Karte und Kompass 1

  • Vorwort

    Prepper sein bedeutet vorbereitet sein. Dies gilt besonders für den Bereich der Orientierung. Die zur Zeit am Markt befindlichen Orientierungshilfen wie zum Beispiel GPS-basierende Navigation hat es für viele Menschen einfach gemacht sich zu orientieren. Durch die vermehrte Benutzung elektronischer und von Satelliten unterstützten Orientierungshilfen verlernen allerdings viele Benutzer die Grundlagen der Orientierung mit Karte und Kompass. Daher möchte ich, zusätzlich zu den bereits vorhandenen Beiträgen, mit diesen Artikel dazu beitragen die Grundlagen der Orientierung mit Karte und Kompass wieder ins Gedächtnis zu bringen und gegeben Falls zu Übungen im Umgang mit Karte und Kompass anzuregen.



    Die Karte

    Eduard Imhof, ein Schweizer Kartograph bezeichnete Landkarten als Zitat: ..verkleinerte, vereinfachte, inhaltlich ergänzte und erläuterte Grundrissbilder der Erdoberfläche oder von Teilen der Erdoberfläche Ende Zitat[4].

    Wikipedia beschreibt eine Karte, auch Kartografie, als analoges oder digitales Medium zur meist eingeebneten, verkleinerten und generalisierten Darstellung der Erdoberfläche welche üblicherweise als topografische Karten (z.B. Landkarten) oder thematische Karten (z.B. Straßenkarten) verfügbar sind [5]. Heute erscheint es uns selbstverständlich Karten in unterschiedlichster Ausführung verfügbar zu haben, sind diese doch leicht und unkompliziert erhältlich. Eine regionale Straßenkarte zum Beispiel kann man an fast jeder Tankstelle erwerben. Trotzdem sind heute verfügbare Karten das Produkt eines sehr langen Entwicklungsprozesses (Landvermessung, Satelliten u.ä.). Relativ genaue Karten sehr kleiner Regionen oder Städte gibt es wohl schon seit sehr langer Zeit, die ganze Welt präzise darzustellen ist allerdings eine Leistung unterschiedlicher Wissenschaften der Neuzeit. Auch die Lesbarkeit von Karten wurde in eine allgemein übliche Form gebracht, so ist zum Beispiel eine im Urlaub besorgte Straßenkarte eines anderen Landes jederzeit von uns lesbar geworden. Natürlich sind auch dafür gewisse Grundkenntnisse erforderlich, dennoch hat vermutlich schon jeder einmal eine Adresse, eine Straßenverbindung und ähnliches in einer Straßenkarte erfolgreich gesucht.


    In der heutigen Zeit ist alles einfacher und besser geworden, so scheint es jedenfalls. Hervorragende GPS-Navigationsgeräte sind zu einem leistbaren Preis erhältlich, wozu also noch Landkarten lesen können – eine Frage die sich viele Menschen oft stellen. Ein App am Smartphone ersetzt doch jeden Kompass – möglicherweise eine neuzeitliche Fehleinschätzung. Die Überforderung der meisten Menschen, welche sich alleinig auf die Technik verlassen beginnt meisten im Einstellmenü der erworbenen Geräte. Stellen Sie das richtige Kartenformat ein (UTM, Gauß-Krüger, MGRS u.v.m.)? Inklination, Deviation, Deklination, Missweisung, Einnorden, Marschzahl, magnetischer Norden, geometrischer Norden.....???



    Von der Erdoberfläche zur Karte

    Unsere Erde entspricht keiner exakten Kugel sondern ähnelt auf Grund seiner Umdrehung um die eigene Achse und der daraus resultierenden Zentrifugalkraft einem Ellipsoid [6]. Das Geodetic Reference System 1980 (GRS80) ist ein Erdmodell (geodätisches Referenzellipsoid von 1980) mit einem Äquatorumfang von 40.075,017 km und einem Polarumfang von 40.007,863 km. Der Äquatorumfang ist folglich 0,17% größer als der Polarumfang [7].


    Die Kunst der Kartografie besteht nun in seiner Hauptaufgabe darin, die nahezu kugelförmige Erdoberfläche detailgenau auf eine Karte, also eine ebene Fläche zu übertragen. Der wesentlichste erste Schritt besteht also nun darin die Erde, beziehungsweise deren Oberfläche genauestens zu Vermessen. Des Weiteren muss in einem zweiten Schritt die gesamte Erdoberfläche mit einem virtuellen und die gesamte Erdoberfläche umspannenden Koordinatensystem versehen werden. Damit ist es möglich die Lage jedes markanten Punktes der Erdoberfläche genau zu bestimmen. Nun muss noch, drittens, ein Gitternetz entwickelt werden um die im erdumspannenden Koordinatensystem erfassten Punkte auf eine ebene Karte zu übertragen. Letztlich muss noch ein entsprechend geeignetes Verkleinerungssystem entwickelt werden um die nötigen Details in der Karte klar darzustellen. Zuzüglich zu natürlich vorhandenen markanten Stellen der Erdoberfläche, zum Beispiel Berggipfel, Flussmündungen, Seen und vieles mehr, benötigt es Beobachtungspunkte der Landvermessung. Diese Beobachtungspunkte, man nennt sie Trigonometrische Punkte (TP) oder Triangulationspunkte (Trigonometrie), sind Punkte eines Dreiecknetzes der Landvermessung und bilden mit den Koordinaten die Grundlage der Kartografie [8]. All diese Punkte werden folglich in das Kartennetz übertragen und mit weiteren Details von Luftaufnahmen oder örtlichen Messungen sinnvoll ergänzt. Sinnvollerweise finden auch bestimmte Reduktionen statt, in einer Straßenkarte sind zum Beispiel die Verkehrswege deutlich erkennbar und selbstverständlich nicht in der maßstabgetreuen Breite dargestellt dafür andere Details deutlich vereinfacht dargestellt oder ganz weg gelassen. Eine Straßenkarte ist eine so genannte „Thematische Karte“. Weitere Beispiele sind Klima-, Politische-, Vegetations-, Wetterkarten oder ähnliches. Darüber hinaus gibt es noch die Hauptkategorie der Topografischen Karten. Topografische Karten bilden möglichst genau und sinnvoll reduziert die geographische Landschaft ab wie zum Beispiel Wanderkarten.


    Das geografische Koordinatensystem der Erde

    Das Koordinatensystem der Erde ist ein über die Erdkugel gelegtes Netz. Die Erde dreht sich um die eigene Achse (Erdachse). Daraus ergeben sich zwei Pole (Nordpol oben, Südpol unten), diese sind dort wo eine gedachte Verlängerung der Erdachse die Oberfläche der Erde durchstößt [9]. Waagrecht zur Erdachse und in der Mitte der beiden Pole befindet sich die Äquatorebene.


    Breitengrade

    Legt man nun vom Erdmittelpunkt ausgehend zum Äquator an der nördlichen Halbkugel bei jedem Grad parallel zum Äquator einen weiteren Kreis um die Erdkugel, dann ergeben sich die in Grad gemessenen Breitenkreise (Breitengrade), also nördlich 90 Breitengrade und südlich 90 Breitengrade. Vor der Angabe der Breitengrade, gemessen in Grad(°), Bogenminuten (´) und Bogensekunden (´´) steht also der Buchstabe N für Nord und S für Süd.


    Längengrade

    Legt man einen Großkreis um die Erdoberfläche welche senkrecht den Äquator und alle Breitengrade tangiert erhält man die Längenkreise. Ein halber Längenkreis, also die kürzeste Verbindung von Pol zu Pol bilden einen Meridian. Als Nullmeridian wurde willkürlich, entsprechend der damaligen herrschenden Seemacht England, jener Meridian gewählt auf welchem die Sternwarte von Greenwich in London liegt. Vom Nullmeridian werden wieder in Grad 180 Meridiane in östliche (E = East) und 180 Meridiane in westliche (W = West) Richtung festgelegt. Am Meridian 180° befindet sich die Datumsgrenze .


    Mit dem geografischen Koordinatensystem lässt sich also jeder Punkt dieser Erde exakt bestimmen und zwischen zwei so festgelegten Koordinaten eine Verbindung (Weg) herstellen.

    Beispiel eines Punktes x:

    N 45° 25´ 55´´

    E 05° 11´ 22´´



    Die Übertragung der geografischen Koordinaten in ein Kartennetz

    Die Erdoberfläche ist mit dem geografischen Koordinatensystem mit einem virtuellen Gitternetz überzogen mit welchem sich jeder Punkt dieser Erde präzise festlegen lässt. Nun gilt es diese auf der kugelflächigen Erde festgelegten Koordinaten in ein ebenes Kartenmodell zu übertragen. Leider ist es unmöglich einen Kartenentwurf zu realisieren bei welchem die übertragenen Parameter gleichzeitig längentreu, flächentreu und winkeltreu sind.


    Die Mercator-Projektion

    Die nach dem Kartografen Gerhard Mercator benannte Projektion (1569) ermöglicht eine winkeltreue Darstellung der Erdoberfläche in Kartenformat [10]. Dabei darf man sich die Erdkugel mit dem Erdmittelpunkt als Projektionszentrum vorstellen. Die Erdkugel wird nun von einem virtuellen Zylinder entlang des Äquators umgeben. Die plane Höhe des Zylinders ist gleich der Strecke von Pol zu Pol.


    Überträgt man nun die Hauptbreiten- und Hauptlängengrade auf den Zylinder und schneidet man den Zylinder beim 180° Längengrad auf erhält man eine Weltkarte welche winkeltreu aber keinesfalls flächen- oder richtungstreu ist.


    Eine Karte nach der Mercator-Projektion zeigt eine sichtbare Flächenverzerrung. Alle Darstellungen in Äquatornähe erscheint verkleinert, alle Landdarstellungen in der Nähe der Pole dafür unnatürlich vergrößert.


    https://de.wikipedia.org/wiki/Mercator-Projektion



    Die Transversale Mercator-Projektion und deren Weiterentwicklung

    J.H. Lambert entwickelte 1772 die Mercator-Projektion weiter. Der Abbildungszylinder wird für die so genannte Transversale Mercator-Projektion um 90° zur Erdachse gedreht [12]. Die Zylinderachse steht nun in gleicher Richtung wie der Äquator und durchstößt die Weltkugel nicht mehr am Nord- und Südpol (Abbildung 1 A) sondern dort wo der Meridian bei 90° E und 90°W den Äquator tangiert (Abbildung 1 B). Schneidet man nun den Zylinder rückseitig am Äquator entlang, dann erhält man eine Transversale Mercator-Weltkarte mit deutlich anderen Verzerrungen.


    austrian-preppers.at/forum/index.php?attachment/3095/

    Abbildung 1. Abbildung 1A zeigt das Prinzip der normalen Mercator-Projektion, 1B das Prinzip der transversalen Mercator-Projektion [13].


    Einerseits waren die Kartenentwürfe nach Mercator, Lambert und einigen Anderen durch ihre winkeltreue Abbildung ein erheblicher Gewinn für die Navigation in der Seefahrt oder für militärische Zwecke. Zum Anderen ist aber für jeden erkennbar, dass eine längentreue oder flächentreue Abbildung keinesfalls gegeben ist.