Anleitung zur Georeferenzierung

Auf dieser Seite finden Sie die Anleitung zur Georeferenzierung. Da wir vom Team Kommunaler Server mit dem Programm "Gimp" arbeiten, wird auf dieser Seite die Arbeitsweise mit diesem Programm erläutert. Selbstverständlich können Sie auch andere Programme verwenden.

Wichtig dabei ist nur, dass das Tiff am Ende im RGB-Modus bearbeitet, ein Alpha-Kanal vorhanden ist und die Planzeichnung entsprechend freigestellt wurde.

Weitergehende Erklärungen zu Systemvoraussetzungen und Begriffserläuterungen finden Sie auf folgender Hinweisseite.

Einmalige Einstellungen in QGIS

Für die Georeferenzierung sollte ein geeigneter WMS-Dienst (Liegenschaftskarte von RLP) vorhanden sein. Dazu müssen Sie unter „Layer“ auf „WMS-Layer hinzufügen“ klicken. Anschließend wählen Sie die Schaltfläche „Neu“ an und füllen die Felder „Name“ und „URL“ in dem sich neu öffnenden Fenster entsprechend aus. Die Einstellungen können durch Speichern des Projekts für zukünftige Arbeiten dauerhaft verwendet werden.

Die URL zum Lika-WMS finden Sie über das GeoPortal.rlp. In den Metadaten der einzelnen Dienste können Sie die GeoPortal-Capabilities kopieren und in ihr Programm einfügen.

Grundsätzlich können Sie entweder in Gauß-Krüger 2 (EPSG: 31466) georeferenzieren oder in UTM 32N (EPSG: 25832).

Vorbereitungen

1. Schritt: Konvertieren von PDF-Dateien oder anderen Bilddateien in TIF-Format

Wenn Sie uns Pläne zum Scannen zukommen lassen oder lediglich digitale Daten als PDF, dann liegen diese nicht im TIF-Format vor. Diese benötigen wir zur weiteren Bearbeitung. Mittels dem Grafikprogramm „Gimp“ können die PDF in das TIF-Format konvertiert werden. Klicken Sie dazu die entsprechende Datei (z.B. PDF) mit der rechten Maustaste an und unter wählen „Öffnen mit“ das Programm „Gimp“ aus. In dem

sich öffnenden Fenster „Aus PDF Importieren“ anschließenden unter „Auflösung“ den Wert 300 eintragen und „Importieren“ anwählen. Bei anderen Bildformaten (z.B. JPG,JPEG,PNG,GIF usw.) erscheint das obige Fenster „Aus PDF Importieren“ nicht.

Anschließend unter „Datei“ die Funktion „Speichern unter“ auswählen. Unter „Dateityp: Nach Endung“ ist „TIFF-Bild“ auszuwählen und anschließend die Schaltfläche „Speichern“ zu betätigen. In dem sich nun öffnenden Fenster ist unter „Kompression“ „kein“ anzuwählen und „Speichern“ zu betätigen.

Sie können direkt mit dem Schritt 4 - Grobausschnitt weitermachen.

2. Schritt: PDF-Dokument bzw. PDF-Dokumente der Planunterlage erzeugen

Für die Darstellung im Ansichtsfenster des GeoPortal.rlp wird nur die jeweilige reine Planzeichnung als georeferenzierte TIF-Datei benötigt und ein Umring; somit sind auf den ersten Blick alle weiteren Angaben nicht sichtbar. Deshalb wird vom gesamten Plandokument eine PDF-Datei erzeugt, die dann über den Umring im GeoPortal.rlp verknüpft und somit für jeden abrufbar ist - genau wie die anderen PDF-Dokumente, die zu einem Plan vorliegen.

Besteht ein Plan aus mehreren Seiten bzw. mehreren TIF-Dateien, so wird für jede Seite bzw. aus jeder TIF-Datei ein PDF erstellt. Diese einzelnen PDF-Seiten werden im Anschluss zu einem Plandokument zusammengeführt, da nur ein solches Dokument pro Plan im GeoPortal.rlp hochgeladen werden kann.

Um eine PDF-Datei aus der TIF-Datei zu erzeugen, kann man z.B. die Funktion "Exportieren nach..." von "Gimp" auswählen. Einzelne PDF-Seiten zu einem einzigen PDF zusammenfügen kann man z.B. über PDF24.

3. Schritt: Umbenennung und Kontrolle der PDF-Datei eines Plans

Die Benennung der erzeugten PDF-Datei erfolgt nach den Notierungen des „Leitfadens zur Bereitstellung kommunaler Pläne und Satzungen im Rahmen der GDI-RP“ und ist dementsprechend umzubenennen - siehe auch die Hilfeseite zur Dateibenennung und -nummerierung.

Hinweis:

Die georeferenzierte Tiff muss in gleicher Art und Weise benannt werden.

Öffnen Sie das PDF-Dokument, um zu kontrollieren, ob das Dokument korrekt erstellt wurde und - beim Plandokument - ob es lesbar ausgerichtet ist oder gekippt abgespeichert wurde.

Sonstige Pläne zu Bebauungsplänen oder Flächennutzungsplänen (z.B. Zuordnungspläne, Plan zum landespflegerischem Planungsbeitrag oder Tekturpläne) werden lediglich in einer PDF-Datei abgespeichert. Eine Georeferenzierung und Bildbearbeitung entfällt. Die einzelnen „sonstigen Pläne“ werden in einem PDF-Gesamtdokument zusammengefasst. Die Dateibezeichnung erfolgt nach den Notierungen des „Leitfadens zur Bereitstellung kommunaler Pläne und Satzungen im Rahmen der GDI-RP“.

Existieren zu solchen sonstigen Plänen keine zugehörigen Bebauungspläne oder Flächennutzungspläne, werden diese nicht bearbeitet bzw. nicht abgegeben.

Schritt 1: Grobausschnitt

Starten Sie das Programm Gimp und öffnen Sie eine noch nicht bearbeitete TIF-Datei.

Die Verarbeitung des geladenen Plans muss im RGB-Modus ablaufen. Deshalb ist, sofern das Bild noch nicht im RGB-Modus vorliegt, die Funktion „Bild" - "Modus" – "RGB“ anzuwählen. Zur Kontrolle reicht in Blick in das Ebenenfenster unter Kanäle - dort müssen nun die drei Farbkanäle (Rot, Grün, Blau) zu sehen sein.

Um die finale räumliche Ausdehnung (Bounding box) des ausgeschnittenen und georeferenzierten Planinhalts auf das Notwendigste zu reduzieren, wird in dem Plan mit dem entsprechenden Werkzeug ein Rechteck aufgezogen, der gerade noch genug Punkte zum Georeferenzieren übrig lässt, und ausgeschnitten. Bei Planzeichnungen auf unterschiedlicher Kartengrundlage wird für jeden Bereich derselben Kartengrundlage ein Rechteck ausgeschnitten bzw. die folgenden Schritte für jeden Bereich einer gleichen Kartengrundlage durchgeführt.

Hinweis Ein Plan kann aus mehreren Seiten bzw. TIF-Dateien bestehen. Beinhaltet der Plan zudem Planzeichnungen mit unterschiedlicher Kartengrundlage, entsteht somit für jeden Bereich einer gleichen Kartengrundlage jeweils eine neue TIF-Datei.

Mit der Funktion „Bearbeiten“ - „Ausschneiden“ bzw. mit der Tastenkombination „Strg + X“ wird der umrandete Bereich ausgeschnitten. Im Anschluss daran geht man auf „Bearbeiten“ - “Einfügen als“ – „Neues Bild“, wo der markierte Bereich als neues Bild abgelegt wird.

Falls der Alphakanal in diesem Schritt automatisch erstellt wird, muss man ihn löschen, da er zu diesem Zeitpunkt noch nicht benötigt wird. Dies erfolgt, in dem man mit der rechten Maustaste die entsprechende Ebene im Ebenenfenster auswählt und dann die Funktion „Alphakanal entfernen“ betätigt.

Das neue Bild muss anschließend als neue Datei exportiert werden über „Datei“ – „Exportieren nach“ als Tiff ohne Kompression.

Das alte, unvollständige Tiff wird ohne Speichern / Übernahme der Änderungen geschlossen, sofern nicht weitere Geltungsbereiche auf gleichem Weg separiert werden müssen. Die bearbeitete TIF-Datei ist nun nach den Notierungen des „Leitfadens zur Bereitstellung kommunaler Pläne und Satzungen im Rahmen der GDI-RP“ entsprechend abzuspeichern. Bei einem Plan der aus mehreren Seiten besteht und/oder Planzeichnungen unterschiedlicher Kartengrundlage, werden die Dateinamen der einzelnen TIF-Dateien mit „einem Punkt und einer fortlaufenden Nummerierung“ vor der Dateiendung erweitert.

Beispiele: Plan auf einer Seite mit Planzeichnungen gleicher Kartengrundlage: „BPlan.07137102.2.0.plan.tif“

Plan auf mehreren Seiten und/oder mit Planzeichnungen unterschiedlicher Kartengrundlage: „BPlan.07137102.3.0.plan.1.tif“ „BPlan.07137102.3.0.plan.2.tif“

Der Name des PDF-Dokuments muss mit dem der TIF-Datei übereinstimmen, bis auf die Dateiendung und ggf. die Erweiterung bei TIF-Dateien bzw. PDF-Dateien („....plan.1.tif“). Anschließend ist GIMP zu schließen.

Schritt 2: Georeferenzierung

Hinweis Da wir vom Team Kommunaler Server mit dem Programm QGIS die Georeferenzierung durchführen, wird an dieser Stelle die Arbeitsschritte mit diesem Programm dargestellt. Selbstverständlich können Sie auch andere Programme verwenden.

1. Georeferenzierung

Starten Sie das Programm QGIS.

Für die Georeferenzierung sind mindestens 5 Passpunkte zu verwenden, diese sollen möglichst gut über den Bauleitplan verteilt sein. Zunächst ist manuell zu der Position des Gebietes zu zoomen in dem sich der Plan befindet. Die Georeferenzierungsfunktion wird mit dem Symbol oder über „Layer“ - „Georeferenzierung“ aufgerufen.

Es öffnen sich nun die Dialogfenster Georeferenzierung.

Hinweis: Bei einem PC Arbeitsplatz mit 2 Monitoren ist es sinnvoll, das Fenster Georeferenzierung auf den zweiten Monitor zu schieben.

Zunächst muss der digitale Bauleitplan geladen werden. Dies erfolgt, indem die Schaltfläche „Raster öffnen“ angeklickt wird. Ein weiteres Fenster mit der Überschrift „Raster öffnen“ wird geöffnet. Hier ist der Bauleitplan, der georeferenziert werden soll, auszuwählen und mit der Schaltfläche „Öffnen“ in das Georeferenzierungsmodul zu laden.

Nun beginnt die eigentliche Georeferenzierung. Es müssen im Bauleitplan Punkte gefunden werden, dessen Koordinaten bekannt sind bzw. dessen Position eindeutig in einer Liegenschaftskarte zugeordnet werden können. Hierzu ist das Fenster „Georeferenzierung“ mit Werkzeugen zum Verschieben und Zoomen ausgestattet. Durch Anklicken des Symbols „Punkt hinzufügen“ können Passpunkte in dem Rasterbild gesetzt werden, dabei ändert sich der Mauszeiger in eine Kreuzform. Mit diesem Fadenkreuz ist im Bauleitplan der erste Punkt anzuklicken, für den die Koordinate bekannt ist. Es ist zu beachten, dass an die jeweiligen Punkte entsprechend nah heranzuzoomen ist. Daraufhin öffnet sich ein weiteres Fenster („Kartenkoordinaten eingeben“).

Sie können die Koordinaten "aus [der] Kartenanzeige" über einen geeigneten WMS-Dienst interaktiv zugeordnen. Nach Anklicken der Schaltfläche „Aus Kartenanzeige“ muss nun der gleiche Punkt in dem verwendeten WMS-Dienst angeklickt werden. Auch hier ist an die jeweiligen Punkte entsprechend nah heranzuzoomen. Es ist darauf zu achten, dass dabei im QGIS-Hauptfenster das „Verschieben“-Werkzeug ausgewählt ist. Durch das Anklicken des entsprechenden Punktes werden die grafischen Koordinaten in die Felder „X“ und „Y“ des Fensters „Kartenkoordinaten eingeben“ übernommen. Die Übernahme der Koordinaten wird mit „OK“ bestätigt und der Punkt wird als roter Punkt im Bauleitplan und in der GCP-Tabelle mit den zugehörigen Koordinaten angezeigt. Weitere (mindestens 5) Referenzierungspunkte sind analog zu erzeugen. Fehlerhaft digitalisierte Punkte oder solche, die einen zu großen Fehlerwert aufweisen, können durch Anklicken des Symbols „Punkt löschen“ und anschließendem Anwählen des zu löschenden Punktes im Bauleitplan gelöscht werden.

Um die Berechnung der Georeferenzierung durchführen zu können, muss zuvor die „Transformationseinstellung“ angewählt werden.

• Die Befehlsschaltfläche „Transformationstyp“ in dem Fenster ist nun auf den Wert „Helmert“ einzustellen.
• Unter „Ziel-KBS“ muss „EPSG:31466“ eingetragen sein. Hinweis: wir arbeiten noch mit Gauß-Krüger 2, Sie können aber auch direkt mit UTM 32N (EPSG: 25832) arbeiten.
• Bei "Ausgabedatei" soll der Dateinamen mit dem Zusatz "_modifiziert" stehen. So kann bei einer falsche Bearbeitung das urprünglich erzeugte, grob ausgeschnittene Tiff direkt nochmal bearbeitet werden. In dieser Datei wird die durch die Georeferenzierung entstehende verzerrte TIF-Datei mit den Transformations- bzw. Georeferenzierungsparameter abgespeichert.
• Für die Abtastmethode ist „Nächster Nachbar“ auszuwählen.
• Die „Kompression“ ist auf den Wert „NONE“ einzustellen.
• Ferner ist in den Transformationseinstellungen die Option „Falls nötig 0 für Transparenz verwenden“ zu aktivieren (anzukreuzen).
• Ebenso muss das Feld „Wenn fertig in QGIS laden“ ausgewählt werden.

Anschließend sind die Einstellungen mit der Schaltfläche „OK“ zu bestätigen.

Nach dieser Einstellung werden die Abweichungen der Passpunkte zueinander (Restklaffungen bzw. residuals) im Georeferenzierungsfenster mit roten Linien angezeigt und als numerische Abweichung in der „GCP-Tabelle“ unter „residual [pixel]“ dargestellt.

Fehlerhafte Passpunkte weisen sehr hohe Restklaffungen (residuals) auf. Dies liegt zum Beispiel daran, dass die ausgewählte Position in dem verwendeten WMS-Dienst nicht genau mit der Position auf dem Bauleitplan übereinstimmt. Es ist darauf zu achten, dass ein einzelner fehlerhaft gesetzter Passpunkt die anderen Passpunkte mit verfälschen kann. Daher ist bei großen Abweichungen bzw. Restklaffungen zunächst der Passpunkt mit der größten Abweichung aus der Georeferenzierung auszuschließen (Ausschalten des Häckchen in der GCP-Tabelle unter „on/off“) oder der Passpunkt ist zu löschen. Durch das Löschen oder Ausschließen des Passpunktes muss selbstverständlich ein neuer Passpunkt gesetzt werden, wenn die Anzahl der Passpunkte weniger als 5 beträgt und die Passpunkte nicht über den gesamten Bauleitplan verteilt sind.

Nun wird als letzter Schritt die eigentliche Georeferenzierung über das Werkzeug „Georeferenzierung beginnen“ gestartet.

Hinweis: Je nach Dateigröße und Anzahl der Passpunkte kann der Vorgang einige Zeit in Anspruch nehmen.

2. Prüfung

Wenn der Bauleitplan als neuer Layer bzw. Ebene in der Legende in QGIS erscheint, kann das Georeferenzierungsfenster geschlossen werden. Nun geht es an die Prüfung der Georeferenzierung. Im Kartenfenster von QGIS sollte im Feld Legende die Ebene mit dem georeferenzierten Bauleitplan sichtbar sein. Den Eintrag mit der rechten Maustaste anwählen und im Untermenü „Auf die Layerausdehnung zoomen“ auswählen. Die Kartendarstellung stellt nun den georeferenzierten Bauleitplan auf dem verwendeten WMS-Dienst dar. Damit die Georeferenzierung geprüft werden kann, muss die Transparenz des Bauleitplans auf ca. 50% eingestellt werden. Dazu wird in der Legende der Bauleitplan mit der rechten Maustaste angeklickt und im Untermenü der Punkt „Eigenschaften“ - „Transparenz“ angewählt. Hier kann der Regler für die Transparenz (ca. 50 %) eingestellt werden. Abschließend ist die Befehlsschaltfläche „OK“ auszuwählen.

Die Georeferenzierung kann nun im Kartenfenster auf der Grundlage des verwendeten WMS-Diensts geprüft werden. Zeigen sich hier größere Abweichungen, ist die Georeferenzierung zu wiederholen (z.B. mit anderen oder mit einer erhöhten Anzahl von Paßpunkten).

Nach erfolgreicher Prüfung kann QGIS geschlossen werden. Der abschließende Dialog ist mit „Verwerfen“ zu bestätigen.

3. Erzeugung einer WLD-Datei

Wichtig ist, bevor weitergearbeitet wird, muss für die zuvor in QGIS georeferenzierte TIF-Datei mittels passender Software eine WLD-Datei erzeugt werden. Dies kann z.B. mit den GDAL-Tools durchgeführt werden (GDAL_translate). In der WLD-Datei werden die Informationen der Georeferenzierung abgespeichert. Somit geht diese bei einer weiteren Bearbeitung (Feinausschnitt) nicht verloren.

Schritt3: Feinausschnitt

Starten Sie das Programm "Gimp" (oder ein vergleichbares). Laden Sie die georeferenzierte TIF-Datei.

Wichtig: Die Position des Bildes darf nicht verändert werden, da ansonsten die Georeferenzierungsparameter nicht mehr gültig sind.

Vor dem Zuschneiden muss der Alphakanal im Ebenenfenster und dann per rechter Maustaste unter „Alphakanal hinzufügen“ ergänzt werden. Im Anschluss erfolgt der Zuschnitt zunächst in der Menüleiste unter „Werkzeuge“ – „Auswahlwerkzeuge“ und anschließend unter der „Freien Auswahl“ oder auch unter dem bekannten „Lasso“. Das bedeutet, dass der Zuschnitt AUßERHALB des Geltungsbereiches erfolgt und alles bis auf den Geltungsbereich und der Nutzungsschablone freigestellt werden soll. Nach erfolgreichem Markieren wird per Klick auf „Auswahl“ – „Invertieren“ der Bereich außerhalb der zuvor gesetzten Grenze markiert. Anschließend mit STR und X wird dieser gelöscht, so dass nur noch der freigestellte Geltungsbereich an der richtigen Stelle übrig bleibt.

Speichern Sie die geladene georeferenzierte TIF-Datei. GIMP kann nun vollständig geschlossen werden.

Schritt 4: Bildpyramiden und Komprimierung erstellen sowie Endkontrolle

Damit das georeferenzierte Plandokument in verschiedenen Maßstabsstufen performant angezeigt werden kann, müssen Bildpyramiden berechnet werden. Weiterhin muss zur Reduzierung der Dateigröße die Datei komprimiert werden. Hierzu können beispielsweise auch die GDAL-Tools verwendet werden (GDAL_translate und GDAL_addo).

Zur Kontrolle, ob die Pyramidenbildung und die Komprimierung erfolgreich ausgeführt wurden sowie der erstellte Alpha-Kanal vorhandenen ist und das Bild die richtige Georeferenzierungsdaten enthält, sollte das Tiff in QGIS geladen werden. So erkennt man die richtige Lage und auch potentiell fehlende Transparenzen.

Fahren Sie so mit allen Bauleitplänen einer Ortsgemeinde fort. Im Anschluss müssen noch die Umringe erfasst werden. Eine entsprechende Anleitung zur Umringerfassung können Sie hier nachlesen.

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