Garmin GPS - Benutzerdefinierte Karten
Teil 1: Basemap für Garmin GPS ohne Kartenfunktion
Was steckt in den Kartendaten?

Fast alle GPS-Programme bieten die Möglichkeit gescannte Karten zu kalibrieren und so zum Ausgangspunkt eines Moving-Map-Systems zu machen, bei dem die aktuelle Position auf der Landkarte dargestellt werden kann. Voraussetzung ist natürlich ein angeschlossener und betriebsbereiter GPS-Empfänger der z.B. einem Notebook die erforderlichen Navigationsdaten liefert. Diese Kombination hat den Nachteil, dass man immer einen Computer zum Betrieb des Moving-Map-Systems benötigt. Verständlich, dass bei vielen Benutzern von Garmin GPS-Empfängern der Wunsch aufkommt, eigenes Kartenmaterial in den GPS-Empfänger zu übernehmen. Dabei stößt man bereits am Beginn auf Probleme: Mapsource verwendet sogenannte Vektordaten, die nicht nur einfach aus gescannten Grafiken bestehen, sondern aus Daten, die es einem GPS-Empfänger mit Kartenfunktion ermöglichen beim Bildaufbau Straßen, Flüsse und andere Informationen grafisch aufzubauen. Es wird z.B. jede Straße in Vektordaten dargestellt und enthält verschiedene Zusatzinformationen (Hausnummern, Straßenname, etc.), die in dem Datensatz als Zeichenfolge enthalten sind. Es versteht sich von selbst, dass diese Datensätze eine für den den GPS-Empfänger interpretierbare Form haben müssen.

Der Vorteil dieses Systems liegt darin, dass man platzsparend sehr viele Daten unterbringen kann. Man kann sich den Unterschied zwischen Vektordaten und gescannten Grafiken in etwa so vorstellen: Die Vektordaten werden erst beim Betrachten gezeichnet, der grafische Aufbau ist also nicht starr in einer Datei fixiert, sondern wird für jede spezielle Anzeigesituation aufgebaut. Bei einer Grafik im Bitmap-Format müßte hingegen die gesamte Grafik in den Speicher des GPS-Empfängers geladen werden. Unterteilt man größere Gebiete in einzelne Kacheln wäre das zwar ein brauchbarer Weg, die Datenmenge wäre aber auch bei relativ kleinen Kacheln wesentlich höher als beim Vektorformat. Ein weiterer Vorteil dieses Formats ist es auch in Abhängigkeit vom Zoom-Faktor verschiedene Informationen darzustellen. Bei einem kleinen Zoomfaktor wird die Darstellung am Bildschirm nicht überladen und vielleicht unlesbar, bei einem großen Zoomfaktor hingegen können auch Detailinformationen wie Hausnummern, Hinweise auf Geschäfte und Betriebe etc. dargestellt werden.

Wie man sich unschwer vorstellen kann ist die Herstellung derartiger Kartendateien ein recht komplizierter Vorgang. Eine Kartendatei besteht aus einer Datensammlung, die in Handarbeit erstellt werden muss und für jede Straße oder Bahnlinie, für jeden Flusslauf und alle anderen Wege und Punkte (Tankstellen, Mautstationen, Flughäfen, etc.), die auf der Karte enthalten sein sollen die Koordinaten- und Zusatzinformationen enthält. Straßen, Bahnlinien oder Flüsse werden so aus sehr vielen verschiedenen Punkten nachgebildet. Beim Aufbau der Grafik werden dann die Punkte mit Linien verbunden und daraus entsteht dann die Karte. Ergänzt können die Daten zur Positionierung durch zusätzliche Informationen werden, die z.B. Auskunft über den Verlauf von Einbahnstraßen oder anderen Restriktionen auf einem bestimmten Straßenabschnitt geben können. In die Kategorie Zusatzinformationen gehören auch Zusatzdaten, mit deren Hilfe die Routenberechnung die schnellste/kürzeste Strecke ausfindig machen kann.

Derzeit gibt es zwei große Hersteller derartiger Karten die Firma Tele Atlas und Nav-Tech, sowie eine Reihe lokaler Unternehmen, die kleinere Gebiete und Länder abdecken oder für spezielle Gebiete Detailkarten entwickeln. Auch die in Österreich sehr populären Austrian Maps sind Vektorkarten vom Feinsten und dienen in abgewandelter Form u.a. als Basis für fast alle Mapsource Produkte, die Daten über Österreich enthalten. Diese Unternehmen liefern allerdings nur die Daten. Was allerdings ein Geräteuser mit der Software, den Kartendaten und dem GPS-Empfänger machen kann, liegt allein beim Gerätehersteller. Und genau da liegen meiner Ansicht nach die Hauptgründe für benutzerdefinierte Karten.
Warum benutzerdefinierte Karten?

Die großen Kartenhersteller bieten aktuelle Daten für die Navigation an. In manchen Fällen kann es sinnvoll sein nicht mehr aktuelles, also historisches Kartenmaterial in einen GPS-Empfänger zu übertragen. Hobbyarchäologen können damit z.B. interessante Stellen leichter finden. Für Outdoor-Fanatiker sind die Daten aus Mapsource nur bedingt geeignet. Es befinden sich keine Wanderwege in der Datensammlung, Berghütten, Sessellifte oder Seilbahnen fehlen ebenso, es sei denn sie sind zufällig in den Points-of-Interest enthalten. Alle diese Daten kann man, vorausgesetzt man verfügt über ausreichend genaue gedruckte Karten, in eine benutzerdefinierte Karte einbinden.

Aus verschiedenen Gründen ist die Herstellung und Einbindung von benutzerdefinierten elektronischen Landkarten in Mapsource nicht vorgesehen. Das liegt nicht nur daran, dass der Hersteller sein Kartenmaterial verkaufen möchte, sondern auch im Umstand, dass bei benutzerdefinierten Karten die Genauigkeit vom Anwender abhängt, der das Kartenmaterial vektorisiert. Ungenauigkeiten sind auch bei sehr genauem Arbeiten vorprogrammiert. Das beginnt bereits beim Scan der Papierkarte, geht bei der anschließenden Kalibrierung in einem Moving-Map-Programm weiter und endet schließlich bei der Übertragung in die einzelnen Datenpunkte, die in der Vektorkarte enthalten sind. Die einzelnen Zusatzprogramme, die zur Umwandlung der Datensätze in ein für Mapsource brauchbares Format benötigt werden, sind hinsichtlich der Genauigkeit auch nicht ganz überprüfbar. Logisch und verständlich, dass ein Hersteller von Geräten und Software für professionelle Anwendungen wie Garmin, kein Risiko eingehen möchte um vielleicht später von einem durch seine eigene benutzerdefinierte Karte irregeleiteten Wanderer auch noch mit Schwierigkeiten und Rechtsstreitigkeiten eingedeckt zu werden. An dieser Stelle wieder einmal der Hinweis, dass ein GPS-Navigationssystem keine Wunder vollbringen kann, sondern nur ein exaktes Werkzeug für denjenigen ist, der zumindest über Grundkenntnisse verfügt und eine Landkarte lesen kann.
Wie kann ich eine benutzerdefinierte Karte in Mapsource selbst herstellen?

Dazu sind einige Softwareprogramme und etwas Geduld erforderlich. Die zur Herstellung von benutzerdefinierten Karten erforderliche Software ist im Internet verfügbar, bis auf eine Anwendung sind alle Programme kostenlos nutzbar:
OziExplorer: gescannte Karten kalibrieren, Tracklogs selbst editieren bzw. herstellen. Shareware mit begrenztem Funktionsumfang aber unbegrenzter Nutzungsdauer.

GlobGPS: gescannte Karten kalibrieren und Vektorkarten herstellen, die für die Verwendung in Mapsource weiterbearbeitet werden können. Freeware.

GPSMap Edit: gescannte Karten kalibrieren und Vektorkarten herstellen, Datenaufbereitung für Mapsource. Freeware.

GPSMapper: Datensätze für Mapsource aufbereiten. Freeware.
Basemap und Detailkarte

Sinnvoll sind beide Varianten nur für begrenzte Gebiete in der Größe bis zu etwa 50 km² weil die erreichbare Genauigkeit relativ hoch ist und zudem der Zeitaufwand für das Vektorisieren überschaubar bleibt. Für größere Gebiete ist es sehr empfehlenswert auf das originale Kartenmaterial zurückzugreifen. Für diesen Workshop wurde zu Testzwecken eine Übersichtskarte von Slowenien angefertigt. Der Zeitaufwand für das Vektorisieren betrug etwa 15 Stunden, die Genauigkeit hinkt trotz exakter Kalibrierung des Kartenmaterials weit hinter dem kommerziell vertriebenen Kartenmaterial her.

Beschäftigen wir uns zuerst mit der Basemap für alle Geräte ohne Kartenfunktion (z.B. Garmin GPS 12, 12CX, GPS II, II+). Basemap bezeichnet eine auf dem GPS-Empfänger installierte, nicht veränderte Landkarte, die je nach Ausführung die wichtigsten Straße, Bahnlinien, Flüsse und Orte eines bestimmten Gebietes enthält. Sie dient der groben Orientierung und ist von der Genauigkeit reduziert. Für Empfänger ohne Kartenfunktion kann die Tracklog-Funktion für die Anzeige einer Basemap verwendet werden. Tracks dienen eigentlich zur Visualisierung der zurückgelegten Strecke. Man kann z.B. im Nachhinein den zurückgelegten Weg speichern und analysieren oder mit der sogenannten Track-Back-Funktion die Strecke umkehren und zum Ausgangspunkt zurückkehren. Die Aufzeichnung der Tracks kann aber abgeschaltet werden und die so freiwerdende Kapazität zur Erstellung einer Basemap genutzt werden. Je nach Empfänger stehen für die Tracklogs zwischen etwa 1000 und 3000 Punkte zur Verfügung. Die Herstellung ist relativ einfach:
Für eine Basemap benötigt man nur den OziExplorer. Das Programm muss installiert sein und fehlerfrei laufen. Ausserdem muss eine für das gewünschte Gebiet gescannte und kalibrierte Karte zur Verfügung stehen. Tipps zum Scannen und zum Kalibrieren einer gedruckten Karte gibt es im zweiten Abschnitt "Detailkarten für Garmin GPS mit Kartenfunktion". Die OziExplorer Hilfe hilft bei den Kalibrierfunktionen weiter.

Ist die Kalibrierung der Karte geschafft, kann diese in OziExplorer geladen werden (Bild links).
Mit der Schaltfläche [TRACK] können jetzt die Konturen von Straßen, Flüssen, Grenzen, etc. nachgezeichnet werden. Komplexere Strukturen erfordern ein wenig Übung, also nicht gleich verzagen, wenn die ersten Versuche scheitern, hier ist etwas Geduld gefragt. Das Ergebnis sollte zur Sicherheit gespeichert werden. Die Speicherung verschiedener Tracks (Pfade) in verschiedenen Dateien ermöglicht die bequeme Verwaltung von verschiedenen Basemaps.
Jetzt sollte der GPS-Empfänger angeschlossen und eingeschaltet werden. Das Übertragungsprotokoll muss auf GARMIN (GRMN/GRMN) eingestellt werden. Klickt man auf GARMIN in der Hauptmenüleiste, dann erscheint ein Untermenü aus dem man den Punkt SEND TRACK auswählt. Damit werden die vorhin erstellten Punkte in den GPS-Empfänger übertragen. Ist die Übertragung abgeschlossen, kann man bereits die Basemap im GPS-Empfänger ansehen.
Wichtig ist noch die Ausstattung des GPS-Empfängers: Einige Modelle unterstützen nur den Active Log. Diese Geräte können nur einen einzigen Datensatz speichern bzw. anzeigen. In diesem Fall muss die Aufzeichnung der zurückgelegten Wegstrecke auf jeden Fall abgeschaltet werden, da sonst die Basemap irgendwann überschrieben wird. Bei Modellen, die mehrere Tracks speichern können, ist man in der Lage die Basemap auch als Saved Track abzuspeichern und verschiedene Teilkarten zu verwalten bzw. auch die Aufzeichnung der zurückgelegten Wegstrecke aktiviert zu halten. Auskunft zur Ausstattung eines entsprechenden GPS-Empfängers findet man entweder im Internet auf den Seiten von Garmin bzw. auch in der Bedienungsanleitung.

Mit dieser Methode kann man auch in GPS-Empfängern ohne Kartenfunktion eine Übersichtskarte speichern. Man hat zumindest Anhaltspunkte wo man sich befindet. Die Nachteile sollten aber auch erwähnt werden: Eine selbstgemachte Basemap hat nur limitierte grafische Gestaltungsmöglichkeiten, so ist z.B. keine Unterscheidung zwischen Straßen und Bahnlinien möglich und aufgrund des begrenzten Speicherplatzes nimmt die Genauigkeit mit der Größe des abgedeckten Gebietes ab.

Genauer geht es nur mit einer Detailkarte, die allerdings nur bei Garmin GPS-Empfängern mit Kartenfunktion möglich ist:
Zum Teil 2:  Detailkarten für Garmin GPS mit Kartenfunktion

Jänner 2004

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