UTM oder geografische Koordinaten: Was ist der Unterschied?

Geografische Breite und Länge in Kürze

Die Breite ist der Winkel nördlich oder südlich des Äquators, von minus 90 bis plus 90 Grad. Die Länge ist der Winkel östlich oder westlich des Nullmeridians von Greenwich, von minus 180 bis plus 180 Grad. Zusammen beschreiben sie jede Position der Erde mit einem Zahlenpaar, zum Beispiel 48.85837, 2.29448 für den Eiffelturm. GPS-Empfänger, Handys und Webkarten verwenden sie, im Bezugssystem WGS84.

Dieselbe Position lässt sich in Dezimalgrad wie oben oder in Grad, Minuten und Sekunden schreiben: 48° 51' 30,1" N, 2° 17' 40,1" E. Der Nachteil von Grad ist, dass sie keine feste Länge haben: Ein Grad Breite ist überall etwa 111 Kilometer, ein Grad Länge dagegen 111 Kilometer am Äquator, 56 Kilometer auf 60 Grad Nord und null an den Polen.

So funktioniert UTM

Die Universale Transversale Mercator-Projektion teilt die Erde zwischen 80 Grad Süd und 84 Grad Nord in 60 Zonen mit je 6 Grad Länge, ostwärts nummeriert ab 180 Grad West. Jede Zone hat ihre eigene Kartenprojektion, und innerhalb der Zone werden Positionen in Metern angegeben: als Ostwert, gemessen von einer Linie 500.000 Meter westlich des Mittelmeridians der Zone, und als Nordwert, gemessen vom Äquator (auf der Südhalbkugel plus 10.000.000 Meter, damit die Zahlen positiv bleiben).

Der Eiffelturm liegt bei 31U 448251 E 5411952 N: Zone 31, Breitenband U, etwa 51,7 Kilometer westlich des Mittelmeridians auf 3 Grad Ost und 5.412 Kilometer nördlich des Äquators. Weil die Einheit der Meter ist, ergibt sich die Entfernung zwischen zwei Punkten derselben Zone fast einfach aus den Differenzen der Ost- und Nordwerte. Deshalb ist UTM beliebt für Vermessung, Wanderkarten, Bergrettung und GIS-Projekte. In Deutschland ist UTM im Bezugssystem ETRS89 heute das amtliche Lagesystem, in den Zonen 32 und 33.

1. Die Zonennummer ergibt sich aus der Länge. Zone 1 reicht von 180 bis 174 Grad West, Zone 32 von 6 bis 12 Grad Ost.
2. Der Buchstabe des Breitenbands (C bis X, ohne I und O) zeigt, in welchem 8-Grad-Streifen der Punkt liegt; er gehört nicht zur Projektion selbst.
3. Der Ostwert liegt am Äquator zwischen etwa 166.000 und 834.000 Metern, der Nordwert ist ein Abstand vom Äquator.

Genauigkeit und Verzerrung in UTM

Jede Kartenprojektion verzerrt etwas. In UTM beträgt der Maßstab am Mittelmeridian 0,9996, genau 1 auf zwei Linien etwa 180 Kilometer östlich und westlich davon, und er wächst zu den Zonenrändern hin auf etwa 1,001 am Äquator. Eine direkt aus UTM-Koordinaten abgelesene Entfernung ist daher höchstens etwa einen Meter pro Kilometer falsch, an den meisten Orten deutlich weniger. Das reicht für die meisten Feldarbeiten, nicht aber für genaue Vermessung, die den Maßstabsfaktor einrechnet.

Die Umrechnung zwischen Breite, Länge und UTM ist exakte Mathematik, keine Näherung. GeoDrafter nutzt die Krüger-Reihe, die mit der Standardbibliothek PROJ auf ein Mikrometer übereinstimmt. Fehler entstehen nur, wenn Zone, Halbkugel oder Bezugssystem falsch sind.

Häufige Fehler

Koordinaten aus zwei Zonen lassen sich nicht direkt vergleichen; ein Punkt nahe einer Zonengrenze hat in seiner eigenen und in der Nachbarzone ganz andere Ostwerte. Norwegen und Spitzbergen haben Sonderzonen, so dass Südwestnorwegen die 9 Grad breite Zone 32V nutzt. Ein Nordwert der Südhalbkugel, als nördlich gelesen, versetzt den Punkt um 10.000 Kilometer. Und UTM in einem älteren Bezugssystem wie ED50 weicht von UTM in WGS84 um bis zu etwa 200 Meter ab; prüfen Sie also immer Bezugssystem oder EPSG-Code. Ältere deutsche Karten nutzen oft noch Gauß-Krüger-Koordinaten im Bezugssystem DHDN, die der Koordinatenumrechner ebenfalls kennt.

MGRS, das militärische Meldesystem der NATO, das auch viele Rettungsdienste nutzen, ist UTM mit Zone, Band und einem zweibuchstabigen 100-Kilometer-Quadrat davor, zum Beispiel 31U DQ 48250 11951.

Wann man was verwendet

Nutzen Sie Breite und Länge, um eine Position mit beliebigen Menschen zu teilen, in einer Karten-App zu suchen oder über große Gebiete und viele Länder hinweg zu arbeiten. Nutzen Sie UTM, wenn Sie in einer Region arbeiten und Meter brauchen: für Feldmessungen, lokale GIS-Projekte, topografische Karten mit Gitter oder Berichte, die Ost- und Nordwerte verlangen. Nationale Systeme wie das britische National Grid oder Gauß-Krüger folgen derselben Idee mit einer Projektion für ein bestimmtes Land.