DE4028214C2 - Verfahren zur Umsetzung von in Werten eines geographischen Koordinatensystems erzeugten Standortdaten in eine auf einem karthesischen Koordinatensystem beruhende Rasterform - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Umsetzung von in Werten eines Koordinatensystems quasi kontinuierlich erzeugten Standortdaten in eine auf einem anderen Koordinatensystem beruhende Form, die einer auf einem Bildschirm darstell­ baren Karte zugeordnet ist, wobei für das Bild der Karte ein Netz mit Datenpunkten definiert wird, die jeweils durch einen Schnittpunkt einer Längengradlinie mit einer Breitengradlinie und durch kartesische Koordinatenwerte der Karte festgelegt sind und wobei die Datenpunkte als Referenzwerte für die Umrechnung der in einem Koor­ dinatensystem erzeugten Standortdaten in das andere Koordinatensystem verwendet werden.

Ein derartiges Verfahren ist bekannt (EP 242 050 A1). Bei dem bekannten Verfahren können Karten, denen kartesische Koordinatenwerte zugeordnet sind, in unterschiedli­ chen Maßstäben auf einem Bildschirm dargestellt werden. Von jeder auf dem Bildschirm mit kartesischen Koordinaten dargestellten Karte wird nur ein Referenzwert für die Umsetzung der kartesischen Koordinatenwerte in Längen- und Breitengradwerte ausgewählt. Dieser Referenzwert ist derjenige, der zentral in der Karte liegt. Die Abstände der in kartesischen Koordinaten gegebenen Punkte der Karte vom Referenz­ punkt werden mit einem festen Längen- und einem festen Breitengradkoeffizienten multipliziert.

Bekannt ist auch ein Fahrzeugnavigationsgerät, mit dem in einem erdfesten Koor­ dinatensystem trotz eines Skalenfehlers eines Geschwindigkeitsgebers des Fahrzeugs und trotz Abweichungen zwischen gemessener und tatsächlicher Geschwindigkeit die Position des Fahrzeugs mit hoher Genauigkeit angegeben werden kann. Hierzu werden durch Anfahren eines einer eindeutigen Position zugeordneten Geländepunkts Korrekturgrößen berechnet (DE 30 33 279 C2).

Geographische Informationssysteme erlauben es Benutzern, große Mengen räumlich verteilter Daten zu sammeln, zu verwalten und zu analysieren. Charakteristisch hierbei ist, daß diese Daten räumlich bzw. flächenmäßig indexiert sind, wodurch Daten von Karten und beispielsweise Positionsdaten miteinander vereinigt und dargestellt werden können. So können z. B. die Standorte von sich bewegenden Fahrzeugen, Flugzeugen oder Schiffen in einer auf einem Bildschirm dargestellten Landkarte angezeigt werden.

Die Standortdaten der sich bewegenden Objekte, die einem Rechner mitgeteilt werden, müssen von diesem in die Koordinaten der gespeicherten Karten umgerechnet werden.

Für die Speicherung, Analyse und Ausgabe von räumlichen Daten werden zwei Verfahren benutzt:
In der Vektordarstellung werden Daten nach Objekten organisiert. Ihre Darstellung geschieht durch Polygone. Geographische Objekte werden durch Punkte, Linien oder Gebiete (Polygone) dargestellt. Beispielsweise werden Städte durch Punkte, Straßen und Flüsse durch Linien und Seen sowie politische Einheiten durch Regionen dargestellt. Ein Vektorsystem kann dann gewählt werden, wenn die Daten nach Eigenschaften interpretiert werden sollen. Mit einer Vektorgrafik ist eine präzise Darstellung der Standorte auf einer Karte möglich; diese Erstellung von Vektorkarten ist aber zeitaufwendig und erfordert aufwendige, nicht standardisierte technische Einrichtungen.

In der Rasterdarstellung werden Daten nach räumlichen Adressen organisiert und mit Hilfe eines Gitters angezeigt. Die X-Y-Lage eines Datenfelds entspricht dabei der räumlichen Lage des jeweiligen Merkmalpunkts. In den Elementen des Datenfelds sind die Attribute des jeweiligen Punkts enthalten. Das Rasterformat eignet sich für die Verarbeitung von auf Gebiete bezogenen Merkmalen. Die Rastergrafik kommt mit Standardeinrichtungen aus und erfordert einen geringeren Aufwand als die Vektorgrafik. Die Genauigkeit der Rastergrafik ist infolge von Abweichungen des verwendeten Kartenmaterials und infolge der Verwendung eines konstanten Kalibrierfaktors in vielen Fällen unbefriedigend.

Für die Darstellung von geographischen Daten, insbesondere von Standorten auf einer Kartengrafik, die auf einem Bildschirm angezeigt wird, wäre es vorteilhaft, als Quellen auf Kartenmaterial für den menschlichen Kartenleser zurückgreifen zu können und trotzdem die Standorte mit hoher Präzision darzustellen. Kartenmaterial der vorstehend beschriebenen Art ist kostengünstig verfügbar und kann z. B. manuell eingescannt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung dahingehend weiterzuentwickeln, daß auf einfache Weise Standortdaten, die auf ein geographisches Koordinatensystem bezogen sind, in eine auf einem kartesischen Koordinatensystem beruhende Rasterform mit großer Genauigkeit umgesetzt werden können oder wahlweise die in Rasterform vorliegenden Standortdaten in Angaben des geographischen Koordinatensystems mit großer Genauigkeit umgesetzt werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung beruht auf dem Prinzip, den in konkreten kartesischen Koordinatenwerten vorliegenden Rasterkarten ein vektorisiertes Netz, bestehend aus Längen- und Breitengradlinien, zu überlagern. Es werden die jeweiligen Kreuzungspunkte dieses Netzes unter Zuordnung zu den entsprechenden geographischen Längen- und Breitengraden vermessen. Hieraus ergibt sich eine von der Lage abhängige Kalibriermatrix beziehungsweise ein Kalibriernetz mit Bereichen äquivalenter, ortsabhängiger Kalibrierfaktoren. Für die Umrechnung der Koordinaten aus den geographischen in das kartesische Koordinatensystem und umgekehrt wird, abhängig vom geographischen Ort, der jeweils gültige und auf den Äquivalenzbereich beschränkte Kalibrierfaktor verwendet. Es wird also derjenige Punkt der Kalibriermatrix für die Bestimmung von Kalibrierfaktoren herangezogen, der den Längen- und Breitenangaben eines gemeldeten Standorts am nächsten gelegen ist.

Anstelle nur eines Punkts des Kalibriernetzes können auch mehrere, den vorgegebenen Standortdaten benachbarte Punkte des Kalibriernetzes, z. B. zwei von vier Eckpunkten des Bereichs, in denen die Längen- und Breitenangaben liegen, für die Kalibrierung ausgewählt werden. Die zwei Eckpunkte liegen auf der gleichen Diagonalen durch den Bereich. Mit der Auswahl dieser Punkte des Kalibriernetzes kann die Genauigkeit beeinflußt und z. B. auf einen gewünschten Wert gebracht werden.

Die Datenpunkte für die Kalibrierung werden auf der Grundlage der geographischen Standortdaten eines Punkts derart ausgewählt, daß geprüft wird, ob im Kalibriernetz Datenpunkte mit größeren und kleineren Koordinatenwerten, nur größeren oder nur kleineren Koordinatenwerten als diejenigen des Punkts vorhanden sind. Sind größere und kleinere oder nur kleinere Koordinatenwerte von Datenpunkten vorhanden, wird der Datenpunkt mit den nächstkleineren Koordinatenwerten für die Kalibrierung ausgewählt. Liegen nur Datenpunkte mit größeren Koordinatenwerten vor, wird der Datenpunkt mit den nächstgrößeren Koordinatenwerten für die Kalibrierung ausgewählt. Bei Datenpunkten mit größeren und kleineren Koordinatenwerten wird ein weiterer Datenpunkt für die Kalibrierung ausgewählt, dessen Abszissenwert größer und dessen Ordinatenwert kleiner als der Abszissenwert bzw. Ordinatenwert des Punkts ist. Diese Verfahrensschritte werden sowohl angewendet, wenn Koordinatenwerte eines Punkts in geographischen Standortdaten als auch im Rastermaß vorliegen, wobei die Umsetzung in das jeweils andere Koordinatensystem durchgeführt werden soll. Die Kalibrierfaktoren ergeben sich bei zwei Datenpunkten als Verhältnis aus der Differenz der Koordinatenwerte der Datenpunkte im Rastermaß als Zählerwert und aus der Differenz der Koordinatenwerte der Datenpunkte im geographischen Koordinatensystem als Nennwert, wenn geographische Standortdaten in Werte für die Rasterform umgesetzt werden sollen.

Im umgekehrten Fall, d. h. bei der Umwandlung von Koordinatenwerten der Punkte des Rastermaßes in geographische Standortdaten entsprechen die Kalibrierfaktoren den Reziprokwerten der vorstehend angegebenen Quotienten.

Die genauen Koordinatenwerte für die einzelnen Punkte ergeben sich für das Rasterkoordinatensystem aus der Summe der Koordinatenwerte des einen Datenpunkts im Rasterkoordinatenmaß und des Produkts des jeweiligen Kalibrierfaktors mit der Differenz des Koordinatenwert im geographischen Koordinatensystem und des Koordinatenwerts des Punkts im geographischen Koordinatensystem. Geographische Koordinatenwerte ergeben sich aus der Summe des einen Datenpunkts im geographischen Koordinatensystem und des Produkts des jeweiligen oben erwähnten Reziprokwerts mit der Differenz des Koordinatenwerts des einen Datenpunkts und des jeweiligen Punkts, wobei beide Koordinatenwerte im Rastennaß verwendet werden.

Nach der Kalibrierung werden die in das Rastermaß der Karte umgesetzten Standortdaten in der auf einem Bildschirm dargestellten Karte angezeigt. Fortlaufend sich ändernde Standortdaten, die insbesondere von einem sich bewegenden Objekt erzeugt werden, ergeben auf dem Bildschirm eine genaue Anzeige der veränderlichen Objektpositionen.

Ebenso ist es möglich, aus der Karte Objekte auszuwählen, deren Daten in X-Y- Rastermaß gespeichert sind. Danach werden die den ausgewählten Stellen am nächsten kommenden Längen- und Breitenangaben festgestellt. Mit Hilfe der zugeordneten Kalibrierfaktoren werden die Standortdaten in Längen- und Breitenangaben erstellt und z. B. als Steuerdaten an ein bewegbares Objekt ausgegeben.

Bei den bewegbaren Objekten, deren Standortdaten angezeigt werden sollen oder die an Hand einer Karte Steuerdaten erhalten, kann es sich um Fahrzeuge handeln. Für das Bild der Karte werden Datenpunkte definiert, von denen jeder durch einen Schnittpunkt der in der Karte angegebenen Breiten- und Längengradlinien bestimmt ist und die entsprechenden Angaben über den Breiten- und Längengrad enthält.

Darüberhinaus sind jedem Datenpunkt Positionsangaben in der Abszissen- und Ordinatenachse des kartesischen Koordinatensystems zugeordnet, das der gerasterten Grafik zugrundeliegt. Die als Längen- und Breitenangabe beispielsweise von einem sich bewegenden Objekt eingehenden Standortdaten werden mit den Datenpunkten der gerasteten Grafik verglichen, um mindestens einen nächstliegenden Datenpunkt aufzufinden. Dessen im Rastermaß vorgegebene Standortdaten werden zur Umrechnung in das X-Y-Rastermaß benutzt, bevor die umgerechneten Daten auf einem Bildschirm bzw. Monitor dargestellt werden.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination, - sondern auch aus dem der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen

Fig. 1 eine Anordnung zur Erzeugung, Übertragung und Darstellung von Standortdaten im Schema und

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einer auf einem Bildschirm dargestellten Landkarte mit angezeigten Standortdaten eines Fahrzeuges.

Ein Fahrzeug (1) hat ein an sich bekanntes Standortbestimmungsgerät, das Standortdaten unter Bezug auf die Längen- und Breitengradpositionen erzeugt. Diese Standortdaten werden durch Funk zu einer ortsfesten Station (2) übertragen, die Standortdaten über eine Antenne (3) empfängt, der ein Umsetzer (4) nachgeschaltet ist, der die Standortdaten an eine Schnittstelle (5) ausgibt. An die Schnittstelle (5) ist eine Datenverarbeitungseinrichtung (6), mit der eine Tastatur (7) und ein Monitor (8) verbunden sind, angeschlossen. In der Datenverarbeitungseinrichtung (6) ist ein nicht näher dargestellter Speicher vorhanden, der in Rasterdarstellung eine Landkarte enthält. Bei der Rasterdarstellung sind die Elemente eines Datenfelds, den räumlichen Stellen der Landkarte entsprechend, X-Y-Koordinatenwerten zugeordnet. Die Elemente des Datenfelds enthalten Attribute für den jeweiligen Kartenpunkt. Die Datenfeldstruktur des Rasters eignet sich besonders für die Datenrepräsentation in Programmiersprachen. Es werden Informationen den digitalen Bilddaten entnommen.

Auf dem Monitor (8) wird die digital gespeicherte Landkarte angezeigt. Es kann auch nur ein Teil der Landkarte angezeigt werden, wobei die anzuzeigenden Teile über die Tastatur (7) ausgewählt werden.

Die Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt einer auf dem Monitor (8) dargestellten Landkarte (9). Der Ausschnitt gemäß Fig. 2 enthält Straßen (10), (11), (12) mit einer Kreuzung (13) und einem Abzweig (14). In dem Ausschnitt der Landkarte (9) soll der Standort des Fahrzeugs (1) mit hoher Genauigkeit dargestellt werden. Hohe Genauigkeit bedeutet auch, daß das Fahrzeug, z. B. mittels eines CURSORS genau auf Straßen, Plätzen, Höfen usw. der Landkarte angezeigt wird. In Fig. 2 ist das Fahrzeug (1) durch einen Punkt (15) auf der Landkarte (9) dargestellt.

Bei dem vom Fahrzeug erzeugten Standortdaten handelt es sich um quasi kontinuierliche Daten. Daher müssen die vom Fahrzeug (1) mitgeteilten Standortdaten in die gerasterte Grafik der Landkarte (9) umgesetzt werden, bevor sie auf dem Monitor (8) angezeigt werden können.

Die gespeicherten Daten der Landkarte (9) sind durch z. B. manuelle Einscannung einer kommerziell erhältlichen Landkarte gewonnen. Auf diese Weise kann das darzustellende Kartenmaterial kostengünstig erstellt werden. In kommerziell erhältlichen Landkarten, z. B. der Landkarte (9), sind Längengradlinien (16), (17), (18) und Breitengradlinien (19), (20), (21) angegeben. Diese Angaben sind auch im gerasterten Datenfeld in X-Y-Koordinaten enthalten. Dieser Sachverhalt wird dazu benutzt, die in Längen- und Breitenangaben angelieferten Standortdaten des Fahrzeugs (1) auf der Karte mit großer Präzision anzuzeigen. Diese präzise Darstellung läßt sich auf einfache Weise erreichen.

Für das Bild der Landkarte (9) wird ein Kalibriernetz von Datenpunkten definiert. Jeder Datenpunkt ist der Schnittpunkt eines im Rastermaß der Karte enthaltenen Längengradlinie und einer Breitengradlinie. Für den in Fig. 2 dargestellten Ausschnitt ergeben sich neun Datenpunkte (22), (23), (24), (25), (26), (27), (28), (29) und (30) als Schnittpunkte der Längengradlinien (16) bis (18) und der Breitengradlinien (19) bis (21). Den Datenpunkten (22) bis (30) sind jeweils Ordinaten- und Abszissenwerte des karthesischen Koordinatensystems zugeordnet. Diese Ordinaten- und Abszissenwerte werden zur Erzeugung von Kalibrierfaktoren ausgenutzt, mit denen die in Form von Längen- und Breitenangaben vorliegenden Standortdaten des Fahrzeugs (1) von der Datenverarbeitungseinrichtung (6) in die X-Y-Koordinatenwerte der Rastergrafik der Landkarte (9) umgesetzt werden, bevor sie auf dem Monitor (8) dargestellt werden. Es wird also der in konkreten kartesischen Koordinatenwerten vorliegenden Rasterkarte ein vektorisiertes Netz, bestehend aus geographischen Längen- und Breitengradlinien überlagert. Die Kreuzungspunkte des Längen- und Breitengradliniennetzes werden im kartesischen Koordinatensystem vermessen, wodurch eine Zuordnung erhalten wird, die ein von der Lage abhängiges Kalibriernetz beziehungsweise eine Kalibriermatrix mit Bereichen äquivalenter ortsabhängiger Kalibrierfaktoren ergibt.

Die eingehenden Standortdaten in Form der Längen- und Breitenangaben werden zunächst mit den Werten der Längen- und Breitengradlinien verglichen, um den Datenpunkt zu ermitteln, der den geringsten Abstand zu den eingehenden Standortdaten hat. An Hand der Differenz zwischen dem Längen- und Breitengradwert der eingehenden Standortdaten und dem ermittelten nächstgelegenen Datenpunkt werden mittels der X-Y-Koordinatenwerte des Datenpunkts Kalibrierfaktoren gewonnen, mit denen jeweils der Längen- und Breitengradwert multipliziert wird. Hierdurch ergibt sich eine Darstellung der eingehenden Standortdaten im gespeicherten Rasterformat der Kartengrafik. In diesem Format werden die eingehenden Standortdaten auf der Landkarte (9) angezeigt, wobei sich für eine bestimmte Position auf der Straße (11) der Punkt (15) ergibt. Wenn eine besonders schnelle Umsetzung der Standortdaten des Rastermaßes der Längen- und Breitenangaben in das Rastermaß der X-Y-Koordinaten notwendig ist, kann eine Datenverarbeitungseinrichtung (6) mit Parallel- und Pipeline-Verarbeitung verwendet werden. Es wird also, abhängig vom geographischen Ort der jeweils gültige und auf den Äquivalenzbereich beschränkte Kalibrierfaktor verwendet.

Eine Umsetzung von Standortdaten aus der Kartengrafik in Standortdaten mit Längen- und Breitenangaben ist ebenfalls möglich. Diese Umsetzung beruht auf dem gleichen Netz von Datenpunkten. Die X-Y-Koordinatenwerte eines z. B. über die Tastatur (7) ausgewählten Standorts der Landkarte (9) werden mit den X-Y-Koordinatenwerten der Datenpunkte verglichen, um den nächstgelegenen Datenpunkt festzustellen. Aus der Differenz der Standortkoordinatenwerte und der Datenpunktkoordinatenwerte werden mit Hilfe der dem Datenpunkt zugeordneten Längen- und Breitengradwerte Kalibrierfaktoren gewonnen, mit denen die X-Y-Standortdaten in solche mit Längen- und Breitenangaben umgewandelt werden, die danach von der Datenverarbeitungseinrichtung (6) über die Antenne (3) ausgesendet und z. B. vom Fahrzeug (1) als anzufahrende Sollwerte empfangen werden.

Anstelle nur eines Datenpunktes können auch mehr, insbesondere zwei von vier des den Standort einschließenden Netzwerks für die Kalibrierung verwendet werden. Diese beiden Datenpunkte liegen sich vorzugsweise diagonal gegenüber. Aus den gespeicherten Längen- und Breitenangaben bzw. den X-Y-Koordinatendaten werden die Kalibrierfaktoren gewonnen. Damit können nicht nur Fehler beim Rastern der Karte reduziert, sondern auch systematische Fehler, z. B. des Maßstabs, beseitigt werden.

Ein Punkt (15) hat als geographische Standortdaten die Werte X_PG, Y_PG, die sich auf ein geographisch kartesisches Koordinatensystem, z. B. auf Längen- und Breitengrade beziehen. Die Rasterkoordinatenwerte, die für die Darstellung auf dem Monitor (8) im Rasterkoordinatensystem erforderlich sind, sind X_PR und Y_PR.

Die Werte X_PR und Y_PR werden auf folgende Weise gewonnen:
In einem ersten Verfahrensschritt werden an Hand des geographischen Abszissenwerts X_PG und des geographischen Ordinatenwerts Y_PG die nächstliegenden Datenpunkte festgestellt. Zuerst wird im Rahmen einer Vergleichsoperation derjenige Datenpunkt gesucht, dessen Abszissenwert im geographischen Koordinatensystem größer und dessen Ordinatenwert im geographischen Koordinatensystem kleiner als die Abszisse X_PG und die Ordinate Y_PG z. B. des Punkts (15) sind. Die größere Abszisse des Datenpunkts im geographischen Koordinatensystem ist mit X_1G und die kleinere Ordinate des Datenpunkts mit Y_1G bezeichnet.

In Fig. 2 wäre der im ersten Verfahrensschritt bestimmte Datenpunkt der Datenpunkt (26).

An Hand des Datenpunkts (26) wird der nächste zur Kalibrierung notwendige Datenpunkt bestimmt. Hierzu wird das Verhältnis des geographischen Punkts (15) zum Kalibriernetzwert bestimmt. Ein geographischer Punkt kann unterhalb, innerhalb oder oberhalb des Kalibriernetzwerks liegen. Ein Punkt liegt in der Abszissenrichtung unterhalb des Netzwerks, wenn es keinen Datenpunkt im Netzwerk gibt, dessen Abszissenwert kleiner als der Abszissenwert des geographischen Punkts ist. Der Punkt liegt innerhalb des Netzwerks, wenn es Datenpunkte mit größeren und kleineren Abszissenwerten gibt. Oberhalb des Kalibrierwerks liegt der Datenpunkt, wenn es nur Datenpunkte mit größeren Abszissenwerten gibt. In entsprechender Weise gilt dies für den Ordinatenwert des Punkts. Diese Prüfung wird für den jeweiligen geographischen Punkt durchgeführt. Wenn der geographische Punkt inner- oder unterhalb des Kalibriernetzwerks liegt, wird der Datenpunkt in der unmittelbar vorhergehenden Zeile oder Spalte als zweiter Datenpunkt bestimmt. Falls der geographische Punkt oberhalb des Netzwerks liegt, dann wird der Datenpunkt in der unmittelbar folgenden Zeile oder Spalte des Kalibriernetzwerks als zweiter Datenpunkt ausgewählt.

Der Punkt (15) liegt innerhalb des Kalibriernetzwerks. Deshalb wird die Längengradlinie (16) und die Breitengradlinie (20) des Kalibriernetzwerks bei der Vergleichsoperation ermittelt, wodurch der Datenpunkt (23) als Kalibrierpunkt ausgewählt ist. Der Datenpunkt (23) hat den geographischen Abszissenwert X_0G und den Ordinatenwert Y_0G. Die Rasterabszissenwerte und die Rasterordinatenwerte der Datenpunkte (23), (26) sind vorgegeben. Die Rasterabszissenwerte der Datenpunkte (23), (26) sind mit X_0R und X_1R, und die Rasterordinatenwerte der Datenpunkte (23), (26) mit Y_0R und Y_0R bezeichnet.

Mit den geographischen Abszissen- und Ordinatenwerten und den Rasterabszissen- und Rasterordinatenwerten der Datenpunkte (23), (26) werden zwei Kalibrierfaktoren nach folgender Beziehung für die jeweils Koordinatenachse bestimmt:

Die für die Darstellung in Rasterform benötigten Koordinatenwerte z. B. des Punkts (15) ergeben sich aus der Summe der Koordinatenwerte des einen Kalibrierpunkts und des Produkts des Kalibrierfaktors und der Differenz der geographischen Koordinatenwerte der beiden Datenpunkte.

Es gelten folgende Gleichungen:

X_PR = X_0R + k_x (X_0G - X_PG) und Y_PR = Y_0R + k_y (Y_0G - Y_PG)

Der Punkt, z. B. (15), dessen Rasterkoordinatenwerte X_PR und Y_PR sind, wird auf dem Monitor (8) mit großer Genauigkeit dargestellt.

Wenn Rasterkoordinatenwerte in geographische Koordinatenwerte umgesetzt werden sollen, dann wird vom Abszissenwert X_PR und vom Ordinatenwert Y_PR eines Punkts ausgegangen. Ähnlich wie bei der oben für geographische Koordinaten beschriebenen Methode zur Bestimmung von Datenpunkten für die Kalibrierung werden Datenpunkte mit den Abszissenwerten X_0R und X_1R und den Ordinatenwerten Y_0R und Y_1R bestimmt. Diesen Datenpunkten sind geographische Koordinatenwerte X_0G, X_1G in Abszissenrichtung und Koordinatenwerte Y_0G, Y_1G in Ordinatenrichtung zugeordnet.

Hieraus werden die Kalibrierfaktoren in den beiden Koordinatenrichtungen nach folgenden Beziehungen bestimmt:

Die Kalibrierfaktoren für die Umrechnung in geographische Standortdaten sind demnach die Reziprokwerte der Kalibrierfaktoren für die Umrechnung von geographischen Standortdaten in Rasterkoordinatendaten. Die geographischen Koordinatenwerte in den beiden Koordinatenrichtungen ergeben sich nach folgenden Beziehungen:

Die oben beschriebenen Verfahrensschritte bewirken, daß innerhalb des Kalibriernetzwerks die Koordinatenwerte von nicht auf Zeilen- oder Spaltenlinien liegenden Punkten interpoliert werden. Die Koordinatenwerte von außerhalb des Kalibriernetzwerks liegenden Punkten werden extrapoliert. Für die Extrapolation werden ebenfalls zwei Datenpunkte verwendet, bei denen es sich um die dem Standort am nächsten kommenden handelt. Die Umsetzung erfolgt dann in entsprechender Weise, wie oben dargelegt.

Mit dem oben erläuterten Verfahren werden Ungenauigkeiten der Darstellung vermindert. Das Verfahren basiert auf der Annahme, daß die Kalibrierungsfaktoren innerhalb eines jeden von Daten- bzw. Kalibrierungspunkten begrenzten Rechtecks überall richtig sind. Je kleiner diese Rechtecke sind, desto mehr trifft diese Annahme zu.

Die Bestimmung der Koordinatenwerte eines in Rasterkoordinaten oder geographischen Koordinaten darzustellenden Punkts wurde oben mittels zweier Datenpunkte beschrieben. Das Verfahren kann aber auch mit mehr als zwei Daten­ bzw. Kalibrierungspunkten durchgeführt werden.

Die Datenverarbeitungseinrichtung (6) ist mit einer rastergraphischen Ausrüstung (auch Pixelgraphik genannt) versehen. Diese Ausrüstung enthält eine Graphikkarte, den Monitor (8) und ein Zeigerinstrument, z. B. eine Maus. Das Verfahren wird mit der Darstellungslogik der Rastergraphik ausgeübt und ist unabhängig von einem bestimmten Typ. Bei der Datenverarbeitungseinrichtung (6), der Tastatur (7) und dem Monitor (8) kann es sich um einen Personal-Computer der Type PC AT mit Matrox PC-1281 Graphikkarte und einer Maus der Type Genius GM-6 handeln.

Claims (7)

1. Verfahren zur Umsetzung von in Werten eines Koordinatensystems quasi kon­ tinuierlich erzeugten Standortdaten in eine auf einem anderen Koordinatensystem beruhende Form, die einer auf einem Bildschirm darstellbaren Karte zugeordnet ist, wobei für das Bild der Karte ein Netz mit Datenpunkten definiert wird, die jeweils durch einen Schnittpunkt einer Längengradlinie mit einer Breitengradlinie und durch kartesische Koordinatenwerte der Karte festgelegt sind, und wobei die Datenpunkte als Referenzwerte für die Umrechnung der in einem Koordinatensy­ stem erzeugten Standortdaten in das andere Koordinatensystem verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß für die Umsetzung von in Längen- und Breitengradangaben erzeugten Koor­ dinatenwerten (X_PG, Y_PG) des einen geographischen Koordinatensystems in kartesische Koordinatenwerte einer Rasterdarstellung der Karte für den jeweiligen Punkt geprüft wird, ob Datenpunkte mit größeren und kleineren Koordinatenwer­ ten, nur größeren oder nur kleineren Koordinatenwerten als diejenigen des Punkts vorhanden sind, daß bei Vorhandensein von größeren und kleineren oder nur kleineren Koordinatenwerten wenigstens der Datenpunkt mit den nächstkleineren und bei nur größeren Koordinatenwerten der Datenpunkt mit den nächstgrößeren Koordinatenwerten als Datenpunkt für die Bestimmung von standortdaten­ abhängigen Kalibrierfaktoren ausgewählt wird, daß bei größeren und kleineren Koordinatenwerten der Datenpunkte weiterhin wenigstens derjenige Datenpunkt für die Bestimmung von standortdatenabhängigen Kalibrierfaktoren ausgewählt wird, dessen Abszissenwert größer und dessen Ordinatenwert kleiner als der Abszissenwert bzw. der Ordinatenwert des Punkts ist, daß danach der in Längen- und Breitengradangaben vorgegebene Punkt mit den Kalibrierfaktoren in die auf dem kartesischen Koordinatensystem beruhende Rasterform umgerechnet wird, daß für die Umsetzung jeweils eines im kartesischen Koordinatensystem der Rasterform vorgegeben Punkts geprüft wird, ob im Datenpunkt mit größeren und kleineren Koordinatenwerten, nur größeren oder nur kleineren Koordinatenwerten als diejenigen des Punkts vorhanden sind, daß beim Vorhandensein von größeren und kleineren oder nur kleineren Koordinatenwerten wenigstens der Datenpunkt mit den nächstkleineren Koordinatenwerten und bei nur größeren Koordinaten­ werten der Datenpunkt mit den nächstgrößeren Koordinatenwerten als Daten­ punkt für die Bestimmung von standortdatenabhängigen Kalibrierfaktoren ausgewählt wird, daß bei größeren und kleineren Koordinatenwerten der Datenpunkt weiterhin wenigstens derjenige Datenpunkt für die Bestimmung standortdatenabhängiger Kalibrierfaktoren ausgewählt wird, dessen Abszissenwert größer und dessen Ordinatenwert kleiner als der Abszissenwert bzw. Ordinaten­ wert des Punktes ist, und daß der in kartesischen Koordinatenwerten vorgegebene Punkt mit den Kalibrierfaktoren in das Koordinatensystem mit Längen- und Breitengradangaben umgerechnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierfaktoren aus den Daten von zwei Datenpunkten gewonnen werden, die auf der Diagonale eines vier Datenpunkte enthaltenden Bereichs liegen, in dem die Standortdaten liegen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in das Rastermaß der Karte umgesetzten Standortdaten in einer auf einem Bildschirm dargestellten Karte angezeigt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei für die Kalibrierung ausgewählten Datenpunkten die Kalibrierfakto­ ren für die Darstellung im kartesischen Koordinatensystem der Rasterform nach folgenden Beziehungen bestimmt werden: worin mit k_x und k_y die Kalibrierfaktoren in den einzelnen Koordinatenrichtun­ gen, mit X_1G und Y_1G die Koordinatenwerte im geographischen Koordinatensy­ stem des ersten Datenpunkts, mit X_0G und Y_0G die Koordinatenwerte im geographischen Koordinatensystem des zweiten Datenpunkts, mit X_1R, Y_1R die Koordinatenwerte im Rastermaß des ersten Datenpunkts und mit X_0R, Y_0R die Koordinatenwerte des zweiten Datenpunkts im Rastermaß bezeichnet sind.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinatenwerte für jeweils einen im kartesischen Koordinatensystem der Rasterform darzustellenden Punkt nach folgenden Beziehungen bestimmt werden: X_PR = X_0R + k_x (X_0G - X_PG) und Y_PR = Y_0R + k_y (Y_0G - Y_PG),worin mit X_PR und Y_PR die Koordinatenwerte in Rasterform, mit X_0R und Y_0R die Koordinatenwerte des einen Datenpunkts in Rasterform und mit k_x und k_y die Kalibrierfaktoren bezeichnet sind.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei für die Kalibrierung ausgewählten Datenpunkten die Kalibrierfak­ toren für die Korrektur von Koordinatenwerten in einem kartesischen, geographi­ schen Koordinatensystem nach folgender Beziehung bestimmt werden: worin mit k_x und k_y die Kalibrierfaktoren in den einzelnen Koordinatenrichtun­ gen, mit X_1G und Y_1G die Koordinatenwerte im geographischen Koordinatensy­ stem des ersten Datenpunkts, mit X_0G und Y_0G die Koordinatenwerte im geographischen Koordinatensystem des zweiten Datenpunkts, mit X_1R und Y_1R die Koordinatenwerte im Rastermaß des ersten Datenpunkts und mit X_0R und Y_0R die Koordinatenwerte im Rastermaß des zweiten Datenpunkts bezeichnet sind.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinatenwerte für einen im geographischen Koordinatensystem zu bestimmenden Punkt nach folgenden Beziehungen bestimmt werden: worin mit X_PG und Y_PG die geographischen Koordinatenwerte, mit X_0G und Y_0G die geographischen Koordinatenwerten des einen Datenpunkts und mit k_x und k_y die Kalibrierfaktoren bezeichnet sind.