Was muss ich über GDA2020 und ArcGIS wissen?

Antwort

Australien ist auf dem Weg zu einem neuen Koordinatensystem, dem Geocentric Datum of Australia 2020 (GDA2020), um ein robusteres, genaueres und leistungsfähigeres geodätisches Datum zu schaffen, das enger an globalen Positionsbestimmungssystemen wie GNSS ausgerichtet ist. Damit wird gewährleistet, dass Industrie, Wissenschaft und Öffentlichkeit in Australien sich selbst und ihre Daten genauer ausrichten können.Das neue Datum GDA2020 wurde durch Geoscience Australia und das Intergovernmental Committee on Survey and Mapping (ICSM) am 15. Dezember 2017 gestartet. Das aktuell vorhandene nationale geodätische Datum Geocentric Datum of Australia 1994 (GDA94) ist nicht in der Lage, die Erwartungen eines modernen technischen, über GPS-vernetzten Australiens zu erfüllen. Die australische Regierung hat 225 Millionen Dollar zugesagt, um eine Positionsbestimmung mit einer Genauigkeit von 5 bis 10 Zentimetern zu ermöglichen, was eine beträchtliche Verbesserung gegenüber der Genauigkeit von 5 bis 10 Metern, die aktuell mit GPS-fähigen Geräten erreichbar ist, darstellt.

Die Einführung von GDA2020 hat sowohl für Softwareanbieter als auch für Benutzer zusätzliche Anforderungen und Problemstellungen mit sich gebracht. Esri und Esri Australia haben eng mit ICSM und Geoscience Australia zusammengearbeitet, um zu gewährleisten, dass ArcGIS-Softwareprodukte die neuen Definitionen unterstützen. Mit der Bereitstellung von ArcGIS Pro 2.2 und ArcGIS 10.6.1 unterstützt Esri jetzt vollständig GDA2020 und die GDA2020 NTv2-Transformationsgitterdateien (National Transformation version 2) ohne Vorbereitungs- oder Anpassungsaufwand für den Nutzer.

Die Einführung eines neuen Koordinatensystems wirkt sich auf alle Bereiche der Software aus. Die Unterstützung von Esri für GDA2020 wurde parallel zur Veröffentlichung des Koordinatensystems und der zugehörigen Transformationsmethoden schrittweise hinzugefügt.

• Mit ArcGIS 10.5 und ArcGIS Pro 2.0 wurde das Koordinatensystem GDA2020 eingeführt. Es wurde unter Koordinatensystem neu eingefügt und ermöglicht die Erfassung neuer Daten innerhalb dieses Raumbezugs. Allerdings waren die Transformationsmethoden zu diesem Zeitpunkt noch nicht verfügbar, und vorhandene Daten konnten nicht in GDA2020 projiziert werden.
• Mit ArcGIS 10.6 und ArcGIS Pro 2.1 wurde die mathematische Ähnlichkeitstransformation mit sieben Parametern eingeführt. ICSM hat auch zwei nationale 2D-Transformationsgitter für GDA1994-GDA2020 entwickelt, die nicht mit der Software veröffentlicht wurden. Diese könnten manuell hinzugefügt werden, indem die Gitterdateien heruntergeladen, umbenannt und im entsprechenden Produktverzeichnis abgelegt werden.
• Bei ArcGIS 10.6.1 und ArcGIS Pro 2.2 stellt Esri nun GDA2020 als Koordinatensystem zur Verfügung und unterstützt GDA2020 NTv2-Dateien als separate Installation über My Esri > Eigene Organisationen > Downloads > Daten und Inhalte > ArcGIS-Koordinatensystemdaten.

Hinweis: GDA2020 wird in früheren Versionen von ArcGIS mit Ausnahme der Dienstprogrammversion ArcGIS 10.2.1 nicht unterstützt.

GDA1994-GDA2020-Transformation

Eine geographische Transformation ist eine mathematische Operation, die die Koordinaten eines Punktes in einem geographischen Koordinatensystem in die Koordinaten desselben Punktes in einem anderen geographischen Koordinatensystem konvertiert. Eine gitterbasierte Transformationsmethode kann kleine Änderungen zwischen zwei geographischen Koordinatensystemen sehr genau modellieren. Gitterdateien können ziemlich groß sein. ICSM hat zwei nationale 2D-Transformationsgitter wie folgt veröffentlicht:

• Winkeltreu: Eine Gitternetzversion der Ähnlichkeitstransformation mit sieben Parametern. Der grundlegende Unterschied zwischen GDA94- und GDA2020-Koordinaten hauptsächlich wegen der Bewegung tektonischer Platten (etwa 1,7 m NNO über 26 Jahre) und
• Winkeltreu + Verzerrung: Vereinigt die winkeltreue Ähnlichkeitstransformation mit sieben Parametern mit lokalisierter und regionaler Verzerrung, die sich in der Verschmelzung der Koordinaten der Kontrollnetzwerke der Landvermessung im ganzen Land zeigt.

Wegen ihrer Größe sind diese Gitternetze als separate Installation über "My Esri" für ArcGIS 10.6.1 und ArcGIS Pro 2.2 verfügbar. Sie sind auch direkt auf der GitHub-Website für ICSM verfügbar.

Wenn mit einer unterstützten Version gearbeitet wird und die NTv2-Transformationsgitter installiert wurden, sind drei Methoden der Transformation zwischen GDA1994 und GDA2020 verfügbar:

• GDA_1994_To_GDA2020_1: Ähnlichkeitstransformation mit sieben Parametern.
• GDA_1994_To_GDA2020_NTv2_C: Winkeltreues Gitternetz.
• GDA_1994_To_GDA2020_NTv2_CD: Winkeltreues Gitternetz mit Verzerrung.

Da die Software nicht mit Gitterdateien bereitgestellt wird, ist in ArcGIS, solange die Gitterdateien noch nicht in die Produktverzeichnisse geladen wurden, nur die Ähnlichkeitstransformation mit sieben Parametern verfügbar. Der Benutzer muss sicherstellen, dass eine geeignete Transformationsmethode auf den Karten- oder Datenrahmen angewendet wird, wenn GDA94-Daten in einem GDA2020-Datenrahmen angezeigt werden oder umgekehrt. Die Methoden der Transformation geographischer Koordinatensysteme sind in den folgenden Abbildungen dargestellt:

• ArcGIS Pro:

• ArcMap:

Web-GIS zeigt standardmäßig Daten in WGS 1984 Web Mercator (Auxiliary Sphere) mit Daten an, die häufig on-the-fly in der Web-Projektion projiziert werden, um eine Ausrichtung mit der Grundkarte und eine Anpassung an die globale Projektion zu erreichen. GDA94 und WGS84 sind im Allgemeinen mit nur geringer Auswirkung auf die Positionsgenauigkeit gegeneinander austauschbar. Mit der Modernisierung des australischen Datums auf GDA2020 gibt es leider keine definitive Beziehung zwischen GDA2020 und WGS84. Dies führt dazu, dass eine Transformation zwischen GDA2020 und WGS84 einen Fehler von 3 Metern oder mehr aufweist.

Daten in der Webkartenumgebung können mit Esri Grundkarten und Webszenen und sonstigen WGS84-basierten Daten angezeigt werden. In den meisten Fällen stellt dies kein Problem dar, da die generischen Grundkarten-Daten aus vielen Quellen mit variierenden Positionsgenauigkeiten abgeleitet werden.

Aus Sicht der Benutzerdaten gibt Esri Australia die folgenden Empfehlungen:

• Transformieren Sie alle Daten in GDA2020 und veröffentlichen Sie erneut in Web-GIS in GDA2020 oder einem GDA2020-basierten projizierten Koordinatensystem.
• Wenn Sie in WGS84 veröffentlichen, dann verwenden Sie den Projektionspfad von GDA2020 zu GDA94. Die Daten werden dann mit GDA94-Genauigkeit veröffentlicht, und Koordinatentransformationen zwischen WGS84 und GDA94 können durchgeführt werden.
• Erstellen Sie Grundkarten (Bilddaten, Straße und Topografisch) in GDA2020.
• Mischen Sie in Web-GIS keine Daten aus GDA94 und GDA2020, da dabei ein Ausrichtungsfehler von 1,8 Metern entsteht.
• Wenn in Web-GIS eine Koordinatenkonvertierung von WGS84 in GDA2020 erforderlich ist, dann verwenden Sie den Transformationspfad von WGS84 über GDA94 zu GDA2020.