die Erde in Zonen unterteilen.

CRS werden oft durch EPSG-Codes beschrieben und im OGC-Standardformat ausgedrückt. Der Wechsel von einem CRS zu einem anderen erfordert eine Transformation, die Positionswerte, Achsenordnung und ggf. das zugrunde liegende Datum berücksichtigt. Dabei können horizontale Transformationen (Position) und vertikale Transformationen (Höhe) separat erfolgen. Vertikale Referenzsysteme, wie NAVD88 oder EGM2008, ergänzen die räumliche Referenz um Höhenreferenzen.

Die Wahl des richtigen Koordinatenreferenzsystems ist entscheidend für Genauigkeit, Kompatibilität und Reproduzierbarkeit räumlicher Analysen. Fehlende oder inkonsistente Referenzen führen zu Abweichungen bei Kartendarstellungen, Vermessungen oder Datenaustausch. Organisationen dokumentieren CRS in Metadaten und nutzen Werkzeuge zur Rekonstruktion, Transformation und Validierung der Koordinaten.