2. Karte

2.1. Der Erdkörper

Zur Erstellung brauchbarer Karten ist es notwendig, die genaue Grösse und Form des Erdkörpers mathematisch genau zu erfassen.

Erde, Bild: LVA NRW2.1.1. Die Erde als Kugel

Den Griechen war es bereits bekannt - auch wenn es im Mittelalter geleugnet wurde - die Erde ist rund. Erathotenes von Alexandria (276-194 v.Chr.) berechnete den Erdumfang auf 32 km genau! Für Karten in kleinen Maßstäben und für navigatorische Berechnungen ist es vollkommen ausreichend, die Erde als vollkommene Kugel zu betrachten. Der Erdradius beträgt 6370 km. Der Erdumfang liegt bei 40003,2 km.

2.1.2. Die Erde als Ellipsoid

Genauere Berechnungen durch Issac Newton (1642 - 1727) ergaben, dass die Erde rotations- und gravitationsbedingt an den Polen leicht abgeplattet und am Äquator dafür etwas aufgewölbt ist. Die Erde ist ein sogenannter Rotationsellipsoid. Dies muss bei grossmassstäbigen Karten berücksichtigt werden.Rotationsellipsoid, Bild: Michael Panitzki

Die Geodäten orientierten sich bei der topographischen Landesaufnahme dann an einem sog. Bezugsellipsoiden, der für die von ihnen zu vermessende Region am besten passte.  So kam es, dass die staatlichen Vermessungsbehörden über 100 unterschiedliche Bezugsellipsoide entwickelten und z.T. noch heute verwenden. Sie sind die mathematische Grundlage für eine exakte landestopografische Vermessung und das für GPS-Nutzer wichtige geodätische Datum (map datum).

Auch wenn die Umrechnung recht kompliziert ist, so sind die Unterschiede zwischen den Ellipsoiden gering.

Übersicht:

Besselscher Ellipsoid Potsdam Datum a=6377,397 km b=6356,079 km
Internationaler Ellipsoid ED50 a=6378,388 km b=6356,912 km
European Terrestial Reference System ETRS89 a=6378,137 km b=6356,752 km
World Geodetic System 1984 WGS84 a=6378,137 km b=6356,752 km

Geoid, Bild: ?2.1.3. Die Erde als Geoid

Anfang des 19. Jahrhunderts stellte Carl Friedrich Gauss (1777 - 1855) bei seinen Vermessungen Abweichungen zur ellipsoidischen Theorie fest. Wegen der unterschiedlichen Massendichte der Erde ist der Erdkörper keine regelmässige Figur. Die Erde stellt vielmehr eine unregelmässige Fläche dar. Diese Figur wird als Geoid bezeichnet. Ein Geoid ist als unregelmässige Regelfläche mathematisch schwer erfassbar und ist deshalb als Referenzfläche für geodätische Lagemessungen denkbar ungeeignet. Für Höhenmessungen kommt er jedoch in Betracht.

Bei Lagemessungen wird der Geoid durch eine angenäherte geometrische Referenzfläche ersetzt. Je nach Ausdehnung des zu vermessenden Gebiets wird dabei ein Ellipsoid, eine Kugel oder eine Ebene verwendet. Der Erdkörper ähnelt in seiner Form einem Rotationsellipsoid. Abweichungen zwischen Ellipsoid und Geoid heißen Geoidondulation. Sie betragen <100m. Als weltweit gültiger Bezugsellipsoid hat sich inzwischen der des WGS 84 durchgesetzt.

2.1.4. Das geodätische Datum

Da das Geoid mathematisch äußerst komplex ist, verwenden die Kartografen bei der Kartierung eines Gebietes das Ellipsoid-Modell. Das Ellipsoid-Modell dient den Kartografen als Bezugssystem und wird als geodätisches Datum (map datum) bezeichnet. Für jeden Kontinent gibt es international anerkannte Ellipsoide, wie das Clarke-1866-Ellipsoid für die Vereinigten Staaten oder das Krassowski-Ellipsoid für die ehemalige Sowjetunion. Satellitenmessungen haben zum Einsatz von Systemen wie dem WGS84 (World Geodetic System 1984) und dem GRS80 (Geodetic Reference System 1980) als beste Ellipsoide für das gesamte Geoid geführt. Lokal hergeleitete Ellipsoide weisen allerdings geringere örtliche Abweichungen auf. Aber globale Ellipsoide gewährleisten die weltweite Konsistenz aller Karten.

2.1.5. Dreidimensionale Koordinatensysteme

2.1.5.1. Das internationale geografische KoordinatensystemGeografisches Koordinatensystem, Bild: Michael Panitzki

Das internationale geografische Koordinatensystem ist ein dreidimensionales (sphärisches) Koordinatensystem aus senkrecht aufeinander stehenden Kreislinien, den Breitenkreisen (horizontal) und Längenkreisen (vertikal). Ein halber Längenkreis wird Meridian genannt. Vom Äquator (Breitenkreis) ausgehend (0o) wird 90o nach Norden (N) bzw. 90o nach Süden (S) gezählt. Vom Nullmeridian von Greenwich (0o) ausgehend wird 180o nach Westen (W) bzw. 180o nach Osten (O oder E für East) gezählt. Die Bezeichnung E für East verhindert eine Verwechslung des O für Ost mit der 0 (Null) und ist daher auch im deutschen Sprachraum üblich. Das System wird auch als geografisches Koordinatensystem von Greenwich bezeichnet.

Position im geografischen Koordinatensystem, Bild: Michael PanitzkiDie beiden Winkel ergeben dann die geographische Breite (j) und die geographische Länge (l). Das Bogenmaß Grad (o) wird weiter unterteilt in 60 Bogenminuten (') und diese wiederum in 60 Bogensekunden ("). Eine Bogensekunde kann noch weiter unterteilt werden in 60 Meridiantertien ('''), was in der Praxis aber so gut wie nie vorkommt. Mit der geografischen Breite und Länge (j, l) lässt sich jeder Punkt auf der Erde exakt bestimmen. Am Beispiel eines beliebten Eifeler Motorradtreffs sieht das dann folgendermaßen aus:

Position Café Fahrtwind: 50o28'33"N 006o57'53"E

Die Angabe der Sekunden (") als Dezimalminuten (') ist aber praktischer und daher auch allgemein üblich.

Position Café Fahrtwind: 50o28,56'N 006o57,88'E

Die Länge einer Bogenminute auf dem Großkreis, d.h. auf dem Äquator und den Meridianen entspricht einer nautischen Meile oder einer Seemeile (1sm = 1,852km). Während der Gitterabstand zwischen den Breitengeraden gleich ist, veringert sich der Gitterabstand zwischen den Meridianen mit zunehmender nördlicher bzw. südlicher Breite (j) in Abhängigkeit von cosj. Diese Distanzänderung heißt Abweitung (a).

a = Dl * cosjGeografisches Koordinatengitter, Bild: Michael Panitzki

Ein auf eine flächentreue Kartenprojektion (und das sind fast alle topografischen Karten!!!) aufgedrucktes geografisches Gitter ist zwar rechtwinklig, aber die Breitengrade sind keine Geraden und die Abstände zwischen den Längengraden sind nicht wertgleich!

Dies fällt bei den bei Motorradfahrern gebräuchlichen Landkarten auf den ersten Blick kaum auf. Das Übertragen von Koordinaten gestaltet sich jedoch schwierig. Es ergeben sich dann leicht Fehler und der gesuchte Punkt wird dann unterwegs nicht gefunden. Breite und Länge werden jedoch benötigt, um Rechnungen z.B. zur Ortszeit, dem Sonnenstand, Sonnenauf- und Untergang oder der Meridiankonvergenz durchzuführen. Außerdem sind geographische Koordinaten die Standard-Anzeige bei GPS-Geräten.

2.1.5.2. Das geografische Koordinatensystem von Ferro

Das geografische Koordinatensystem von Ferro ist ebenfalls ein dreidimensionales (sphärisches) Koordinatensystem aus senkrecht aufeinander stehenden Kreislinien, den Breitenkreisen (horizontal) und Längenkreisen (vertikal). Der prinzipielle Aufbau unterscheidet sich nicht vom internationalen geografischen Koordinatensystem. Einziger Unterschied ist die Festlegung des Bezugsmeridians, d.h. des Nullmeridians (0o). Für das Koordinatensystem von Ferro wählte man einen Meridian westlich der Kanareninsel Ferro, nämlich 17o40'W von Greenwich. Das u.g. Beispiel bezieht sich auf das Hermannskogel Datum:

Position Café Fahrtwind: 50o28'33"N 024o37'52"E

Mit Angabe der Sekunden (") als Dezimalminuten (') sieht das dann so aus:

Position Café Fahrtwind: 50o28,56'N 024o37,88'E

Das System von Ferro wurde 1917 gemeinsam von der deutschen Heeresleitung und dem österreichischen Militärgeografischen Institut (MGI) als Standard eingeführt. Auf diese Weise erreichte man, dass ganz Europa östlich des Bezugsmeridians liegt. Deutschland  ging 1923 zum internationalen System von Greenwich über. In Österreich dagegen ist das System von Ferro bis heute Basis für das amtliche Vermessungssystem und das darauf basierende geodätische Koordinatensystem. Ansonsten ist mir aber nicht bekannt, dass irgend jemand sonst dieses System noch verwendet.

2.1.5.3. Das Neugrad Koordinatensystem

Das Neugrad Koordinatensystem ist ebenfalls ein dreidimensionales (sphärisches) Koordinatensystem aus senkrecht aufeinander stehenden Kreislinien, den Breitenkreisen (horizontal) und Längenkreisen (vertikal). Ein halber Längenkreis wird ebenfalls Meridian genannt. Die Einteilung erfolgt jedoch in Neugrad (gon). Vom Äquator (Breitenkreis) ausgehend (0gon) wird 100gon nach Norden (+) bzw. 100gon nach Süden (-) gezählt. Der Nullmeridian geht durch Paris. Vom Meridian von Paris (0gon) ausgehend wird 200gon nach Osten (+) bzw. 200gon nach Westen (-) gezählt. Die Richtung wird durch das Vorzeichen und nicht wie beim internationalen geografischen Koordinatengitter durch die Himmelsrichtung angegeben.

Hieraus ergeben sich dann die Breite (B) und die Länge (L). Das Bogenmaß Neugrad (gon) wird mittels Dezimalstellen weiter unterteilt. Mit der Breite und Länge (B,L) lässt sich jeder Punkt auf der Erde exakt bestimmen. Am Beispiel eines beliebten Eifeler Motorradtreffs sieht das dann folgendermaßen aus:

Position Café Fahrtwind: 56,08gon 5,13gon

Das Neugrad Koordinatensystem mit dem Nullmeridian durch Paris wird lediglich vom Institut Géographique National (IGN) verwendet und ist dementsprechend auf den amtlichen französischen Kartenwerken zu finden. In den IGN-Karten werden Gon als Grad (gr) bezeichnet. Die ebenfalls angerissenen (Alt)Grad (o) werden dagegen als Degrées (deg) bezeichnet. Vorsicht ist hier geboten um Verwechselungen auszuschließen. Der Eifeler Motorradtreffs sieht dann folgendermaßen aus:

Position Café Fahrtwind: 56,08gr 5,13gr

Während der Gitterabstand zwischen den Breitengeraden gleich ist, verringert sich der Gitterabstand zwischen den Meridianen mit zunehmender nördlicher bzw. südlicher Breite in Abhängigkeit von cosB. Diese Distanzänderung heißt Abweitung (a).

a = DL * cosB (in gon)

Auch ein auf eine flächentreue Kartenprojektion aufgedrucktes Gon-Gitter ist rechtwinklig. Die Breitengrade sind aber auch hier keine Geraden und die Abstände zwischen den Längengraden sind nicht wertgleich! Dies fällt auch bei der Benutzung französischer Landkarten auf den ersten Blick kaum auf. Das Übertragen von Koordinaten gestaltet sich jedoch schwierig. Hinzu kommen die ungewohnten Neugrad mit dem Nullmeridian durch Paris. Es ergeben sich dann grobe Fehler und der gesuchte Punkt wird nicht gefunden.

2.1.5.4. Earth Centered Earth Fixed (ECEF)

Mit der Einrichtung satellitengestützter Funknavigationssysteme gewann ein Koordinatensystem an Bedeutung, mit dem die meisten GPS-Nutzer zuletzt in der Schule im Mathematikunterricht zu tun hatten. Ein kartesisches Koordinatensystem besteht aus einem Ursprung sowie drei Richtungen (x, y, z), die paarweise senkrecht aufeinander stehen. Die Längeneinheiten sind für alle Richtungen gleich. Bezogen auf ein kartesisches Koordinatensystem kann nun jeder Punkt im Raum durch einen Pfeil beschrieben werden. Dieser Pfeil nennt sich Ortsvektor. Die Koordinaten x, y, z bezeichnen den Endpunkt des Ortsvektors in Bezug auf den Ursprung.

Kartesisches Koordinatensystem, Bild: Michael PanitzkiNAVSTAR GPS arbeitet mit einem kartesischen Koordinatensystem. Die x/y-Achsen bilden mit dem Äquator eine Ebene. Die x-Achse schneidet den Äquator im Nullmeridian (Greenwich). Die y-Achse schneidet den Äquator bei 90oE/W. Die z-Achse geht durch die mittlere Rotationsachse. Der Ursprung des Koordinatensystems ist der Massenschwerpunkt des Erdkörpers. Der Massenschwerpunkt ist nicht identisch mit dem geometrischen Mittelpunkt. Als Bezugssystem wird das World Geodetic System 1984 (WGS84) verwendet. Das vom GPS verwendete System wird als Earth Centered Earth Fixed (ECEF) bezeichnet.

Jeder GPS-Empfänger empfängt von den Satelliten ECEF Positionsdaten und berechnet daraus seinen Standort nach ECEF. Da man mit ECEF Koordinaten für Navigationszwecke herzlich wenig anfangen kann, rechnet der Empfänger die dreidimensionale ECEF Koordinate in internationale geografische Koordinaten oder je nach Modell in verschiedene, frei wählbare, geodätische Koordinaten um.

2.2 Vom Erdkörper zur Karte

2.2.1. Projektionsarten

Projektionen bilden die dreidimensionale Erdoberfläche auf einer Ebene ab. Aufgrund der Krümmung der Erdoberfläche kommt es dabei zwangsläufig zu Verzerrungen. Eine Kartenprojektion kann niemals gleichzeitig flächentreu, winkeltreu und linientreu sein. Die Wahl der Projektionsart bestimmt weitgehend das Ausmaß und Art der Verzerrung und damit die Eignung der Karte für die vorgesehenen Zwecke. Während bei See- und Luftfahrtkarten Winkeltreue unabdingbare Voraussetzung ist, wird bei topografischen Karten eine möglichst genaue geografische Abbildung, d.h. Flächentreue angestrebt.

Gerhard Mercator, Bild: LVA NRW2.2.1.1. Mercatorprojektion

Mercatorprojektion, Bild: Michael PanitzkiAls Grundlage für Navigationskarten, d.h. Seekarten dient noch heute das 1569 von Gerhard Mercator entwickelte und nach ihm benannte Projektionsverfahren. Die Mercatorprojektion ist eine Zylinderprojektion. Hierbei wird das Gradnetz der Erde auf einen die Erdkugel am Äquator berührenden Zylinder abgebildet, der sich längs eines Meridians aufgeschnitten in der Kartenebene abrollen lässt. Die Meridiane und Breitenkreise erscheinen als parallele Geraden, die sich rechtwinklig schneiden. Stereografische Mercatorprojektion, Bild: Michael PanitzkiWährend der Abstand zwischen den Längengraden konstant ist, vergrößert sich der Abstand der Breitenkreise zu den Polen.

Dieser Entwurf weist erhebliche Verzerrungen auf. So wird Grönland auf einer Mercatorprojektion großen Maßstabs sehr viel größer abgebildet als Südamerika. Der große Vorteil der Mercator-Projektion liegt jedoch in der Möglichkeit, Kurslinien auch über große Distanzen als gerade Linie abbilden zu können. Die Kurslinie schneidet die Meridiane stets unter gleichem Winkel. Die Karte ist somit winkeltreu aber nicht flächentreu. Gerade wegen dieser Eigenschaft revolutionierte die Mercatorkarte die Navigation und markierte den Wechsel der Kartografie von der Kunst zur mathematisch exakten Wissenschaft, der Kartografie. Die meisten Seekarten sind bis heute Mercatorkarten.

2.2.1.2. Transversale Mercatorprojektion

Transversale Mercatorprojektion, Bild: Michael PanitzkiBei einer Zylinderprojektion sind die Verzerrungen dort am geringsten, wo der Zylinder die Erdoberfläche berührt. Daher wird bei topografischen Karten der Projektionszylinder um 90o gekippt. Er berührt den Erdkörper an einem Längenkreis, dem sog. Bezugsmeridian. Eine definierte Fläche zu beiden Seiten des Bezugsmeridians, der sog. Meridianstreifen wird dann auf dem Zylinder abgebildet. Je schmaler der abzubildende Meridianstreifen gewählt wird, desto geringer fallen nachher die Verzerrungen aus.

Die transversale Mercatorprojektion diente als Grundlage der von Carl Friedrich Gauß in den Jahren 1827 bis 1860 durchgeführten topografischen Landesaufnahme des Landes Hannover. Johann Heinrich Louis Krüger (1857-1923) hat die Idee der Gaußschen Abbildung auf die Oberfläche des Rotationsellipsoids Stereografische transversale Mercatorprojektion, Bild: Michael Panitzkiübertragen und dies in einer Arbeit mit dem Titel "Konforme Abbildung des Erdellipsoids in der Ebene" im Jahre 1912 vorgestellt. Das Projektionsverfahren ist die Grundlage vieler moderner topografischer Kartenwerke und wurde 1927 als amtliche Vermessungsmethode in Deutschland eingeführt.

Mit dieser Methode lässt sich die dreidimensionale Oberfläche des Erdkörpers weitgehend flächentreu in der Ebene abbilden. Die geografischen Meridiane erscheinen später auf der Karte als gerade Strahlenbüschel mit dem Pol als Mittelpunkt. Die Breitenkreise werden als konzentrische und parallele Teilkreise mit dem Pol als Mittelpunkt abgebildet. Die Verzerrung wächst jedoch mit zunehmender nördlicher/südlicher Breite. Die transversale Mercator-Projektion kommt daher für eine Abbildung der Polregionen nicht in Betracht.

2.2.1.3. Stereografische Azimutalprojektion

Stereografische Azimutalprojektion, Bild: Michael PanitzkiBei stereografischen Azimutalprojektionen erfolgt die Projektion auf eine Ebene, welche die Erde in einem Punkt berührt (z.B. Pol, Äquator oder eine andere Stelle). Dies hat zur Folge, dass nur Kugelkappen, höchstens jedoch eine Halbkugel, auf dieser ebenen Projektionsfläche abgebildet werden können. Das Universal Polar Stereographic (UPS) System ist ein stereografisches Azimutalprojektionsverfahren. UPS wird zur verzerrungsfreien Abbildung der Polregionen verwendet. Die Projektionsebene berührt die Erde in diesem Fall am Nord-, bzw. Südpol.

2.2.1.4. Kegelprojektion

Einfache Kegelprojektion, Bild: Michael PanitzkiBei einer Kegelprojektion erfolgt die Projektion der abzubildenden Erdoberfläche auf einen sie umhüllenden Kegelmantel. Die Projektion kann als einfache, konforme oder polykonische Kegelprojektion durchgeführt werden.

Bei der einfachen Kegelprojektion berührt die abzubildende Erdoberfläche den Projektionskegel entlang eines Breitengrades. Eine definierte Fläche nördlich und südlich des Bezugsbreitengrades, der sog. Breitenstreifen wird dann auf dem Kegelmantel abgebildet. Die so erzeugte Projektion ist entlang des Bezugsbreitengrades verzerrungsfrei. Diese nimmt jedoch proportional zur Entfernung vom Bezugsbreitengrad zu. Je schmaler der abzubildende Breitenstreifen gewählt wird, desto geringer fallen nachher die Verzerrungen aus.

Schnittkegelprojektion nach Lambert, Bild: Michael PanitzkiBei der konformen Kegelprojektion (Schnittkegelprojektion) schneidet der Projektionskegel die abzubildende Erdoberfläche in zwei Breitengraden. Ein definierter Streifen zwischen den zwei Breitengraden wird dann auf dem Kegelmantel abgebildet. Die so erzeugte Projektion ist an genau diesen zwei Breitengraden verzerrungsfrei, dazwischen jedoch nicht. Die Verzerrungen nehmen proportional zur Entfernung von den Schnittparallelen zu. Je schmaler der abzubildende Breitenstreifen gewählt wird, desto geringer fallen nachher die Verzerrungen aus. Sie sind aber erheblich geringer als bei der einfachen Kegelprojektion. Die Schnittkegelprojektion stellt somit einen erheblichen Fortschritt gegenüber der einfachen Kegelprojektion dar.

Kegelprojektion als Karte (schematisch), Bild: Michael PanitzkiBei der polykonischen Kegelprojektion werden mehrere Kegelprojektionen von mehreren Breitenstreifen durchgeführt. Die Kegel berühren die abzubildende Erdoberfläche jeweils an einem anderen Breitengrad. Der abzubildende Breitenstreifen wird dabei bewusst schmal gehalten, um die Verzerrungen zu minimieren. Durch Zusammenführen dieser begrenzten Kegelprojektionen können auch größere Gebiete sehr verzerrungsarm dargestellt werden. Sie lässt sich auch als Schnittkegelprojektion durchführen. Diese Methode ist als Lambert-Schnittkegelprojektion die amtliche Projektionsmethode in Frankreich.

Mit den Varianten der Kegelprojektion lässt sich die dreidimensionale Oberfläche des Erdkörpers weitgehend flächentreu in der Ebene abbilden. Die geografischen Meridiane erscheinen später auf der Karte als gerade Strahlenbüschel mit dem Pol als Mittelpunkt. Die Breitenkreise werden als konzentrische und parallele Teilkreise mit dem Pol als Mittelpunkt abgebildet. Die Verzerrung wächst jedoch mit zunehmendem Abstand von der Bezugsbreite bzw. den Schnittparallelen. Die Kegelprojektion ist geeignet für die Darstellung von verhältnismäßig kleinen Räumen in mittleren Breiten. Für eine weltweite Anwendung sowie für eine Abbildung der Polregionen kommt die Methode nicht in Betracht.

2.2.2. Maßstab

Eine Karte ist die verkleinerte Abbildung eines Ausschnittes der Erdoberfläche. Das Verhältnis der Verkleinerung zwischen Karte und Natur bezeichnet man als Maßstab. Der Maßstab einer Karte wird als Verhältniszahl 1 : M (Maßstabszahl) dargestellt. Die Zahl gibt das Verhältnis von einer Länge in der Karte zur Natur an. Je kleiner die Maßstabszahl desto grösser der Maßstab und umgekehrt.

1 : 1 000 000 1 cm in der Karte = 10 km in der Natur
1 : 500 000 1 cm in der Karte = 5 km in der Natur
1 : 200 000 1 cm in der Karte = 2 km in der Natur
1 : 100 000 1 cm in der Karte = 1 km in der Natur
1 : 50 000 1 cm in der Karte = 500 m in der Natur
1 : 25 000 1 cm in der Karte = 250 m in der Natur
1 : 5 000 1 cm in der Karte = 50 m in der Natur

Meistens ist in einer flächentreuen Karte zusätzlich zur Maßstabszahl eine Maßstabsskala in km abgebildet. Diese erleichtert das Abgreifen von Entfernungen aus der Karte. In militärischen topografischen Karten sind für die US-Amerikaner zusätzlich Maßstabsskalen in Miles und yards abgedruckt.

In Seekarten sind keine Maßstabsskalen abgedruckt. Da Seekarten reine Mercatorprojektionen und somit nicht flächentreu sind würde das auch wenig Sinn machen. Aufgrund der Projektion "vergrößern" sich Entfernungen scheinbar mit zunehmender Breite. Entfernungen müssen daher in Seekarten mit dem Zirkel am Kartenrand auf der Höhe der ungefähren Position abgefasst werden.

2.2.3. Generalisierung

Die Genauigkeit einer Karte ist abhängig vom verwendeten Maßstab. Da jede Verkleinerung mit einem Verzicht auf eine detaillierte Darstellung jedes einzelnen Details verbunden ist, können nicht alle Objekte des abzubildenden Teils der Erdoberfläche dargestellt werden. Je nach Maßstab muss eine Auswahl getroffen werden, welche Informationen in die Karte aufgenommen werden und welche nicht. Hierzu wird das Wesentliche ausgewählt und entsprechend hervorgehoben, vergrößert oder typisiert. Unwichtigeres wird weggelassen oder zusammengefaßt. Diesen Vorgang nennt man Generalisierung.

Die vereinheitlichte Darstellung der Landschaft in der Karte wird durch erläuternde Angaben ergänzt. Dies kann durch Text, Zeichen, Linien, Flächen, Farben und Symbole geschehen. Mit Hilfe eines einheitlich verwendeten und standardisierten Systems von Symbolen können so auf kleinem Raum und auf den Maßstab abgestimmt umfassende Angaben über die Oberflächenbeschaffenheit des in der Karte dargestellten Geländes gemacht werden. Die Anzahl der verwendeten Zeichen ist auf einer großmaßstäbigen Karte logischerweise größer als auf einer Karte mit kleinem Maßstab. Angaben zu den verwendeten Symbolen sind in der Kartenlegende zu finden.

Die meisten verwendeten Symbole sind nicht maßstabsgetreu. Sie wären ansonsten nicht zu erkennen. Straßen und Eisenbahnlinien sind z.B. als wichtige Information grundsätzlich zu breit dargestellt. Der Detaillierungsgrad kann zusätzlich je nach Verwendungszweck unterschiedlich sein. So können z.B. aus der in militärischen Karten des AMilGeo verwendeten Symbolik Informationen zur Gewässerbreite gewonnen werden. Gräben, Bäche und andere Gewässer bis zu 5 m Breite werden als schmale blaue Linie ohne Fließrichtungspfeil dargestellt. Breitere Gewässer werden als blaue Doppellinie mit Fließrichtungspfeil dargestellt.

Verebnung von Höhen, Bild: Michael Panitzki2.2.4. Darstellung von Höhen

Erhebungen und Senken werden auf der zweidimensionalen Kartenprojektion mittels Höhenlinien dargestellt. Dies geschieht durch die senkrechte Projektion des gedanklich in viele gleich dicke Scheiben geschnittenen Querschnittes der Erdoberfläche auf die Projektionsfläche. Dieses Verfahren nennt sich Verebnung. Die dadurch entstehenden Linien sind Linien gleicher Höhe = Höhenlinien. Höhenlinien sind die Verbindung aller Punkte mit gleicher Höhe über dem Meeresspiegel. Hierbei handelt es sich um eine gedachte Linie ohne realer Entsprechung im Gelände. Je dichter die einzelnen Höhenlinien beieinander liegen, desto steiler ist der Verlauf des Geländes in der Natur.

Der senkrechte Abstand zwischen den Höhenlinien wird als Äquidistanz bezeichnet. Die Äquidistanz ist für das gesamte Kartenblatt gleich. Sie wird im Kartenrand genannt und hängt vom abzubildenden Landschaftstyp ab. Im Flachland beträgt die Äquidistanz lediglich 5 m, im Mittelgebirge dagegen 10 m. Im Hochgebirge kann sie dann 20 m betragen.

Kuppe und Senke, Bild: Michael PanitzkiBezifferte Höhenlinien werden Zähllinien genannt. Die Zahlen geben die Höhe in Metern über dem Meeresspiegel an. Die Zahlen stehen so, dass ihr Fuß nach unten weist, der Kopf dementsprechend nach oben. Für markante Erhebungen wie Berge, Pässe, Seen wird zusätzlich die Höhe in Metern über NN angegeben. Auf Wanderkarten findet man u.U. auch Höhenangaben für Wegkreuzungen, Bahnübergänge, Bahnhöfe, Kirchen und trigonometrische Messpunkte. Auf Bahnhöfen ist die Höhe über NN auch auf der Bahnsteigseite des Empfangsgebäudes zu finden. Auf trigonometrischen Messpunkten ist die Höhe ebenfalls angegeben. Diese Höhenangaben können auch als eindeutige navigatorische Merkmale verwendet werden. Es ist ziemlich unwahrscheinlich, dass man innerhalb eines größeren Gebiets zweimal z.B. auf "Höhe 762" stößt.

Höhenlinien, Bild: Michael PanitzkiAuf mehrfarbigen topografischen Karten sind Höhenlinien meistens durchgezogene braune, auf Gletschern und Firnfeldern blaue Linien. Blaue Linien in Gewässern, z.B. Seen geben dagegen die Wassertiefe an. Besondere Geländeformen zwischen den Höhenlinien können durch gestrichelte Hilfslinien dargestellt werden.

Alle Höhenangaben in deutschen Karten beziehen sich übrigens auf den Amsterdamer Pegel. Es kann also sein, dass ein und der selbe Berg in Karten verschiedener Herausgeber auch verschieden hoch ist. Die Differenz wird aber gering sein. Künstliche, vom Menschen geschaffene Bodenformen wie z.B. Dämme, Böschungen, Hohlwege, Einschnitte u.ä. werden mittels gesonderter Symbole gekennzeichnet.

Höhenlinien vermitteln jedoch nur einen unzureichenden räumlichen Eindruck über die tatsächlichen Geländeverhältnisse. Dies trifft besonders für das Hochgebirge zu. Senkrechte Steilwände lassen sich mittels Höhenlinien überhaupt nicht abbilden, da die Linien in der zweidimensionalen Darstellung übereinander liegen. Die Kartografen greifen hier zu einem optischen Trick und ergänzen die Karte durch eine sog. Schummerung. Hierbei wird durch eine scheinbar von Nordwesten einfallende Beleuchtung eine Licht- und Schattenwirkung simuliert. Markante Geländeformen treten optisch hervor. Es entsteht der Eindruck einer reliefartigen Oberflächenstruktur.

Formaler Kartenaufbau, Bild: Michael Panitzki2.2.5. Formale Gestaltung

Eine topografische Karte gliedert sich in drei Teile: Kartenbild, Kartenrahmen und Kartenrand. Während die eigentliche Abbildung des Geländes im Kartenbild dargestellt ist, lassen sich im Kartenrahmen und Kartenrand eine Unzahl zusätzlicher Informationen finden, die für das gesamte Blatt Gültigkeit haben. Diese Angaben sind für eine genaue Navigation von Bedeutung und sollten unbedingt genutzt werden.

Name und Nummer der Karte stehen bei deutschen topografischen Karten am oberen Rand des Kartenblatts, z.B. "C5506 Bonn". Name und Nummer der nördlichen, südlichen, westlichen und östlichen Anschlusskarte sind entweder am oberen, unteren, linken und rechten Kartenrahmen oder in einer Blattübersicht am Kartenrand zu finden.

Blattübersicht der Karte C5506 "Bonn" (TK 100), Bild: LVA NRWAm Kartenrand sind ebenfalls Angaben zum Herausgeber und dem Berichtigungsstand der Karte zu finden. Amtliche topografische Karten werden in Deutschland von den zuständigen Landesvermessungsämtern und dem Bundesamt für Kartographie und Geodäsie herausgegeben. Diese Karten beruhen unmittelbar auf der topografischen Landesaufnahme und weisen nur die unbedingt notwendige Generalisierung auf. Daneben gibt es eine Unzahl nichtamtlicher Herausgeber, z.B. Mairs Geographischer Verlag. Die meisten nichtamtlichen Karten basieren jedoch auf den amtlichen topografischen Karten und somit auf der offiziellen topografischen Landesaufnahme.

Schematische Blattübersicht, Bild: Michael PanitzkiWichtige Angaben für den Kartennutzer sind der Maßstab und die Äquidistanz. Der Maßstab ist am Kartenrand oben links, unten in der Mitte oder bei der Zeichenerklärung angegeben. Hier ist auch eine Maßstabsleiste in Kilometern, bei militärischen Karten zusätzlich in (US) miles und yards aufgedruckt. Die Entfernung kann dann ohne große Rechnereien abgelesen bzw. abgemessen werden. Angaben zur Äquidistanz sind entweder bei der Maßstabsleiste oder in der Zeichenerklärung abgedruckt. Sie ist wichtig zur Beurteilung der Geländeverhältnisse.

Angaben zur Meridiankonvergenz und zur Nadelabweichung in topografischen Karten, Bild: AMilGeoFür Kompassnutzer sind zusätzlich die Angaben zur Deklination, zur Nadelabweichung und zur Meridiankonvergenz von Bedeutung. Angaben hierzu sind entweder als Text oder zeichnerisch am Kartenrand zu finden. Hierbei ist die Einteilung des benutzten Kompasses zu beachten. Gegebenenfalls sind Umrechnungen durchzuführen. Wichtig für GPS Nutzer sind Angaben zum verwendeten Koordinatengitter und zum Bezugssysystem (Kartendatum). Auch hierzu sind auf topografischen Karten am linken oder unteren Rand Angaben zu finden.

Der Kartenrahmen enthält je nach Herausgeber der Karte zusätzliche Hinweise. So werden beispielsweise Namen, die durch den Blattschnitt ganz oder teilweise abgetrennt werden, dort ausgedruckt. Für Bahnlinien und wichtige Straßenverbindungen wird angegeben, woher sie kommen bzw. wohin sie führen. Für größere Anschlußorte werden Entfernungen angegeben.

Die wichtigste Informationen, die aus dem Kartenrahmen gewonnen werden können sind jedoch Koordinaten nach geografischer Breite und Länge sowie geodätische Koordinaten gemäß dem verwendeten Koordinatengitter. Der Blattschnitt deutscher topografischer Karten orientiert sich am geografischen Gradnetz. In den Ecken des Kartenrahmens sind die Werte für die geografische Breite und Länge angegeben. In den topografischen Karten der Landesvermessungsämter entsprechen die abwechselnd leeren und mit einem durchgezogenen Strich versehenen Felder an der Innenseiten des Kartenrahmens einer Minute (') im geografischen Gradnetz. Bei militärischen topografischen Karten des AMilGeo sind die Minuten nur im Rand des Kartenfeldes angerissen. Die Ziffern im breiten mittleren Feld des Kartenrahmens gelten für das verwendete geodätische Gitter.

Die formale Gestaltung nichtamtlicher Karten weicht meistens von den amtlichen topografischen Karten ab. Da nichtamtliche Karten aber überwiegend auf topografischen Karten basieren, sind die Unterschiede gering. Zumeist ist der Informationsgehalt nichtamtlicher Karten wesentlich niedriger da der Generalisierungsgrad erheblich höher ist als bei amtlichen Karten. So verfügt z.B. die aktuelle Ausgabe von Mairs Generalkarte 1 : 200 000 nur über Angaben zum geografischen Koordinatensystem. Bis 1997 verfügte die Generalkarte noch über Angaben zum verwendeten Koordinatensystem und dem Kartendatum. Angaben für Kompassbenutzer fehlen völlig. Sie sind daher inhaltlich vergleichbaren amtlichen topografischen Karten weit unterlegen.

2.3. Koordinatensysteme in topografischen Karten

2.3.1. Geodätische Koordinatensysteme

Die für die amtliche Landesvermessung zuständigen Behörden verwenden für ihre Zwecke zweidimensionale, rechtwinklige und metrische Koordinatensysteme. Je nach Land und Zweck werden unterschiedliche Systeme bevorzugt. Der Aufbau ist jedoch vom Prinzip her stets derselbe. Die Unterschiede und die größten Schwierigkeiten ergeben sich aus der Verwendung unterschiedlich breiter Meridianstreifen und verschiedener Bezugssysteme.

Gauß-Krüger-Gitter, Bild: Michael Panitzki2.3.1.1. Gauß-Krüger-System

Auf den zivilen deutschen topografischen Karten wurde bisher das deutsche Gauß-Krüger-Gitter verwendet. Es wurde vom Mathematiker Carl Friedrich Gauß in den Jahren 1827 bis 1860 entwickelt und 1912 von Johann Heinrich Louis Krüger ergänzt. Das System wurde 1927 als amtliche Vermessungsmethode in Deutschland eingeführt.

Das Gauß-Krüger-Gitter ist ein metrisches, ebenes und rechtwinkliges Koordinatensystem. Dabei werden Meridianstreifen von drei Grad Breite auf einen quer zur Erdachse liegenden Zylindermantel abgebildet (transversale Mercatorprojektion). Als Bezugssystem wird der Besselsche Ellipsoid von 1841 mit dem Zentralpunkt Rauenberg, das sog. Potsdam Datum verwendet.

Jeder Meridianstreifen erstreckt sich 1o30' östlich und 1o30' westlich seines Hauptmeridians und überlappt mit dem benachbarten System. Als Hauptmeridiane werden nur 003oE, 006oE, 009oE, 012oE, 015oE, 018oE und 021oE verwendet. Andere Gebiete sind nicht vorgesehen. Darstellungen der Südhalbkugel und der Arktis sind nicht üblich. Die Bezugsmeridiane werden mit Kennziffern bezeichnet. Die Nummern ergeben sich, indem man die Bezugsmeridiane von 003oE bis 021oE von West nach Ost durchzählt (1-7). Diese Kennziffer ist Bestandteil der Koordinate und wird dem ersten Wert vorangestellt.

Gauß-Krüger Meridianstreifen, Bild: Michael PanitzkiDer erste Wert der Koordinate ist der sog. Rechtswert (R). Während die erste Ziffer der ersten Zahlenfolge die Kennziffer des Bezugsmeridians ist, bezeichnen die folgenden sechs Zahlen den Ost-West-Abstand der Position vom Bezugsmeridian. Dem Bezugsmeridian wird der Wert 500 zugeordnet. Der zweite Wert der Koordinate besteht aus sieben Zahlen und ist der sog. Hochwert (H). Er beschreibt den nördlichen Abstand der Position vom Äquator. Das u.g. Beispiel bezieht sich auf das Potsdam Datum.

Position Café Fahrtwind: 2568522 5593796

Das Cafe Fahrtwind liegt also 68,522 km (568,522 km - 500) östlich des 2. Hauptmeridians (006oE) und 5593,796 km nördlich des Äquators.

Koordinate im Gauß-Krüger-Gitter, Bild: Michael PanitzkiDie Vorteil des Gauß-Krüger-Gitters sind seine Rechtwinkligkeit und die wertgleichen Gitterabstände. Wie bereits erwähnt, wird nur das Gebiet von 003oE bis 021oE und davon nur die nördliche Hemisphäre abgebildet. Die Meridianstreifen sind mit nur 3o Breite sehr schmal. Hinzu kommt, dass das Gauß-Krüger-Gitter als Bezugssystem den international unüblichen Bessel-Ellipsoiden von 1848, das sog. Potsdam Datum verwendet. Die deutschen Kartenwerke werden daher z.Z. auf das UTM-System mit 6o breiten Meridianstreifen umgestellt. Nichtsdestotrotz wird das Gauß-Krüger-Gitter noch eine Weile auf vielen deutschen amtlichen Karten zu finden sein.

S42-Meridianstreifen, Bild: Michael Panitzki2.3.1.2. System 1942

Das System 1942 (S42) wurde 1946 als amtliches Vermessungssystem bei den sowjetischen Streitkräften, die damals ausschließlich für die Landesvermessung zuständig waren, eingeführt. Das System wurde 1953 auf alle Warschauer Pakt Staaten - so auch auf die DDR - ausgedehnt. Der Aufbau eines einheitlichen geodätischen Netzes in Osteuropa war 1983 abgeschlossen. Das System wird daher auch als S42/83 bezeichnet.

Das System 1942 ist ein metrisches, zweidimensionales und rechtwinkliges Koordinatensystem. Es basiert auf dem Gauß-Krüger-System. Es werden insgesamt 60 Meridianstreifen von 6o Breite transversal auf einen quer zur Erdachse liegenden Zylindermantel abgebildet (transversale Mercatorprojektion). Als Bezugsellipsoid wird der Krassowski-Ellipsoid mit dem Datumspunkt Pulkowo bei St. Petersburg, dem früheren Leningrad verwendet.

System 42/83, Bild: Michael PanitzkiJeder Meridianstreifen erstreckt sich 3o westlich und östlich des Hauptmeridians und überlappt mit dem benachbarten Meridianstreifen. Als Hauptmeridiane werden alle ungeraden und durch drei teilbaren Meridiane verwendet, d.h. 003oW, 003oE, 009oE, 015oE usw. S42/83 wird im Gegensatz zum deutschen Gauß-Krüger-System weltweit angewendet. Eine Darstellung der Polregionen ist nicht üblich. Die Bezugsmeridiane werden wie beim Gauß-Krüger-Gitter mit Kennziffern bezeichnet. Die Nummern ergeben sich, indem man die Bezugsmeridiane beginnend bei 003oE von West nach Ost bis 003oW durchzählt (1-60). Diese Kennziffer ist wie beim Gauß-Krüger-System Bestandteil der Koordinate und wird dem ersten Wert vorangestellt.

Der erste Wert der Koordinate ist der sog. Rechtswert (R). Während die ersten ein oder zwei Ziffern der ersten Zahlenfolge die Kennziffer des Bezugsmeridians ist, bezeichnen die folgenden sechs Zahlen den Ost-West-Abstand der Position vom Bezugsmeridian. Dem Bezugsmeridian wird der Wert 500 zugeordnet. Der zweite Wert der Koordinate besteht aus sieben Zahlen und ist der sog. Hochwert (H). Er beschreibt auf der Nordhalbkugel den nördlichen Abstand der Position vom Äquator. Das u.g. Beispiel bezieht sich auf S42.

Position Café Fahrtwind: 2355659 5595930

Das Cafe Fahrtwind liegt also 144,341 km (355,659 km - 500) westlich des 2. Hauptmeridians (009oE) und 5595,930 km nördlich des Äquators.

Koordinate im S42-Gitter, Bild: Michael PanitzkiS42/83 bildete die Grundlage für die topografischen Karten AS (Ausgabe Staat) der ehemaligen DDR. Diese Karten waren als "Geheim" eingestuft und standen nur einem sehr begrenzten Personenkreis innerhalb der NVA und der Staatssicherheit zur Verfügung. Nach der Wiedervereinigung wurde entschieden, das 1989 als einheitlichen westeuropäischen Standard beschlossene European Terrestial Reference System 1989 (ETRS89) auch auf die neuen Bundesländer auszudehnen. ETRS89 verwendet das UTM System. In der Übergangszeit verwenden die LVA der neuen Bundesländer jedoch auch für zivile topografische Karten weiterhin das S42/83.

In den meisten osteuropäischen Staaten ist das S42/83 weiterhin das gültige amtliche System. So verfügen bis 1999 herausgegebene amtliche tschechische topografische Kartenwerke über ein S42-Gitter. Es darf jedoch damit gerechnet werden, dass die osteuropäischen Staaten ihre amtlichen Vermessungsstandards im Zuge der Öffnung nach Westen auf das ETRS89 oder das WGS84 mit UTM-Gitter umstellen werden. So verfügen bereits alle amtlichen topografischen Karten Estlands im Maßstab 1:20 000 und 1:50 000 laut Aussage des Geografischen Instituts in Tartu über ein UTM-Gitter im WGS84. Auch Ungarn stellt bereits um.

Von besonderem Interesse, insbesondere für Fernreisende, sind aber die inzwischen (z.B. Daerr) frei erhältlichen Generalstabskarten der Russischen Streitkräfte. Wie man es von Streitkräften mit (ehemals) weltweiten Ambitionen fast erwartet, umfasst das Kartenwerk so gut wie alle Gebiete der Erde. Für (aus russischer Sicht) interessante Gebiete liegen Karten sogar im Maßstab 1:100 000 und größer vor. Neben Europa und Nordamerika gehören hierzu Asien und weite Teile Afrikas. Kein Land der Welt, auch nicht die USA, hat bisher einen solchen Aufwand in die kartografische Erfassung der Erdoberfläche gesteckt! Für Reisen in viele Länder der Dritten Welt sind russische Militärkarten erste und häufig auch die einzige Wahl! Die Karten basieren weitgehend auf Satellitenaufnahmen und sind (natürlich) in kyrillischer Schrift bedruckt. Sie verfügen über ein geografisches Koordinatennetz und am Kartenrand sind Gauß-Krüger-Koordinaten gemäß S42 angerissen. Bezugssystem ist der Krassowski-Ellipsoid mit dem Datumspunkt Pulkowo.

Vorteil des S42 sind die im Vergleich zum deutschen Gauß-Krüger-System wesentlich breiteren Meridianstreifen von 6o Breite. Nachteil ist, dass sich eine amtliche deutsche Gauß-Krüger-Koordinate mit 3o breiten Meridianstreifen optisch nicht von einer S42-Koordinate mit 6o breiten Streifen unterscheidet obwohl völlig verschiedene Orte bezeichnet werden. Den Angaben in der Karte zum jeweils verwendeten Gitternetz und zum Bezugssystem ist daher erhöhte Aufmerksamkeit zu schenken.

UTM-Meridianstreifen, Bild: Michael Panitzki2.3.1.3. UTM-System

Das Universale Transversale Mercator Gitter (UTM-Gitter) ist ein metrisches, zweidimensionales und rechtwinkliges Koordinatensystem. Basis ist das deutsche Gauß-Krüger-System. Beim UTM-System werden jedoch insgesamt 60 Meridianstreifen von 6o Breite transversal auf einen quer zur Erdachse liegenden Zylindermantel abbildet (transversale Mercatorprojektion). Die abgebildeten Streifen reichen von 80oS bis 84oN.

Die meisten deutschen zivilen und militärische Karten mit UTM-Gitter beziehen sich auf den 1950 in Europa eingeführten Ellipsoiden von Hayford. Das System wird auch als European Datum (ED50) bezeichnet. Das ED50 war bis 1996 Grundlage des NATO-Kartenwerks und anderer internationaler Kartenwerke. Im Rahmen einer weltweiten Angleichung der Standards wurde 1989 das beim GPS verwendete World Geodetic System 1984 (WGS84) als einheitliches europäisches Bezugssystem unter dem Namen European Terrestial Reference System 1989 (ETRS89) eingeführt. UTM-Gitter, Bild: Michael PanitzkiDie amtlichen, zivilen und militärischen Kartenwerke werden seit 1996 auf dieses System unter Verwendung des UTM-Gitters umgestellt. Während die Bundeswehr das ED50 im Jahr 2000 ganz aufgab und jetzt nur das ETRS89 verwendet, wird es bei den zivilen Karten erwartungsgemäß mit neuen Ausgaben noch etwas dauern. Ausgewählte Kartenwerke werden ab 2001 mit UTM-Gitter herausgegeben.

Jeder Meridianstreifen erstreckt sich 3o westlich und östlich des Hauptmeridians und überlappt mit dem benachbarten Meridianstreifen. Als Hauptmeridiane werden alle ungeraden und durch drei teilbaren Meridiane verwendet, d.h. 003oW, 003oE, 009oE, 015oE usw. Das UTM-System wird im Gegensatz zum deutschen Gauß-Krüger-System weltweit angewendet. Eine Darstellung der Polregionen ist nicht üblich. Die Bezugsmeridiane werden wie beim Gauß-Krüger-Gitter mit Kennziffern bezeichnet. Die Nummern ergeben sich, indem man die Bezugsmeridiane beginnend bei 177oW von West nach Ost bis 177oE durchzählt (1-60).

Bis auf die verschobene Nummerierung unterscheidet sich das UTM-System bis jetzt nicht vom russischen System 1942. Im Gegensatz zum S42 wird beim UTM-System nun aber jeder Meridianstreifen weiter unterteilt in sog. UTM-Zonen von 6o Breite und 8o Höhe. Jede Zone wird mit einer Kombination aus der Meridiankennziffer (Ost) und einem Buchstaben (Nord) benannt. Der überwiegende Teil Deutschlands liegt in der UTM-Zone 32U. Lediglich der Osten liegt in der UTM-Zone 33U und der äußerste Süden in den UTM-Zonen 32T und 33T. Die jeweilige UTM-Zone ist auf der Karte aufgedruckt. Die Bezeichnung der UTM-Zone ist Bestandteil der Koordinate.

Koordinate im UTM-Gitter, Bild: Michael PanitzkiDie auf die UTM-Zone folgende Zahlenkombination bezeichnet den Ostwert sowie den Nordwert. Der Ost-Wert bezeichnet den Abstand vom nächstgelegenen Hauptmeridian. Dem Hauptmeridian wird der Wert 500 zugeordnet. Der zweite Wert der Koordinate ist der sog. Nord-Wert. Er beschreibt auf der Nordhalbkugel den nördlichen Abstand des Ortes zum Äquator. Auf der Südhalbkugel wird der nördliche Abstand von 80o S angegeben. Das u.g. Beispiel bezieht sich auf WGS84/ETRS89.

Position Café Fahrtwind: 32U 355584 5593530

Das Cafe Fahrtwind liegt also 144,416 km (355,584 km - 500) westlich des Hauptmeridians der UTM-Zone 32U und 5593,530 km nördlich vom Äquator.

Das UTM-Gitter nutzt die Vorteile eines rechtwinkligen Gitters mit wertgleichen Abständen wie beim Gauß-Krüger-Gitter. Ein weiterer Vorteil ist, dass das System weltweit nutzbar ist.

2.3.1.4. MGRS (UTMREF)

Military Grid Reference System (MGRS), Bild: Michael PanitzkiEine Erweiterung des UTM-Systems ist das Military Grid Reference System (MGRS). Es wurde ursprünglich für den weltweiten, militärischen Einsatz entwickelt, 1947 bei den US-Streitkräften eingeführt und 1949 auf die NATO ausgedehnt. Das MGRS wird im zivilen Sprachgebrauch auch als UTM-Referenzsystem (UTMREF) bezeichnet.

Jede UTM-Zone des UTM-Systems wird dabei weiter in Planquadrate mit 100 km Kantenlänge unterteilt. Die Planquadrate werden nach einem komplexen System mit Doppelbuchstaben bezeichnet. Der erste Buchstabe gibt die Ost-West-Richtung (Ost), der 2. Buchstabe die Süd-Nord-Richtung (Nord) an. Diese sind in die Karte eingedruckt. Um Verwechslungen mit den Zahlen 1 und O zu vermeiden werden die Buchstaben I und O nicht verwendet. Die auf die Buchstaben folgende Zahlenkombination für den Ost-Wert und den Nord-Wert besteht immer aus einer geraden Anzahl von Zahlen. Das u.g. Beispiel bezieht sich auf WGS84/ETRS89.

Position Café Fahrtwind: 32ULA5558493530

Koordinate im MGRS, Bild: Michael PanitzkiUm die Koordinate zu interpretieren wird der Zahlenwert genau in der Mitte halbiert (deswegen die gerade Anzahl von Zahlen) und ich erhalte zwei Werte, 55584 und 93530. Ich suche nun in der Zone 32U die südwestliche (links unten) Ecke des Planquadrats LA und gehe an der unteren Kante genau 55,584 km nach Osten (rechts) und dann 93,530 km nach Norden (hoch). Die Koordinate bezeichnet somit eine Fläche von 1 m² Größe.

Eine solche Genauigkeit ist beim Übertragen in eine Generalkarte im Maßstab 1:200 000 natürlich nicht zu erzielen, 1mm auf der Karte entsprechen 200m in der Natur! Beim MGRS ist es nun im Gegensatz zu anderen Koordinatensystemen möglich, die Koordinate auf- bzw. abzurunden:

Position Café Fahrtwind:

1 m 32ULA5558493530
10 m 32ULA55589353
100 m 32ULA556935
1000 m 32ULA5694

MGRS wird neben dem Militär auch bei Polizei, Feuerwehr und anderen Hilfsorganisationen verwendet. Nun sind militärische Karten nicht an jedem Kiosk zu kaufen. Nichtsdestotrotz sind bereits viele zivile Karten mit einem UTM-Gitter versehen. So sind manche topografischen Karten des LVA Schleswig Holstein mit Angaben zum MGRS versehen.

Der Vorteil des MGRS und der Grund, warum das Militär es eingeführt hat liegt in der Vereinfachung der Kartenarbeit. Das Ermitteln und Übertragen von Koordinaten wird wesentlich erleichtert. Statt Entfernungen vom Hauptmeridian und Äquator zu ermitteln messe ich bloß Abstände in Quadraten von lediglich 100 km Kantenlänge! Die Handhabung kommt dann dem Gebrauch eines gewöhnlichen Stadtplans recht nahe.

2.3.1.5. UPS-System

Das Universal Polar Stereographic (UPS) System basiert auf einem polarstereografischen Projektionsverfahren und wird zur Abbildung der Polregionen verwendet. Es ermöglicht eine verzerrungsfreie Abbildung der Polregionen bei gleichzeitiger Verwendung eines zweidimensionalen rechtwinkligen Gitters mit MGRS Koordinaten.

UPS-Gitter in der Arktis, Bild: Michael PanitzkiIn den Polarregionen, d.h. nördlich 84oN und südlich 80oS führt eine universale transversale Mercatorprojektion zu starken Verzerrungen. Hier kommt das sog. Universal Polar Stereographic (UPS) Projektion mit dem jeweiligen Pol als Mittelpunkt zur Anwendung. Die Längengrade erscheinen als gerade Linien ausgehend vom Pol. Die Breitengrade erscheinen als konzentrische Ringe um den Pol. Die Meridiane 0o und 180o bilden die Süd-Nord-Achse der Kartenprojektion. Die Meridiane 90o W und 90o E bilden die West-Ost-Achse. 180o ist auf der Karte stets "oben". Die Projektion ist winkeltreu aber nicht flächentreu.

Die Polregionen (S und N) wird durch den Meridian 00 und 1800 in zwei Hälften (W und E) geteilt. Es entstehen zwei UPS-Zonen am Südpol und zwei UPS-Zonen am Nordpol. Die Zonen werden mit Buchstaben gekennzeichnet; A und B für den Südpol sowie X und Y für den Nordpol.

Analog zum UTM System wird jetzt jede Zone weiter in Planquadrate von 100 km Kantenlänge unterteilt. Jedes Planquadrat wird mit einem Doppelbuchstaben bezeichnet. Diese sind in die Karte eingedruckt. Der erste Buchstabe gibt die West-Ost-Richtung (Ost), der 2. Buchstabe die Süd-Nord-Richtung (Nord) an. Um Verwechslungen mit den Zahlen 1 und 0 sowie den beim MGRS bereits verwendeten Buchstaben V und W zu vermeiden, werden die Buchstaben I und O sowie V und W beim UPS nicht verwendet.

Die Handhabung des UPS ist identisch mit dem UTM-System. Die auf die Buchstaben folgende Zahlenkombination für den Ost-Wert und den Nord-Wert besteht immer aus einer geraden Anzahl von Zahlen. Eine 10-stellige Koordinate bezeichnet eine Fläche von 1 m² Größe. Die erste Hälfte der Koordinate bezeichnet den West-Wert in m. Die zweite Hälfte den Nord-Wert in m. Das u.g. Beispiel bezieht sich auf WGS84.

Position Nordpol: ZAH0000000000

Auch bei UPS ist es möglich, zwecks Genauigkeit die Koordinate auf- bzw. abzurunden:

1 m 10 Stellen
10 m 8 Stellen
100 m 6 Stellen
1000 m 4 Stellen

Viele werden jetzt sagen: "Brauche ich eh nicht. Da komme ich doch nicht hin." Aber wer weiß ob man nicht doch mal seinen Standort in arktischen Regionen oder der Antarktis ermitteln muss.

2.3.1.6. Das französische Lambert-Koordinatensystem

Lambert Zonen I - IV, Bild: IGNAuf amtlichen französischen Karten wurden bisher Lambert Koordinaten verwendet. Das System wurde von dem Mathematiker Lambert entwickelt und wurde 1921 unter der Bezeichnung Nouvelle Triangulation de la France (NTF) als amtliche Vermessungsmethode in Frankreich eingeführt. Das Lambert-Koordinatengitter ist ein metrisches, ebenes und rechtwinkliges Koordinatensystem. Dabei werden vier Breitenstreifen auf vier längs zur Erdachse liegende Schnittkegel abgebildet (polykonische konforme Lambert-Projektion). Als Bezugssystem wird der Clarke Ellipsoid von 1880 (Clarke 1880 IGN) mit dem Zentralpunkt Paris (Croix du Panthéon) verwendet.

Die vier Breitenstreifen sind unterschiedlich hoch und überlappen mit dem benachbarten System. Sie werden von Nord nach Süd als Zone I bis IV bezeichnet, wobei die Zone IV lediglich die Insel Korsika abdeckt. Bezugsmeridian für alle vier Zonen ist der Meridian von Paris 0gon = 2o 20' 14,025" E.

Jeder Zone wird neben dem Bezugsmeridian (0gon) eine entsprechende Bezugsbreite zugeordnet:

Zone I Nord: 55gon = 49o 30' N
Zone II Mitte: 52gon = 46o 48' N
Zone III Süd: 49gon = 44o 06' N
Zone IV Korsika: 46,85gon = 42o 09' 54" N

Die so entstehenden Schnittpunkte der Bezugsbreiten mit dem Bezugsmeridian bezeichnen die Nullpunkte des Lambert-Koordinatensystems in der jeweiligen Zone. Zur Vermeidung negativer Koordinaten erhalten die Nullpunkte der jeweiligen Zonen Zuschläge x (false easting) und y (false northing):

Zone I Nord: x = 600.000 m und y = 200.000 m
Zone II Mitte: x = 600.000 m und y = 200.000 m
Zone III Süd: x = 600.000 m und y = 200.000 m
Zone IV Korsika: x = 234,358 m und y = 185.861,369 m

Das IGN verwendet zusätzlich zu den Zonen I - IV noch eine weitere Zone mit der Bezeichnung Lambert II étendu. Diese Zone wird für kleinmaßstäbige Karten zur Abbildung von ganz Frankreich verwendet. Bezugsmeridian ist ebenfalls der Meridian von Paris 0gon = 2o 20' 14,025" E.

Der Zone II étendu ist neben dem Bezugsmeridian (0gon) ebenfalls ein Bezugsbreite zugeordnet:

Zone II étendu: 52gon = 46o 48' N

Der so entstandene Schnittpunkt der Bezugsbreite mit dem Bezugsmeridian bezeichnet den Nullpunkt des Lambert-Koordinatensystems in der Zone II étendu. Der Nullpunkt der Zone II étendu ist identisch mit dem Nullpunkt der Zone II (Mitte). Zur Vermeidung negativer Koordinaten erhält der Nullpunkt der Zone II étendu jedoch andere Zuschläge x (false easting) und y (false northing):

Zone II étendu: x = 600.000 m und y = 2.200.000 m

Der erste Wert der Koordinate ist der sog. Rechtswert (R). Die erste Ziffer bezeichnet die jeweilige Zone (1-4). Die übrigen Ziffern bezeichnen den Ost-West-Abstand der Position vom Bezugsmeridian. Der zweite Wert der Koordinate ist der sog. Hochwert (H). Er beschreibt den Abstand der Position von der Bezugsbreite der jeweiligen Zone.

Das Lambert-Koordinatensystem wird einem hauptsächlich auf amtlichen Karten des IGN begegnen. Es wird außer in Frankreich auch in Belgien und verschiedenen Ländern des frankophonen Afrikas verwendet, dann jedoch unter Verwendung unterschiedlicher Bezugsmeridiane und -breiten sowie anderer Bezugssysteme. Die Systematik ist jedoch identisch. Der Bezug zum geografischen Koordinatensystem ist bei Lambert-Koordinaten aufgrund der meist krummen Bezugsbreite und -länge nur umständlich herzustellen. Im Rahmen der europäischen und internationalen Harmonisierung werden die französischen Kartenwerke mittlerweile auf das UTM-System mit 6o breiten Meridianstreifen unter Bezug auf das WGS84 umgestellt.

2.3.1.7. Das österreichische Bundesmeldenetz

Das Bundesmeldenetz (BMN) des österreichischen Bundesamtes für Eich- und Vermessungswesen (BEV) ist ein metrisches, ebenes und rechtwinkliges Koordinatensystem und basiert auf dem Gauß-Krüger-System mit drei Grad breiten Meridianstreifen. Dabei werden Meridianstreifen von drei Grad Breite auf einen quer zur Erdachse liegenden Zylindermantel abgebildet (transversale Mercatorprojektion). Als Bezugssystem wird wie in Deutschland der Besselsche Ellipsoid von 1841 verwendet, jedoch mit dem Zentralpunkt Wien, das sog. Hermannskogel-Datum (Austrian-Datum).

Das österreichische Bundesmeldenetz (BMN), Bild: Michael PanitzkiJeder Meridianstreifen erstreckt sich 1o30' östlich und 1o30' westlich seines Hauptmeridians und überlappt mit dem benachbarten System. Drei Meridianstreifen decken das Gebiet Österreichs ab. Sie werden als M28, M31 und M34 bezeichnet. Als Bezugsmerdiane werden 28oE, 31oE und 34oE verwendet. Sie beziehen sich jedoch nicht auf Greenwich, sondern auf den Meridian von Ferro. Dieser liegt 17o40'W von Greenwich. Die Bezugsmeridiane entsprechen dann 10o20'E (M28), 13o20'E (M31) und 16o20'E (M34) nach Greenwich.

Der erste Wert der Koordinate ist der sog. Rechtswert (R). Er bezeichnet den Ost-West-Abstand der Position vom Bezugsmeridian. Während beim deutschen Gauß-Krüger-System jedem Bezugsmeridian zur Vermeidung negativer Koordinaten der Wert 500 zugeordnet wird, erhalten die drei Bezugsmeridiane des BMN die Werte 150 (M28), 450 (M31) und 750 (M34). Eine Nummerierung der Bezugsmeridiane entfällt. Der zweite Wert der Koordinate besteht auch aus sechs Zahlen und ist der sog. Hochwert (H). Er beschreibt den nördlichen Abstand der Position vom Äquator korrigiert um -5000 km. Das u.g. Beispiel bezieht sich auf das Hermannskogel Datum.

Position Timmelsjoch: 208256 196537

Das Timmelsjoch liegt also 58,256 km (208,256 km - 150 km) östlich von M28 (010o20'E) und 5196,537 km (5000 km + 196,537 km) nördlich des Äquators.

Das BMN wird außerhalb Österreichs nicht verwendet. Aufgrund der schmalen Meridianstreifen und der großen West-Ost-Ausdehnung werden drei Streifen benötigt. Hinzu kommt, dass das BMN als Bezugssystem den international unüblichen Bessel-Ellipsoiden von 1848 mit dem noch unüblicheren Zentralpunkt Wien, dem sog. Hermannskogel-Datum verwendet. Im Rahmen der internationalen Harmonisierung werden die österreichnischen Kartenwerke z.Z. auf das UTM-System mit 6o breiten Meridianstreifen unter Bezug auf das WGS84 und den internationalen Meridian von Greenwich umgestellt. Nichtsdestotrotz wird das BMN noch eine Weile auf vielen österreichischen amtlichen Karten zu finden sein.

2.3.1.8. Das Schweizer Koordinatensystem

Das Schweizer Koordinatengitter des Schweizerischen Bundesamtes für Landestopographie (Swisstopo) ist ein metrisches, ebenes und rechtwinkliges Koordinatensystem. Die Kartenprojektion basiert auf einer winkeltreuen, schiefachsigen Zylinderprojektion. Der Winkel des gekippten Projektionszylinders entspricht dabei der geografischen Breite von Bern (46o57'08,66"N). Bezugsmeridian ist die Länge der Sternwarte von Bern (007o26'22,50"E). Als Bezugssystem wird der Besselsche Ellipsoid von 1848 verwendet, jedoch mit dem Zentralpunkt Bern, das sog. Schweizer Datum 1903 (CH1903).

Das Schweizer Koordinatengitter, Bild: Michael PanitzkiBezugsmeridian ist die Länge der Sternwarte von Bern. Sie fungiert als x-Achse des Systems. Berührungskreis der Projektion ist der Großkreis, der den Bezugsmeridian in der Sternwarte rechtwinklig schneidet. Der in die Ebene abgewickelte Großkreis fungiert dann als y-Achse. Der Schnittpunkt von Bezugsmeridian und Großkreis bezeichnet die Position der Berner Sternwarte und ist der Nullpunkt des Systems. Zur Vermeidung negativer Koordinaten erhält der Nullpunkt Zuschläge von x = 600 km und y = 200 km.

Der erste Wert der Koordinate ist der sog. Rechtswert (R). Er bezeichnet den Ost-West-Abstand der Position vom Bezugsmeridian. Eine Bezeichnung des Projektionsstreifens kann entfallen, da es nur einen gibt. Der zweite Wert der Koordinate ist der sog. Hochwert (H). Er beschreibt den Abstand der Position vom Berührungsgroßkreis. Das u.g. Beispiel bezieht sich auf das Schweizer Datum 1903 (CH1903).

Position Furkapass: 674500 158291

Der Furkapass liegt also 74,500 km (674,500 km - 600 km) östlich von Bern (007o26'22,50"E) und 41,709 km (200 km - 158,291 km) südlich von Bern (46o57'08,66"N).

Das Schweizer Koordinatengitter deckt lediglich die kleine Eidgenossenschaft ab. Aufgrund der Projektionsmethode wird nur ein Streifen benötigt. Das vereinfacht den Umgang. Der Bezug zum geografischen Koordinatensystem ist jedoch aufgrund der krummen Bezugsbreite und -länge nur umständlich herzustellen. Im Rahmen der internationalen Harmonisierung werden die schweizer Kartenwerke vielleicht auch auf das UTM-System mit 6o breiten Meridianstreifen unter Bezug auf das WGS84 umgestellt. Erfahrungsgemäß lassen sich die Schweizer mit solchen Dingen aber stets viel Zeit.

2.3.2. Geografische Koordinaten in topografischen Karten

2.3.2.1. Koordinaten nach geografischer Breite und Länge

UTM- und geografisches Gitter, Bild: Michael PanitzkiDie Länge einer Bogenminute auf dem Großkreis, d.h. auf dem Äquator und - unter Annahme eines kugelförmigen Erdkörpers - den Meridianen entspricht einer Nautischen Meile oder Seemeile (1 sm = 1,852 km). Während der Gitterabstand zwischen den Breitengeraden gleich ist verändert sich der Gitterabstand zwischen den Meridianen mit zunehmender nördlicher bzw. südlicher Breite in Abhängigkeit von cosj. Diese Distanzänderung heißt Abweitung (a).

a = Dl * cosj

Ein auf eine flächentreue Kartenprojektion (und das sind fast alle topografischen Karten!!!) aufgedrucktes geographisches Gitter ist zwar rechtwinklig aber die Breitengrade sind keine Geraden und die Abstände zwischen den Längengraden sind nicht wertgleich!

Gauß-Krüger- und geografisches Gitter, Bild: Michael PanitzkiDies fällt bei großmaßstäbigen Karten auf den ersten Blick kaum auf. Beim Übertragen von Koordinaten ergeben sich bei Nichtbeachtung dann jedoch leicht Abweichungen und der gesuchte Punkt wird nicht gefunden. Nichtsdestotrotz werden Breite und Länge benötigt, um Rechnungen z.B. zur Ortszeit, dem Sonnenstand, Sonnenauf- und -untergang oder der Meridiankonvergenz durchzuführen. Angaben in topografischen Karten zum geografischen Koordinatensystem zusätzlich zum geodätischen Gitter können daher nützlich sein.

2.3.2.2. GEOREF

Das Geographical Reference System (GEOREF) ist eine Erweiterung des geografischen Koordinatengitters und dient der schnellen Bestimmung von Räumen oder Punkten auf der Erdoberfläche. Es wird hauptsächlich in der militärischen Luftfahrt verwendet und ist dementsprechend vor allem in Fliegerkarten eingedruckt. Es kann aber auch in (militärische) Landkarten eingedruckt sein, weshalb ich der Vollständigkeit halber kurz darauf eingehe.

Die Erdoberfläche wird mit Hilfe der Längenkreise beginnend an der Datumsgrenze bei 180oW von Westen nach Osten (rechts) in 24 Längenzonen von 15o Breite unterteilt. Die Streifen werden dann mit den Buchstaben A-Z bezeichnet. Die Buchstaben I und O werden nicht verwendet, da man sie zu leicht mit den Zahlen 1 und 0 verwechseln kann.

GEOREF Feld NK, Bild: Michael PanitzkiIn einem zweiten Schritt wird dann mit Hilfe der Breitenkreise beginnend am Südpol bei 90oS die Erdoberfläche von Süden nach Norden (hoch) in 12 Breitenbänder von 15o Höhe unterteilt. Die Breitenbänder werden mit den Buchstaben A-M bezeichnet. Der Buchstabe I wird nicht verwendet.

Hieraus ergeben sich 24x12 Felder mit 15o Breite und 15o Höhe. Jedes Feld wird mit einem Doppelbuchstaben (rechts-hoch) bezeichnet. Mitteleuropa liegt dementsprechend im Feld NK.

Das 15o-Feld wird nun weiter in 15x15 Felder unterteilt. Die sich daraus ergebenden 1o-Felder werden analog zu den 15o-Feldern ebenfalls mit Doppelbuchstaben (rechts-hoch) bezeichnet. Zusammen mit der 15o-Feldbezeichnung ergibt sich dann eine vier Buchstaben lange Bezeichnung: z.B. NKGF

Jedes 1o-Feld wird nun wieder in Anlehnung an die Längen- und Breitenkreise in 60x60=3600 Minutenfelder eingeteilt. Jedes Minutenfeld wird mit je vier Ziffern bezeichnet. Die vier Ziffern setzen sich aus den Längen- und Breitenminuten der Südwestecke des dazugehörigen 1o-Feldes zusammen. Durch weitere Unterteilung der Minutenfelder in Zehntel- oder Hundertstelminuten kann ich einen Punkt entsprechend genauer fest legen. Die Ziffernfolge erhöht sich dann auf 6 (Zehntelminute) oder 8 Ziffern (Hundertstelminute). Es gilt immer die Regel: "zuerst rechts, dann hoch". Für unser Beispiel (WGS84) sieht das dann so aus:

Position Café Fahrtwind: NKGF57882856

Die beiden Buchstabenpaare sind in die GEOREF-Karten eingedruckt und können unmittelbar abgelesen werden. Je nach Maßstab der Karte sind für die Minuten nur 10' oder 5'-Linien eingedruckt und beziffert. Die Einzelminuten müssen dann geschätzt oder abgemessen werden. Östlich des Null-Meridians und nördlich des Äquators, z.B. in Mitteleuropa, können die Rechts- und Hochwerte unmittelbar aus der Karte entnommen werden. Da die Regel: "zuerst rechts, dann hoch" immer gilt, müssen die Ost- und Nordminuten in anderen Gebieten dann entweder abgezählt oder in Ergänzung zu 60' gebildet werden.

2.3.3. Meridiankonvergenz

Meridiankonvergenz westlich, Bild: Michael PanitzkiMeridiankonvergenz ostwärts, Bild: Michael PanitzkiStellt man in ebenen rechtwinkligen geodätischen Koordinatensystemen bestimmte runde, gleichabständige Rechts- und Hochwerte in Karten durch Linien dar, so erhält man ein Quadratnetz, das sogenannte Koordinatengitter. Die Gitterlinien verlaufen parallel zu dem nach geografisch Nord weisenden Hauptmeridian eines Meridianstreifens. Diese als Gitternord (GiN) bezeichnete Richtung dieser Gitterlinien weicht folglich in jedem östwärts oder westlich des Hauptmeridians gelegenen Punkt von geografisch Nord (GeN) um einen bestimmten Winkel ab. Dieser Winkel wird als Meridiankonvergenz (g) bezeichnet. Die Meridiankonvergenz (g) hängt vom Abstand des Punktes vom Mittelmeridian, d.h. dem geografischen Längenunterschied (Dl = l-l0) sowie der geografischen Breite (j) ab.Angaben zur Meridiankonvergenz in topografischen Karten, Bild: AMilGeo

g = Dl * sinj

Da die Meridiankonvergenz für die Kompassnavigation von Bedeutung ist, sind auf topografischen Karten am Kartenrand Angaben zur Meridiankonvergenz zu finden. Die Angaben können in reiner Textform vorliegen oder grafisch dargestellt werden. Der auf der Karte angegebene Wert ist gemittelt und gilt für das gesamte Kartenblatt. In der Karte wird geografisch Nord im Allgemeinen mit einem Stern, Gitter Nord mit einem kleinen Querstrich gekennzeichnet.

2.3.4. Planzeiger

Mit Hilfe eines Planzeigers lassen sich aus Karten mit aufgedrucktem geodätischen Gitter ohne große Mühe Koordinaten entnehmen bzw. in Karten übertragen. Planzeiger, Bild: Michael PanitzkiEin Planzeiger ist im Prinzip nichts anderes als ein rechter Winkel mit einer an den Kartenmaßstab angepassten Maßskala. Die Maßskala dient der Ermittlung von Entfernungen entsprechend des Maßstabs der Karte. Mit der waagerechten Skala legt man ihn auf der unterhalb des Punktes gelegenen Gitterlinie an und schiebt den Planzeiger so lange nach links, bis die senkrechte Skala den gesuchten Punkt schneidet. Dann liest man an der unteren Skala dort wo die links des Punktes gelegenen Gitterlinie die Skala schneidet den Ostwert ab. Dort wo der Punkt die senkrechte Skala schneidet lese ich dann den Nordwert ab.

Jeder Planzeiger ist für einen bestimmten aufgedruckten Kartenmaßstab erstellt. Der Planzeiger kann auch nur für diesen Kartenmaßstab verwendet werden. Für alle anderen ist er ungeeignet. Bei geografischen Koordinatengittern in topografischen Karten können Planzeiger nicht verwendet werden, da die Gitternetzlinien zwar rechtwinklig, aber die Breitengrade gekrümmte Linien sind und die Abstände der Meridiane nicht wertgleich sind. In Mercatorkarten ist ein Planzeiger völlig unnütz. Geografische Koordinaten werden in Mercatorkarten, z.B. Seekarten am seitlichen (j) und dem oberen oder unteren (l) Kartenrand mit Hilfe eines Kartenzirkels ermittelt und übertragen.

2.4. Kartenwerke

2.4.1. Kartenarten

2.4.1.1. Geografische Karten

Karten mit Maßstäben ab 1:300 000 und kleiner werden als geografische Karten bezeichnet. Sie entstehen aus der Generalisierung amtlicher topografischer Karten und weisen meistens eine Geländedarstellung mit farbigen Höhenschichten auf. Höhenangaben und -linien sowie Geländedetails sind nicht eingetragen. Meistens sind nur die Hauptverkehrsstraßen dargestellt. Feld-, Wald-, Forst- und Wanderwege fehlen. Ein Koordinatengitter ist nicht unbedingt vorhanden. Aufgrund der hohen Generalisierung eignen sich solche Karten für den Motorradfahrer bestenfalls als Übersicht zur groben Orientierung beim Überbrücken großer Distanzen.

2.4.1.2. Übersichtskarten

Karten mit Maßstäben von 1:200 000 bis 1:1 000 000 als Übersichtskarten bezeichnet. Sie entstehen aus der Generalisierung von topografischen Karten größerer Maßstäbe. Amtliche Übersichtskarten weisen eine Geländedarstellung, entweder durch Schummerung oder mittels farbiger Höhenschichten, z.T. auch beides, auf. Höhenangaben und -linien sowie Geländedetails vervollkommnen die Darstellung. Neben den Hauptverkehrsstraßen werden auch Feld-, Wald-, Forst- und Wanderwege dargestellt. Ein Koordinatengitter ist nicht unbedingt aufgedruckt. Angaben hierzu sind aber am Kartenrahmen zu finden.

Bei kommerziellen Übersichtskarten ist der Standard dagegen erheblich niedriger. Sie sind in erster Linie auf die Bedürfnisse von Autofahrern ausgerichtet und zeigen im Vergleich zu amtlichen Kartenwerken ein stark generalisiertes Abbild der Landschaft. Fahrwege, die ein herkömmliches Auto nicht passieren kann, werden nicht immer dargestellt! Feld- und Waldwege fehlen meistens. Höhenlinien und eine Schummerung sind nicht vorhanden. Ein geografisches Koordinatengitter ist meistens vorhanden, Angaben zum Bezugssystem und der Meridiankonvergenz fehlen meistens.

2.4.1.3. Sonderkarten

Daneben gibt es eine ganze Reihe von amtlichen und nichtamtlichen Sonderkarten. Bei den amtlichen Sonderkarten werden meistens amtliche topografische Karten zusammen gefasst und mit zusätzlichen Informationen versehen. Hierbei handelt es sich meistens um Karten touristisch interessanter Regionen, in denen z.B. Wanderwege, Radwege, Berghütten u.ä. farblich hervor gehoben sind. Während amtliche Sonderkarten über sämtliche Vorteile einer normalen amtlichen topografischen Karte verfügen, sind nichtamtliche Sonderkarten meistens sehr stark vereinfacht. Viele Sonderkarten verfügen über kein Koordinatengitter. Solche Karten sind für eine Verwendung mit einem Kompass oder GPS-Gerät vollkommen ungeeignet.

2.4.2. Amtliche Kartenwerke

Amtliche topografische Karten werden von zuständigen Behörden mit großem finanziellen Aufwand erstellt. Sie müssen den unterschiedlichsten Anforderungen gerecht werden. Topografische Karten eines Landes werden in ein nach Maßstäben geordnetes System zusammen gefasst. Ein solches System wird dann als Kartenwerk bezeichnet.

Topografische Karten geben eine Landschaft dem Maßstab entsprechend vollständig und geometrisch korrekt wieder. Sie sind maßstabsgerecht, verfügen über Höhenangaben, Höhenlinien, Geländedetails, lagegerechten Eintrag von Gewässern, Gebäuden, Bewuchs und Verkehrswegen. Je nach Maßstab werden auch Feld-, Wald- und Wanderwege dargestellt. Eine topografische Karte verfügt über Angaben zu mindestens einem geodätischen Koordinatensystem und dem dazugehörigen Bezugssystem.

2.4.2.1. Das Kartenwerk der Landesvermessungsämter

Das amtliche topografische Kartenwerk der Bundesrepublik Deutschland wird gemeinsam vom Bundesamt für Kartographie und Geodäsie in Frankfurt und den Landesvermessungsämtern der Bundesländer erstellt und herausgegeben. Es umfasst topografische Karten vom Maßstab 1:1 000 000 bis 1:5 000. Es handelt sich um transversale Mercatorprojektionen. Bezugssystem ist in Westdeutschland das Potsdam Datum mit dem Bessel-Ellipsoid und dem Datumspunkt Rauenberg, in Ostdeutschland das System 1942 mit dem Krassowski-Ellipsoid und dem Datumspunkt Pulkowo. Verwendet werden in Ost und West Gauß-Krüger-Koordinaten auf 3o breiten Meridianstreifen. Geografische- und Gauß-Krüger-Koordinaten sind am Kartenrahmen angerissen. Die Karten sind mehrfarbig ausgeführt, verfügen über Höhenlinien und eine umfangreiche Legende. Die Karten basieren auf den amtlichen Landesaufnahmen der Bundesländer.

Ein Koordinatengitter ist nicht unbedingt bei allen Kartenwerken aufgedruckt. Angaben zum geografischen und geodätischen Koordinatensystem sind jedoch immer am Kartenrahmen zu finden. Ein Gitternetz kann daher mit einem langen Lineal und einem dünnen Stift leicht erstellt werden. Hinweise auf das verwendete Koordinatensystem, das Kartendatum sowie zur Meridiankonvergenz und der Nadelabweichung stehen bei allen Karten am Kartenrand.

Zwecks europäischer Standardisierung stellen die Landesvermessungsämter ihr Vermessungssystem derzeit vom Gauß-Krüger-System auf das international übliche UTM-System und das European Terrestial Reference System 1989 (ETRS89). ETRS89 entspricht dem WGS84. Neuste Kartenausgaben verfügen bereits über aufgedruckte UTM-Gitter im ETRS89. Ältere Ausgaben allerdings noch nicht.

Die Karten sind für eine Vielzahl von Nutzern vorgesehen. Um den verschiedenen Ansprüchen gerecht zu werden, bieten die Karten wesentlich mehr Informationen hinsichtlich Bodenbeschaffenheit, Bewuchs u.ä. als eine herkömmliche Autokarte. An den hochspeziellen Informationsgehalt militärischer Karten kommen die zivilen Karten der LVA jedoch nicht heran.

Kleinste Karte des amtlichen deutschen Kartenwerks ist die Karte D1000 oder TK1000 im Maßstab 1:1 000 000 (TK1000). Sie bildet ein Gebiet zwischen 47oN und 55oN sowie 006oE und 015oE ab. Die Bezeichnung des Kartenblattes ergibt sich aus dem Buchstaben D (für Deutschland) und der Zahl 1000 für den Maßstab. Gebiete außerhalb Deutschlands werden vom amtlichen deutschen Kartenwerk nicht erfaßt. Da es nur eine Karte D1000 gibt wird sie meistens einfach als TK1000 bezeichnet.

Die Karte 1:1 000 000 wird unterteilt in vier Kartenblätter ÜK500 im Maßstab 1:500 000 (TK500). Die einzelnen Blätter überlappen sich. Die Bezeichnung des Kartenblattes ergibt sich aus den Buchstaben ÜK für "Übersichtskarte" und der Zahl 500 für den Maßstab ergänzt um die Nebenhimmelsrichtung. Die Eifel ist dann auf der Karte ÜK500 "Südwest", aber auch auf der Karte ÜK500 "Nordwest" abgebildet.

Die Karte 1:1 000 000 wird unterteilt in 59 Kartenblätter im Maßstab 1:200 000. Die Kartenserie wird als TK200 bezeichnet. Die einzelnen Blätter überlappen sich nicht. Die Bezeichnung des Kartenblattes ergibt sich aus der römischen Zahl CC für den Maßstab, eine vierstellige Zahl und der Angabe eines Hauptortes. Das Café Fahrtwind ist dann auf der Karte CC5502 "Köln" abgebildet.

Topografische Karten mit Maßstäben von 1:200 000 (TK 200) bis 1:1 000 000 (TK 1000) mit einem mehr oder weniger hohen Generalisierungsgrad werden als topografische Übersichtskarten bezeichnet. Die Karten sind maßstabsgerecht und verfügen über Höhenangaben. Während bei der TK 200 noch Höhenlinien aufgedruckt sind, werden diese bei den kleineren Maßstäben weggelassen. Das selbe gilt für Feld-, Wald-, Forst- und Wanderwege. Eine Schummerung fehlt. Solche Karten eignen sich für die Planung und Durchführung längerer Motorradtouren sowie zur Übersicht. Die TK 200 ist dagegen ein gelungener Kompromiss zwischen detaillierter Darstellung und abgebildetem Gebiet. Nicht umsonst steht der Maßstab 1:200 000 bei Motorradfahrern hoch im Kurs.

Die Karte 1:200 000 wird weiter unterteilt in vier Kartenblätter im Maßstab 1:100 000. Die Kartenserie wird als TK100 bezeichnet. Die einzelnen Blätter überlappen sich nicht. Die Bezeichnung des Kartenblattes ergibt sich aus der römischen Zahl C für den Maßstab, eine vierstellige Zahl und der Angabe eines Hauptortes. Das Café Fahrtwind ist dann auf der Karte C5506 "Bonn" abgebildet.

Topografische Karte 1:100 000, Bild: LVA NRWDie topografische Karte 1:100 000 gilt bei Wanderern und Fahrradfahrern bereits als reine Übersichtskarte. Für das intensive "Erfahren" einer Landschaft ist die TK 100 jedoch bestens geeignet. Sie ist maßstabsgerecht, verfügt über Höhenangaben und -linien, Geländedetails, Schummerung, Angaben zum geographischen und zum Gauß-Krüger-Gitter, lagegerechten Eintrag von Gewässern, Gebäuden, Bewuchs und Verkehrswegen. Auch Feld-, Wald-, Forst- und Wanderwege werden dargestellt. Sogar Ortsdurchfahrten werden mit dieser Karte nicht zum Glücksspiel. Die TK 100 ist daher für den Motorradfahrer erste Wahl, der ein Gebiet möglichst genau und in Ruhe erkunden möchte. Insbesondere wenn man auch mal die verschwiegene Schotterpiste sucht, sind diese Karten optimal. Während auf den handelsüblichen Autokarten die Geländedarstellung zu kurz kommt, ist der Maßstab der TK 50 bereits zu groß. Die TK 100 stellt somit den idealen Kompromiss dar zwischen der Darstellung möglichst großer Räume und einem kleinen Maßstab.

Die Karte 1:100 000 wird weiter unterteilt in vier Kartenblätter im Maßstab 1:50 000. Die Kartenserie wird als TK50 bezeichnet. Die einzelnen Blätter überlappen sich nicht. Die Bezeichnung des Kartenblattes ergibt sich aus der römischen Zahl L für den Maßstab, eine vierstellige Zahl und der Angabe eines Hauptortes. Das Café Fahrtwind ist dann auf der Karte L5506 "Bad Münstereifel" abgebildet.

Die topografische Karte 1:50 000 (TK 50) ist bereits vielfältig einsetzbar. Sowohl jede Straße und jeder Weg als auch das Gelände sind detailliert dargestellt. Das in der Karte dargestellte Gelände ist relativ groß. Auch wenn die Hauptnutzer der TK 50 Wanderer und nicht motorisierte Zweiradfahrer sind, wer als Motorradfahrer auch mal absteigt und den Weg zur verschwiegenen Burgruine sucht, der kommt nach meinen Erfahrungen um die TK 50 nicht herum.

Die Karte 1:50 000 wird weiter unterteilt in vier Kartenblätter im Maßstab 1:25 000. Die Kartenserie wird als TK25 bezeichnet. Die einzelnen Blätter überlappen sich nicht. Die Bezeichnung des Kartenblattes ergibt sich aus einer vierstellige Zahl und der Angabe eines Hauptortes. Das Café Fahrtwind ist dann auf der Karte 5507 "Hönningen" abgebildet.

Die topografische Karte 1:25 000 (TK 25) wird auch als Messtischblatt bezeichnet. Geländedetails sind sehr detailliert dargestellt. Die Bebauung tritt ein wenig in den Hintergrund. Sie eignet sich besonders für Bergwanderer sowie zur grundlichen Erkundung eines enger begrenzten Gebiets. Für motorisierte Touren ist jedoch auch bei der TK 25 das dargestellte Gebiet zu klein.

Die Karte 1:25 000 wird weiter unterteilt in 25 Kartenblätter im Maßstab 1:5 000, auch bekannt als Deutsche Grundkarte. Sie ist die Basis aller deutschen topografischen Kartenwerke und wird als DGK 5 bezeichnet. Sie dient hauptsächlich der exakten Darstellung von Gebäuden, Grundstücken und dem unmittelbar umliegenden Gelände. Die DGK 5 ist daher das Hauptarbeitsmittel der Katasterämter. Für Wanderungen, geschweige denn für Motorradtouren ist diese Karte aufgrund der geringen Größe des dargestellten Gebiets völlig ungeeignet.

2.4.2.2. Das Kartenwerk des IGN

Das amtliche topografische Kartenwerk Frankreichs wird vom Institut Géographique National (IGN) in Paris erstellt und herausgegeben. Darüber hinaus erstellt das IGN auch Karten von seinen Überseeterritorien, Indochina und Afrika. Die Kartenwerke des IGN umfassen die verschiedensten Maßstäbe. Am interessantesten sind die Serien der Maßstäbe 1:250 000 und 1:50 000.

Kartenrahmen von Karten des IGN, Bild: IGN Bei den Karten handelt es sich um polykonische Kegelprojektionen. Diese Methode ist als Lambert-Schnittkegelprojektion die amtliche Projektionsmethode in Frankreich. Bezugssystem ist in das Nouvelle Triangulation Francaise (NTF) mit dem Clarke Ellipsoid von 1880 und dem Zentralpunkt Paris. Verwendet werden geodätische Lambert-Koordinaten sowie ein geografisches Koordinatengitter in Neugrad (Gon) mit dem Nullmeridian (0gon) durch Paris. Informationen zum internationalen geografischem Gitter sowie zu den Lambert-Koordinaten der jeweiligen Zone und bei Überlappung auch der Nachbarzone sind im Kartenrahmen abgedruckt. Die Karten sind mehrfarbig ausgeführt, verfügen über Höhenlinien und eine umfangreiche Legende.

Das IGN stellt sämtliche Kartenwerke derzeit auf international übliche UTM-Koordinaten gem. WGS84 um. Viele Karten der TOP50 Serie sind bereits mit UTM-Gitter in WGS84 verfügbar. Die anderen Serien werden folgen.

2.4.2.3. Das Kartenwerk des IGC

Das Instituto Geografico Centrale in Turin erstellt und vertreibt eine Kartenserie in dem für Endurowanderer interessanten Maßstab 1:50 000.

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2.4.2.4. Amtliche Kartenwerke auf CD-ROM

Die deutschen Landesvermessungsämter haben ihre Kartenwerke inzwischen zunehmend digitalisiert und bieten ausgewählte Kartenwerke inzwischen auch für den privaten Nutzer auf CD-Rom an. Unter der Bezeichnung Top50 bieten die LVA 13 CDs an, die das gesamte Bundesgebiet im Maßstab 1:50 000 abdecken. Zusätzlich ist unter der Bezeichnung Top200 eine CD der Bundesrepublik Deutschland im Maßstab 1:200 000 erhältlich. Die CDs sind inhaltlich identisch zu den gedruckten Karten. Die gedruckten Karten sind jedoch schärfer. Bei der CD Version fehlt außerdem die Schummerung. Hier fehlte den LVA bei der Erstellung wohl das Geld für ausreichende Rechnerkapazitäten.

Der große Vorteil der CDs liegt jedoch in der Möglichkeit, Touren genau und komfortabel am heimischen Schreibtisch zu planen. Hierfür bietet die CD eine Reihe von Möglichkeiten, die eine gedruckte Karte nicht bieten kann.

  • blattschnittfreies scrollen
  • Messen und Darstellen von Koordinaten, Entfernungen, Flächen sowie - ab Version 2001 - von Höhen und Höhenprofilen
  • Verwendung und Darstellung der gängigsten Koordinaten- und Bezugssysteme
  • Zoomfunktion
  • Ortsdatenbank
  • GPS-Anbindung

Auch für andere Länder sind inzwischen Kartenwerke auf CD-Rom verfügbar, z.B. für die Schweiz und Österreich.

2.4.2.5. Bezug von amtlichen topografischen Karten

Amtliche deutsche topografische Karten werden von den Landesvermessungsämtern herausgegeben und lassen sich problemlos über diese beziehen. Topografische Übersichtskarten ab Maßstab 1 : 200 000 werden vom Bundesamt für Kartographie und Geodäsie herausgegeben und vertrieben. Fast alle LVA verfügen inzwischen über Möglichkeiten zur Online-Bestellung. Gute Fachbuchhandlungen und Outdoor-Ausstatter sind ebenfalls in der Lage, amtliche Kartenwerke zur Verfügung zu stellen.

2.4.3. Militärische Kartenwerke

2.4.3.1. Das Kartenwerk des AMilGeo

Das militärische topografische Kartenwerk der Bundeswehr wird vom Amt für militärisches Geowesen (AmilGeo) der Bundeswehr in Euskirchen bei Bonn in Zusammenarbeit mit dem Bundesamt für Kartographie und Geodäsie in Frankfurt, den Landesvermessungsämtern der Bundesländer und ausländischen Behörden erstellt und herausgegeben. Karten Es umfasst topografische Karten vom Maßstab 1:1 000 000 bis 1:50 000. Es handelt sich um transversale Mercatorprojektionen. Bezugssystem ist das European Datum 1950 (ED50) mit dem Hayford-Ellipsoid. Verwendet werden MGRS-Koordinaten auf 6o breiten Meridianstreifen. Ein MGRS-Koordinatengitter ist aufgedruckt, geografische Koordinaten und UTM-Koordinaten sind am Kartenrahmen angerissen. Die Karten sind mehrfarbig ausgeführt, verfügen über Höhenlinien und eine umfangreiche Legende. Die Karten basieren auf den amtlichen Landesaufnahmen der Bundesländer.

Zwecks NATO-Standardisierung stellen die militärischen Vermessungsbehörden ihr Vermessungssystem derzeit vom European Datum 1950 (ED50) auf das World Geodätic System 1984 (WGS84) um. WGS84 entspricht dem ETRS89. Neuste Kartenausgaben verfügen bereits über aufgedruckte MGRS-Gitter im WGS84, ältere Ausgaben allerdings noch im ED50.

Das AMilGeo versorgt die Streitkräfte mit dem für ihre Einsätze erforderlichen Kartenmaterial. Dazu gehören inzwischen verstärkt auch Karten von Ländern wie Somalia, Kosovo, Afghanistan oder Kambodscha. Während militärische Karten von Deutschland mit etwas Aufwand auch von Zivilpersonen zu beschaffen sind, ist das für ausländische Gefilde ungleich schwieriger.

Da die Karten für militärische Zwecke gemacht wurden, bieten die militärischen Karten des AMilGeo Informationen, die in herkömmlichen Karten normalerweise nicht zu finden sind. Besonders Informationen bezüglich Hochspannungsleitungen, Gewässerbreite und -tiefe, Dichte des Bewuchses, Tragfähigkeit des Geländes und von Brücken sind Fakten, die man anderswo vergebens sucht. Die Bezeichnungen für deutsche militärische Karten sind identisch mit den Bezeichnungen des zivilen Kartenwerks der Landesvermessungsämter ergänzt um den Zusatz "mil".

2.4.3.2. Das Kartenwerk der Russischen Streitkräfte

Das Kartenwerk der Russischen Streitkräfte umfasst Blätter in den Maßstäben 1:1 000 000, 1:500 000, 1:200 000, 1:100 000, 1:50 000 und z.T. 1:25 000. Stadtpläne liegen im Maßstab 1:10 000 vor. Es handelt sich um transversale Mercatorprojektionen. Bezugssystem ist das System 1942 mit dem Krassowski-Ellipsoid und dem Datumspunkt Pulkowo. Verwendet werden Gauß-Krüger-Koordinaten auf 6o breiten Meridianstreifen. Ein geografisches Koordinatennetz ist aufgedruckt, Gauß-Krüger-Koordinaten sind am Kartenrahmen angerissen. Die Karten sind mehrfarbig ausgeführt, verfügen über Höhenlinien und eine umfangreiche Legende. Die Karten basieren weitgehend auf Satellitenaufnahmen und sind (natürlich) mit kyrillischer Schrift versehen.

Wie man es von Streitkräften mit (ehemals) weltweiten Ambitionen fast erwartet, umfasst das Kartenwerk so gut wie alle Gebiete der Erde. Für (aus russischer Sicht) interessante Gebiete liegen Karten sogar im Maßstab 1:100 000 und größer vor. Neben Europa und Nordamerika gehören hierzu Asien und weite Teile Afrikas. Kein Land der Welt, auch nicht die USA, hat bisher einen solchen Aufwand in die kartografische Erfassung der Erdoberfläche gesteckt! Für Reisen in viele Länder der Dritten Welt sind russische Militärkarten daher erste und häufig auch die einzige Wahl! Seit dem Zusammenbruch der Sowjetunion sind die einst als "vertraulich" eingestuften Karten ohne Probleme auf dem freien Markt erhältlich.

Da die Karten für militärische Zwecke gemacht wurden, bieten die Russischen Generalstabskarten Informationen, die in herkömmlichen Karten normalerweise nicht zu finden sind. Besonders Informationen bezüglich Hochspannungsleitungen, Gewässerbreite und -tiefe, Dichte des Bewuchses, Tragfähigkeit des Geländes und von Brücken sind Fakten, die man anderswo vergebens sucht. Dafür sind die Kapazitäten von Hochspannungsleitungen und die Durchflussmengen von Pipelines für den Normalbürger weniger interessant.

Grundlage des Kartenwerks ist die Karte 1:1 000 000. Sie deckt ein Gebiet von je 3o zu beiden Seiten des jeweiligen Bezugsmeridians, d.h. von insgesamt 6o Breite und 4o Höhe ab. Die Bezeichnung des Kartenblattes ergibt sich aus einer zweistelligen Buchstabenkombination für die abgebildete Breite und der Nummer des Bezugsmeridians. Der erste Buchstabe der Buchstabenkombination benennt die Hemisphäre, d.h. ein N für die nördliche, ein S für die südliche. Der zweite Buchstabe bezeichnet die Breite. Jeder 4o hohe Streifen wird beginnend am Äquator nach N/S alphabetisch durchnummeriert. Südwestdeutschland liegt zwischen 048oN und 052oN und erhält dementsprechend die Bezeichnung NH. Die Bezugsmeridiane werden beginnend bei 177oW bis 177oE von Westen nach Osten durchnummeriert. So hat der Bezugsmeridian 006oE die Nummer 32. Südwestdeutschland ist dementsprechend auf der Karte NM32 abgebildet.

Das russische Militärkartenwerk, Bild: Michael PanitzkiDie Karte 1:1 000 000 ist weiter unterteilt in vier Karten im Maßstab 1:500 000. Diese stellen dementsprechend ein Gebiet von 3o Breite und 2o Höhe dar. Die Bezeichnung des Kartenblattes ergibt sich aus der Nummer der zugrunde liegenden 1:1 000 000 Karte ergänzt um die Bezeichnung des abgebildeten Quadranten. Die vier Quadranten werden mit den Buchstaben A, b, B und r benannt. Die Eifel ist dann auf der Karte NM32A abgebildet.

Jede Karte 1:500 000 ist weiter unterteilt in neun Karten im Maßstab 1:200 000. Diese bilden ein Gebiet von 1o Breite und 40' Höhe ab. Die Bezeichnung des Kartenblattes ergibt sich aus der Nummer der zugrunde liegenden 1:1 000 000 Karte ergänzt um eine römische Ziffer von I bis XXXVI. Das Café Fahrtwind ist auf der Karte NM32XIII zu finden.

Jede Karte 1:200 000 ist weiter unterteilt in vier Karten im Maßstab 1:100 000. Diese bilden ein Gebiet von 30' Breite und 20' Höhe ab. Die Bezeichnung des Kartenblattes ergibt sich aus der Nummer der zugrunde liegenden 1:1 000 000 Karte ergänzt um eine lateinische Ziffer von 1 bis 144. Das Café Fahrtwind ist auf der Karte NM32/50 zu finden.

Jede Karte 1:100 000 ist weiter unterteilt in vier Karten im Maßstab 1:50 000. Diese bilden ein Gebiet von 15' Breite und 10' Höhe ab. Die Bezeichnung des Kartenblattes ergibt sich aus der Nummer der zugrunde liegenden 1:100 000 Karte ergänzt um die Bezeichnung des entsprechenden Quadranten. Die vier Quadranten werden mit den Buchstaben A, b, B und r benannt. Das Café Fahrtwind ist auf der Karte NM32/50r zu finden.

Über die Bezeichnung von russischen Generalstabskarten im Maßstab 1:25 000 liegen mir z.Z. keine Informationen vor.

2.4.3.3. Das Kartenwerk der US-Streitkräfte

Wie die Sowjetunion waren auch die USA bemüht, ein weltweites Kartenwerk zu erstellen. In ihren Bemühungen blieben die Amerikaner jedoch hinter den Russen zurück. Die für die Erstellung und Herausgabe zuständige Behörde ist die National Imagery and Mapping Agency (NIMA). Sie arbeitet dabei mit den Behörden verbündeter Staaten zusammen.

Da die Karten für militärische Zwecke gemacht wurden, bieten die militärischen Karten der NIMA Informationen, die in herkömmlichen Karten normalerweise nicht zu finden sind. Besonders Informationen bezüglich Hochspannungsleitungen, Gewässerbreite und -tiefe, Dichte des Bewuchses, Tragfähigkeit des Geländes und von Brücken sind Fakten, die man anderswo vergebens sucht.

Bei den Karten handelt es sich um transversale Mercatorprojektionen. Bezugssystem ist das WGS84. Verwendet werden UTM-Koordinaten auf 6o breiten Meridianstreifen. Ein UTM-Koordinatengitter ist aufgedruckt. Die Karten sind mehrfarbig ausgeführt, verfügen über Höhenlinien und eine umfangreiche Legende.

Das Kartenwerk liegt in verschiedenen Maßstäben vor. Während die Maßstäbe des deutschen und des russischen Kartenwerks identisch sind, weicht die NIMA hiervon leider ab. Das Kartenwerk der US-Streitkräfte umfasst Blätter in den Maßstäben 1:1 000 000 bis 1:50 000. Stadtpläne liegen im Maßstab 1:25 000 bis 1:10 000 vor.

  • 1:1 000 000 Operational Navigation Chart (ONC)
  • 1:500 000 Tactical Pilotage Chart (TPC)
  • 1:250 000 Joint Operations Graphics (JOP)
  • 1:100 000 Topographic Line Map (TLM)
  • 1:50 000 Topographic Line Map (TLM)
  • 1:25 000 City Graphics
  • 1:10 000 City Graphics

Für Outdoorzwecke am interessantesten sind die sog. Joint Operations Graphics im Maßstab 1:250 000. Hierbei handelt es sich um topografische Karten, die um zusätzliche Informationen für die erfolgreiche Durchführung von militärischen Operationen ergänzt wurden. Sie liegen in zwei Ausführungen vor. Die Joint Operations Graphics (AIR) sind für Luftoperationen vorgesehen und enthalten zusätzlich zu den topografischen Informationen Hinweise bezüglich Sprechfunkfrequenzen, Startbahnlängen u.ä. Höhenangaben sind in Fuß (ft). Die Joint Operations Graphics (GROUND) sind für Bodentruppen gedacht. Die luftfahrtspezifischen Angaben des Joint Operations Graphics (AIR) fehlen hier. Höhenangaben erfolgen in Metern (m).

2.4.3.4. Das Kartenwerk des IGM

Das militärische topografische Kartenwerk Italiens wird vom Insituto Geografico Militare (IGM) erstellt und herausgegeben. Es umfasst topografische Karten vom Maßstab 1:500 000 bis 1:25 000. Bei den Karten im Maßstab 1:500 000 handelt es sich um Lambertprojektionen. Bei den Karten im Maßstab 1:100 000 und größer handelt es sich dagegen um transversale Mercatorprojektionen. Bezugssystem ist bei allen Karten das European Datum 1950 (ED50) mit dem Hayford-Ellipsoid. Bei den Mercatorprojektionen werden MGRS-Koordinaten auf 6o breiten Meridianstreifen verwendet. Ein MGRS-Koordinatengitter ist aufgedruckt, geografische Koordinaten und UTM-Koordinaten sind am Kartenrahmen angerissen. Die Karten sind mehrfarbig ausgeführt, verfügen über Höhenlinien und eine umfangreiche Legende und basieren auf der amtlichen Landesaufnahmen.

Zwecks NATO-Standardisierung stellen auch die italienischen Streitkräfte ihr Vermessungssystem derzeit vom European Datum 1950 (ED50) auf das World Geodätic System 1984 (WGS84) um. WGS84 entspricht dem ETRS89. Neuste Kartenausgaben verfügen bereits über aufgedruckte MGRS-Gitter im WGS84, ältere Ausgaben allerdings noch im ED50.

Das Kartenwerk liegt in verschiedenen Maßstäben vor. Das Kartenwerk der italienischen Streitkräfte umfasst Blätter in den Maßstäben 1:500 000 bis 1:25 000. Interessant weil wirklich aussagekräftig sind die Mercatorprojektionen im Maßstab 1:100 000 und größer. Folgende Serien liegen vor:

  • 1:100 000 Serie M691
  • 1:50 000 Serie M792
  • 1:25 000 Serie M891

Für den Motorradfahrer am interessantesten dürfte die Serie M691 im Maßstab 1:100 000 sein. Hierbei handelt es sich um topografische Karten, die um zusätzliche Informationen für die erfolgreiche Durchführung von militärischen Operationen ergänzt wurden. 277 Blätter decken ganz Italien inkl. Sardinien und Sizilien ab. Eine solche Karte ist z.B. im Piemont sehr nützlich, natürlich unter der Voraussetzung, dass sie auf aktuellem Stand ist. Insbesondere Informationen zur Tragfähigkeit des Geländes und von Brücken sind Fakten, die man auf zivilen Karten meistens vergeblich sucht.

2.4.3.5. Bezug von militärischen topografischen Karten

Der Erwerb militärischer topografischer Karten war für den Normalverbraucher zu Zeiten des Kalten Krieges nahezu unmöglich. Nach dem Zusammenbruch des Warschauer Pakts trat eine Liberalisierung ein. Das russische Verteidigungsministerium bietet inzwischen im Westen ganz offiziell sein umfangreiches Kartenwerk über lizenzierte Händler zum Verkauf an. Generalstabskarten der Russischen Streitkräfte sind über den Outdoorausrüster Daerr erhältlich. Westliche Militärkarten sind etwas schwieriger zu beschaffen und sie sind auch teurer. Der Anschlag auf das World-Trade-Center und die darauffolgende US-Sicherheitsparanoia und die darauffolgende uneingeschränkte Solidarität hat dies leider noch verstärkt. Gute Fachbuchhandlungen und Outdoor-Ausstatter sind aber weiterhin bemüht und durchaus in der Lage, auch westliche militärische Kartenwerke zu beschaffen. Als engagierte und sachkundige geografische Fachbuchhandlung hat sich Gleumes in Köln einen guten Ruf. US-Militärkarten können auch übers das Internet bei Omnimap oder über eastview cartographic bezogen werden.

2.4.4. Nichtamtliche Kartenwerke

2.4.4.1. Shell Generalkarte

Die Shell Generalkarte wird vom Mineralölkonzern Shell in Zusammenarbeit mit Mairs Geografischem Verlag erstellt und herausgegeben. Mit verschiedenen Kartenserien in unterschiedlichen Maßstäben wird ganz Europa und touristisch interessante Gebiete im Ausland abgedeckt. Bei Motorradfahrern am beliebtesten sind die Kartenserien im Maßstab 1:200 000

Obwohl Angaben dazu fehlen handelt es sich bei dem verwendeten Bezugssystem um das European Datum 1950 (ED50) mit dem Hayford-Ellipsoid. Ein geografisches Koordinatengitter ist aufgedruckt. Ausgaben vor 1996 verfügten über ein aufgedrucktes UTM-Gitter im ED50. Warum das geändert wurde ist mir schleierhaft. Die Karten sind mehrfarbig ausgeführt und verfügen über eine Legende. Höhenlinien fehlen ebenso wie eine Schummerung. Markante Punkte sind aber z.T. mit Höhenangaben versehen. Landschaftlich reizvolle Straßen sind farblich hervorgehoben.

Zur Benennung werden die einzelnen Blätter von Westen nach Osten und von Norden nach Süden durchnummeriert. Die Blätter überlappen sich. Die Kartenserie für Deutschland umfasst z.B. 20 Blätter im Maßstab 1:200 000. Die Eifel ist auf der Generalkarte 12 abgebildet.

2.4.4.2. Michelin Karten

Die Michelin Karten werden vom Reifenhersteller Michelin erstellt und herausgegeben. Mit verschiedenen Kartenserien in unterschiedlichen Maßstäben wird ganz Europa und touristisch interessante Gebiete im Ausland abgedeckt. Bei Motorradfahrern am beliebtesten sind die Kartenserien im Maßstab 1:200 000. Für Deutschland liegen lediglich Karten im Maßstab 1:300 000 vor.

Bei den Michelin Karten handelt es sich um eine Projektion nach Bonne (konisch). Als Bezugssystem wird der Ellipsoid von Plessis mit dem Zentralpunkt Paris (Croix du Panthéon) verwendet. Dieser liegt auf 48o 51' 36" N 002o 20' 14" E. Ein geografisches Neugrad-Koordinatengitter (gr) ist aufgedruckt. Angaben zu einem geodätischen Gitter fehlen. Die 1:200 000er Karten sind mehrfarbig ausgeführt und verfügen über eine Legende. Höhenlinien fehlen jedoch ebenso wie eine Schummerung. Markante Punkte sind mit Höhenangaben versehen. Landschaftlich reizvolle Straßen sind farblich hervorgehoben. Jede noch so kleine mit einem Mehrspurfahrzeug befahrbare Weg ist eingetragen. Nicht jeder Weg ist jedoch auch legal befahrbar.

Zur Benennung werden die einzelnen Blätter von Westen nach Osten und von Norden nach Süden durchnummeriert. Der Nummer ist die Maßstabszahl vorangestellt, z.B. 2 für 1:200 000. Die Blätter überlappen sich. Die Kartenserie für Frankreich umfasst z.B. 20 Blätter im Maßstab 1:200 000. Die Schweiz findet auf vier Blättern Platz.

2.4.4.3. Bezug von nichtamtlichen Karten

Die Zeiten, wo gute nichtamtliche Landkarten nur in Fachbuchhandlungen zu bekommen waren, sind inzwischen vorbei. Nichtamtliche, d.h. kommerzielle Kartenwerke können inzwischen neben dem klassischen Buchhandel an fast jedem Kiosk, Bahnhofsladen und Tankstelle erworben werden. Hinzu kommen die Möglichkeiten des Internets. Fachliche Beratung wird man hier jedoch in den meisten Fällen nicht bekommen. Geht die Fahrt in unbekanntere Gefilde, so ist man auch hier mit einem Outdoor-Ausrüster oder einer geografischen Fachbuchhandlung am besten beraten. Als engagierte und sachkundige geografische Fachbuchhandlung hat sich Gleumes in Köln einen guten Ruf.

2.5. Rechenverfahren

2.5.1. Besteckrechnung nach Mittelbreite

Bewegen wir uns mit konstantem Kurs, d.h. gleichbleibender Richtung auf der Erdkugel im geografischen Koordinatensystem, so verändert sich ausgehend von unserer Ausgangsposition sowohl die geografische Breite (j) als auch die geografische Länge (l). Ausnahmen sind reine Nord/Süd- und reine Ost/West-Kurse. Hierbei verändert sich die geografische Länge bzw. die geografische Breite nicht. Der Kursvektor kann somit in zwei Komponenten, die Breitendifferenz (Dj) und die Längendifferenz (Dl) aufgeteilt werden. Hiermit können mit Hilfe der Besteckrechnung nach Mittelbreite auf relativ einfache Weise navigatorische Berechnungen durchgeführt werden.

Loxodromisches Dreieck, Bild: Michael PanitzkiDie zurückgelegte Distanz (d) zwischen Abfahrtsort (jA,lA) und Bestimmungsort (jB,lB) beschreibt auf der Erdkugel eine sog. Loxodrome. Eine Loxodrome ist eine Linie konstanten Kurses, die alle Meridiane unter demselben Winkel schneidet und sich spiralförmig dem Pol nähert. Die Loxodrome ist im Gegensatz zur Orthodrome nicht die kürzeste Verbindung zwischen zwei Punkten auf einer Kugel. Die Abweitung (a) und die Breitendistanz (b) stehen als Katheten senkrecht aufeinander. Die Loxodrome bildet mit einer Kathete den Kurswinkel (a). Die Loxodrome bildet zusammen mit der Abweitung (a) und der Breitendistanz (b) ein rechtwinkliges sphärisches Dreieck. Die Zusammenhänge lassen sich als sog. loxodromisches Dreieck darstellen.

Besteckrechnung nach Mittelbreite, Bild: Michael PanitzkiIn niedrigen und mittleren Breiten lassen sich die Zusammenhänge ohne nennenswerte Genauigkeitseinbußen als ebenes rechtwinkliges Dreieck darstellen. Das Verfahren ist für Distanzen bis ca. 600 sm hinreichend genau. Die Breitendifferenz sollte nicht mehr als 5o betragen. Die Ungenauigkeiten nehmen mit zunehmender nördlicher/südlicher Breite zu. Nördlich/südlich von 70o N/S kommt daher anstatt der Besteckrechnung nach Mittelbreite die Besteckrechnung nach vergrößerter Breite zur Anwendung.

Die Breitendistanz (b) zwischen der Abfahrtsbreite (jA) und der Bestimmungsbreite (jB) entspricht der Breitendifferenz (Dj) in sm:

b = Dj * 60 (in sm)

Dj = j B - j A

b = d * cosa

Die Länge der Seite a entspricht der Längendistanz (l) bzw. der Längendifferenz (Dl) in sm zwischen Abfahrtslänge (lA) und Bestimmungslänge (lB) unter Berücksichtigung der Breite (j). Es ist jedoch zu beachten, dass die Abfahrtsbreite (jA) und die Bestimmungsbreite (jB) nicht identisch sind. Zur Bestimmung der Abweitung a wird daher aus der Abfahrtsbreite (jA) und der Bestimmungsbreite (jB) das arithmetische Mittel, die sog. Mittelbreite (jm) gebildet:

a = l * cosjm

l = Dl * 60 (in sm)

Dl = lB - lA

jm = (jA + jB) / 2

Die Distanz (d) zwischen Abfahrts- und Bestimmungsort wird dann gem. Pythagoras ermittelt:

d = Ö (a2 + b2)

Der Kurs (a) kann aus den Seiten des loxodromischen Dreiecks berechnet werden:

a = arctan (a/b) a = arccos (b/d) a = arcsin (a/d)


2.5.2. Besteckrechnung mit geodätischen Koordinaten

Bewegen wir uns nun mit konstantem Kurs, d.h. gleichbleibender Richtung in einem geodätischen Koordinatensystem, z.B. UTM, so verändert sich ausgehend von unserer Ausgangsposition sowohl der Ostwert (Easting) als auch der Nordwert (Northing). Ausnahmen sind reine Nord/Süd- und reine Ost/West-Kurse. Hierbei verändert sich der Nordwert (N) bzw. der Ostwert (E) nicht. Der Kursvektor kann somit in zwei Komponenten, die Norddistanz (DN) und die Ostdistanz (DE) aufgeteilt werden. Mit diesen Werten können mit Hilfe der Besteckrechnung auf relativ einfache Weise navigatorische Berechnungen durchgeführt werden.

Die zurückgelegte Distanz (D) zwischen Abfahrtsort (EA, NA) und Bestimmungsort (EB, NB) beschreibt im geodätischen Koordinatengitter eine Gerade. Die Norddistanz (DN) und die Ostdistanz (DE) stehen senkrecht aufeinander. Zusammen mit der Distanz (D) bilden sie ein ebenes rechtwinkliges Dreieck. Solange ich mich in nur einer UTM-Zone bewege lassen sich die Zusammenhänge zeichnerisch als sog Besteckdreieck darstellen.

Die Ostdistanz (DE) ergibt sich aus der Differenz zwischen dem Abfahrtsostwert (EA) und dem Bestimmungsostwert (EB). Da UTM ein zweidimensionales Koordinatensystem ist, gibt es auch keine Abweitung zu berücksichtigen.

DE = EB - EA (in Meter)

Die Norddistanz (DN) ergibt sich aus der Differenz zwischen dem Abfahrtsnordwert (NA) und dem Bestimmungsnordwert (NB):

DN = NB - NA (in Meter)

DN = D * cosa

Die Distanz (d) zwischen Abfahrts- und Bestimmungsort wird dann gem. Pythagoras ermittelt:

D = Ö (DE2 + DN2)

Der Kurs (a) kann aus den Seiten des Besteckdreiecks berechnet werden:

a = arctan (DE/DN) a = arccos (DN/D) a = arcsin (DE/D)

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