Koordinatensysteme: wo genau ist „hier"?

Wenn Ihnen jemand die Koordinate 52.1057, 7.0356 nennt, wissen Sie noch nicht, wo das ist. Sie brauchen zusätzlich die Antwort auf drei Fragen: Auf welches Erdmodell bezieht sich die Angabe? Auf welchen Nullpunkt? In welcher Abbildung?

Genau das beschreibt ein Koordinatenreferenzsystem. In der Praxis begegnet es Ihnen als kurzer Code – etwa EPSG:25832.

Die drei Bestandteile

Das Erdmodell (Ellipsoid). Die Erde ist keine Kugel, sondern an den Polen abgeplattet. Für Berechnungen wird sie durch ein Rotationsellipsoid angenähert. Verschiedene Ellipsoide passen unterschiedlich gut zu verschiedenen Weltregionen – historisch wurden sie jeweils für das eigene Land optimiert.

Der Bezugsrahmen (Datum). Legt fest, wie das Ellipsoid gegenüber der tatsächlichen Erde ausgerichtet und verankert ist. Zwei Systeme mit demselben Ellipsoid, aber unterschiedlichem Datum liefern für denselben Punkt verschiedene Koordinaten.

Die Abbildung (Projektion). Übersetzt die Kugelkoordinaten in ebene Meterkoordinaten – siehe Kartenprojektionen.

Die Systeme, die Ihnen begegnen

WGS 84 (EPSG:4326) ist das globale System, auf dem die Satellitennavigation beruht. Koordinaten in Grad, weltweit einheitlich. Jedes Smartphone, jedes Navigationsgerät und praktisch jeder Online-Kartendienst arbeitet damit. Der Standard für alles, was weltweit funktionieren muss.

ETRS89 ist das europäische Pendant. Der entscheidende Unterschied: Es ist an die eurasische Kontinentalplatte gekoppelt und bewegt sich mit ihr. WGS 84 ist global fixiert – und weil sich die Platte jährlich um einige Zentimeter verschiebt, driften beide Systeme langsam auseinander. Für Kartendarstellungen ist das bedeutungslos, für Vermessung nicht.

UTM ist die zugehörige Abbildung in Meterkoordinaten. Die Erde wird in 6 Grad breite Streifen geteilt, jeder Streifen einzeln abgebildet. Dadurch bleibt die Verzerrung innerhalb eines Streifens sehr gering. Deutschland liegt in den Zonen 32 und 33; die zugehörigen Codes lauten EPSG:25832 und EPSG:25833. Das ist heute der amtliche Standard in Deutschland.

Gauß-Krüger war der frühere deutsche Standard – vom Prinzip her ähnlich, aber mit 3 Grad schmalen Streifen und einem anderen Ellipsoid. Sie treffen es noch in älteren Datenbeständen, in Katasterunterlagen und in gewachsenen Fachanwendungen. Eine Umrechnung nach ETRS89/UTM ist möglich, erfordert aber die richtige Transformation – eine reine Koordinatenumrechnung ohne Datumswechsel erzeugt Abweichungen im Bereich von etwa hundert Metern.

Web-Mercator (EPSG:3857) ist das System der Online-Karten. Es behandelt die Erde vereinfachend als Kugel und ist deshalb weder streng winkeltreu noch für Flächen- oder Entfernungsberechnungen geeignet. Zur Darstellung im Browser hervorragend, zur Analyse ungeeignet.

Was in der Praxis schiefgeht

Der Datensatz liegt im Meer vor Afrika. Der Klassiker. Der Punkt (0, 0) liegt im Golf von Guinea – dort landen Geodaten, deren Koordinaten als Nullwerte interpretiert wurden oder deren Bezugssystem fehlt.

Die Ebene liegt neben der anderen. Zwei Datensätze mit unterschiedlichem Bezugssystem, von denen einer nicht korrekt umprojiziert wurde. Sie liegen dann um einen konstanten Betrag versetzt – bei verwechselten UTM-Zonen um hunderte Kilometer.

Der Datensatz ist um den Faktor 100.000 zu groß oder zu klein. Grad wurden als Meter interpretiert oder umgekehrt.

Flächen und Entfernungen stimmen nicht. Berechnungen wurden in einem Gradsystem wie WGS 84 ausgeführt. Ein Grad Länge ist am Äquator etwa 111 Kilometer breit, in Deutschland nur noch rund 68 – Flächenberechnungen in Grad sind deshalb systematisch falsch. Für Messungen immer in ein metrisches System wie UTM umprojizieren.

Wie wir liefern

Unsere digitalen Kartengrundlagen liefern wir standardmäßig in ETRS89 / UTM für Deutschland und in WGS 84 für internationale Datensätze. Das Bezugssystem ist im Datensatz hinterlegt – beim Shapefile in der .prj-Datei, beim GeoPackage im Container.

Wenn Ihr System ein anderes Bezugssystem erwartet, nennen Sie uns den EPSG-Code. Wir liefern dann direkt passend, statt Ihnen die Umprojektion zu überlassen – das erspart genau die Fehlerquellen, die oben beschrieben sind.