Geodätische Lieferkette: Die unsichtbare Infrastruktur hinter Karten, Navigation und der Bestimmung des Meeresspiegels

Wenn wir auf unserem Smartphone eine Route planen, eine Landwirtschaftsdrohne einsetzen, einen Hochwasserschutz überwachen oder den Klimawandel analysieren, verlassen wir uns auf eine komplexe Kette geodätischer Systeme.

Diese geodätische Lieferkette bildet die unsichtbare Infrastruktur hinter nahezu allen modernen Geoinformationen.

Bei UN-GGIM (United Nations Global Geospatial Information Management) wird die Geodäsie nicht mehr als Nischenfachgebiet betrachtet, sondern als strategische Grundvoraussetzung für nachhaltige Entwicklung, Sicherheit, Wirtschaft und Wissenschaft.

Was sind Bodenstationen und wie gelangen die Daten auf unsere Smartphones und andere Geräte?

Die geodätische Lieferkette beginnt bei Tausenden von permanenten Bodenstationen, die weltweit kontinuierlich Messungen durchführen. Diese Stationen bilden die Sensoren unseres Planeten und liefern die Daten, auf denen Navigation, Erdbeobachtung, Klimaforschung und georäumliche Anwendungen basieren.

Die Daten dieser Bodenstationen werden von internationalen Analysezentren zu Produkten wie präzisen Satellitenbahnen, Erdrotationsparametern und globalen Referenzsystemen verarbeitet. Diese Produkte werden anschließend über Satellitennavigationssysteme wie GPS und Galileo, nationale Referenznetze und Korrekturdienste wie RTK und PPP verbreitet.

Letztendlich finden diese Daten ihren Weg in Millionen von Geräten und Systemen weltweit: Smartphones, Autonavigationssysteme, Landmaschinen, Drohnen, geodätische GNSS-Empfänger, hydrografische Messsysteme, GIS-Plattformen, digitale Zwillinge und autonome Fahrzeuge. Dadurch kann ein Vermessungsingenieur heute im Feld mit Zentimetergenauigkeit messen, während dieselbe zugrunde liegende Infrastruktur auch für Navigation, Klimabeobachtung, Infrastrukturmanagement und wissenschaftliche Forschung genutzt wird.

Die wichtigsten Stationstypen sind:

  • GNSS-Stationen (weltweit mehr als 5.500) messen kontinuierlich ihre Position mithilfe von GPS, Galileo, GLONASS und BeiDou. Sie werden zur Positionsbestimmung, zur Erfassung tektonischer Bewegungen, zur Überwachung von Bodensenkungen und zur Beobachtung des Meeresspiegels eingesetzt.
  • VLBI-Radioteleskope (etwa 40 weltweit) beobachten entfernte Quasare und messen die Rotation und Ausrichtung der Erde im Weltraum.
  • SLR-Stationen (etwa 40–50 weltweit) senden Laserimpulse an Satelliten, um äußerst präzise Satellitenbahnen und Referenzsysteme zu bestimmen.
  • DORIS-Stationen (weltweit etwa 60) unterstützen die Satellitennavigation und die Erdbeobachtung, indem sie Funksignale an Satelliten senden.
  • Gravimetrische Stationen messen Veränderungen im Gravitationsfeld der Erde und liefern wichtige Informationen für die Klimaforschung, die Wasserwirtschaft und die Höhenbestimmung.

Diese Stationen sind strategisch über alle Kontinente verteilt und liefern täglich riesige Mengen an Messdaten an internationale Organisationen wie den International GNSS Service, den International VLBI Service, den International Laser Ranging Service und den International Earth Rotation and Reference Systems Service. Zusammen bilden sie die Grundlage des globalen Referenzsystems, auf dem nahezu alle modernen georäumlichen Anwendungen aufbauen.

Dies macht die geodätische Infrastruktur zu einer der am wenigsten sichtbaren, aber entscheidendsten globalen Infrastrukturen unserer Zeit.

Was ist die geodätische Lieferkette?

Die geodätische Lieferkette beschreibt den gesamten Prozess, mit dem präzise Orts-, Zeit- und Höheninformationen erzeugt, gepflegt und angewendet werden.

Geo-ICT Trainining Center, Geodetische Supply Chain

Die Kette umfasst vier Schritte.

Schritt 1: Fundamentale Geodäsie

Hier geht es um internationale Bezugssysteme, Atomuhren, Satellitenbahnen, Schwerkraftmessungen und Geodynamik. Internationale Organisationen wie der International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS), International GNSS Service (IGS), International Laser Ranging Service (ILRS) und International VLBI Service for Geodesy and Astrometry (IVS) bilden ein entscheidendes Bindeglied innerhalb der globalen geodätischen Infrastruktur und liefern wesentliche Bausteine für das weltweite Referenzsystem.

Schritt 2: Nationale geodätische Infrastruktur
GNSS-Referenzstationen, Höhen- und Gravitationsnetze, nationale Referenzsysteme und Kontinuitätsmanagement bilden zusammen die geodätische Basisinfrastruktur der Niederlande. Diese Infrastruktur gewährleistet, dass alle geografischen Daten – von Katastergrenzen und Bauprojekten bis hin zur Wasserwirtschaft und Navigation – innerhalb desselben Referenzrahmens erfasst werden.

In den Niederlanden wird diese Infrastruktur von einem Verbund öffentlicher Organisationen verwaltet. Das Katasteramt ist für die landesweite geodätische Infrastruktur zuständig und verwaltet unter anderem das aktive GNSS-Netzwerk aus permanenten Referenzstationen. Darüber hinaus pflegt das Katasteramt die offiziellen Koordinatensysteme und sorgt für die Anbindung an internationale Bezugssysteme wie ETRS89.

Rijkswaterstaat spielt eine zentrale Rolle bei der Verwaltung des niederländischen Höhenreferenzsystems. Die Verwaltung des „Normaal Amsterdams Peil“ (NAP) gehört zu den wichtigsten Aufgaben. Da große Teile der Niederlande unter dem Meeresspiegel liegen, ist ein zuverlässiges Höhennetz für den Hochwasserschutz, die Infrastrukturentwicklung und die Klimaanpassung unerlässlich.

Auch andere Organisationen wie Provinzen, Wasserverbände, Gemeinden, Forschungseinrichtungen und die Niederländische Geodätische Kommission (NGC) leisten einen Beitrag zur Instandhaltung und Weiterentwicklung der geodätischen Infrastruktur. Gemeinsam sorgen sie dafür, dass die Niederlande über ein äußerst genaues und international vernetztes Referenzsystem verfügen.

Die niederländische Infrastruktur steht zudem nicht für sich allein. Über europäische Initiativen wie EUREF und globale Organisationen wie den International GNSS Service (IGS) und den International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) sind die Niederlande Teil der weltweiten geodätischen Lieferkette. Dadurch können Satellitennavigation, Erdbeobachtung, Meeresspiegelüberwachung und internationale wissenschaftliche Projekte auf konsistente und zuverlässige Orts-, Höhen- und Zeitdaten zurückgreifen.

Die Niederlande gehören zu den Ländern, in denen die geodätische Infrastruktur zwar nahezu unsichtbar ist, aber eine entscheidende Rolle für das Wassermanagement, die Energiewende, die digitale Verwaltung, die autonome Mobilität und zukünftige Projekte wie das Einstein-Teleskop spielt. Das macht die Situation in den Niederlanden zu einem guten Beispiel dafür, wie ein nationales Glied Teil einer globalen geodätischen Kette ist.

Schritt 3: Datenerfassung

Die Datenerfassung bildet die operative Ebene der geodätischen Lieferkette. In dieser Phase werden geografische und geodätische Daten mithilfe verschiedener Messmethoden und Sensortechnologien erfasst. Dazu gehören traditionelle landvermessungstechnische Aufnahmen, GNSS-Messungen, Drohnen, LiDAR-Scanner, hydrografische Vermessungen, Sensornetzwerke und Satellitenbeobachtungen.

Immer mehr Daten werden aus dem Weltraum gewonnen. Satellitensysteme liefern kontinuierlich Informationen über Veränderungen auf der Erde, wie beispielsweise Bodensenkungen, den Anstieg des Meeresspiegels, die Vegetationsentwicklung, die Luftqualität und das städtische Wachstum. Insbesondere Radarmessungen (SAR – Synthetic Aperture Radar) ermöglichen es, Bodenbewegungen mit millimetergenauer Präzision zu überwachen, unabhängig von Bewölkung oder Tageslichtverhältnissen.

Eine wichtige Rolle spielt dabei das europäische Erdbeobachtungsprogramm Copernicus, eines der größten Erdbeobachtungsprogramme der Welt.

Im Rahmen dieses Programms sammeln die Sentinel-Satelliten Daten über Land, Meer, Atmosphäre, Klima und Notfälle. Sentinel-1 liefert Radarbilder für InSAR-Analysen, Sentinel-2 bietet hochauflösende optische Bilder für die Landnutzungs- und Vegetationsüberwachung, während andere Sentinel-Missionen unter anderem Meeres- und Atmosphärendaten erfassen.

Auch Drohnen und LiDAR-Systeme werden zunehmend eingesetzt, um Infrastruktur, Naturschutzgebiete, Hochwasserschutzanlagen, Baustellen und städtische Umgebungen schnell und präzise zu kartieren.

Hydrografische Vermessungsschiffe liefern darüber hinaus detaillierte Informationen über Wasserstraßen, Flüsse, Küstengebiete und den Meeresboden.

Die enorme Datenmenge, die über diese Systeme erfasst wird, bildet die Grundlage für GIS, digitale Zwillinge, Klimamodelle, Anlagenmanagement, autonome Systeme und zahlreiche weitere Anwendungen. Damit bildet die Datenerfassung ein wesentliches Bindeglied zwischen der grundlegenden geodätischen Infrastruktur und den letztendlichen gesellschaftlichen Anwendungen.

Schritt 4: Anwendung und Entscheidungsfindung

Anwendung und Entscheidungsfindung bilden das letzte Glied in der geodätischen Lieferkette. Hier werden die gesammelten geodätischen und geografischen Daten in Informationen umgewandelt, die Organisationen bei der Politikgestaltung, der Verwaltung und bei operativen Prozessen unterstützen. Dazu gehören beispielsweise GIS-Systeme, digitale Zwillinge, Infrastrukturmanagement, Klimaanpassung, Landwirtschaft, Energieversorgung, Verteidigung, Logistik, Mobilität und Stadtentwicklung.

Geografische Informationssysteme (GIS) spielen dabei eine zentrale Rolle. GIS werden heutzutage in nahezu allen Bereichen der Gesellschaft eingesetzt. Behörden nutzen GIS für die Raumplanung, die Erteilung von Genehmigungen und das Anlagenmanagement. Wasserverbände setzen GIS für das Wassermanagement und die Klimaanpassung ein. Energieversorger nutzen GIS zur Verwaltung von Strom- und Gasnetzen, während Logistikunternehmen GIS zur Routenoptimierung und Standortanalyse einsetzen. Auch in den Bereichen Verteidigung, Telekommunikation, Landwirtschaft, Naturschutz, öffentliche Sicherheit und im Bausektor ist GIS mittlerweile unverzichtbar geworden.

Eine wichtige Entwicklung ist das Aufkommen von digitalen Zwillingen (Digital Twins). Dabei werden geografische Daten, Sensordaten und 3D-Modelle zu einer digitalen Darstellung der physischen Realität kombiniert. Digitale Zwillinge werden zunehmend für Stadtentwicklung, Infrastrukturmanagement, Hochwasserschutz, Mobilität und die Energiewende eingesetzt.

Gleichzeitig findet in den Niederlanden und den umliegenden Ländern ein bedeutender Wandel innerhalb der GIS-Landschaft statt. Immer mehr Organisationen entscheiden sich für die Open-Source-GIS-Plattform QGIS. Kommunen, Provinzen, Wasserverbände, Beratungsunternehmen, Versorgungsunternehmen und Forschungseinrichtungen wechseln aufgrund der Flexibilität, der geringen Lizenzkosten, der aktiven internationalen Nutzergemeinschaft und der hervorragenden Integrationsmöglichkeiten mit offenen Standards und modernen Datenquellen von traditionellen kommerziellen GIS-Lösungen zu QGIS.

Auch in Europa verzeichnet QGIS ein starkes Wachstum. Behörden unter anderem in den Niederlanden, Deutschland, Belgien, Frankreich, der Schweiz, Italien und dem Vereinigten Königreich nutzen QGIS zunehmend als strategische GIS-Plattform. Diese Entwicklung steht im Einklang mit den umfassenderen europäischen Zielen in den Bereichen digitale Souveränität, offene Standards und Interoperabilität.

Die Informationen, die über GIS-Systeme und digitale Zwillinge verfügbar werden, unterstützen letztendlich die Entscheidungsfindung auf allen Ebenen. Von der Vorhersage von Hochwasserrisiken und der Planung neuer Wohngebiete bis hin zur Verwaltung von Energienetzen, der Überwachung von Naturschutzgebieten und der Unterstützung von Verteidigungsoperationen. Damit bildet dieses letzte Glied die Stelle, an der der Wert der gesamten geodätischen Lieferkette für Organisationen und die Gesellschaft tatsächlich sichtbar wird.

Warum ist diese Kette so wichtig?

Die meisten Nutzer sehen nur die Karte oder die Anwendung. Hinter jeder Karte verbirgt sich jedoch eine Kette aus Messungen, Referenzsystemen und Qualitätskontrollen. Ohne eine zuverlässige geodätische Grundlage entstehen:

  • Fehler in Kartenebenen und Infrastrukturdaten.
  • Falsche Höhenangaben in Wasser- und Klimamodellen.
  • Ungenaue GNSS-Positionsbestimmung.
  • Probleme bei der Grenz- und Grundbuchregistrierung.
  • Risiken für kritische Infrastruktur und Sicherheit.

 

Genau aus diesem Grund betont UN-GGIM (United Nations Global Geospatial Information Management) weltweit die Bedeutung einer nachhaltigen geodätischen Infrastruktur: einer Infrastruktur, die langfristig, zuverlässig und international interoperabel ist.

Welche Rolle spielt die UN-GGIM?

UN-GGIM bringt Länder, Forschungseinrichtungen und internationale Organisationen zusammen, um georäumliche Informationen besser zu koordinieren. Ein wichtiger Bestandteil davon ist der Global Geodetic Reference Frame (GGRF). Wichtige Themen:

  • Internationale Standards für Referenzrahmen.
  • Nachhaltige Finanzierung der geodätischen Infrastruktur.
  • Kapazitätsaufbau und Ausbildung.
  • Datenaustausch zwischen Ländern und Organisationen.
  • Unterstützung der Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs).

Vor allem der Kapazitätsaufbau ist von entscheidender Bedeutung: Viele Länder verfügen noch nicht über ein flächendeckendes geodätisches Netz oder ausreichendes Fachwissen.

Wie sehen die Entwicklungen in der geodätischen Lieferkette aus?

Die geodätische Kette verändert sich rasch. Einige Trends, die weltweit große Beachtung finden.

  • Multi-GNSS: Integration von GPS, Galileo, GLONASS und BeiDou für höhere Verfügbarkeit und Genauigkeit.
  • SAR und InSAR: Satellitenradar für millimetergenaue Messungen bei Bodensenkungen, Infrastrukturüberwachung und Erdbebenanalyse.
  • Echtzeit-Positionierung: RTK, PPP und Netzwerklösungen für autonome Systeme und Präzisionslandwirtschaft.
  • KI und GeoKI: Automatische Erkennung, Qualitätskontrolle und Analyse großer georäumlicher Datensätze.
  • Digitale Zwillinge: Verknüpfung geodätischer Referenzpunkte mit dynamischen 3D-Modellen von Städten, Infrastruktur und Natur.

Wo liegen die Schwachstellen?

Eine Lieferkette ist nur dann stark, wenn alle Glieder zuverlässig sind. In der Geodäsie sind unter anderem folgende Punkte von entscheidender Bedeutung:

Geo-ICT Training Center - Geodetische Supply Chain

Diese Risiken machen deutlich, warum Ausbildung, Standardisierung und internationale Zusammenarbeit so wichtig sind.

Was bedeutet das für Organisationen?

Für Behörden, Wasserverbände, Energieversorger, Ingenieurbüros und GIS-Organisationen bedeutet dies, dass die Geodäsie keine unterstützende Funktion mehr ist, sondern eine strategische Kernkompetenz.

Organisationen, die in modernes geodätisches Wissen investieren – beispielsweise GNSS, InSAR, LiDAR, Referenzsysteme, Qualitätsmanagement und GeoAI – schaffen eine robuste Informationsgrundlage, die für die Klimaanpassung, das Infrastrukturmanagement und die digitale Transformation unerlässlich ist.

Fazit

Die geodätische Lieferkette bildet das Fundament unserer digitalen und physischen Welt. Von Satelliten und Atomuhren bis hin zu Karten, Drohnen und digitalen Zwillingen: Alles beginnt mit zuverlässigen Orts- und Zeitangaben.

UN-GGIM (United Nations Global Geospatial Information Management) betont weltweit, dass eine nachhaltige geodätische Infrastruktur eine öffentliche Grundversorgung darstellt. Wer die Zukunft von Geoinformationen, Klimabeobachtung, Mobilität und Infrastruktur verstehen will, muss daher nicht nur die Anwendungen betrachten, sondern gerade die dahinterliegende geodätische Kette.

Diese Kette ist größtenteils unsichtbar – aber ohne sie funktioniert der Rest nicht.

Möchtest du mehr erfahren?

Geo-ICT Training Center, Niederlande – Anton Schutte

Anton Schutte

Die unsichtbare Infrastruktur hinter Karten, Navigation und der Bestimmung des Meeresspiegels

Erhalten Sie jede Woche die besten
Geo-Inhalte in Ihrem E-Mail-Postfach

Oeps! We konden je formulier niet vinden.

Geo-ICT Training Center, Niederlande – Anton Schutte

Anton Schutte

Die unsichtbare Infrastruktur hinter Karten, Navigation und der Bestimmung des Meeresspiegels

Erhalten Sie jede Woche die besten
Geo-Inhalte in Ihrem E-Mail-Postfach

Oeps! We konden je formulier niet vinden.

Oeps! We konden je formulier niet vinden.

Geo-ICT Training Center, Niederlande – Anton Schutte

Anton Schutte

Die unsichtbare Infrastruktur hinter Karten, Navigation und der Bestimmung des Meeresspiegels

Erhalten Sie jede Woche die besten
Geo-Inhalte in Ihrem E-Mail-Postfach

Oeps! We konden je formulier niet vinden.