Georeferenzierung

Unter dem Vorgang der Georeferenzierung, Geokodierung oder Verortung versteht man die Zuweisung raumbezogener Informationen, der Georeferenz, zu einem Datensatz. Der Vorgang spielt eine wichtige Rolle in der Computerkartografie, Fernerkundung und bei Geoinformationssystemen, findet aber auch Heimanwendungen z. B. die Archivierung von Fotos und Videos.

Grundsätzliches

Es gibt im Wesentlichen drei mögliche Gründe, warum man eine Georeferenzierung durchführen möchte:

• Man möchte Daten in ein geodätisches Referenzsystem einpassen, d.h. mit Realweltkoordinaten versehen (geokodieren).
• Man möchte geometrische Verzerrungen in Datensätzen, insbesondere in Bilddaten, eliminieren (rektifizieren).
• Man möchte zwei unterschiedlich orientierte bzw. skalierte Datensätze aneinander anpassen (transformieren).

Arten der Georeferenzierung

Folgende Arten der Georeferenzierung sind zu unterscheiden:

• die Zuweisung einer Postanschrift (Adresskodierung)
• die Zuweisung einer Koordinate (Geokodierung, Geocoding, Geotagging, Geo-Imaging)
• die Zuweisung einer Transformation (implizite Geokodierung, Kartenkalibrierung, siehe auch innere und äußere Orientierung)
• die Anwendung einer Transformation (explizite Geokodierung, siehe auch Rektifizierung, Entzerrung)

Die Begriffe Georeferenzierung und Geokodierung werden nicht einheitlich, zum Teil sogar widersprüchlich gebraucht. So versteht man unter Geokodierung einerseits die Zuweisung einzelner Koordinaten, anderseits die Anwendung einer Transformation auf den kompletten Datensatz.^[1] Georeferenzierung wird sowohl für die Zuweisung einzelner Koordinaten^[2], als auch als Überbegriff verwendet ^[3].

Adresskodierung

Bei der Adresskodierung wird dem raumbezogenen Datensatz eine Postanschrift zugewiesen und damit ein indirekter Raumbezug geschaffen. Mithilfe geokodierter Adressen (das sind Punkte, die sowohl Postanschrift als auch Realweltkoordinaten tragen) lässt sich der direkte Raumbezug der Daten herstellen (Daten ↔ Adresse ↔ Koordinate). Adresspunktdatensätze werden unter anderem von der Katasterverwaltung oder von Navigationsdatensatzherstellern erstellt.

Geotagging (Geocoding, Geo-Imaging)

Foto-GPS mit Kompass auf Nikon D5000

Beim Geotagging wird ein raumbezogener Datensatz (z. B. ein Bild, eine Webseite, ein Artikel) mit einer Koordinate versehen. Die Koordinate wird als Tag, Attribut bzw. Metainformation beigefügt. Sie ermöglicht die räumliche Einordnung der Information. Die Daten lassen sich so zum Beispiel in einer digitalen Karte (wie z. B. Google Earth) an der richtigen Stelle platzieren. Im Internet haben sich hierfür die Begriffe Geotagging und Geocoding verbreitet. Das beigefügte Attribut wird entsprechend Geotag oder Geocode genannt. Für die Geokodierung von Webseiten gibt es in HTML z. B. das Meta-Element geo. Beim Zuweisen von Koordinaten zu digitalen Bildern spricht man auch vom Geo-Imaging.

Implizite Geokodierung (Kartenkalibrierung, Bildorientierung)

Bei der impliziten Geokodierung wird einem zwei- oder dreidimensionalen räumlichen Datensatz eine Transformationsvorschrift beigefügt. Die Daten bleiben dabei im Modellkoordinatensystem. Der Datensatz wird in Bezug auf die Realwelt orientiert. Dadurch ist das Umrechnen der abgegriffenen Koordinaten in Realweltkoordinaten möglich. Die Georeferenzierung von Karten wird oft als map calibration (Kartenkalibrierung) bezeichnet.

Explizite Geokodierung (Rektifizierung, Bildentzerrung)

Bei der expliziten Geokodierung wird die Transformation auf den räumlichen Datensatz angewendet. Dadurch erhalten alle Daten Realweltkoordinaten. Neben der Bestimmung der Transformationsparameter wird durch die geometrische Transformation, eine Entzerrung (auch Rektifizierung bzw. Orthorektifizierung von engl. rectification) erzielt.

Bestimmen einer Transformation

Um einen räumlichen Datensatz implizit oder explizit geokodieren zu können, muss eine Transformationsgleichung gefunden werden. In der Regel werden hierzu Passpunkte verwendet. Die Passpunkte müssen im Datensatz eindeutig zu erkennen sein. Die Koordinaten der Passpunkte im Realweltkoordinatensystem sind entweder bekannt oder werden einem Referenzdatensatz entnommen. Bei Vektordaten werden die Koordinaten abgegriffen oder interpoliert. Bei Bilddaten werden die Bildkoordinaten der Passpunkte gemessen. Die Transformation sollte unter Berücksichtigung der Abbildungsgeometrie bestimmt werden. Bei Fotos ist somit die Zentralprojektion zu berücksichtigen, bei Karten der entsprechende Kartennetzentwurf. Das automatische Finden von Gemeinsamkeiten in digitalen Bildern und die Bestimmung der Transformation wird in der Bildverarbeitung Bildregistrierung genannt. Die Registrierung von Laserscanning-Punktwolken kann mit dem ICP-Algorithmus erfolgen.

Einzelnachweise

1. ↑ http://www.geoinformatik.uni-rostock.de/einzel.asp?ID=760
2. ↑ Bollmann; Koch: Lexikon der Kartographie und Geomatik. ISBN 3-8274-1672-8
3. ↑ http://www.geoinformatik.uni-rostock.de/einzel.asp?ID=803

Siehe auch

• Mit der Georeferenzierung von Wikipediaartikeln beschäftigt sich das WikiProjekt Georeferenzierung