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Links und Adressen
zum Thema:
ING
(Institut Géographique National)
136 bis, rue de Grenelle
Paris
Frankreich
http://www.ign.fr
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Kartografie
Die einzelnen Schritte bei der Herstellung einer Karte
beim französischen kartographischen Institut IGN: Geometer und Topographen
bei der Arbeit
C. Grateau:
"Wie stellt man eine Grundkarte her? Bei einer Grundkarte wird das
Gelände möglichst detailliert erfasst. Bisher wurden erst wenige Grundkarten
von Frankreich angelegt. Eine davon entstand im 18. Jahrhundert, die Cassini-Karte,
dann eine im 19. Jahrhundert, die Generalstabskarte, und im 20. Jahrhundert
entwickelte man innerhalb von 80 Jahren eine dritte, die sogenannte Série
bleue mit Karten im Maßstab 1:25.000 und den Touristikkarten TOP25.
Sehen wir uns einmal an, wie man so etwas macht. Bei den ersten beiden
Karten mussten noch alle Geländedaten vor Ort mit dem Messtisch aufgenommen
werden.
Als man zu Beginn des 20. Jahrhunderts in Frankreich mit der dritten Karte
begann, der im Maßstab 1:25.000, ging die Arbeit nicht recht voran. Dann
kam es zu einer echten Revolution. Nachdem man über 200 Jahre lang alle
Geländedaten vor Ort erfasst hatte, entdeckte man nun das Luftbild als
Grundlage für die Kartenherstellung.
Um
das Gelände anhand von Luftbildern rekonstruieren zu können, benötigt
man eine Reihe von Luftaufnahmen desselben Abschnitts. Das Bildflugzeug
überfliegt einen Geländestreifen und macht mehrere sich überschneidende
Aufnahmen. Die Bilder überlappen einander.
Sobald die Luftaufnahmen erfolgt
sind, müssen die Bilder vor ihrer Auswertung im kartografischen Atelier
vermessungstechnisch aufbereitet werden. Diese Aufgabe erledigen spezialisierte
Vermessungsingenieure. Man bezeichnet diese Phase als Stereoverarbeitung.
Die Aufgabe der Ingenieure besteht darin, auf den Bildern sichtbare Details
ausfindig zu machen und die genaue Position dieser Punkte zu bestimmen.
Dies muss für mehrere Punkte im Überschneidungsgebiet der Fotos durchgeführt
werden. Dadurch lässt sich ein System von Gleichungen lösen, mit dessen
Hilfe die genaue Position der ersten und zweiten Aufnahme bestimmt werden
kann. Jedesmal, wenn ein Haus oder ein Fluss vermessen wird, wird anhand
des Überschneidungsbereichs zwischen erstem und zweitem Foto eine x-,
y- oder z- Koordinate des Geländes festgelegt.
François Boldo:
Unser Ziel ist es, die genaue Position des Flugzeugs bei der Aufnahme
zu bestimmen. Wir kennen nicht die genaue Flughöhe des Flugzeugs und wissen
nicht, ob es davon abgewichen ist. Manchmal kommt es zu geringen Abweichungen
und Höhenveränderungen, deshalb wollen wir herausfinden, wo sich die Aufnahmekammer
zum Zeitpunkt des Fotos befand. Dazu bestimmen wir einen bestimmten Winkel,
den man auf den Fotos sehr gut erkennen kann. Durch die Betrachtung mit
dem Stereoskop konnte ich die Bilder dreidimensional und in einer gewissen
Vergrößerung sehen. Mit dem Stereoskop betrachte ich also alle Punkte
in diesem Gebiet.
Hier haben wir einen ganz typischen
Punkt mit einem kleinen, durch seinen Schatten gebildeten Kontrast. Man
erkennt diesen Winkel ausgesprochen gut. Er ist auf den Fotos sehr gut
getroffen und entspricht im Gelände einem Punkt von einem Zentimeter.
Mit einem GPS lässt er sich genau bestimmen. Dadurch können wir später
den Maßstab der Fotos ermitteln.
Während das Flugzeug fliegt
und die Aufnahmen macht, steigt und sinkt es zwischendurch immer wieder
und unterliegt somit gewissen Schwankungen. Deshalb wollen wir seine genaue
Position im Raum im Moment der Aufnahme ermitteln. Zuvor
haben wir einen Punkt in der Höhe festgelegt, der uns genauen Aufschluss
über die Position in dieser Richtung gibt. Indem wir planimetrische Punkte
mit genauen Koordinaten setzen, können wir feststellen, in welcher Höhe
sich das Flugzeug befand, ob es gerade stieg oder sank. Anschließend werden
alle mit den Geräten beobachteten Punkte eingezeichnet. Sie werden miteinander
verbunden und dann noch einmal betrachtet. Unser Ziel ist es immer, die
genauen Koordinaten eines Punktes herauszufinden, den man auf den Fotos
sehr gut erkennt. Zu diesem Zweck müssen wir wissen, wo sich das Flugzeug
befand.
So sieht das Ergebnis aus.
Wir haben planimetrische Punkte in Rot eingezeichnet. Von denen in Schwarz
eingezeichneten altimetrischen Punkten kennen wir nur die Höhe.
Die Linien zeigen die
Position der Fotos an. Wie wir sehen, haben wir für alle Bilder eine Reihe
von planimetrischen und altimetrischen Punkten ermittelt, die eine Lokalisation
des Flugzeugs in dem Gebiet ermöglichen, in dem wir die Punkte bestimmt
haben. Wir haben schon viel herausgefunden, das gesamte Meeresufer ist
mit altimetrischen und planimetrischen Punkten gespickt, die wir heute
ermittelt haben. Wir
überarbeiten die Fotografien und gleichen sie den Landschaftsverhältnissen
an, um später das Gebiet rekonstruieren zu können, in dem die Aufnahmen
gemacht wurden.
C. Grateau:
Nachdem die die Bilder vermessungstechnisch überarbeitet wurden, kann
die fotogrammetrische Rekonstruktion im kartografischen Atelier beginnen.
Denis Dourdou:
Ich bin Mitglied einer Herstellungsabteilung am "Institut Géographie
National". Uns werden Luftbilder zur Verfügung gestellt, die so überarbeitet
wurden, dass das Relief einer Landschaft rekonstruiert werden kann. Diese
Fotos werden hier auf einem speziellen Bildschirm betrachtet, an dem sich
mit zwei verschiedenen Winkeln das Geländerelief nachbilden lässt und
eine Bewegung in den drei Richtungen des Koordinatenkreuzes möglich ist.
Man kann sich in dem
Bild also sehr präzise bewegen. Zur
Nachbildung des Reliefs setzen wir polarisierende Brillen auf. Neben
diesem Schirm besitzen wir auch einen Kontrollschirm, auf dem alle Objekte,
die wir für die topografische Datenbank des Geographischen Instituts erfassen,
kontrolliert werden können. Ich wähle zum Beispiel aus der Liste der Einteilungen
den Bereich "Straßenabschnitt" aus. Ich positioniere den Cursor auf der
Achse des Straßenabschnitts und zeichne entlang der Straßenachse alle
für die Geometrie der Straße entscheidenden Punkte nach. Dann
bestätige ich und kann auf meinem Kontrollschirm sehen, wie das Objekt
sofort erfasst wird. Außer Straßen erfassen wir auch Gebäude. Dazu haben
wir die Einteilung "beliebige Gebäude". Ich
erfasse ich an jeder Ecke des Hauses einen Punkt,
bestätige, und das Element erscheint direkt auf dem Kontrollschirm, also
auch in der später verwendeten Datenbank. Man kennt die x-, y- und z-Koordinaten
genau, sie werden für jeden Punkt hier angezeigt. Unsere Aufgabe besteht
also darin, alle verwertbaren Details der Fotografie zu rekonstruieren.
C. Grateau:
Vor der Erfindung der Fotogrammetrie wurden Karten folgendermaßen hergestellt:
Alle Geländedaten wurden vor Ort aufgenommen. Dann
wurde daraus im kartografischen Atelier eine Karte angefertigt.
Seit der Erfindung der Fotogrammetrie
gibt es vier Arbeitsschritte: Zunächst werden mit einem Bildflugzeug Luftaufnahmen
vom Gelände gemacht. Dann
müssen auf dem Foto sichtbare markante Punkte vermessen werden. Diesen
Schritt nennt man Stereoverarbeitung. Diese
Fotos werden im Atelier mit Geräten zur fotogrammetrischen Rekonstruktion
ausgewertet und liefern eine Rohfassung der zukünftigen Karte.Diese
Rohfassung nimmt ein Topograf mit ins Gelände und erhebt dort zusätzliche
Daten, die auf dem Luftbild nicht sichtbar waren. In der Regel erfasst
er Daten in Waldgebieten, oder recherchiert Dinge, die auf einem Luftbild
nicht zu sehen sein können - zum Beispiel Verwaltungsbezirke. Außerdem
stellt dieser Vermessungsingenieur toponymische Untersuchungen an und
erkundigt sich bei den Einheimischen nach Ortsnamen.
Vor dem Vermessungstechniker
liegt also noch eine große Aufgabe, die ihn bis in die entlegensten Winkel
führen wird. Durch das Zusammentreffen mit Einheimischen und die Erfassung
neuer Informationen wird die zukünftige Karte weiterentwickelt. Wie das
geht, sehen wir in der nächsten Woche.
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