Killet GeoSoftware Ing.-GbR - kurz: KilletSoft - ist ein Softwareunternehmen, das im Jahr 1991 gegründet worden ist. Die Gesellschaft gliedert sich in die Bereiche "Geodätische Standardsoftware", "Entwicklungswerkzeuge für die Geoinformatik" und "Deutsche Geodaten". Die Schwerpunktbranchen der von uns betreuten Unternehmen sind Ingenieurbüros, GIS-Entwickler, Internet-Marketing, Versorgung, Logistik, Telekommunikation, Sicherheitskräfte und der Öffentliche Dienst. pur
 •  Seiteninhalt drucken  •  link_in Unternehmen •  link_in Kontakt •  link_in Impressum
Deutsch English

Darstellungsformen von UTM-Koordinaten
Schreibweisen, Berechnungsmethoden und der geschichtliche Hintergrund des UTM-Koordinatensystems.
Kempen, 21. Oktober 2022
Dipl.-Ing Fred Killet, Killet GeoSoftware Ing.-GbR
Dritte überarbeitete und ergänzte Ausgabe
WORD-Datei und JPG-Bilder der dritten Ausgabe für die Veröffentlichung link_dl herunterladen
Erste Ausgabe veröffentlicht in GEOconnexion International Magazine, Heft 4/2009
Zweite Ausgabe veröffentlicht in VDVmagazin, Heft 8/2009
Dritte Ausgabe bisher noch nicht veröffentlicht

Koordinaten, die aus langen Folgen von Ziffern und manchmal auch Buchstaben bestehen, um damit Punkte auf der Erdoberfläche genau anzugeben, sind für die meisten Leute nicht leicht zu verstehen. Dieser Artikel beschreibt die Berechnungsmethoden und die Darstellungsformen sowie den geschichtlichen Hintergrund des UTM-Koordinatensystems.
Mercator Die "Universal Transverse Mercator"-Projektion (UTM) geht ursprünglich auf den genialen Wissenschaftler Gheert de Cremer alias Gerardus Mercator zurück. Mercator fand in der Mitte des 16. Jahrhunderts eine Möglichkeit, die Erdkugel auf einer flachen Karte abzubilden, die besonders gut für die Navigation geeignet war. Weil die Mercator-Projektion eine winkeltreue Abbildung des Globus darstellte, konnten Seefahrer ihre Kurse als gerade Linien auf Mercators Karte eintragen und damit, im Gegensatz zu anderen Karten, sehr einfach mit dem Kompass navigieren.
Das winkeltreue UTM-Koordinatensystem wurde nach dem zweiten Weltkrieg in den Vereinigten Staaten für militärische und speziell für navigatorische Zwecke aus der Mercator-Projektion entwickelt. Inzwischen sind im Rahmen der allgemeinen Globalisierung viele nationale Koordinatensysteme durch das weltweit einheitliche UTM-Koordinatensystem ersetzt worden. Für UTM-Koordinaten gibt es je nach Verwendung unterschiedliche Darstellungsformen. Nachfolgend werden die gebräuchlichsten Darstellungsformen anhand von Beispielen aus der von Killet GeoSoftware Ing.-GbR entwickelten Transformationssoftware TRANSDATpro erläutert.

Strip Globus Das UTM-Koordinatensystem teilt die Erde in vertikale UTM-Zonen von je 6 Längengraden auf. Die UTM-Zonen sind wie die Streifen einer geschälten Apfelsine um den Äquator angeordnet. Sie sind bei 177 Grad West beginnend ostwärts von 1 bis 60 durchnummeriert. Jede UTM-Zone wird einzeln als kartesisches Koordinatensystem betrachtet. Als Ursprung für jede UTM-Zone wird der Schnittpunkt des Äquators mit dem jeweiligen Zentralmeridian gewählt. Der Ostwert des Zentralmeridians ist um 500.000 Meter verschoben, damit nur positive Werte vorkommen können. Aus demselben Grund ist der Nordwert bei Darstellung auf der südlichen Erdhalbkugel um 10.000.000 Meter verschoben.
Der Null-Meridian Greenwich ist genau die Grenze zwischen den UTM-Zonen 30 und 31. Deutschland liegt größtenteils in den UTM-Zonen 32 und 33.
Es gibt mehrere Möglichkeiten für die Darstellung von UTM-Koordinaten. Als Beispiele sind hier UTM-Koordinaten des Leuchtfeuers "Roter Sand" in der Wesermündung (53° 51´ 18 N / 8° 4´ 54 E) mit verschiedenen Schreibweisen aufgelistet. Alle Darstellungen beschreiben denselben Punkt im Koordinatensystem.

  UTM-Zonenkoordinaten 32439596 / 5967780 Ost- und Nordwert
    33045270 / 5989604 in benachbarter UTM-Zone
  MGRS / UTMref / UTM-Meldesystem 32UME3959667780 Meter-genaues Meldefeld
    32UME3967 Kilometer-genaues Meldefeld
  UTM-Gitterkoordinaten 32U4395965967780 Gitterkoordinate
  Reduzierte UTM-Koordinaten 439596 / 967780 Reduzierter Ost- und Nordwert
    439596 / 5967780 Reduzierter Ostwert

Die Beispiele lassen erkennen, wie vielgestaltig UTM-Koordinaten sein können. Je nach Anwendungsfall werden UTM-Koordinaten mit den oben genannten Notationen verwendet. Hier soll zunächst die Bedeutung der in der Koordinate vorkommenden Ziffern und Buchstaben erläutert werden. Anschließend wird aufgezeigt, wie man UTM-Koordinaten von einer Darstellung in eine andere überführen bzw. umrechnen kann.

UTM-Zonenkoordinaten

Die gebräuchlichste und bekannteste Darstellung ist die der UTM-Zonenkoordinaten mit einem Ostwert und einem Nordwert. Die Koordinaten innerhalb einer UTM-Zone sind metrisch und zueinander rechtwinkelig. Dem Ostwert ist die Nummer der UTM-Zone vorangestellt. Unsere Beispielkoordinate wird als vollständig ausgeschriebene UTM-Zonenkoordinate folgendermaßen dargestellt:
TRANSDATpro-Einstellungen 1  • Ostwert: 32439596
 • Nordwert: 5967780
Der Punkt liegt in der UTM-Zone 32, der um den Zentralmeridian bei 9 Grad östlicher Länge liegt. Da der Wert 439596 kleiner als 500000 ist, befindet sich der Punkt genau 60404 Meter westlich des Zentralmeridians (500000 m - 439596 m = 60404 m). In nördlicher Richtung ist der Punkt genau 5967780 Meter lotrecht vom Äquator entfernt.
Das Programm TRANSDATpro bietet die Möglichkeit, Koordinaten zwischen tausenden von Koordinaten- und Bezugssystemen umzurechnen. Das benötigte Koordinatenbezugssystem muss durch die Auswahl von Parametern aus den hier dargestellten Listenfeldern eingestellt werden. UTM-Zonenkoordinaten können direkt in die Eingabefelder des Programms eingegeben oder aus Dateien eingelesen werden. Die Eingabe der Koordinaten ist mit keiner oder mit bis zu neun Nachkommastellen möglich. Das Programm formatiert die eingegebenen und auszugebenden Koordinaten nach Ihren Vorgaben im Feld "Dez.-St." (Anzahl der Dezimalstellen). Im untersten Listenfeld kann entweder die natürliche, d.h. die durch die geographische Länge vorgegebene UTM-Zone ausgewählt werden oder die Berechnung in eine bestimmte Zone erzwungen werden. Dabei wird die UTM-Zone über ihre Ausdehnung von 6 Längengraden hinaus vergrößert.
Die Bezeichnung "UTM-Zone" kann mit dem Begriff "Meridianstreifen" gleichgesetzt werden. Das Erzwingen einer bestimmten UTM-Zone wird deshalb als "Zonenwechsel", "Meridianstreifenwechsel" oder kurz "Streifenwechsel" bezeichnet. Ein Zonenwechsel ist immer dann erforderlich, wenn eine Anzahl von Koordinaten aus verschiedenen UTM-Zonen gemeinsam in derselben Zone abgebildet werden müssen oder wenn sie Gegenstand einer linearen Berechnung sind. Ein Beispiel dafür ist die Darstellung Deutschlands (siehe Bild unten), das sich über die beiden UTM-Zonen 32 und 33 erstreckt.

Zonenwechsel in östlicher und westlicher Richtung

Wenn für unsere Beispielkoordinate des Leuchtfeuers "Roter Sand" ein Zonenwechsel in die östliche UTM-Zone 33 erzwungen wird, kommen wir zu folgendem Ergebnis:
TRANSDATpro-Einstellungen 2  • Ostwert: 33045270
 • Nordwert: 5989604
Der Punkt liegt jetzt in der UTM-Zone 33, die um den Zentralmeridian bei 15 Grad östlicher Länge liegt. Da der Wert 045270 kleiner als 500000 ist, befindet sich der Punkt genau 454730 Meter westlich des Zentralmeridians (500000 m - 045270 m = 454730 m). In nördlicher Richtung ist der Punkt jetzt 5989604 Meter lotrecht vom Äquator entfernt.
Wenn dagegen für unsere Beispielkoordinate ein Zonenwechsel in die westliche UTM-Zone 31 erzwungen wird, kommen wir zu folgendem Ergebnis:
 • Ostwert: 31834124
 • Nordwert: 5979368
Der Punkt liegt jetzt in der UTM-Zone 31, die um den Zentralmeridian bei 3 Grad östlicher Länge liegt. Da der Wert 834124 größer als 500000 ist, befindet sich der Punkt genau 334124 Meter östlich des Zentralmeridians (834124 m - 500000 m = 334124 m). In nördlicher Richtung ist der Punkt jetzt 5979368 Meter lotrecht vom Äquator entfernt.
Es fällt auf, dass die Nordwerte in den Zonen 31 und 33 gegenüber dem Nordwert in der Zone 32 abweichen. Die Abweichung ist darauf zurückzuführen, dass im rechtwinkeligen UTM-System die Entfernung zum Äquator auf einer Parallelverschiebung des Zentralmeridians gemessen wird. Da jede UTM-Zone ein eigenständiges kartesisches Koordinatensystem darstellt, sind die abweichenden Nordwerte in den unterschiedlichen UTM-Zonen richtig.

MGRS / UTMref / UTM-Meldesystem

UTM-Meldesystem Im Militärwesen erfolgt die Darstellung von UTM-Koordinaten im "Military Grid Reference System" (MGRS) bzw. "UTM-Referenzsystem" (UTMref). Zur Kennzeichnung der geographischen Breite werden die Meridianstreifen in 8 Grad breite UTM-Bänder entlang der Breitenkreise unterteilt, die jeweils mit einem Buchstaben benannt sind. Die UTM-Zonen wiederum sind unabhängig von den UTM-Bändern in UTM-Quadrate mit einer Seitenlänge von 100 Kilometern aufgeteilt, die parallel zum Zentralmeridian angeordnet sind. Die UTM-Quadrate sind durch Buchstabenpaare gekennzeichnet. Ein Punkt mit Metergenauigkeit wird mit jeweils 5 Ziffern der Ost- und Nordposition innerhalb des UTM-Quadrats gekennzeichnet. Hier wird wieder die Koordinate des Leuchtfeuers "Roter Sand" dargestellt:
 • 32UME3959667780     Meter-genaues Meldefeld
Der Punkt liegt in der UTM-Zone 32. Das ist der Meridianstreifen mit dem Zentralmeridian bei 9 Grad östlicher Länge. Der Punkt liegt weiterhin im UTM-Band U, das sich zwischen 48 und 56 Grad nördlicher Breite erstreckt. Der Punkt liegt im UTM-Quadrat ME, das 100 Kilometer westlich vom Zentralmeridian und 5900 Kilometer nördlich vom Äquator liegt. Die metergenaue Position ist 39596 Meter östlich von der südwestlichen Ecke des UTM-Quadrats und 67780 Meter nördlich davon. Die Genauigkeit einer UTMREF-Koordinate kann durch die (gerade) Anzahl der Ziffern variiert werden um dadurch eine größere oder kleinere Fläche zu beschreiben. Hier sind einige Beispiele mit unterschiedlicher Genauigkeit:

TRANSDATpro-Einstellungen 3
  32UME3959667780 Meter-genau
  32UME395677 100 Meter-genau
  32UME3967 1 Kilometer-genau
  32UME 100 Kilometer-genau

Das Programm TRANSDATpro ist in der Lage, UTMref-Koordinaten der verschiedenen Genauigkeiten zu berechnen. Im nebenstehenden Bild sind die notwendigen Einstellungen dargestellt. Da UTMref-Koordinaten nicht wie üblich mit einem Ost- und einem Nordwert beschrieben sind, sondern in einer einzigen Zeichenfolge abgelegt sind, bleibt das zweite Eingabefeld leer.

UTM-Gitterkoordinaten

UTM-Gitterkoordinaten UTM-Gitterkoordinaten werden etwas anders dargestellt. Die UTM-Gitterkoordinate des Leuchtfeuers "Roter Sand" sieht so aus:
 • 32U4395965967780     UTM-Gitterkoordinate
Der Punkt liegt in der UTM-Zone 32 und im UTM-Band U. Er befindet sich genau 60404 Meter westlich des Zentralmeridians (500000 m - 439596 m = 60404 m). In Nordrichtung ist der Punkt genau 5967780 Meter lotrecht vom Äquator entfernt.
TRANSDATpro-Einstellungen 4 Es ist einfach, die UTM-Zonennumer 32 und den Abstand vom Zentralmeridian 439596 manuell zu einem Ostwert 32439596 zu ergänzen und zusammen mit dem Nordwert 5967780 als UTM-Zonenkoordinaten zu verwenden.
Bei genauer Betrachtung kann man erkennen, dass das UTM-Quadrat, wie es im UTM-Meldesystem verwendet wird, bei dieser Darstellungsform einfach weggelassen worden ist. Ohne die Bezeichnung des UTM-Quadrats scheint das UTM-Band hier überflüssig zu sein. Es wird jedoch zur schnellen Identifikation der Hemisphäre verwendet. UTM-Gitterkoordinaten werden selten verwendet, da UTM-Zonenkoordinaten und das UTM-Meldesystem besser für den Umgang mit UTM-Koordinaten geeignet sind.

Reduzierte UTM-Koordinaten

Leider wird die Zonennummer in UTM-Zonenkoordinaten nicht immer mitgeführt. Diese Art der Darstellung von UTM-Koordinaten wird oft unter der Voraussetzung verwendet, dass die UTM-Zone bekannt ist. Beim Ostwert wird die Zonennummer dabei einfach weggelassen. Tatsächlich handelt es sich nicht um eine offizielle Notation sondern resultiert aus einem gewissen Grad an Bequemlichkeit. Ursprünglich war der Auslöser für die Verwendung reduzierter Koordinaten die Rechentechnik. Wegen des Speicherbedarfs bei großen Datenmengen und zur Aufwandsminderung wurde Zonennummer weg gelassen. Ein weiteres Kriterium lieferte die Armee, die für die Zonenkennung (z.B. 32 oder auch 32U) ein eigenes Datenfeld in ihren Datenbanken einbaute. Dies fand auch im zivilen Sektor Anklang. Unsere reduzierte Testkoordinate kann so aussehen:
TRANSDATpro-Einstellungen 5  • Ostwert: 439596
 • Nordwert: 5967780
In diesem Fall muss man die UTM-Zone erraten, berechnen oder zumindest als konstant annehmen. Die Verwendung vollständigen UTM-Koordinaten sollte unbedingt beachtet werden. Unvollständige UTM-Koordinaten können mit Hausnummern verglichen werden, bei denen die Straßennamen fehlen.
Das Programm TRANSDATpro hat für diesen Fall die Möglichkeit eine UTM-Zone bzw. einen Meridianstreifen vorzugeben. Im Beispiel ist im 5. Auswahlfeld der Meridianstreifen 32 als Vorgabe ausgewählt worden. Dadurch wird der Ostwert 439596 zu 32439596 ergänzt. Voraussetzung für diese Vorgehensweise ist, dass der Nordwert, wie in diesem Beispiel, vollständig ist.
Für die Zielkoordinate kann die Ausgabe des Ostwertes wahlweise mit oder ohne UTM-Zone eingestellt werden. Außerdem lässt sich die Umrechnung in eine bestimmte UTM-Zone erzwingen.
Gelegentlich wird auch noch die erste Ziffer des Nordwertes (1000-Kilometer-Ziffer) unterdrückt. Sie ist für das Gebiet der Bundesrepublik Deutschland bis auf einen kleinen Bereich im Norden immer eine 5.
TRANSDATpro-Einstellungen 6  • Ostwert: 439596
 • Nordwert: 967780
In diesem Fall muss man nicht nur die UTM-Zone, sondern auch die 1000-Kilometer-Ziffer des Nordwertes wissen.
Das Programm TRANSDATpro bietet hierfür die Möglichkeit die Koordinate durch Summanden zu vervollständigen. Im Beispiel ist als Summand für den Ostwert 32000000 angegeben. Dadurch wird der Wert 439596 zu 32439596 ergänzt. Gleiches gilt für den Nordwert, der um den Summanden 5000000 zu 5967780 ergänzt wird.
Gelegentlich werden auch Multiplikatoren benötigt. Das ist z.B. der Fall, wenn anstelle von Metern andere Maßeinheiten wie Fuß, Yard und Meilen verwendet werden. Hinter dem Schaltfeld "?!" verbirgt sich ein Auswahlfeld, das die gebräuchlichsten Umrechnungen enthält. So kann z.B. mit einem Klick die Ausgabe der Preußischen Katasterkoordinaten von Meter in Preußische Fuß eingestellt werden. Auch die amerikanischen NAD27-Koordinaten lassen sich damit direkt in US Survey Fuß umrechnen.
Wenn man für die Quellkoordinaten und für die Zielkoordinaten dieselben Koordinaten- und Bezugssysteme angibt, kann man mit Hilfe der Summanden die beschriebenen reduzierten Koordinaten komfortabel vervollständigen.

Das geodätische Programm TRANSDATpro

TRANSDATpro ist eine Entwicklung der Killet GeoSoftware Ingenieurgesellschaft. Das geodätische Programm führt Koordinatentransformationen mit Datumsübergang schnell und mit hoher Genauigkeit aus. Es unterstützt weltweit tausende Koordinatensysteme, geodätische Bezugssysteme und Datumsübergänge, benutzerdefinierte Systeme, 2D/3D-Transformationen, INSPIRE, NTv2, HARN, EPSG, GPS, Kontinentaldrift und mehr. TRANSDATpro liest und schreibt die Dateiformate Text, CSV, SDF, dBase, ArcShape, ArcGenerate, KML, GPX und andere. Unter anderem bietet es Outdoor GPS-Empfang, Abbildung in Google Earth, Google Maps und OpenStreetMap, Meridiankonvergenz, viele Extra-Parameter und eine mehrsprachige Benutzeroberfläche. Ausführliche Informationen und die Bezugsquelle finden Sie auf der Internetseite link_in https://www.killetsoft.de/p_trda_d.htm.

Das geodätische Entwicklungs-Tool GeoDLL

Für Entwickler geodätischer Programme und Applikationen steht außerdem das Geodetic Development Kit GeoDLL bereit, das präzise Funktionen zu den Themen 2D- und 3D-Koordinatentransformation, Datums- bzw. Bezugssystemwechsel, Meridianstreifenwechsel, Geodätische Hauptaufgaben und Entfernungsberechnungen, Digitale Höhenmodelle sowie NTv2-Unterstützung enthält. GeoDLL wird als DLL für 32bit und 64bit WINDOWS Plattformen und als Quelltext in C / C++ abgegeben. Informationen finden Sie auf der Internetseite link_in https://www.killetsoft.de/p_gdla_d.htm.

Verfasser

Logo QR-URL Dipl.-Ing. Fred Killet
Killet GeoSoftware Ing.-GbR (KilletSoft)
Escheln 28a
47906 Kempen (Germany)
https://www.killetsoft.de

KilletSoft Neuigkeiten Damit Sie immer gut informiert sind, haben wir in dieser Spalte aktuelle Hinweise, Informationen und besondere Angebote für Sie zusammengestellt.
KilletSoft Logo UTM
Darstellungsformen von UTM-Koordinaten.
Schreibweisen, Berechnungsmethoden und der geschichtliche Hintergrund des UTM-Koordinatensystems.
Dritte überarbeitete Ausgabe des beliebten Fachartikels.
link_in Lesen Sie das Arbeitspapier...
KilletSoft Logo CRS
Was ist eigentlich ein Koordinatenbezugsystem?
Erläuterung zum Koordinatenbezugsystem mit den Komponenten Koordinatensystem, Bezugssystem, Bezugsdefinition und Bezugsrahmen.
Zweite überarbeitete Ausgabe.
link_in Lesen Sie das Arbeitspapier...
KilletSoft Logo GeoDaten Deutschland
"GeoDaten Deutschland" umfasst ein breites Spektrum an raumbezogenen Sachdaten, die von uns gepflegt und vertrieben werden. Die Datenbanken enthalten alle deutschen Städte, Gemeinden und Ortsteile, Koordinaten, Postleitzahlen, Telefonvorwahlen, Verwaltungseinheiten, Naturräume, Landschaften, Reisegebiete, Schnee- und Windlasten, Solareinstrahlungen, Karten-Infos usw.
link_in Lesen Sie mehr...
KilletSoft Logo Illegale Software-Versionen
Die illegale Nutzung unserer Software ist außer Kontrolle geraten!
link_in Lesen Sie unsere Info...
KilletSoft Logo NTv2-Sammlung
KilletSoft hat NTv2-Dateien als weltweite Sammlung auf einer zentralen Internetseite zusammengetragen und für den download verlinkt.
link_in Lesen Sie die Pressemeldung...
link_in Zur NTv2-Sammlung...
KilletSoft Logo ist Mitglied im
VDV Logo
KilletSoft Logo Übersetzer gesucht!
Die Programme TRANSDAT, SEVENPAR, NTv2Creator, NTv2Poly und NTv2Tools unterstützen Sprachdateien für die Benutzeroberfläche. Da die sprachabhängigen Texte in externen Dateien verwaltet werden, können jederzeit link_in neue Sprachen hinzugefügt werden. Jeder Interessierte kann eine neue Sprachdatei für sich und alle Nutzer in seine Muttersprache übersetzen.
Autor: Dipl.-Ing. Fred Killet
Seite: t_0901_d.htm
Seitenaufrufe: 1706
Zeitraum: seit 1. Januar 2023