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Europäisches Geoidmodell EGG97

Digital terrain models EGG97
Fig. 1: Digital terrain models EGG97
ravity data EGG97
Fig. 2: Gravity data EGG97

Das Institut für Erdmessung (IfE) arbeitete von 1990 bis 2003 als Rechenstelle der IAG (Internationale Assoziation für Geodäsie) Geoid- und Schwerekommission (Subkommission Europa). Im Rahmen dieser Arbeiten sind Zwischenlösungen in etwa jährlichem Abstand erstellt worden (s. z.B. Torge und Denker 1991, Denker und Torge 1993, Denker et al. 1995, Denker und Torge 1998, Roland und Denker 2005). An externe Nutzer wurde jedoch ausschließlich das Geoid- und Quasigeoidmodell EGG97 (Europäisches Gravimetrisches Geoid 1997; Denker und Torge 1998) weitergegeben. Die durchgeführten Arbeiten wurden tlw. von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

Das Geoid- und Quasigeoidmodell EGG97 basiert auf allen im Jahre 1997 verfügbaren hochauflösenden Schwere- und Topographiedaten sowie dem globalen Geopotentialmodell EGM96 von NASA/NIMA (lmax=360). Es lagen insgesamt etwa 3 Mill. Schweredaten und 700 Mill. topographische Daten für Europa vor. Die Auflösung der Schweredaten war besser als 10 km für den gesamten europäischen Landbereich und die Auflösung der Geländemodelle variierte von etwa 30 m bis zu einigen km. In den Seebereichen wurden außerdem altimetrische Daten einbezogen. Die Kombination aller Datensätze erfolgte mittels der spektralen Kombination (Wenzel 1982) und der "Remove-Restore"-Technik. Das Modell EGG97 liegt für ein Gitter mit der Maschenweite 1.0' x 1.5' sowie 10' x 15' vor und überdeckt den Bereich 25°N bis 77°N und 35°W bis 67.4°O; die Anzahl der Gitterpunkte beträgt 3,120 x 4,096 = 12,779,520. Die Gitterdaten wurden zusammen mit einem Programm zur Interpolation der Gitterwerte auf einer CD-ROM abgespeichert. Alle Datenlieferanten haben die CD-ROM kostenlos erhalten, während andere Nutzer eine Gebühr für die CD-ROM zu entrichten haben (gestaffelt für wissenschaftliche und kommerzielle Nutzer).

Geoidmodell EGG97
Fig. 3: Geoidmodell EGG97 (klicken Sie zum Laden eines größeren Bildes auf das Vorschaubild).

Die Evaluierung des EGG97-Modells mit Hilfe von unabhängigen GPS- und Nivellementsdaten zeigte deutlich, dass hierin noch langwellige Fehler bis zu einer Größenordnung von 0.1 bis 1.0 ppm enthalten sind, während über kürzere Entfernungen bis etwa 100 km die Übereinstimmung durchaus bei etwa 1 - 2 cm liegt, wenn Qualität und Verteilung der Eingangsdaten entsprechend gut sind (Torge und Denker 1999). Die vorhandenen langwelligen Diskrepanzen beruhen im Wesentlichen auf entsprechenden Fehlern des verwendeten globalen Geopotentialmodells sowie der terrestrischen Schweredaten. Neuere Modellberechnungen mit aufdatierten Schwerefelddatensätzen und Geopotentialmodellen aus der GRACE-Mission haben zu erheblichen Genauigkeitsverbesserungen geführt, so dass in Gebieten mit guter Datenqualität ein kontinentales Genauigkeitspotential von etwa 3 - 5 cm möglich erscheint (Denker 2006).

Ferner ist eine Modellierung von systematischen Fehlern in Geoidmodellen durch empirische Korrekturflächen mit Hilfe von GPS- und Nivellementskontrollpunkten möglich (Denker 1998, Denker et al. 2000); mit diesen Ansätzen zur Kombination von GPS/Nivellement mit gravimetrischen Daten gelingt eine cm-genaue Modellierung der Höhenreferenzfläche (getestet z.B. in Frankreich, Deutschland, usw.). Besonders zu nennen ist hier das kombinierte Quasigeoidmodell für Deutschland (German Combined (Quasi)Geoid 2005, GCG2005; Liebsch et al. 2006), das durch zwei unabhängige Berechnungsverfahren im Rahmen einer Kooperation zwischen dem Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG), Frankfurt am Main, und dem Institut für Erdmessung (IfE) erstellt wurde.

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