falsches Höhenprofil

Alles und nichts. Der Herr Mandelbrot hat das Problem gut beschrieben.

http://de.wikipedia.org/wiki/K…e#Vergleich_mit_Fraktalen

Der Trick besteht darin, die Menge der Punkte soweit zu reduzieren, dass die Oberfläche gerade noch wiedergegeben wird, aber nicht zu viele Punkte zu verwenden, um das Ergebnis zu verfälschen. Das Ergebnis wird immer nur eine Schätzung bleiben.

Edit: meine vorsichtige Schätzung wäre 1033m hoch und 2668m runter.

woher weißt du denn, dass es ungefähr 900Hm sind?


Eine absolut richtige Auswertung/Mesung gibt es nicht, wie kiozen bereits geschrieben hat, man muss sich halt auf eine Methode festlegen und diese beibehalten.

Die Standardglättung von GTA stimmt sehr gut mit dem Algorithmus des Garmin Trainingscenters zusammen, 970m vs 966m, also einfach diesen verwenden und basta

Der track ist zwischen km 25 und km 31 sehr rippelig, ich vermute da gab es den einen oder anderen Gegenanstieg was schnell mal 70Hm ergibt. Die kann man nun zählen oder nicht, das ist geschmackssache und hängt IMHO auch vom Sportgerät ab. Mit dem rennrad kann man ohne zu treten die eine oder andere Kuppe mit Schwung mitnehmen, die HM sollten also nicht zählen. Beim MTB kann dich ein 5Hm "Hügel" zum Schieben zwingen

PS: GE verwendet zur Auswertung STRM Höhendaten und das kann manachmal ordentlich daneben gehen, besonders wenn der Weg schmal ist und an einem steilen Berhang verläuft.

Die Höhenangaben in Wanderführern werden oft aus einem sehr vereinfachten Höhenprofil abgeleitet. Deswegen sind die immer unterstes Limit.

Neben dem Problem, dass eine immer genauere Quantisierung sich zu einem immer größer werdenden Aufstieg akkumuliert, kommt natürlich auch der Messfehler im GPS, der sich in diesem Fall leider nicht selber kompensiert, sondern voll auswirkt. Durch die starke Varianz des Höhenwertes, kommen doch ganz erhebliche Anstiege zusammen. Ein barometrischer Sensor hilft hier einiges.

Ein nachträgliches Filter/Glätten bringt den Anstieg zwar wieder in die erwarteten Regionen, verfälscht aber oft das Profil in einer unzulässigen Weise. Solche Algorithmen fangen erst an Sinn zu machen, wenn die einzelnen Punkte in einem festen, äquidistanten Zeitraster aufgezeichnet wurden. Siehe auch http://de.wikipedia.org/wiki/Nyquist-Shannon-Abtasttheorem. Also typischer Weise mit 1 Punkt/Sekunde. Bei "optimierten" Tracks wie sie oft aus den Geräten kommen ist Hopfen und Malz verloren.

Grüße

Oliver

Da es sich um eine 55km MTB Tour handelt (2600m downhill) werden die Angaben wohl nicht aus einem Wanderführer stammen, sondern Erfahrungswerte oder Angaben anderer die diese Tour bereits gefahren sind sein.

Ich vermute, dass ein Gerät mit barometrischen Sensor verwendet wurde und dass es auch keine Messfehler gab, da bei den "kleinen Hügeln" die Geschwindigkeit stark abfiel, ging es wohl wirklich (steil) bergauf.

Da es sich bei der Höhenglättung von GTA um eine nichtlineare Medianfilterung handelt, bleibt das Höhenprofil bei einmaligen Durchlauf so gut wie erhalten, da hauptsächlich Ausreißer eliminiert werden (nur der "Gipfelpunkt" muss dran glauben ;)). Da es sich dabei auch um eine Mitterlwertbildung handelt, wir das "Rauschen" des Höhenmessignals zusätzlich verbessert. -> Solch eine Filterung hat sehr wohl Sinn, wie man auch aus den Werten ohne Filterung sieht!

Eine äquidistante Abtastung (Zeit oder Raum) würde die Sache für lineare Filter vereinfachen, aber wahrscheinlich mehr Probleme bringen als nützen (vor allem bei 1 Punkt/s wenn man stehenbleibt ^_^).

Aber genug der Theorie, ich denke bei dieser langen Tour kann man auch mit einer Spanne von 850-970Hm leben.

Zitat von maxb

Da es sich bei der Höhenglättung von GTA um eine nichtlineare Medianfilterung handelt, bleibt das Höhenprofil bei einmaligen Durchlauf so gut wie erhalten, da hauptsächlich Ausreißer eliminiert werden (nur der "Gipfelpunkt" muss dran glauben ;)). Da es sich dabei auch um eine Mitterlwertbildung handelt, wir das "Rauschen" des Höhenmessignals zusätzlich verbessert. -> Solch eine Filterung hat sehr wohl Sinn, wie man auch aus den Werten ohne Filterung sieht!

Medianfilter berechnen keinen Mittelwert sondern eliminieren eine starke Abweichung auf einem Punkt. Bei einer starken Varianz auf allen Punkten ist das Ergebnis eher suboptimal. {10,5,11,6,12} ergibt im Medianfilter 11 und im Mittelwert 8.8. Aber Du hast schon recht wenn Du sagst, dass es die Varianz verringert und damit zu einem realistischeren Ergebnis führt.

So ein Medianfilter kann man übrigens auch mit der Punktereduktion, wie sie bei den Geräten gemacht wird, prima aushebeln. Nehmen wir eine schnurgerade Strecke mit einem kurzen, knackigen Hügel an. So etwas kommt ja vor. Die automatische Punktereduktion wird hier nur sporadisch aufzeichnen und ist meines Wissens in keinem Gerät an die Höhe gekoppelt. Man bekommt entweder Zahlenfolgen wie {5,6,4,6,5} oder {5,6,15,4,6}. In beiden Fällen ist der Hügel nicht dabei.

Das heißt noch lange nicht, dass man mit einer ordentlichen, linearen Abtastung aus dem Schneider ist. Wird der Hügel nicht mit 2 Abtastwerten erfasst, weil er zu kurz ist, wird es auch nichts mit der Messung. Und Ausreißer, wie sie bei schlechtem Empfang entstehen, sind nur mit sehr schmalen Tiefpässen zu eliminieren, was wiederum die Auflösung des realen Geländes erheblich reduzieren würde, oder in anderen Worten: Unseren kleinen Hügel platt macht.

Wie man es dreht und wendet. Es wird immer nur eine grobe Schätzung bleiben.

Grüße

Oliver

Eine Punktereduktion in einem Außmaß, dass ein Hügel(chen) verschwindet

...wäre mir bestimmt schon mal aufgefallen.

Für die schnurgerade Strecke habe ich ein perfektes Beispiel gefunden, die Seilbahnfahrt auf den Col Rodella (Fassatal/IT). Obwohl schnurgerade wurde bis zur 1. stütze jede sekunde ein punkt aufgezeichnet (der Dakota 20 steht bei mir auf automatischer aufzeichnungsdichte). Das kann dann nur an der raschen Höhenzunahme liegen. Wenn man sich das Höhenprofil genauer ansieht (z.B. mapsource), dann sieht man sogar schön den Seildurchhang zwischen den Stützen.

"grobe Schätzung" ist halt relativ, für eine Geodäten wird es das auch sein, aber wenn ich mir die komplette Sella Ronda ansehe, dann ist die Differenz zwischen den Anstiegen und den Abstiegen 21m, das sind 0.55% des gesamten An-/Abstieges von 3800m. Wäre die Aufzeichungsmethode grob ungenau, dann müsste es hier größere Abweichungen geben.

Solche "Schätzungen" sind mir jedenfalls genau genug

Zitat von maxb

Eine Punktereduktion in einem Außmaß, dass ein Hügel(chen) verschwindet

...wäre mir bestimmt schon mal aufgefallen.

Für die schnurgerade Strecke habe ich ein perfektes Beispiel gefunden, die Seilbahnfahrt auf den Col Rodella (Fassatal/IT). Obwohl schnurgerade wurde bis zur 1. stütze jede sekunde ein punkt aufgezeichnet (der Dakota 20 steht bei mir auf automatischer aufzeichnungsdichte). Das kann dann nur an der raschen Höhenzunahme liegen. Wenn man sich das Höhenprofil genauer ansieht (z.B. mapsource), dann sieht man sogar schön den Seildurchhang zwischen den Stützen.

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Jo, das sieht so aus als ob die Höhenänderung aus dem Sensor auch Punkte produziert. Wäre mal interessant zu sehen was die Garmingeräte ohne Barometer machen. Irgendwie habe ich nur Tracks von Geräten mit Sensor.

Übrigens bei dem Teilstück ist die Summe aller Deltas gleich dem Delta von Anfang und Ende. Wenn es nur immer so schön wäre!

Zitat von maxb

aber wenn ich mir die komplette Sella Ronda ansehe, dann ist die Differenz zwischen den Anstiegen und den Abstiegen 21m, das sind 0.55% des gesamten An-/Abstieges von 3800m. Wäre die Aufzeichungsmethode grob ungenau, dann müsste es hier größere Abweichungen geben.

Nein. Egal wie zackelig die Aufzeichnung ist, solange Start und Endpunkt die gleiche Höhe haben, darf es keine Differenz geben. Meiner Meinung nach sind die 21 m dem Barometer und damit der Änderung des Luftdrucks zuzuschreiben.

Ja, ersteres gibt es wohl nur bei Seilbahnfahrten...

Nein, die Summe aus An- und Abstiegen könnte dramatisch abweichen, wenn systematische Fehler mit einem Mittelwert ungleich null auftreten würden. Da bei dieser Runde schnelle downhills, singel trails, schotter- , asphaltstraßen und seilbahnfahrten gemischt vorkamen, dürfte die verwendete Methode im Durchschnitt sehr genau sein.

Ich wollte damit auch nur sagen, dass man übers Jahr gesehen damit leben kann, wenn mal ein Track eine um 10% falsche Höhenmetersumme hat. Meine Erfahrungswerte liegen bei 1-2% (bei min. 50000Hm). Einzelne Touren können schon mal 5-10% abweichen.

Zitat von Edmund

Vielen Dank für eure Hilfe, aber ich verstehe nicht, wie man ein 400.-EURO teures GPS auf den Markt bringen kann, das nur "Schätzwerte" liefern kann. Mein Barometrischer Tacho von VDO um 90.-EURO war da um einiges genauer !!!

Solange deine Tour bei einem stabilen Wetter stattfindet ist ein Barometer wirklich besser. Das liegt aber nicht an Garmin im speziellen, sondern am System GPS. Bei der Entwicklung von GPS wurde auf eine genaue Koordinate wert gelegt. Nicht auf einen genauen Höhenwert. Deshalb ist dessen Varianz leider höher als die der Koordinate. Und das führt zu den besprochenen messtechnischen Probleme.

Zudem liefert dein Barometer, ohne auf eine Anfangshöhe kalibriert zu sein, nie die absolute Höhe. GPS kann das. Bei Wetteränderungen kann ein GPS die Luftdruckänderung auch kompensieren. Zwar nicht zu 100% aber immer noch besser als dein Barometer. Überall Licht und Schatten Wie bei jeder Messung muss man sie zu interpretieren wissen.

Grüße

Oliver