Höhe über dem Meeresspiegel

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Eine österreichische Höhenmarke am alten Bahnhof von Tarvis (Italien)
Amtliche Höhensysteme in Europa
Badwater im kalifornischen Death-Valley-Nationalpark ist mit 85,5 Metern unter dem Meeresspiegel der tiefste Punkt der USA

Höhen über dem Meeresspiegel (auch See- oder Meereshöhe) dienen der Höhenangabe von geografischen und technischen Objekten, insbesondere von Höhen der Erdoberfläche (Gelände, Berggipfel), von Ortschaften und Verkehrswegen. Als Nullniveau wird dabei meist der mittlere Meeresspiegel definiert, der aus langjährigen Beobachtungen von speziellen Pegelstationen ermittelt wird.

Meereshöhen sind als absolute Höhenangaben zu verstehen – im Gegensatz zu relativen Höhen (bezogen auf ein willkürliches Niveau) bzw. Höhenunterschieden.

Meeresspiegel als Höhenbezug[Bearbeiten]

Bezugsflächen können mit Hilfe der Geodäsie auf Millimeter genau definiert sein. Je nach Land oder Anwendung werden unterschiedliche Berechnungsmethoden (Höhendefinitionen) und unterschiedliche Bezugshöhen verwendet. Einige Systeme haben nur regionale Bedeutung (z. B. das Helgoland Null[1]) oder beziehen sich wie das Wiener Null auf von Flusspegeln abgeleitete Höhendefinitionen. Im 18. und 19. Jahrhundert wurde die Anwendung bestimmter Höhendefinitionen meist auf die gesamten Staatsgebiete ausgedehnt. Heute wird versucht, diese Definitionen international zu vereinheitlichen, in Europa beispielsweise im European Vertical Reference System (EVRS).

Für Bezugshöhen der Landesvermessungen wurde oft der definierte Mittelwert eines Küstenpegels oder ein Datumspunkt im Landesinneren als Nullpunkt herangezogen. Von hier aus werden die über das gesamte Land verteilten amtlichen Höhenfestpunkte (HFP) netzartig mit einem Nivellement verbunden und so höhenmäßig bestimmt. Wichtige Beispiele für solche Höhendefinitionen in Europa sind die seit 1684 festgelegte Höhe des Amsterdamer Pegels, der Kronstädter Pegel (Mittelwert der Jahre 1825 bis 1839), die beiden Höhendefinitionen am Molo Sartorio aus den Jahren 1875 und 1900 oder der Pegel Marseille (Mittelwert der Jahre 1884 bis 1896). Mit Festlegung des Nullpunktes des Höhenbezugssystems wurde die Höhenangabe von Wasserspiegelschwankungen des ursprünglichen Pegels unabhängig. An die Abhängigkeit von einem Wasserstand erinnert nur noch das Wort Pegel im Namen. Beispiele für Referenzpunkte im Landesinneren sind der ehemalige deutsche Normalhöhenpunkt 1879 in Berlin oder der Repère Pierre du Niton (an einem Felsen im Hafen des Genfer Sees) in der Schweiz.

Amtliche Höhensysteme ausgewählter Länder[Bearbeiten]

Land Bezeichnung Δ zu DHHN92 1) Höhendefinition Pegel Datumspunkt
Belgien (DNG/TAW)[2] meter boven Oostends Peil (m O.P.)
(Meter über Pegel Ostende)
− 230 cm Normalhöhe [2] Ostende Ostende
Dänemark − 2 cm orthometrische Höhe [2]
Deutschland (DHHN92) 2) [3]
  • alte Länder und West-Berlin (DHHN12)
  • neue Länder und Ost-Berlin (SNN76)
Meter über Normalhöhennull (m ü. NHN) Normalhöhe Amsterdam Wallenhorst
Finnland Normalhöhe [2] Helsinki Helsinki
Frankreich (NGF-IGN69) mètres au-dessus du niveau de la mer (m)
(Meter über dem Meeresspiegel)
− 50 cm Normalhöhe [2] Marseille Marseille
Irland metres above sea level (m ASL / m a.s.l.) orthometrische Höhe Malin Head Malin Head
Italien (Genua 1942) metri sul livello del mare (m s.l.m.)
(Meter über dem Meeresspiegel)
orthometrische Höhe [2] Genua Genua
Japan 3) [4] Tōkyō-wan heikin kaimen (東京湾平均海面)
(mittlerer Meeresspiegel [= Mittelwasser] der Bucht von Tokio)
Tokyo Peil (T.P.)
orthometrische Höhe Chiyoda, Tokio Nihon suijun genten (日本水準原点), 24,4140 m 3)
Nachfolgestaaten Jugoslawiens:
Bosnien-Herzegowina,
Kroatien,
Mazedonien,
Montenegro
Nadmorska visina (m/nv, ~Meter über Adria) normal-orthometrische Höhe Triest 1900
Liechtenstein (LN02) Meter über Meer (m ü. M.) − 32 cm nivellierte Höhe Marseille Repère Pierre du Niton
Luxemburg + 1 cm orthometrische Höhe Amsterdam Amsterdam
Niederlande (NAP) meter boven/onder NAP (m NAP)
(Meter über/unter NAP)
− 1 cm orthometrische Höhe Amsterdam Amsterdam
Norwegen (NN2000) meter over havet (moh.)
(Meter über dem Meer)
normal-orthometrische Höhe Tregde Tregde
Österreich (GHA) Meter über Adria (m ü. Adria) − 34 cm Normalhöhe [2] Triest 1875 Hutbiegl
Polen (Kronstadt 2006) metry nad poziomem morza (m n.p.m.) + 14 cm Normalhöhe [2] Kronstadt
Portugal (RNGAP) Nível Médio das Águas do Mar orthometrische Höhe [2] Cascais Cascais
Russland wyssota (metry) nad urownem morja
(высота (метры) над уровнем моря)

(Höhe (Meter) über dem Meeresspiegel)
Normalhöhe Kronstadt Kronstadt
Schweden (RH2000) Meter över havet (m ö.h.)
(Meter über dem Meer)
Normalhöhe [2] Amsterdam
Schweiz (LN02) 4) [5] Meter über Meer (m ü. M.) − 32 cm nivellierte Höhe Marseille Repère Pierre du Niton
Slowakei (Bpv04) metrov nad morom (m n.m.)
(Meter über Meer)
Normalhöhe [2] Kronstadt
Slowenien (SI-NVN99) normal-orthometrische Höhe [2] Triest 1900 Ruse
Spanien (REDNAP) metros sobre el nivel del mar (msnm)
(Meter über dem Meeresspiegel)
orthometrische Höhe [2] Alicante Alicante
Tschechien (Bpv) metrů nad mořem (m n.m.)
(Meter über Meer)
+ 13 cm Normalhöhe [2] Kronstadt
Türkei normal-orthometrische Höhe [6] Antalya Antalya
Ungarn (EOMA1980) Tengerszint feletti magasság
(Höhe über dem Meeresspiegel)
Normalhöhe [2] Kronstadt Nadap
Vereinigtes Königreich metres above sea level (m ASL / m a.s.l.)
(Meter über dem Meeresspiegel)
orthometrische Höhe Newlyn Newlyn
1) Beispiel:
Höhenangabe „n“ nach DHHN92 ≈ „n + 230 cm“ nach belgischem System
Höhenangabe „n“ nach belgischem System ≈ „n – 230 cm“ nach DHHN92
2) Die Umsetzung des DHHN92 erfolgte in den einzelnen Bundesländern nicht gleichzeitig. Nachdrucke und Scans (DTK-V) topografischer Karten enthalten zumeist noch NN- (alte Bundesländer) bez. HN-Höhen (neue Bundesländer). In Ost-Berlin, für Zwecke der Reichsbahn und der Binnenwasserstraßen wurde auch in der DDR Normal-Null verwendet.
3) Ursprünglich 24,0000 m, jedoch nach dem Großen Kantō-Erdbeben 1923 korrigiert. Vom Nationalen Landesvermessungsamt wird dieser Datumspunkt nur für die vier Hauptinseln Hokkaidō, Honshū, Shikoku, Kyūshū und deren zugehörigen Inseln verwendet. Für Sado, Oki, Tsushima, den Izu-, Ogasawara-, sowie Ryūkyū-Inseln usw. wird das Mittelwasser einer entsprechenden Küste oder Bucht verwendet. So ist der Datumspunkt für die zu den Izu-Inseln gehörigen Insel Miyake das Mittelwasser der Ako-Bucht im Westen der Insel.[7]
4) Die amtlichen Gebrauchshöhen (LN02) bleiben in Kraft. Beim LHN95 mit orthometrischen Höhen[2] wurde die Höhe des Repère Pierre du Niton festgehalten.[8]

Die Unterschiede zwischen den Höhensystemen betragen in der Regel wenige Zentimeter bis einige Dezimeter, können aber in Extremfällen auch Meter annehmen.[9]

Eine Umrechnung zwischen den verschiedenen Systemen mit einem konstanten Wert ist nur sehr ungenau (> 1 dm) möglich, da der Korrekturwert auch von der Lage im Höhennetz und bei abweichender Höhendefinition auch von der Höhe abhängt. Letzteres wirkt sich besonders im Hochgebirge aus.

Eine besondere Bedeutung haben die unterschiedlichen Höhensysteme bei grenzüberschreitenden Bauwerken, wobei es auch zu Fehlern kommen kann. So wurde beispielsweise 2003 bei der Hochrheinbrücke die errechnete Differenz von 27 cm prinzipiell berücksichtigt, jedoch wurde durch einen Vorzeichenfehler der Unterschied auf 54 cm verdoppelt.[10]

Mit dem United European Levelling Network (UELN) (früher Reseau Européen Unifié de Nivellement (REUN)) wird ein einheitliches europäisches System auf Basis des Nullpunkts des Amsterdamer Pegels geschaffen.

Mit dem Global Positioning System (GPS) werden ellipsoidische Höhen über dem Referenzellipsoid des World Geodetic Systems (WGS84) bestimmt. Die ellipsoidischen Höhen sind in Deutschland von 36 m (in Vorpommern) bis 50 m (im Schwarzwald und in den Alpen) höher als die schwerebezogenen Höhen (NN, HN, NHN). Insbesondere bei GPS-Handempfängern werden die GPS-Höhen oft direkt vom Empfänger über ein Geoidmodell in Höhen über dem Meeresspiegel umgerechnet. Die Höhenangaben in handelsüblichen GPS-Freizeit-Geräten sind sehr ungenau, da der Gerätefehler bei der Höhe aus geometrischen Gründen etwa doppelt so groß ist wie bei Länge und Breite. Der Fehler liegt bei etwa 20 bis 40 m. Geräte mit eingebautem barometrischen Höhenmesser erreichen eine Genauigkeit von etwa zwei Meter, vorausgesetzt, das Gerät ist an einem lokalen Höhenpunkt kalibriert und es gibt bis zur Messung keine größeren Wetteränderungen. Mit professionellen GPS-Geräten ist die Höhenbestimmung zentimetergenau möglich.

Höhenangaben in Karten[Bearbeiten]

Die Geländehöhe wird in topografischen Karten mittels Höhenpunkten (Koten), Höhenlinien oder farbigen Höhenschichten dargestellt. Bei Höhenangaben von Orten wird oft ein repräsentativer Punkt im Zentrum gewählt. Das ist meist der Marktplatz, ein Punkt am Rathaus, dem Bahnhof oder an der Kirche. Bei Gewässern wird die Höhe des mittleren Wasserstandes angegeben. Höhenpunkte finden sich meist an markanten, wiederauffindbaren Punkten wie z. B. Wegekreuzungen oder -knicken, trigonometrischen Punkten oder Gipfelkreuzen. Die höchsten oder tiefsten Punkte des Geländes sind jedoch nicht immer dargestellt, zum Beispiel, wenn ein trigonometrischer Punkt oder ein Gipfelkreuz nicht an der höchsten Stelle stehen. Das Höhensystem, auf das sich die Höhen der Karte beziehen, sollte am Kartenrand angegeben sein.

Höhenangaben in der Seefahrt[Bearbeiten]

In der Seefahrt und in Seekarten benutzt man das sogenannte Seekartennull (SKN) (auch Kartennull), das sich auf Lowest Astronomical Tide (LAT) in Tidengewässern, beziehungsweise auf Mittleren Wasserstand (MW) in tidenfreien Gewässern bezieht. Höhen im Meer werden, auf SKN bezogen, als Wassertiefe angegeben (negative Höhe, seewärts der Linie des Seekartennulls). Höhen an der Küste, also im Watt vom Seekartennull bis zur Küstenlinie, werden ebenfalls auf das Seekartennull bezogen (positive Höhe). Höhen landwärts der Küstenlinie hingegen beziehen sich meist auf die jeweilige Bezugshöhe.

Höhenangaben in der Luftfahrt[Bearbeiten]

In der Luftfahrt findet die Höhe über dem Meeresspiegel unter der englischsprachigen Bezeichnung (Above) Mean Sea Level ((A)MSL) unter anderem zur Angabe von Flughöhen und Hindernishöhen Anwendung. MSL ist dabei über das EGM-96-Geoid definiert, das auch in WGS 84 verwendet wird. In Gebieten, wo EGM-96 nicht die benötigte Genauigkeit erreicht, können abweichend regionale, nationale oder lokale Geoid-Modelle verwendet werden. Diese werden dann im entsprechenden Luftfahrthandbuch bekanntgegeben.[11]

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Untersuchungen zur Ermittlung von hydrologischen Bemessungsgrößen mit Verfahren der instationären Extremwertstatistik (PDF; 6,8 MB)
  2. a b c d e f g h i j k l m n o p Axel Rülke: Unification of European height system realizations. In: Journal of Geodetic Science 2012, Band 2, Heft 4, S. 343-354. ISSN 2081-9943 doi:10.2478/v10156-011-0048-1
  3. Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG):Höhenreferenzsysteme in Deutschland.
  4.  Shoichi Matsumura, Masaki Murakami, Tetsuro Imakiire: Concept of the New Japanese Geodetic System. In: Bulletin of the Geographical Survey Institute. Vol. 51, März 2004, S. 5–6 (PDF).
  5. http://www.swisstopo.admin.ch/internet/swisstopo/de/home/topics/survey/networks/ln02.html
  6. Heribert Kahmen: Angewandte Geodäsie; Vermessungskunde, 20. Auflage, de Gruyter, Berlin 2006, ISBN 9783110184648, Seite 515
  7. 2万5千分1地形図の読み方・使い方. Kokudo Chiriin, abgerufen am 4. Oktober 2011 (japanisch).
  8. http://www.swisstopo.admin.ch/internet/swisstopo/de/home/topics/survey/networks/lhn95.html
  9. Gunter Liebsch: Was bedeutet Normal Null? Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG), 2009, abgerufen am 30. Mai 2013 (pdf; 9,1 MB, deutsch, Bezugspegel und Abweichungen siehe Folie 15).
  10. Meereshöhe ist nicht gleich Meereshöhe. swissinfo, 18. Dezember 2004, abgerufen am 15. Oktober 2013.
  11. International Civil Aviation Organization: Aeronautical Information Services (Annex 15 to the Convention on International Civil Aviation), Abschnitt 3.7.2: Vertical reference system, 13. Edition, Juli 2010, Seiten 3-7 und 3-8, online verfügbar (PDF, 747KB, abgerufen am 1. Oktober 2012).