Kartenkunde: Unterschied zwischen den Versionen

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Das geografische Koordinatensystem der Erde

Um einen beliebigen Punkt auf einer Fläche zu definieren benötigt man Koordinaten, in dem Fall zwei. Kommt die Dimension Höhe dazu, benötigt man drei. Um diese Koordinaten zu erhalten, ist die Erde mit einem geografischen Koordinatensystem, die Breiten- und Längengrade versehen worden. Die Koordinaten werden in Grad, Minuten und Sekunden angegeben, es ist also ein Winkelmaß. Diese können auf verschiedene Arten angegeben werden:

• Grad Minuten Sekunden (46° 32' 30"N)
• Grad Dezimalminuten (46° 32.50'N)
• Grad Minuten Dezimalsekunden (46° 32' 50,0"N)
• Dezimalgrad: (46,5000°N)

Breitengrade

Die Breitengrade verlaufen parallel zum Äquator, der ebenfalls ein Breitengrad ist. Er hat die Gradzahl 0° und alle Breitengrade, die sich nördlich von ihm befinden erhalten den Zusatz N, alles was südlich liegt S. Die Gradzahl gibt den Winkel vom Äquator zum gewählten Breitengrad mit dem Erdmittelpunkt als Schenkel an. Der Abstand der Breitengrade ist immer gleich und beträgt ca. 111km. Dafür nimmt der Durchmesser der Breitengrade zu den Erdpolen hin ab. Der längste Breitengrade ist der Äquator mit einem Umfang von ca. 40.000km.

Längengerade

Die Längengeraden verlaufen kreisförmig um die Erde und laufen durch beide geografischen Pole. Alle Längengerade sind gleich lang, ihr Abstand zueinander nimmt aber zu den Erdpolen hin ab. Ein halber Längengrad (von Pol zu Pol) ist ein Meridian. Je nach System gibt es eine unterschiedliche Anzahl, mit am gebräuchlichsten ist die Einteilung in 180 Längengrade (oder 360 Meridiane). Sie stehen im Rechten Winkel zu den Breitengraden, was sehr wichtig für die Kursberechnung ist. Per Definition iverläuft der erste Meridian (Nullmeridian, 0°) durch Greenwich, England. Ihm gegenüber, also bei 180° verläuft die Datumsgrenze. Alle Längengrade östlich vom Nullmeridian haben den Zusatz O, alle die westlich liegen W.

Von der Kugel zur Karte

Um nun dieses, eine Kugel umfassende, Koordinatensystem auf eine flache Karte abzubilden, bedarf es einiger Umrechnungen und Kompromisse. Würde man das Koordinatensystem 1:1 auf eine flache Karte übertragen, käme es zwangsläufig zu Verzerrungen, bedenkt man z.B. den kleiner werdenden Abstand der Längengrade zueinander. Würde man diese Verjüngung auf eine Karte übernehmen, ginge der für die Navigation so wichtige rechte Winkel verloren. Daher ist eine Karte immer für einen Zweck optimiert, sie ist entweder hauptsächlich:

• flächentreu

  Die abgebildetet Fläche entspricht der Realität, z.B. bei geologischen Karten.

• streckentreu

  Die abgebildeten Abstände auf der Karte entsprechen der Realität, z.B. bei Autokarten

• winkeltreu

  Die Winkel in der Karte entsprechen der Realität, z.B. bei topografischen Wanderkarten

Eine Karte kann nie allen drei Anforderungen gerecht werden. Für Offroadnavigation sowie Navigation im Allgemeinen sind winkeltreue Karten am besten geeignet. Und als wäre das nicht schon schwierig genug, kommt hinzu, dass die Erde gar nicht wirklich rund, also eine ideale Kugel ist, sondern sie ist ein Ellipsoid, d.h. sie ist an den Erdpolen etwas abgeflacht und am Äquator etwas breiter. Dies macht die Übertragung auf eine flache, zweidimensionale Karte noch schwieriger. Es gibt verschiedene Definitionen des Ellipsoids mit jeweils unterschiedlichen Parametern, das geodätische Datum.

Geodätisches Datum

Das Geodätische Datum gibt die Parameter des Ellipsoids an, der von dem Kartennetzentwurf verwendet wird. Es werden verschiedene Ellipsoide als Grundlage verwendet:

• WGS84

  Dieses Datum wird im Wesentlichen in Europa verwendet.

Kartennetzentwurf

Die Übertragung eines Koordinatensystems von dem Ellipsoid auf eine flache Karte wird mittels eines Kartennetzentwurfs bewerkstelligt, von denen es mehrere gibt. Diese Entwürfe berücksichtigen dabei die unterschiedlichen Angaben zu der Erdform mittels eines geodätischen Datums. Eine ordentliche Karte gibt den verwendeten Entwurf als auch das geodätische Datum an. Einer der verbreitetsten Entwürfe ist UTM, Universale transversale Mercator (siehe Mercator).

UTM

Bei der UTM zugrunde liegenden Mercator-Projektion der Erde werden die am weitesten von der Mitte der Projektion liegenden Ränder stark verzerrt. Daher verwendet UTM nicht nur eine Projektion sondern viele. Dazu wird die Erde von 84° Nord bis 80° Süd durch jeweils 6° breite senkrechte Streifen in Zonen aufgeteilt. Der in der Mitte einer Zone liegende Meridian wird als Hauptmeridian für diese Projektion/Zone bezeichnet, die sich dann jeweils 3° nach West und Ost erstreckt. Dadurch wird bei absoluter Winkeltreue die Verzerrung an den Rändern (vom Hauptmeridian entfernte Gebiete) in Grenzen gehalten.