Koordinatenreferenzsysteme

Koordinatenreferenzsysteme (KRS) sind Systeme, die festlegen, wie geografische Positionen auf der Erdoberfläche durch Koordinaten beschrieben werden. Sie verbinden einen geodätischen Referenzrahmen mit einer Abbildung auf die Ebene und definieren Ursprünge, Achsenrichtungen, Maßeinheiten und Höhenbezüge. Typischerweise umfassen KRS die geodätische Referenz (Datum), das Referenzellipsoid und optional ein Geoid-Modell; bei Projektionen kommt eine Kartenprojektion mit einer flachen Koordinatendarstellung hinzu.

Es wird unterschieden zwischen geografischen Koordinatensystemen (GCS), die Koordinaten in Breite und Länge auf einem Referenzellipsoid liefern, und projektierten Koordinatensystemen (PCS), die die Erdoberfläche auf einer Ebene abbilden und Koordinaten in Metern oder anderen Einheiten liefern. Projektionen führen Verzerrungen in Fläche, Form, Abstand oder Richtung auf, je nach Zweck.

Wichtige Bausteine sind Datum (das geodätische Bezugsmaß), Ellipsoid (theoretische Form der Erde), Geoid (Höhenbezug zur orthometrischen Höhe) und ggf. eine Transformationsregel zwischen CRS, etwa bei Datumswechsel oder Kartendrehung. Höhen werden oft als ellipsoidal height (h) oder orthometric height (H) angegeben.

Beispiele: WGS84 (geodätischer Referenzrahmen für GPS), EPSG:4326 (GCS WGS84), EPSG:4258 (ETRS89), UTM-Zone-PCS. In GIS-Anwendungen werden CRS angegeben, um Daten korrekt zu überlagern und Transformationspfade zu ermöglichen.

KRS sind zentral für Vermessung, Kartografie, Navigation und GIS. Fehlerhafte CRS-Angaben führen zu systematischen Verschiebungen und Verzerrungen.