Barometrische Höhenmessung dank LIDAR obsolet?

  • Nur wenn:


    * Die Daten in der Qualität und Auflösung noch auf das Gerät passen.
    * Der Algorithmus weiß, ob ich auf der Brücke oder unter der Brücke lang bin und wie die Höhe unter der Brücke ist
    * Der Algorithmus an steilen Hängen zu meiner fehlerhaften Position die richtige Höhe erraten kann.
    * Du immer auf der Erde stehst und nie am Gleitschirm, einer Gondel oder ähnlichem hängst.


    --> Fazit: Solange eine funktionierende Glaskugel noch nicht als App erfunden wurde, haben diese Daten nur bedingt einen Nährwert gegenüber einer echten Höhenmessung.


    --> Für eine schöne Schummerung oder ein Hangneigungsprofil sind sie aber sehr interessant.

  • An Gleitschirmfliegen hatte ich zugegebenermaßen nicht gedacht, :D eher an Trackaufzeichnungen oder Routenplanungen über Wege. Dabei sollte die Daten doch beinahe perfekt sein.
    Wenn schon die Position nicht mit der Realität übereinstimmt, ist natürlich auch die Höhe nicht korrekt. Korrigiert man die Position später zum Beispiel am PC, müsste es wieder passen.

  • kiozen,
    Deine schwachsinnigen Antworten kannst Du behalten. :confused:


    Es geht lediglich um die Frage, ob die neuen Geländemodelle so gut sind, dass sie SRTM und vor allem die fehleranfällige, barometrische Höhenermittlung ablösen können.
    Man schaltet, selbstverständlich auf dem Boden, sein GPS oder auf dem Smartphone die "Naviapp" an und hat neben der Position auch, dank LIDAR, die korrekte Höhe.
    Wenn die Daten so gut sind, sollte auch die anschließende Trackaufzeichnung bezüglich der Höhen passen, oder zumindest viel besser sein, als mit den alten Verfahren.
    Wer seine Tour am PC plant, benötigt die Daten natürlich dort auch.

  • kiozen,
    Deine schwachsinnigen Antworten kannst Du behalten. :confused:



    Was soll man den sonst auf den schwachsinnigen Vorschlag, die Position und Höhe eines Tracks solange zu ersetzen, bis sie einer subjektiven Meinung entsprechen, antworten. Das entbehrt jeder vernünftigen wissenschaftlichen Grundlage zur Nachbearbeitung von Messwerten.


    Du kannst das natürlich so machen. Dann kannst Du dir aber auch die Aufzeichnung auf der Tour sparen und einfach in die Karte das einzeichnen, was Dir gefällt.



    Es geht lediglich um die Frage, ob die neuen Geländemodelle so gut sind, dass sie SRTM und vor allem die fehleranfällige, barometrische Höhenermittlung ablösen können.


    "gute Geländemodelle" - "fehlerhafte barometrische Höhenermittlung" das alleine lässt nicht gerade einen Willen zu einer objektiven Auseinandersetzung mit dem Thema erkenne. Aber sei es drum:


    Das Geländemodell ist genauso wie die Höhenermittlung per GPS/Barometer fehlerbehaftet. Grundsätzlich muss man immer zwei Fehlerkomponenten in Betracht ziehen. Den statistischen Fehler und den systemischen Fehler.


    Der statistische Fehler wird auch oft als Rauschen bezeichnet. Bei den barometrischen Sensoren liegt der im Bereich von ein paar Zentimetern. Durch Gehäusedeformation kann der aber auch mal durchaus mehrere Dezimeter betragen. Bei Höhenmodellen findet man leider selten eine Angabe. Da kommt es sicherlich auch auf das Messverfahren und das Gelände an. Bei sehr guten Daten würde ich den statistischen Fehler aber auch eher im Submeter, wenn nicht sogar im Subdezimeterbereich ansiedeln. Da es bei unseren Messungen eigentlich nur auf einen Meter oder so ankommt, würde ich den statistischen Fehler bei beiden Verfahren als hinreichend klein annehmen.


    Der systemische Fehler ist hingegen schon interessanter.


    * Beim Barometer zählt hierzu die Drift des Luftdrucks und der Temperatur. Zudem noch der Ausgangswert. Die Temperatur kann sehr gut kompensiert werden. Ein Fehler im Ausgangswert kann nachträglich herausgerechnet werden, wenn nicht per GPS nachgeführt wird. Wenn das GPS mit in Betracht gezogen wird führt ein schlechter Anfangswert zu einem großen Fehler.


    * Bei Höhenmodellen hast Du das Problem der Überdachungen, Einhausungen und Unterführungen. Das Problem der nicht erdgebundenen Aktivitäten lasse ich jetzt mal aus. Zudem muss die Auflösung beachtet werden. Mit einer Abtastung von z.B. 10x10m (und das ist schon sehr gut) lassen sich nur Geländebesonderheiten von mehr als 20x20m zuverlässig erfassen. Und das auch nur als abgerundete Formen. Hinzu kommt für unseren Verwendungszweck eben die fehlerbehaftete Relation von Position und Messwert im Höhenmodell.



    Soweit die Theorie. In der Praxis zählt welcher Fehler öfter zubeißt und sich stärker auswirkt. Ich vergleiche nach jeder Tour immer das aufgezeichnete Profil mit dem aus den DEM Daten. Bei Touren ohne extreme Geländeformationen kommt es eigentlich nur auf die richtige Kalibration des Höhensensors an (Garmin führt per GPS nach). Stimmt die nicht, sind die Daten aus dem Höhenmodell besser.


    Bei engen Tälern oder nahe Felswänden schwankt die Position stark. Das führt zur falschen Auswahl der Höhe über das Geländemodell. Die barometrische Höhe ist davon natürlich unbeirrt. Sprich man erhält die richtige Höhe zu einer stark fehlerbehafteten Position.


    Und in dem Moment wo die besagten Überdachungen, Einhausungen und Unterführungen dabei sind ist immer eine große Differenz zu sehen.




    Man schaltet, selbstverständlich auf dem Boden, sein GPS oder auf dem Smartphone die "Naviapp" an und hat neben der Position auch, dank LIDAR, die korrekte Höhe.
    Wenn die Daten so gut sind, sollte auch die anschließende Trackaufzeichnung bezüglich der Höhen passen, oder zumindest viel besser sein, als mit den alten Verfahren.


    Die LIDAR Daten können noch so gut sein, bei einer fehlerhaften Position werden sie falsche Werte liefern. Der Barometer wird das nicht. Außerdem spielt hier noch ein andere Aspekt rein. Sollten wir mal wirklich in den Genuss der LIDAR Daten mit der originalen Auflösung kommen, schön wäre es, würde sich die Speicherkarte deines Gerätes ratz fatz füllen. Offline also nur eine Lösung für ein kleines Gebiet oder Du investierst massiv in Speicher. Da wäre es besser die Daten online abzufragen. Geht solange wie Du Netz hast. Im Stadtpark ok. Irgendwo im Nirgendwo keine Lösung.



    Wer seine Tour am PC plant, benötigt die Daten natürlich dort auch.


    Richtig. Und aus eigener Erfahrung kann ich dir sagen da steckt der Teufel im Detail. Von Österreich gibt es ja schon sehr gute Daten. Mit denen komme ich oft auf sehr ähnliche Ergebnisse, wie mit der späteren Aufzeichnung. Führt die Tour aber steil nach oben haben wir wieder das Problem die richtige Position zur richtigen Höhe zu finden. Das führt zu einem starken Auf und Ab im Höhenwert und damit zu mehr Höhenmetern im Aufstieg. Da kann aus einer harmlosen 800Hm Tour schon mal eine 1000Hm und Plus Tour werden. Und hier helfen noch genauere Daten nur, wenn sie zu noch genaueren Karten führen. Praktisch sind wir davon leider noch weit entfernt.


    Beide Systeme haben somit ihre Höhen und Tiefen. Perfekt ist keines. Eine barometrische Höhenmessung hat ihre Tücken, keine Frage, liefert aber in schwierigen Situationen zuverlässig einen Wert. Bei gemäßigtem Gelände kann man jdeoch die Höhendaten von einem GPS durchaus gewinnbringend mit denen des Höhenmodells ersetzen.


    Bei der Anwendung im Feld ist der Sensor der Generalist. Ob irgendwo im Nirgendwo, in der Luft oder am Boden, auf der Brücke oder unter der Brücke, er liefert einen im Rahmen der Genauigkeit gültigen Wert. Das mitgeführte Höhenmodell kommt nur sehr bedingt mit diesen Situationen zurecht.


    Und deswegen wird der Sensor wohl noch eine ganze Zeit in den Geräten bleiben.

  • Hier mal ein Beispiel. Das ist das Trackprofil vom 64er(blau) und dem sehr guten Höhenmodell, das es für Österreich gibt. Im An- und Abstieg passen die sehr gut zusammen. Auch am Gipfel. Im Klettersteig jedoch nicht.


    Die Position pendelt dort wegen schlechter Empfangsbedingungen stark. Und bei der Wand macht jeder Meter was aus. Trotz schlechter Position gibt das 64er immer noch ein brauchbares Profil ab, weil der Höhenwert weitgehend unabhängig von der Position und dem GPS ist.

  • Zitat


    Was soll man den sonst auf den schwachsinnigen Vorschlag, die Position und Höhe eines Tracks solange zu ersetzen, bis sie einer subjektiven Meinung entsprechen, antworten. Das entbehrt jeder vernünftigen wissenschaftlichen Grundlage zur Nachbearbeitung von Messwerten.


    Du kannst das natürlich so machen. Dann kannst Du dir aber auch die Aufzeichnung auf der Tour sparen und einfach in die Karte das einzeichnen, was Dir gefällt.

    Das war doch nie gemeint.
    Vielmehr: Wenn ich weiß, dass ich auf einem Weg gelaufen bin, lösche ich ev. aufgezeichnete "Reflexionspunkte", die abseits des Weges liegen.

    Zitat


    "gute Geländemodelle" - "fehlerhafte barometrische Höhenermittlung" das alleine lässt nicht gerade einen Willen zu einer objektiven Auseinandersetzung mit dem Thema erkennen.

    ok, mein Fehler: Gemeint war fehleranfällige barometrische Höhenermittlung, also Fenster im Auto geöffnet, zu fest aufs Gerät gedrückt, falsche Kalibrierung, etc.



    Insgesamt geht es mir auch mehr um einen Vergleich zwischen den SRTM und den neuen LIDAR Daten.
    Dazu müssten Interessierte vielleicht mal einen Vergleich "vorher <==> nachher " machen und die Dateien austauschen, anschließend mitteilen, ob man die Dateien austauschen sollte.


    Ich habe bspw. die von Locus ausgelieferten SRTM Dateien (*.hgt) für NRW gegen die 1" LIDAR Dateien getauscht und habe den Eindruck, dass diese genauer sind. Allerdings benötigen die einzelnen Dateien 10x mehr Speicherplatz.

  • Was der User Sonny anbietet sind Höhendaten mit einer Winkelsekunde Auflösung. Bezüglich Bayern ist da kein wirklicher Unterschied zu den Dateien, die ich vorher mit der Auflösung hatte. Und die sind 10 Jahre alt.


    Für DE gibt es SRTM Daten mit 3 Winkelsekunden. Gegenüber denen sind die mit einer Winkelsekunde natürlich besser. Das würde auch ungefähr dem Faktor 10 (also eigentlich ja 9) entsprechen.


    Eine Winkelsekunde sind ~25m in Deutschland. LIDAR Daten sind üblicherweise eigentlich deutlich höher aufgelöst. Mir ist also nicht ganz klar, was in den Dateien wirklich drinnen ist. Egal was, es ist eine gute Quelle, um an ordentlich Höhendaten zu kommen. Besser als viele andere.

  • Wie würdest du im Vergleich dazu die Qualität der folgenden einschätzen:


    http://land.copernicus.eu/pan-…s/eu-dem/eu-dem-v1.1/view

    Zitat dazu:


    Zitat von http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data/eu-dem#tab-metadata

    The EU-DEM is a hybrid product based on SRTM and ASTER GDEM data fused by a weighted averaging approach...


    Prinzipiell kein schlechter Ansatz, zwei Datenquellen zusammenzuführen, aber die ASTER-Daten sind nicht gerade die beste Datenquelle:


    https://blog.gravitystorm.co.u…3/aster-not-worth-it-yet/


    Auch wenn dieser Blog-Eintrag sieben Jahre alt ist, hat sich daran m.W. noch nichts geändert. Für meine bevorzugten Reisegebiete sind mir die händisch aufbereiteten SRTM-Daten von Jonathan de Ferranti am liebsten, der sich ebenso kritisch mit den ASTER-Daten auseinandergesetzt hat. Mit den LIDAR-Daten habe ich mich noch nicht beschäftigt.

    "The universal aptitude for inaptitude makes any human accomplishment an incredible miracle." (John Paul Stapp)

  • Und hier mal das Profil der Tour im Vergleich mit den verschiedenen Höhenmodellen (Sonny, offizielle SRTM, Eudem).


    Danke für die Aufbereitung. Allerdings sagen (für mich) die Screenshots insofern wenig aus, als jeweils die Tourdaten zum Vergleich genommen wurden.
    Wenn man davon ausgeht, dass diese als Referenz dienen, sind zwischen den LIDAR und SRTM Daten die Unterschiede eher gering. Die EUDem fallen vielleicht etwas ab. Aber kann man das so vergleichen?


    Bei Touren im Flachland ist mir vor geraumer Zeit z. B. aufgefallen, dass an manchen Stellen die Höhendaten plötzlich einen "Sprung von 20m -30m" gemacht haben, obwohl ich keine Steigung feststellen konnte. Das lag letztendlich daran, dass kleinere Wäldchen durchquert wurden. Anscheinend waren dann die Baumwipfel die gemessene Höhe.
    Hier wäre eine barometrische Höhenmessung sicher sinnvoll gewesen, zumindest, wenn man es genau nimmt.
    Wenn ich heute mit den LIDAR Daten in Locus über diese Wäldchen "fahre" (verschiebe), dann haben die dieselbe Höhe, wie die benachbarten baumlosen Felder.
    Hier sehe ich einen Vorteil gegenüber den alten SRTM Daten.
    Dann kann man m. E. auf die barometrische Messung verzichten.

  • Danke für die Aufbereitung. Allerdings sagen (für mich) die Screenshots insofern wenig aus, als jeweils die Tourdaten zum Vergleich genommen wurden.
    Wenn man davon ausgeht, dass diese als Referenz dienen, sind zwischen den LIDAR und SRTM Daten die Unterschiede eher gering. Die EUDem fallen vielleicht etwas ab. Aber kann man das so vergleichen?


    Das sind streng genommen 4 statistisch unabhängige Messungen. Wenn Du die Tour noch öfters gehen würdest und jeweils die gemessene Höhe zu der gemessenen Position miteinander aufträgst, dürfte sich abzeichnen, dass immer die selben Quellen nahe zusammen liegen und andere nicht.


    Der Schluss daraus: Entweder haben diese Quellen immer den selben Fehler. Dann würde die Annahme der statistischen Unabhängigkeit falsch sein. Oder sie liegen näher an der Realität.



    Bei Touren im Flachland ist mir vor geraumer Zeit z. B. aufgefallen, dass an manchen Stellen die Höhendaten plötzlich einen "Sprung von 20m -30m" gemacht haben, obwohl ich keine Steigung feststellen konnte. Das lag letztendlich daran, dass kleinere Wäldchen durchquert wurden. Anscheinend waren dann die Baumwipfel die gemessene Höhe.


    Das wäre für mich z.B. nicht akzeptabel. Wobei das verglichen zum Fehler, wenn man nur die GPS Höhe hat, eher gering ist. Also bei einem Gerät ohne Barometer durchaus eine Option, wenn der Rest der Daten wenig rauscht und auch sonst stimmig ist.



    Hier sehe ich einen Vorteil gegenüber den alten SRTM Daten.
    Dann kann man m. E. auf die barometrische Messung verzichten.


    Wenn das Gelände nur Formationen hat, die sich im Rahmen der Abtastung hinreichend genau darstellen lassen, macht es sicherlich Sinn reine GPS Höhen zu ersetzen, bzw eine verpfuschte barometrische Messung zu korrigieren.


    Die Erfahrung zeigt allerdings, dass die systemischen Fehler beim barometrische Sensor, wenn er gut umgesetzt ist, deutlich weniger zum Tragen kommen als die hier diskutierten systemischen Fehler der Höhenmodelle. Das gilt für anspruchsvolles Gelände. In einer sanften Hügellandschaft ist dieser Unterschied definitiv geringer.


    Das muss aber jeder für sich entscheiden. Am besten in dem man immer beide Quellen vergleicht. Deswegen haben meine Profile auch immer die DEM Linie dabei, Über die Zeit kann man dann die Qualität seines eigenen Equipments gut einschätzen.