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Eigenschaften eines Raumbezugs

Mit einem Raumbezug wird beschrieben, an welchen Orten der realen Welt sich Features befinden. Beim Erstellen eines Geodatabase-Feature-Datasets oder einer Standalone-Feature-Class definieren Sie einen Raumbezug. Der Raumbezug umfasst neben einem Koordinatensystem mit X-, Y- und Z-Werten auch Toleranz- und Auflösungswerte für die X-, Y-, Z- und M-Werte.

Koordinatensystem

XY-Koordinaten werden mit einem geographischen oder projizierten Koordinatensystem georeferenziert. Ein geographisches Koordinatensystem (Geographic Coordinate System, GCS) ist durch ein Datum, eine Winkelmaßeinheit (in der Regel Grad) und einen Nullmeridian definiert. Ein projiziertes Koordinatensystem (Projected Coordinate System, PCS) ist durch eine Längenmaßeinheit (in der Regel Meter oder Fuß), eine Kartenprojektion, spezifische Parameter der Kartenprojektion und ein geographisches Koordinatensystem definiert.

Ein projiziertes oder geographisches Koordinatensystem kann als optionale Eigenschaft ein vertikales Koordinatensystem aufweisen. Ein vertikales Koordinatensystem (VKS) dient als geographische Referenz für Z-Werte, mit denen meist Höhen angegeben werden. Ein vertikales Koordinatensystem enthält ein geodätisches oder vertikales Datum, eine Längenmaßeinheit, eine Achsenrichtung und eine Vertikalverschiebung.

M- bzw. Messwerte haben kein Koordinatensystem.

Für Raumbezüge mit unbekanntem Koordinatensystem (Unknown Coordinate System, UCS) geben Sie lediglich eine Toleranz an. Ein Feature, das mit einem UCS verknüpft ist, kann nicht geographisch referenziert werden. Wenn das XY-Koordinatensystem unbekannt ist, können Sie kein vertikales Koordinatensystem festlegen. Sie sollten möglichst kein unbekanntes Koordinatensystem verwenden. Da der gültige Verwendungsbereich und die Maßeinheit unbekannt sind, eignen sich die Auflösungs- und Toleranzwerte möglicherweise nicht für die Daten.

Auflösung

Die Auflösung stellt die Detaillierungsebene dar, mit der die Position und Form geographischer Features in einer Feature-Class abgebildet werden. Dies entspricht dem Mindestabstand in Karteneinheiten, durch den eindeutige X- bzw. Y-Werte in den Feature-Koordinaten voneinander getrennt sein müssen. Wenn beispielsweise ein Raumbezug eine XY-Auflösung von 0,01 aufweist, können die X-Koordinaten 1,22 und 1,23 als separate Koordinatenwerte gespeichert werden, die X-Koordinaten 1,222 und 1,223 werden jedoch beide als 1,22 gespeichert. Dies wird in der folgenden Grafik veranschaulicht. Die letzte Ziffer auf dem zweiten X-Koordinatenpaar wird abgeschnitten, weil die Änderung des Wertes kleiner als die XY-Auflösung ist. Gleiches gilt für Y-Koordinaten.

Auflösung definiert eindeutige X- und Y-Werte

Softwareentwickler bevorzugen die Darstellung von Ganzzahlkoordinaten in einem kartesischen Raster mit sehr feinem Netz. Der Punktabstand innerhalb des Netzes wird durch die Koordinatenauflösung definiert. Alle Feature-Koordinaten sind gemäß dem ausgewählten Koordinatensystem georeferenziert und werden dann an einem Koordinaten-Raster gefangen. Dieses Gitter, das auch als Koordinatenauflösungsgitter bezeichnet wird, ist durch die Auflösung definiert, mit der die Genauigkeit der Koordinatenwerte bestimmt wird (d. h. die Anzahl der signifikanten Ziffern). Die Auflösung bestimmt die Feinheit des Koordinatenauflösungsgitters, das über die gesamte Ausdehnung der Feature-Class oder des Feature-Datasets gelegt wird. Alle Koordinaten werden an diesem Gitter gefangen, und mit der Auflösung werden die Abstände zwischen den einzelnen Gitternetzlinien festgelegt.

Auflösungsgitter

Die Auflösungswerte liegen in denselben Einheiten wie das entsprechende Koordinatensystem vor. Wenn beispielsweise in einem Raumbezug ein projiziertes Koordinatensystem mit der Einheit Meter verwendet wird, ist der Auflösungswert in Metern festgelegt. Der Standardwert für die Auflösung ist 0,0001 Meter (1/10 Millimeter) oder dessen Äquivalent in Karteneinheiten. Wenn beispielsweise eine Feature-Class in State Plane-Fuß gespeichert ist, liegt die Standardgenauigkeit bei 0,0003281 Fuß (0,003937 Zoll). Wenn die Koordinaten als Breiten- und Längengrad angegeben sind, beträgt die Standardauflösung 0,000000001 Grad.

Feature-Koordinaten mit kleineren (feineren) XY-Auflösungen können mehr Ziffern für die Genauigkeit umfassen. Allerdings können sehr kleine XY-Auflösungen die Performance dadurch beeinträchtigen, dass viel Speicherplatz belegt wird und sich die E/A-Performance verringert. Mit steigendem XY-Auflösungswert (also einer Vergröberung) sinkt die Genauigkeit der Feature-Koordinaten. Die Feature-Grenzen werden geglättet, vereinfacht oder gar nicht angezeigt.

Im folgenden Beispiel kann das Gitter mit der großen XY-Auflösung das Polygon-Feature nicht mit so hoher Genauigkeit speichern. Umgekehrt kann das Gitter mit der kleinen XY-Auflösung das Polygon-Feature mit größerer Genauigkeit speichern, und dessen Form wird beibehalten.

Auflösungen

Esri empfiehlt, nur in Ausnahmefällen von der Standard-XY-Auflösung abzuweichen. Diese hat sich gut bewährt und kann in fast allen Situationen die entsprechende Koordinatengenauigkeit speichern.

Toleranz

Ein Raumbezug enthält auch Toleranzen. X-, Y-, Z- und M-Koordinaten sind jeweils Toleranzen zugeordnet, mit denen die Genauigkeit der Koordinaten angegeben wird. Die Toleranz ist der Mindestabstand zwischen Koordinaten. Wenn sich eine Koordinate innerhalb der Toleranz einer anderen befindet, werden sie als eine Position interpretiert. Mit diesem Wert wird bei relationalen und topologischen Operationen ermittelt, ob zwei Punkte nah genug beieinander liegen, um die gleichen Koordinatenwerte zu ergeben, oder ob sie weit genug auseinander liegen, um als jeweils eigene Koordinatenwerte zu zählen.

Beispielsweise sind in der folgenden Grafik zwei gleichrangige Linien-Features in derselben Feature-Class enthalten. Wenn sich der Stützpunkt V2 bei der Topologieüberprüfung innerhalb der XY-Toleranz des anderen Stützpunktes V1 (oder umgekehrt) befindet, werden beide an eine neue Position verschoben (also um den gewichteten Entfernungsdurchschnitt zwischen den Koordinaten).

Beispiel: Cluster-Toleranz

Die Standardtoleranz ist auf 0,001 Meter oder deren Äquivalent in Karteneinheiten festgelegt. Hierbei handelt es sich um den zehnfachen Standardwert für die Auflösung. Dieser Wert wird in den meisten Fällen empfohlen. Sie können einen benutzerdefinierten XY-Toleranzwert festlegen, er sollte sich jedoch niemals dem Auflösungswert der Datenerfassung nähern. Die kleinste zulässige Toleranz ist das Doppelte der Auflösung.

Hinweis:

Aus unterschiedlichen Toleranzwerten können sich voneinander abweichende Ergebnisse für relationale und topologische Operationen ergeben. So können beispielsweise zwei Geometrien bei sehr niedrigem Toleranzwert als nicht verbunden klassifiziert werden (keine gemeinsamen Punkte), während ein größerer Toleranzwert dazu führt, dass sie als lagegleich und somit derselben Koordinatenposition zugewiesen klassifiziert werden.