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Georeferenzierung

Manchmal möchte man Landkarten, die nur als Grafik vorliegen, wie z.B. Luftbilder oder historische Karten in das GIS-System einbinden. Auch manche historische Karten, die bereits als WMS-Layer angeboten werden, sind mit den damaligen Möglichkeiten nicht in der Genauigkeit gezeichnet worden, wie man es heute gern hätte. Ein Beispiel hierfür ist die Kartenaufnahme der Rheinlande von 1801 – 1828, die sogenannte Tranchot-Karte  1 : 25 000. Unter dem Link https://www.wms.nrw.de/geobasis/wms_nw_tranchot kann man den Layer ins GIS einfügen.
Legt man nun den Tranchot-Layer über den Layer einer aktuellen Topographischen Karte, stellt man fest, dass es gehörige Abweichungen gibt. Auf dem nebenstehenden Bild ist der westliche Turm des Schlosses Hambach auf der Tranchot-Karte und der Topographischen Grundkarte mit einem weißen Pfeil markiert. Die Punkte liegen ca. 270 m auseinander. Um wirklich sinnvoll mit der Tranchot-Karte arbeiten zu können, muß man diesen Fehler beheben.

QGIS bietet über die Funktion Raster/Georeferenzierung eine einfache Methode, um solche Verschiebungen zu korrigieren. Die zu referenzierende Karte muß im Rasterformat, also als gerasterte Bilddatei vorliegen. Beispiele wären .jpg, .jpeg, .tif, .png usw.
Im Beispiel laden wir aber einen Layer mit der zu bearbeitenden historischen Karte, die oben angeführte Tranchot-Karte.
Im ersten Schritt suchen wir auf der historischen Karte einige weit auseinander liegende Punkte, die heute noch bestehen. Das können etwa Kirchtürme, Straßenkreuzungen alte Ortskerne etc. sein. Im Beispiel sind das die Zitadelle in Jülich, das Gut Lindenberg in Stetternich und das Schloß Hambach. Da die Georeferenzierung  ja eigentlich zur Bearbeitung von auf Papier gedruckten Kartenwerken gedacht ist, exportieren wir die Tranchot-Karte als Raster, also in ein Bildformat wie es auch eine fotografierte Karte hätte. Wir gehen zu Projekt/Import/Export/Karte als Bild speichern, geben der Datei einen Namen und wählen als Dateiformat .jpeg. Wir merken uns Namen und Ablageort. Der Tranchot-Layer kann geschlossen werden.

Nun öffnen wir  einen Layer mit einer aktuellen Topographischen Karte des zu bearbeitenden Gebiets in einem Maßstab, der uns ermöglicht, Punkte mit der erforderlichen Präzision zu platzieren. Wir verschieben die Karte zum ersten Passpunkt, im Beispiel das Zentrum der Zitadelle. Dann gehen wählen wir im Menü Raster/Georeferenzierung/Datei/Raster öffnen, suchen die eben abgespeicherte Bilddatei und öffnen sie. Hier zoomen wir auch auf die Zitadelle und setzen mit dem Werkzeug "Punkt hinzufügen" den ersten Passpunkt. Ein Fenster öffnet sich und das Programm fragt nach Koordinaten. Wir klicken auf "Aus Kartenanzeige". Die Topographische Karte kommt in den Fokus, der Mauszeiger erscheint als Kreuz, mit dem wir nun auch auf das Zentrum der Zitadelle klicken. Im Fenster erscheinen die Koordinaten, wir quittieren mit ok. Nun sind auf beiden Kartenausschnitten kleine rote Punkte zu sehen, der erste Passpunkt ist gesetzt. In gleicher Weise verfahren wir mit den nächsten beiden Stellen. Mit dem handförmigen Werkzeug können wir die Karten nach Wunsch verschieben. Je mehr Passpunkte definiert werden, um so genauer ist die Georeferenzierung. Die Erfahrung zeigt, dass die Ergebnisse mit drei Punkten schon recht gut sind.
Mit Klick aus das Dreieck-Symbol starten wir den Transformationsprozeß. Das Programm erinnert uns daran, einen Transformationstyp auszuwählen. Mit "Helmert" habe ich gute Ergebnisse erzielt. Als Ziel-KBS wählen wir wie vorgeschlagen EPSG:25832, also das gleiche Koordinatenbezugssystem wie beim Ausgangsmaterial. Es wäre aber auch jedes andere gültige KBS möglich. Der Name und der Ablageort des Ausgaberasters wird vom Programm vorgeschlagen, man kann die Werte nach seinen Wünschen verändern. Wir markieren "Wenn fertig in QGIS laden" und starten mit "OK" die Transformation.
Das Programm meldet nach Ende der Berechnung "Transformation erfolgreich beendet".
Tatsächlich zeigt ein Blick auf das Hambacher Schloß, dass die Ansicht der Tranchotkarte mit jener der aktuellen Topographischen Karte kongruent sind.