Mit einem vertikalen Koordinatensystem wird der Ursprung für Höhen- und Tiefenwerte definiert. Genau wie ein horizontales Koordinatensystem stellt ein vertikales Koordinatensystem sicher, dass die Daten im Verhältnis zu anderen Daten räumlich korrekt dargestellt werden. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die Daten bearbeitet, Analysen durchgeführt oder Daten erstellt werden sollen.
Ein vertikales Koordinatensystem ist mit einer Maßeinheit versehen. Es handelt sich immer um eine lineare Einheit, in der Regel Fuß oder Meter (z. B. internationale Fuß oder Meter). Ein vertikales Koordinatensystem verfügt außerdem über eine Richtung. Damit wird angegeben, ob sich Werte positiv nach oben befinden, also Höhen über einer Oberfläche repräsentieren, oder positiv nach unten, wobei die Werte in einer Tiefe unter der Oberfläche liegen. Die folgende Abbildung enthält zwei vertikale Koordinatensysteme: das eine zeigt den mittleren Meeresspiegel, das andere mittleres Niedrigwasser. Der mittlere Meeresspiegel dient als Nullebene für Höhenwerte. Beim mittleren Niedrigwasser handelt es sich um ein tiefenbasiertes vertikales Koordinatensystem.
Für ein System, das auf der mittleren Meeresspiegelhöhe basiert, wird ein Z-Wert angezeigt. Jegliche Punkte, die unter der mittleren Meeresspiegelhöhe liegen und darauf Bezug nehmen, besitzen einen negativen Z-Wert. Das System, das auf dem mittleren Niedrigwasser basiert, ist mit zwei Z-Werten verknüpft. Da das auf dem mittleren Niedrigwasser basierende System tiefenbasiert ist, sind die Z-Werte positiv. Jegliche Punkte, die unter die mittlere Niedrigwasserhöhe fallen und darauf Bezug nehmen, besitzen einen negativen Z-Wert.
Hinweis:
Bei der Arbeit mit schwerkraftbasierten Höhenwerten (Höhen) werden die Daten relativ zum ellipsoiden Koordinatensystem der Karte dargestellt.
Ein vertikales Koordinatensystem kann für einen von zwei Oberflächentypen referenziert werden: schwerkraftabhängige Oberflächen (Geoid-Oberflächen) oder sphäroide (ellipsoide) Oberflächen.
Hinweis:
Wenn die Verarbeitung beginnt, werden 100 Bilder nach dem Zufallsprinzip ausgewählt, um die vertikale Genauigkeit zu bewerten. Bei Projekten mit weniger als 100 Bildern werden alle Bilder bewertet. Wenn die Höhe dieser Bilder unter dem erwarteten Schwellenwert liegt, der sich aus den verwendeten Koordinatensystemen ergibt, wird eine Warnung angezeigt, in der die Verwendung von Bodenpasspunkten oder des Werkzeugs zur Anpassung der Bildhöhe empfohlen wird, um eine Korrektur anzuwenden. Der Schwellenwert wird durch den Vergleich der relativen Höhe aus den Bildern (falls verfügbar) mit einer automatisch berechneten angepassten relativen Höhe bestimmt.
Beispiel:
Ein Bild hat eine absolute Höhe von 192,09 Metern, eine relative Höhe von 62,74 Metern, und die Geländehöhe an diesem Punkt beträgt 142,84 Meter.
Es wird eine angepasste relative Höhe berechnet (absolute Höhe minus Geländehöhe): 192,09 Meter - 142,84 Meter = 49,25 Meter.
Wenn die Differenz zwischen der ursprünglichen relativen Höhe und der angepassten relativen Höhe mehr als 10 % beträgt, wird das Bild zur Ausgleichung gekennzeichnet.
Differenz: ABS(62,74 Meter - 49,25 Meter) = 13,49 Meter
10 % von 62,74 Metern = 6,274 Meter
13,49 Meter > 6,274 Meter, daher wird das Bild gekennzeichnet.
Schwerkraftabhängiges vertikales (Geoid-)Koordinatensystem
Die meisten vertikalen Koordinatensysteme sind schwerkraftabhängig. Ein schwerkraftabhängiges Koordinatensystem ist meist mit nur lose mit einem bestimmten geographischen Koordinatensystem verbunden. Vertikale Koordinatensysteme können zusammen mit verschiedenen horizontalen Koordinatensystemen verwendet werden. Der Nullpunkt eines schwerkraftabhängigen vertikalen Koordinatensystems kann auf den mittleren Meeresspiegel oder einen Bezugswert festgelegt sein. Aufgrund topografischer Gegebenheiten, atmosphärischer Effekte oder anderer Faktoren kann der mittlere Meeresspiegel an verschiedenen Orten unterschiedliche Werte annehmen.
Bestandteil der Definition eines schwerkraftabhängigen Koordinatensystems ist ein vertikales Datum. Ein Beispiel finden Sie unten:
VERTCS["EGM96_Geoid",VDATUM["EGM96_Geoid"],PARAMETER["Vertical_Shift",0.0],PARAMETER["Direction",1.0],UNIT["Meter",1.0],AUTHORITY["EPSG",5773]]
Sphäroides (ellipsoides) vertikales Koordinatensystem
Ein kugelförmiges vertikales Koordinatensystem definiert Höhen, die sich auf ein Sphäroid eines geographischen Koordinatensystems beziehen. Ein Global Positioning System-Gerät (GPS) meldet intern Höhen, die sich relativ zum World Geodetic System von 1984 (WGS 1984)-Ellipsoid befinden. Ein in das GPS-gerät integriertes Geoid-Modell wandelt die ellipsoidbezogenen Höhenwerte in schwerkraftabhängige Höhen um. Eine kugelförmige Höhe ist eine geometrische Menge, allerdings nicht im physikalischen Sinne, da die Kugel eines geographischen Koordinatensystems über oder unter der tatsächlichen Erdoberfläche verlaufen kann. Kugelförmige Höhenangaben einer Fläche lassen schwerkraftinduzierte Bewegungen außer Acht, z. B. Wasserläufe. Bei der Arbeit mit kugelförmigen Höhen ist es auch möglich, dass Wasser bergan fließt.
Ein vertikales Koordinatensystem mit Höhen oder Tiefen, die sich auf einen Sphäroid (Kugel) beziehen, enthält eine Datumsdefinition, jedoch kein vertikales Datum. Ein Beispiel finden Sie unten:
VERTCS["WGS_1984",DATUM["D_WGS_1984",SPHEROID["WGS_1984",6378137.0,298.257223563]],PARAMETER["Vertical_Shift",0.0],PARAMETER["Direction",1.0],UNIT["Meter",1.0]]
Festlegen eines vertikalen Koordinatensystems für eine 2D- oder 3D-Karte
Führen Sie zum Angeben eines vertikalen Koordinatensystems auf einer 2D- oder 3D-Karte die folgenden Schritte aus:
- Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf die 2D- oder 3D-Karte, und wählen Sie Eigenschaften aus.
- Klicken Sie im Dialogfeld Karteneigenschaften auf die Registerkarte Koordinatensysteme.
Im Feld Aktuell Z wird das aktuelle vertikale Koordinatensystem der Karte angezeigt. Möglicherweise wurde kein vertikales Koordinatensystem festgelegt. Falls eines vorhanden ist, klicken Sie über dem Feld Aktuell Z auf Details, um die Einstellungen anzuzeigen.
- Klicken Sie auf das Feld Aktuell Z, um es zu markieren, und wählen Sie aus der entsprechenden Liste Verfügbare Z-Koordinatensysteme ein passendes Koordinatensystem aus, um das vertikale Koordinatensystem festzulegen oder zu ändern.
Für die Suche nach einem bestimmten Koordinatensystem können Sie im Suchfeld einen Suchbegriff eingeben. Vertikale Koordinatensysteme in einer globalen Szene müssen ellipsoidförmig sein, oder sie können nur schwerkraftabhängig sein, wenn sie die gesamte Erdkugel umfassen. Beispiele für globale vertikale schwerkraftabhängige Koordinatensysteme sind EGM2008 Geoid und EGM96 Geoid.
Wenn das vertikale Koordinatensystem ein Ellipsoid ist, muss es über das gleiche Datum wie das horizontale Koordinatensystem verfügen. Der Name des Datums und des Sphäroids und alle Sphäroid-Eigenschaften der zwei Koordinatensysteme müssen vollständig identisch sein.
- Zum Entfernen eines vertikalen Koordinatensystems aus einer Karte oder Szene klicken Sie auf Aktuell Z, wählen Sie
aus, und wählen Sie aus der Liste Verfügbare Z-Koordinatensysteme den Eintrag <Kein> aus.