Praxis Digitale Geomedien - WS 2026/27 (Vogler, Wöhs, Koller)

(Digitale) Geomedien - Ein erster Beginn

Willkommen zur Einheit: Karten und GNSS

Diese Einheit fasst die wichtigsten Grundlagen zu Satellitenpositionierung, topographischen Karten und Koordinaten zusammen. Sie können die Lektionen im eigenen Tempo durcharbeiten. Die Einheit umfasst folgende Unterkapitel:

1. GNSS: Wie bestimme ich mit Hilfe von Satelliten meine Position?
2. Topographische Karte: Maßstab, Signaturen, Höhendarstellung
3. Koordinaten: geographische Koordinaten und UTM-Koordinaten
4. Aufgaben: Fotos der Exkursion mit Signaturen und Positionen in der Karte verknüpfen; Geländeformen erkennen

Lektion 6.1: GNSS – Satellitenpositionierung

6.1.1 Was ist GNSS?

GNSS (Global Navigation Satellite System) ist der Überbegriff für Satellitensysteme, mit denen ein Empfänger (z. B. ein Smartphone) jederzeit seine Position auf der Erde bestimmen kann. Das bekannteste ist das US-amerikanische GPS; daneben gibt es u. a. das europäische Galileo. Smartphones nutzen meist mehrere Systeme gleichzeitig.

Die GNSS-Satelliten kreisen in rund 23 000 km Höhe und sind so verteilt, dass überall auf der Erde mindestens vier Satelliten sichtbar sind.

6.1.2 Das Prinzip: Trilateration

Jeder Satellit sendet ein Signal mit seiner Position und dem genauen Sendezeitpunkt. Der Empfänger misst, wie lange das Signal unterwegs war. Da sich das Signal mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet, ergibt sich daraus die Entfernung zum Satelliten.

• 1 Satellit: Ich befinde mich irgendwo auf einer Kugel um diesen Satelliten.
• Mehrere Satelliten: Die Kugeln schneiden einander in einem Punkt, das ist meine Position. Dieses Verfahren heißt Trilateration (Ortsbestimmung über Entfernungen).
• Warum mindestens 4 Satelliten? Drei würden für die Lage im Raum reichen. Die Uhr im Empfänger ist aber ungenau, daher braucht es einen vierten Satelliten, um auch den Zeitfehler zu bestimmen.

6.1.3 Wie genau ist das?

Smartphones sind unter freiem Himmel typischerweise auf rund 5 m genau. Schlechter wird es, wenn Teile des Himmels verdeckt sind oder Signale reflektiert werden: in engen Tälern, im Wald, an Felswänden und zwischen Gebäuden. In Gebäuden und Tunneln funktioniert GNSS meist gar nicht.

Merksatz: GNSS liefert Koordinaten. Was an diesem Ort ist (Gipfel, Hang, Hütte), zeigt erst die Karte.

Lektion 6.2: Topographische Karte

6.2.1 Maßstab

Der Maßstab gibt an, wie stark die Wirklichkeit verkleinert ist. Bei 1:50 000 entspricht 1 cm auf der Karte 50 000 cm = 500 m in der Natur. Die österreichische Grundkarte ist die ÖK50 des BEV, online unter https://maps.bev.gv.at. Details zum Produkt unter ÖK50-UTM.

Beispiel: 3 cm auf der ÖK50 = 3 × 500 m = 1,5 km Luftlinie.

6.2.2 Signaturen

Signaturen sind die Kartenzeichen. Ihre Bedeutung steht in der Legende.
Details im Zeichenschlüssel des BEV.

6.2.3 Wie wird Höhe dargestellt?

• Höhenlinien: Sie verbinden Punkte gleicher Höhe über dem Meerspiegel. Der Höhenabstand zwischen zwei Linien (Äquidistanz) steht in der Legende.
• Höhenkoten: einzelne Punkte mit Höhenangabe in Metern, z. B. Gipfel oder Hütten.
  
  

Höhenlinien lesen:

Lektion 6.3: Koordinaten

6.3.1 Geographische Koordinaten

Jeder Ort auf der Erde lässt sich mit zwei Winkeln angeben:

• Geographische Breite: Abstand vom Äquator nach Norden oder Süden (0° bis 90°)
• Geographische Länge: Abstand vom Nullmeridian (Greenwich) nach Osten oder Westen (0° bis 180°)

Dieser Abstand wird als Winkel werden im Erdmittelpunkt angegeben und in Altgrad gemessen. Der gesamte Kreis hat 360°.

Beispiel Linz: 48° N, 14° O. So zeigen es auch Smartphones und Google Maps an.

6.3.2 Was ist UTM?

Grad eignen sich schlecht zum Messen von Entfernungen. Topographische Karten wie die ÖK50 verwenden daher ein Gitter in Metern: das UTM-System (Universale Transversale Mercator-Projektion).

• Die Erde wird in 60 Zonen geteilt: Streifen von Nord nach Süd, jeweils 6 Längengrade breit. Österreich liegt in den Zonen 32 und 33.
• Eine Position wird mit Rechtswert (E, Meter nach Osten/rechts) und Hochwert (N, Meter nach Norden/oben) angegeben.
• Auf der ÖK50 ist das UTM-Gitter mit Linien im Abstand von 1 km eingezeichnet.

Beispiel Linz: Zone 33, E 447 055 m, N 5 350 558 m.
In der Karte suchen Sie zuerst die senkrechte Gitterlinie 447, dann die waagrechte Linie 5350. Merkhilfe: „zuerst nach rechts, dann nach oben“.

Vorteil: Weil UTM in Metern rechnet, lassen sich Entfernungen direkt ablesen. Zwei Punkte mit E 447 000 und E 448 000 (bei gleichem Hochwert) liegen genau 1 km auseinander.

Aufgaben

Verwenden Sie die ÖK50 online unter Austrian Map und Ihre Fotos von der Exkursion.

6.4.1 Fotosammlung: Signaturen und Positionen

Wählen Sie fünf eigene Fotos, die je ein Objekt in der Karte zeigen (z. B. Hütte, Gipfelkreuz, Weg, Wald, Bach). Notieren Sie für jedes Foto den Standort (Koordinaten aus den Eigenschaften des Fotos oder in der App), suchen Sie das Objekt in der Karte Austrian Map und benennen Sie die passende Signatur und die Projektion (z. B. UTM).
Stellen Sie in einer Zeile einer Tabelle beispielsweise Foto, Signatur, Koordinate und Benennung zusammen.

6.4.2 Geländeformen erkennen

Suchen Sie in der Karte je ein Beispiel für einen steilen Hang, einen flachen Hang und einen Gipfel. Beschreiben Sie, woran Sie es an den Höhenlinien erkennen, und ordnen Sie, wenn möglich, ein Foto zu. Sie können das gerne mit Ausschnitten der Karte (Screenshots) dokumentieren.