Koordinatensysteme

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Koordinatensysteme verwenden zwei oder mehr Zahlen (Koordinaten), um die Position eines Punkts oder einer anderen Geometrie im Raum zu bestimmen. Das metigo-Produkt verwendet kartesische (orthogonale) Koordinatensysteme. Es unterscheidet zwischen diesen Systemen:
  • Bildkoordinaten - mit dem Ursprung in der oberen linken Ecke wird dies für jedes Bild verwendet, egal ob korrigiert oder nicht.
  • Objektkoordinaten - Mit einem Ursprung, der durch die Anforderungen des Projekts definiert ist, können Objektkoordinaten entweder 2D oder 3D sein und auf verschiedene Bezugssysteme (WKS, BKS) verweisen. Dabei wird das mathematische System anstelle der geodätischen Bezeichnung für die Achse verwendet (Rechtswert - X-Achse , Hochwert - Y-Achse).
    • metigo® MAP funktioniert im Allgemeinen in einem kartesischen 2D-Objektraum, mit Ausnahme der neuen Funktion 3D-Kartierung.
    • metigo® 3D
  • Papierkoordinaten - Mit dem Ursprung in der unteren linken Ecke des Papiers wird dieses System für das Layout in metigo® MAP verwendet.

Koordinatenysteme in der Photogrammetrie

In der Photogrammetrie verwendet man hauptsächlich zwei Koordinatensysteme, das Bildkoordinatensystem und das Objektkoordinatensystem. Um die durch ein Bild definierte zentrale Projektion handhaben zu können, werden Gleichungen benötigt, um den Zusammenhang zwischen Bildkoordinate und Objektkoordinate zu beschreiben.

Bildkoordinatensystem

Bildkoordinaten sind orthogonale 2D-Koordinaten eines Bildpunktes. Der Ursprung dieses ebenen kartesischen Koordinatensystems ist das Bildzentrum, das nicht durch den Hauptpunkt, einen Parameter der inneren Ausrichtung der Kamera, verwechselt werden darf. Das Bildkoordinatensystem sollte nicht mit dem Sensor-/Pixel-Koordinatensystem verwechselt werden.

  • Bei CCD-Sensoren werden sie aus der Sensorgröße in [mm] ermittelt, der Ursprung ist die Bildmitte.
  • Bei photogrammetrischen Kameras ergibt sich der Ursprung aus den Passmarken oder dem zentralen Rasterpunkt der Réseau-Platte.

Merke Merke: Trotzdem verwendet die metigo®-Software intern für alle Berechnungen das Bildkoordinatensystem. Die Bildkoordinaten werden zur Anzeige in das Pixelkoordinatensysteme übertragen.

Objektkoordinatensystem

Objektkoordinaten sind Punkte, die direkt auf dem Objekt in einem kartesischen Koordinatensystem gemessen werden. 3D-Objektkoordinaten werden in einem lokalen oder in einem übergeordneten Bezugssystem von der Totalstation erfasst. Die von der Totalstation gemessenen Punkte werden auch als Passpunkte bezeichnet.

Der Ursprung der Objektkoordinaten wird vor Ort willkürlich festgelegt und hängt vom Objekt selbst ab. Dies kann ein bestimmter Punkt innerhalb des Objekts oder eine einfache Fensterachse, eine Wandecke oder ähnliches sein. Ein übergeordnetes Koordinatensystem kann ebenfalls verwendet werden.

Die Objektkoordinaten können entweder in einem WKS (Weltkoordinatensystem) oder einem BKS (Benutzerkoordinatensystem) liegen.

Weitere Koordinatensysteme

Modellkoordinatensystem

Modellkoordinatensysteme sind kartesische Koordinatensysteme, die auf metigo® 3D beschränkt sind. Sie werden verwendet, um die Position und Ausrichtung von zwei oder mehr Bildern (bzw. deren Bildkoordinatensystemen) zu speichern. Note Hinweis: Jedes Stereomodell verfügt über ein eigenes Modellkoordinatensystem, dessen Ursprung das Projektionszentrum des linken Bildes ist.

Pixelkoordinatensystem

Das Pixelkoordinatensystem, auch Sensorkoordinatensystem genannt, ist ein linkshändiges System, dessen Ursprung in der oberen linken Ecke des Sensors liegt. Die Pixel befinden sich in einem Koordinatensystem, in dem die x-Achse über die Zeilen und die y-Achse über die Spalten verläuft.

Papierkoordinatensystem

Das Papierkoordinatensystem wird zum Entwerfen des Layouts verwendet. Sein Ursprung befindet sich in der unteren linken Ecke mit den Koordinaten X: 0.000 cm, Y: 0.000 cm.

Räume und ihre Koordinaten in metigo® MAP

Jedes Projekt enthält zwei Räume mit individuellen Koordinatensystemen, einer bezieht sich auf den Objektraum [m] und der andere auf den Papierraum [cm].

Der Objektraum Ihres Kartierungprojekts dient als Basis für die Mengenermittlung und für die Berechnung von Maßen in den erzeugten Tabellen. Die Objektkoordinaten beziehen sich über den Maßstab des Bildes auf das gleichgerichtete Bild. Die Referenz der Objektkoordinaten wird beim Lesen der CAD-Datei direkt aus der Zeichnung übernommen. Die Objektkoordinaten werden dann über die Projektskala auf den Papierraum skaliert.

Die Koordinaten auf dem Papierbereich [cm] beziehen sich auf das Layout, das Sie für Ihr Projekt konfiguriert haben. Es zeigt die Position des Objekts entsprechend der gewählten Papiergröße bei einem Ausdruck von 100%.

Die linke Seite der Statusleiste am unteren Rand des Programmfensters zeigt die Objektkoordinaten sowie die Koordinaten des Papierbereichs an.

Objektkoordinaten in metigo® MAP

Zur Entzerrung werden nur die x- und y-Koordinaten (2D-Objektkoordinaten) verwendet. Der z-Wert gibt ein Maß für die Position dieser Koordinaten in Bezug auf die Entzerrungssebene an. So können Sie Fehler besser bewerten. Für vertikale oder schräge Ebenen müssen diese 3D-Koordinaten in ein benutzerdefiniertes Koordinatensystem (BKS) transformiert werden, dessen XY-Ebene parallel zur Entzerrungsebene liegt. Es gibt drei Möglichkeiten:

  • Transformieren Sie die Punkte in einer Standard-Vermessungssoftware, bevor Sie die Objektkoordinaten in das Projekt laden.
  • Laden Sie die 3D-Objektkoordinaten und übertragen Sie diese während des Ladevorgangs, indem Sie ein BKS auswählen, das zuvor in metigo® MAP definiert wurde.

load the 3D-object coordinates and transfom them during the loading process by selecting a UCS, previously defined in metigo® MAP;

  • Wählen Sie während des Transformationsprozesses ein BKS aus.

Während der Kartierung geben die Objektkoordinaten die Position eines kartierten Elements (Fläche, Linie, Vektorsymbole, ...) und dessen Zuordnung (Schäden, Maße, ...) zum Objekt in Bezug auf den definierten Koordinatenursprung innerhalb des Objekts an. Sie sind von großer Bedeutung für die Mengenermittlung der abgebildeten Merkmale (Flächen, Linien, Bemaßungen).

Papierkoordinaten in metigo® MAP

Die Koordinaten des Papierbereichs werden hauptsächlich zur Gestaltung des Layouts verwendet. Sie beziehen sich auf den Ursprung des Papierraums. Diese befindet sich immer in der linken unteren Ecke mit den Koordinaten X: 0.000 cm, Y: 0.000 cm. Layoutelemente, z.B. Legenden, Schriftfelder, Maßstabsleisten oder Bogenlinien können an jeder beliebigen Stelle eingefügt werden. Die Koordinaten können entweder durch Betätigen der Schaltfläche Einfügepunkt im jeweiligen Werkzeugfenster in ein Schriftfeld eingegeben oder mit der Schaltfläche IconDraw MeasInsertPoint.png Einfügepunkt messen gemessen werden.


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Modellkoordinaten in metigo® 3D

Glossar

Ursprung

Der Ursprung eines Koordinatensystems liegt dort, wo sich die Achsen schneiden:

  • in 2D: X- und Y-Achse schneiden sich bei (0,0)
  • in 3D: X-, Y- und Z-Achse schneiden sich bei (0,0,0)

Sie können den Ursprung Ihres metigo® MAP-Projekts mithilfe der Funktion für das Projektkoordinatensystem ändern.

BKS

Ein bewegliches und drehbares Koordinatensystem wird als Benutzerkoordinatensystem (BKS) bezeichnet. Es ist eine affine Transformation des verwendeten WKS. Normalerweise wird es innerhalb einer Projekthierarchie für einzelne Wandflächen oder Ansichten von Decken und Böden eines größeren Objekts verwendet.

WKS

Ein festes Koordinatensystem wird als Weltkoordinatensystem (WKS) bezeichnet. Diese Systeme können entweder lokal definierte oder übergeordnete Koordinatensysteme sein:

  • Gauß-Krüger- oder Soldner-Koordinatensysteme;
  • UTM (Universaler Transversaler Mercator) in seinen verschiedenen Zonen.
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Susanne Geck (Diskussion) 11:34, 2. Feb. 2016 (CET)