Das UTM-Koordinatensystem (UTM englisch Universal Transverse Mercator, universale transversale Mercator-Projektion) ist ein Koordinatensystem, das es ermöglicht, jeden Punkt der Erde mit einer UTM-Koordinate (Zonennummer, Hoch- und Rechtswert) eindeutig zu verorten.
Geschichte
Es wurde 1947 von der US-Armee entwickelt. Im Rahmen der Internationalisierung verdrängt es immer mehr die einzelnen nationalen Koordinatensysteme. So wird in den amtlichen deutschen topographischen Karten das Gauß-Krüger-Koordinatensystem mittlerweile immer mehr vom UTM-Koordinatensystem abgelöst. Auch in Österreich wird das derzeitige Bundesmeldeverfahren wie es von den Behörden und von den Hilfsorganisationen verwendet wird, langsam durch das UTM-Koordinatensystem abgelöst. Immer mehr neue Kartenwerke auf Papier haben dieses Koordinatensystem mit eingezeichnet.
Aufbau
Projektionsgrundlage
Das UTM-Koordinatensystem baut auf der transversalen Zylinderprojektion auf. Da der Zylinderumfang etwas kleiner ist als der Erdumfang (Faktor 0,9996), handelt es sich um einen Schnittzylinder. Die längentreuen Durchdringungskreise liegen 180 km östlich und westlich des jeweiligen Mittelmeridians. Die Abbildung ist winkeltreu.
Zonenaufteilung
Die Erde wird zwischen dem 180. Längengrad West und dem 180. Längengrad Ost in 6° breite Meridianstreifen aufgeteilt. In der Mitte des Meridianstreifens verläuft jeweils der so genannte Mittelmeridian. Der Einfachheit halber legt man die Streifen so, dass der Mittelmeridian eine ganzzahlige Längengradzahl besitzt (z.B. 3°, 9°, 15°,...).
Jeder Meridianstreifen erhält eine Zonennummer. Man fängt mit der Nummerierung zwischen 180° und 174° westlicher Länge an und weist diesem die Kennziffer 1 zu. Nach Osten wird dann einfach aufwärts gezählt. Deutschland liegt größtenteils in der Zone 32 (6° bis 12° ö.L.) und 33 (12° bis 18° ö.L.).
Weiterhin sind alle Zonen vom 80. Breitengrad Süd ausgehend zum 84. Breitengrad Nord hin in 8° große Teile unterteilt, welche jeweils mit einem Buchstaben beschriftet sind. Die südlichste Zone hat den Buchstaben C und die nördlichste den Buchstaben X. Die Zone X ist aus kartographischen Gründen auch 12° groß. Die Buchstaben I und O werden ausgelassen, um eine Verwechslung mit den Ziffern 1 und 0 zu vermeiden.
Die Nordpol- bzw. Südpolregionen werden mit einer eigenen Kartenprojektion abgebildet (Azimutalabbildung). Die Südpolregion, alles südlicher als 80° südlicher Breite, wird in die Zonen A (zwischen 0 und 180 Grad westlicher Länge) und B (zwischen 0 und 180 Grad östlicher Länge) aufgeteilt. Die Nordpolregion, alles nördlicher als 84° nördlicher Breite, wird in die Zonen Y (westliche Länge) und Z (östliche Länge) aufgeteilt. Hierbei werden keine Kennziffern verwendet.
Koordinaten
Um zu den Koordinaten eines Punktes innerhalb eines Meridianstreifens zu kommen, wird durch den in die Ebene projizierten Meridianstreifen (abgerollter Zylindermantel) am Äquator die X-Achse gelegt und durch den Mittelmeridian die Y-Achse. X- und Y-Achse stehen senkrecht aufeinander und man liest die X- und Y-Werte wie in einem kartesischen Koordinatensystem ab, also parallel zu den Achsen und nicht zu den jetzt bogenförmig verlaufenden Linien der Längen- und Breitengrade.
Per Definition wird der X-Wert des Mittelmeridians auf 500.000 m gesetzt. Dadurch vermeidet man die negativen Wert westlich des Mittelmeridians, die entstehen würden, wenn der X-Wert des Mittelmeridians 0 m betragen würde. Da auf der Südhalbkugel auch die Y-Werte negativ wären, setzt man dort den Äquator per Definition auf den Y-Wert 10.000.000 m und erhält dadurch auch positive Werte. Auf der Nordhalbkugel erhält der Äquator den Y-Wert 0 m.
Der X- und Y-Wert wird in Metern angegeben. Aus dem X-Wert lässt sich die Entfernung zum Mittelmeridian errechnen und aus dem Y-Wert die Entfernung zum Äquator.
Der so erhaltene X-Wert muss mit dem Maßstabsfaktor multipliziert werden, der konstant bei 0,9996 liegt. So erhält man den Rechtswert der UTM-Koordinate. Der Hochwert ist der Y-Wert mit dem Maßstabsfaktor multipliziert. Man gibt dem Hochwert auch noch das Symbol N für Nord und dem Rechtswert das O für Ost oder E (engl. East) mit. Wichtig ist immer die Angabe der entsprechenden Zonennummer, da sonst die Koordinate mehrdeutig ist.
Koordinatenbeispiel
- Punkt in Dresden
- Geographische Koordinaten (WGS84)
- 51° 02' 55" nördlicher Breite
- 13° 44' 29" östlicher Länge
- UTM Koordinaten (WGS84)
- Hochwert 5.655.984,0 m
- Rechtswert 411.777,6 m
- Zone 33U
- Geographische Koordinaten (WGS84)
Der beschriebene Punkt in Dresden liegt in der Zone 33 mit dem Mittelmeridian 15°. Er ist vom Äquator 5.655.984,0 m entfernt. Da der Rechtswert kleiner 500.000 m ist, befindet sich der Punkt genau 88.222,4 m westlich des Mittelmeridians der Zone 33. Das ergibt sich aus folgender Berechnung: 500.000m - 411.777,6m = 88.222,4 m.