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 Betreff des Beitrags: UTM Zonengrenzen ODER mein Tal der Tränen
BeitragVerfasst: 20.11.2017 12:29:19 
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Hallo Zusammen,

dass mein erster Beitrag gleich so ein Hammer wird, ist mir fast schon peinlich, aber leider weiß ich nicht, wie ich sonst damit umgehen soll.

Vorgeschichte: Ich spiele schon länger mit dem Gedanken, Strecken für Zusi zu bauen, vor allem in Hinblick auf die Möglichkeit großer Realität ist der Simulator nämlich spitze. Deswegen verfolge ich seit einiger Zeit still das Forum und habe gemerkt, dass die Hauptengstelle eigentlich der 3D-Objektbau ist. Ergo: Ich habe mir gedacht, das Problem am Schwanz zu packen und erst einmal einige 3D-Objekte meiner beabsichtigten Strecke zu bauen. Nachdem ich nach der Einarbeitung ganz gut zurecht gekommen bin, habe ich mir gedacht, dass dem Streckenbau nichts mehr im Wege steht. An die große Glocke hängen wollte ich jedoch noch nichts, da ich nicht weiß, wie ausdauernd ich dabei bin.

Vor knapp drei Wochen wollte ich nun damit beginnen, im Gleisplaneditor die Strecke abzustecken. Neben einigen Gleisplänen verwende ich hierzu auch Bilder die ich aus Google-Earth herauskopiere und über die Ortsmarke Georeferenzieren lasse. Vorteil: Ich kann meinen Bildausschnitt genau wählen und durch starkes zoomen sehr genau feststellen, wo Signale und Oberleitungsmasten stehen.

Nun mein Problem: Meine Strecke befindet sich im südlichen Bayern, durch sie hindurch läuft die UTM-Zonengrenze, was mir eben beim Georeferenzieren aufgefallen ist, bzw. als ich entsprechende Bilder in den Gleisplaneditor laden wollte. An anderer Stelle im Forum habe ich gelesen, dass im Bereich Weiden das gleiche Problem eintritt, da auch hier die Zonengrenze verläuft. Der Tenor war: Alles in die 32N Zone zu konvertieren.
Mit den Geodaten der Bahn ist das relativ einfach. Durch den Import über QGIS und TRANSdem ist es möglich, die Zone auf 32N richtig "falsch" festzulegen, da ein Abfragefenster kommt.
Bei den Bildern von Google jedoch nicht, da es hier automatisch über die .kmz-Datei der Ortsmarke geschieht.
Nun erlaubt die Software zwar das umrechnen von Digitalen Höhenmodellen in eine andere Zone, nicht aber von Bildern.

Zuerst habe ich mir überlegt: Kein Problem, man kann ja einfach die x und y-Koordinate in der zugehörigen .trf-Datei einfach "umrechnen" und dementsprechend von Zone 33 auf Zone 32 im Editor "verschieben". Das war aber zu kurz gedacht.
Die Software richtet ja das entsprechende Bild in Richtung des entsprechenden Bezugsmeridians aus. Heißt: Ein Bild, dass zuvor in Richtung Osten nach 33N verzerrt wurde, kann nicht durch einfache Koordinatentransformation für die andere Zone verwendet werden. Es müsste also nach Westen Richtung Zone 32 ausgerichtet werden.

Ich habe jetzt tagelang über dieses Problem gebrütet, habe mir sogar überlegt die Bilder immer mit einer kmz.-Datei aus 32N zu referenzieren und dann händisch per Eingabe der Koordinaten im Editor an die richtige Stelle zu verschieben. Dann wäre die Zerrung des Bildes richtig. Nur genau hier befinde ich mich in meinem Tal der Tränen. Es ist schlicht nicht machbar, die Genauigkeit zu erreichen.

Meine Idee/Fragen:

Die Königslösung wäre natürlich, dem gesamten Simulator beizubringen, was er machen muss, wenn er in eine neue Bezugszone einfährt. Nachdem ich aber selbst aus dem Bereich der Softwareentwicklung komme, will ich mich nicht in der Situation wissen, dem System beizubringen, dass der Zug sich immer noch an der gleichen Stelle wie eben befindet, sich die Koordinate aber um knapp 500.000m verschoben hat.

Idee 1: Google-Bilder werden ja, wenn der Dateiname jeweils gleich ist, automatisch referenziert. Es besteht aber die Möglichkeit, selbst die zugehörige .kmz-Datei auszuwählen. Hier mein Ansatz: Wäre es umsetzbar, dass bei diesem händischen Auswählen der Referenzdatei ein Abfragefenster kommt, in dem man die Bezugszone ändern kann (ähnlich wie bei Dateien, bei denen die Zonen-Referenz nicht im Datei-Header steht). Damit wäre die Verzerrung und die Koordinate richtig.

Idee 2: Alternativ die Frage, ob es eine Schnittstelle zu Transdem gibt? Dann würde ich mir selbst ein Programm dazu schreiben, wäre zwar mit größerem Aufwand verbunden, aber machbar für mich.

Frage 3: Gibt es einen Workaround, den ich einfach nicht entdeckt habe?

Ich hoffe, ich konnte das Problem halbwegs erklären. Hauptgrund, warum ich gerne hier ansetzen würde und nicht einfach einen anderen Streckenabschnitt nehmen möchte ist, dass ich bereits 3D-Modelle hab und meine Datenlage für den entsprechenden Abschnitt schon relativ gut ausgebaut ist.

Viele Grüße aus dem leicht schneebedeckten Bayern

signaln8


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 Betreff des Beitrags: Re: UTM Zonengrenzen ODER mein Tal der Tränen
BeitragVerfasst: 20.11.2017 12:41:57 
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signaln8 hat geschrieben:
Nun erlaubt die Software zwar das umrechnen von Digitalen Höhenmodellen in eine andere Zone, nicht aber von Bildern.


?( Wenn Du in TransDEM zu einem bereits georeferenzierten Bild aus 32N ein bereits georeferenziertes Bild aus 33N hinzulädst, müsste er eigentlich anbieten das 33N-Bild umzurechnen. Danach kann man es auch abspeichern, und es bekommt dann eine 32N-Georeferenz. Zumindest war das bei meinen letzten Versuchen so.

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Zuletzt geändert von Alwin Meschede am 20.11.2017 12:42:30, insgesamt 1-mal geändert.

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 Betreff des Beitrags: Re: UTM Zonengrenzen ODER mein Tal der Tränen
BeitragVerfasst: 20.11.2017 13:22:30 
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Mahlzeit!

ja, das funktioniert tatsächlich, war mir dabei nicht im klaren, dass ich hierzu eine bereits georeferenzierte Bitmap öffnen muss (in der Dokumentation ist das teilweise ein bisschen wage gehalten). Allerdings entsteht hierbei ein Versatz von pi Mal Daumen etwa 2m in Nord-Süd Richtung. Nicht weiter schlimm für die Strecke, die ich mit den Geodäten der Bahn abgleichen kann.
In dem Bezug aber die Frage: Die Geodaten werden ja direkt in QGIS das erste mal transformiert und dann vermutlich in TransDEM richtig georeferenziert. Dadurch ist fast keine Verzerrung vorhanden. Ist dies auch irgendwie in TransDEM umsetzbar?

Jedenfalls Danke für die schnelle Hilfe und ein Entschuldigung für die Textflut!

Viele Grüße aus Bayern


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 Betreff des Beitrags: Re: UTM Zonengrenzen ODER mein Tal der Tränen
BeitragVerfasst: 20.11.2017 13:25:02 
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signaln8 hat geschrieben:
Idee 1:[...]Wäre es umsetzbar, dass bei diesem händischen Auswählen der Referenzdatei ein Abfragefenster kommt, in dem man die Bezugszone ändern kann (ähnlich wie bei Dateien, bei denen die Zonen-Referenz nicht im Datei-Header steht). Damit wäre die Verzerrung und die Koordinate richtig.
Ist sehr viel komplexer als eine Verschiebung um 500 km. Bedenke, die Erde ist nur in erster Näherung eine Scheibe, in zweiter eine Kugel, in dritter ein Rotationsellipsoid und in vierter dann die schwer fassbare tatsächliche Form, der Geoid. UTM, das Koordinatensystem, das wir einsetzen, überträgt Streifen des Rotationsellipsoiden mittels einer mathematischen Abbildung auf die Ebene, also dritte und erste Näherung. Die zugrundeliegende Mercator-Transformation lässt sich im reellen Raum nicht geschlossen lösen, man benötigt eine Reihenentwicklung. Das macht die Sache rechentechnisch einigermaßen aufwändig, zu aufwändig, um damit die CPU oder GPU zur Laufzeit der Simulation zu belasten.

signaln8 hat geschrieben:
Frage 3: Gibt es einen Workaround, den ich einfach nicht entdeckt habe?
Die eingebaute TransDEM-Funktionalität enthält auch die Konvertierung von UTM-Zonen.

  • Maß aller Dinge ist das DEM. Das DEM bestimmt die UTM-Zone, in der alle anderen Geodaten zu liegen kommen.
  • Eine einzelne DEM-Datei wird zunächst in deren natürlicher Zone angesiedelt, also z.B. 32.
  • Man kann explizit, über eine Kommandofunktion, das geladene DEM in die nächste Nachbarzone konvertieren. Befindet man sich z.B. im Westen der Zone 33, so würde über diese Funktion das DEM in Zone 32 gewandelt.
  • Beim Zusammenfügen von DEMs erfolgt diese Wandlung automatisch. Es gilt immer die Zone der zuerst geladenen DEM-Datei.
  • Rasterkarten/-Bilder (Bitmaps) und und Vektordaten werden auch zunächst in ihrer natürlichen Zone positioniert und georeferenziert abgespeichert.
  • Werden georeferenzierte Rasterdaten dann anschließend zu einem bereits geöffneten DEM hinzu geladen, erfolgt auch die Konvertierung dieser Rasterdaten, mit anschließender erneuter Speicherung. Dies gilt für Einzelbilder wie auch für Gruppen (.lgb).
  • Ein ähnlicher Mechanismus existiert für Vektordaten.



signaln8 hat geschrieben:
Bei den Bildern von Google jedoch nicht, da es hier automatisch über die .kmz-Datei der Ortsmarke geschieht.
Am Rande: Das geht über die eingebaute Kachelkartenschnittstelle deutlich effizienter als über Ortsmarken. Man muss sich allerdings, zumindest wenn man Google benutzen will, bei den Brüdern wegen des notwendigen API-Schlüssels vorher registrieren. Anleitung im TransDEM-Forum

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Gruß, Roland


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Zuletzt geändert von Roland Ziegler am 20.11.2017 13:42:43, insgesamt 1-mal geändert.
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 Betreff des Beitrags: Re: UTM Zonengrenzen ODER mein Tal der Tränen
BeitragVerfasst: 20.11.2017 15:10:52 
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Schönen Nachtmittag!

Ich möchte das ganze in seiner Tragweite auch in keiner Weise relativieren, weil mir bewusst ist, dass die Umsetzung nicht einfach sondern eher am oberen Ende der Schwierigkeitsskala anzusiedeln ist.
Weil mich das ganze jetzt schon interessiert: Würde es funktionieren, diese Berechnung in einem eigenen Thread auszulagern, der im Bereich der Zonengrenze selbst bestimmt, wann zwischen den Bezugssystemen umgeschaltet werden soll?

Gedanke am Rande: In der Luft-/Raumfahrt verwenden wir, bedingt durch relativ komplexe und gleichzeitig zeitkritische Rechenoperationen während des Fluges, oftmals zuvor fertig berechnete Tabellen, die Stützpunkte liefern und interpolieren -wenn nötig- zwischen diesen dann.

Viele Grüße

signaln8


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 Betreff des Beitrags: Re: UTM Zonengrenzen ODER mein Tal der Tränen
BeitragVerfasst: 20.11.2017 15:21:25 
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Mein Ansatz wäre, dass man in den Streckenmodulen einen vorab berechneten zweiten UTM-Punkt aus einer anderen Zone hinterlegen könnte. Zuzüglich eines Versatzes, damit das Modul passig an seinen Nachbarn anschließt. Dieser zweite UTM-Punkt käme zum Einsatz, wenn ein Fahrplan zonenübergreifend ist. Damit könnte man dem Simulator eigene Transformationen kompletter Module ersparen.

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