10vorGraz ist eine nette, hügelige Radroute westlich von Graz. Die Hauptroute ist ein Rundkurs mit einigen Zufahrten von Graz. In OSM waren ursprünglich alle Wege in einer Relation, mit dem Nachteil, dass Höhenprofil und Weglänge aussagelos waren. Nach Restrukturierung der Relation in Hauptroute und Zubringer sah das Profil schon viel besser aus:

Abb1.: Höhenprofil 10vorGraz Hauptroute (Quelle: Waymarked Trails, route=63364)

Die kumulierten hm waren jedoch überraschend, die Route hat sich nach deutlich mehr angefühlt. Zum Vergleich mit anderen Auswerteprogrammen wurden 3 Datensätze erzeugt:

1. Hauptroute 10vorGraz von WMT runtergeladen. Dieser File hat keine Höhendaten.
2. Mit GPS Visualizer SRTM-1 DEM-Daten hinzugefügt
3. Mit GPS Visualizer SRTM-3 DEM-Daten hinzugefügt

Für eigene Erprobungen können die 3 Files „10-vor-graz-genusstour*.gpx“ hier heruntergeladen werden. Kommentare mit den Ergebnissen sind willkommen.

Abb. 1: Vergleich der ausgegebenen kumulierten Höhenmeter der Route 10vorGraz mit SRTM-1 (30m) bzw. SRTM-3 (90m) Höhendaten. Ausnahmen sind mit *) und **) gekennzeichnet:
*) WMT und Strava verwenden andere bzw. unbekannte Höhendaten; **) Garmin GPS mit barometrischen Höhendaten

Abb. 2: Statistik der kumulierten Anstiege der Route 10vorGraz. Gruppiert nach DEM-Typ. Gruppe 1: nur mit SRTM1 berechnet; Gruppe 2: nur mit SRTM3 berechnet; Gruppe 3: alle DEM ohne SRTM3

Resüme

Die SRTM1 Höhendaten liefern deutlich stabilere Anstiege, als die SRTM3 Höhendaten. Die mit SRTM3 bestimmten Anstiege haben etwa die doppelte Streu-Bandbreite, wobei die Streuung nur nach oben vergrößert ist. Alle Programme, die andere bzw. unbekannte DEM-Daten verwenden, liegen im Streubereich der SRTM1-Daten.

Die 900 hm von Waymarked Trails sind klar als Ausreißer zu bezeichnen, kein anderes Programm liefert auch nur annähernd so niedrige Werte. Der Abstand zum unteren Quartil liegt beim 3,2-fachen des Interquartilsabstandes (übliche Ausreißergrenze: 1,5-fach). Die auffallend starke Glättung des Höhenprofiles könnte eine Erklärung für den sehr niedrigen Wert des kumulierten Anstiegs sein.

Ohne SRTM-3 Anstiege liegt der Median von allen 15 Tests bei 1699 hm. Die barometrische Messungen der beiden Garmins passen mit 1645 bzw. 1735 hm gut dazu. Die Frage welcher Wert dem wahren Anstieg am nächsten kommt, bleibt im Moment unbeantwortet.

Tab 1: Links zu den Programmen

Programm	Links
Waymarked Trails*	https://cycling.waymarkedtrails.org/#route?id=63364
GPX Viewer Kompf	https://www.kompf.de/trekka
GIS.Lab Karten*	http://www.atlsoft.de/gpx/
Show GPX Berkemeier	https://www.j-berkemeier.de/ShowGPX.html
Garmin Edge 1030**	(GPS-Fahrradcomputer)
GPS Track Viewer	https://www.gpswandern.de/gpxviewer/gpxviewer.shtml
QMapShack	https://github.com/Maproom/qmapshack/releases
Deine-Berge*	https://www.deine-berge.de/gps_viewer.php
Garmin Oregon 650**	(GPS-Handgerät)
Strava*	https://www.strava.com
ElevationProfiler	http://geotrekking.de/tools/elevation-profiler.html
IBP index	https://www.ibpindex.com
Trackreport.net	https://www.trackreport.net/
uTrack	http://utrack.crempa.net/
WTracks	https://opoto.github.io/wtracks/

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Datenanalysen (Auszug)

Die SRTM1- und SRTM3- Test-Tracks haben identische Trackpunkte. Da die Trackpunkte ein Download von WMT waren, ist anzunehmen, dass WMT dieselben Trackpunkte verwendet, sicher ist das aber nicht. Die Tracks der beiden Garmins sind reale Aufzeichnungen auf derselben Route. Diese Trackpunkte sind nach Anzahl und Ort naturgemäß unterschiedlich.

Programm: Show GPX - Online GPX-Viewer

Die Webseite von Jürgen Berkemeier zeigt sehr schön die Unterschiede der SRTM1- und SRTM3-Höhendaten. Im direkten Vergleich erscheinen die SRTM3-Daten deutlich unruhiger. Das ist überraschend, da die SRTM3-Daten mit 90m weniger gut aufgelöst sind, als die SRTM1-Daten mit 30m und damit eher weniger feine Details zeigen sollte.

Möglicherweise erfasst der größere Blickwinkel des Radarstrahles – 3 Bogensekunden zu 1 Bogensekunde – mehr vom rauen Randbereich der Straße. Bei der Berechnung des Anstieges wird offenbar ein Großteil dieser Zacken weggefiltert, ansonsten wäre der Unterschied, in den kumulierten Anstiegen, größer.

Abb. 3: Höhenprofile der Route 10vorGraz mit SRTM1- und SRTM3-Höhendaten. Quelle: Show GPX Berkemeier

SRTM1:
Kumulierter Anstieg: 1643 m
Kumulierter Abstieg: 1644 m
Erfasste Länge: 93,8 km

SRTM3:
Kumulierter Anstieg: 1691 m
Kumulierter Abstieg: 1692 m
Erfasste Länge: 93,8 km

Programm: QMapShack

QMapshack ist ein Desktop Programm zur Planung und Verwaltung von Tracks unter Windows und Linux.

Abb. 3: Höhenprofile der Route 10vorGraz mit SRTM3- (oben), SRTM1-Höhendaten (Mitte) und echte Aufzeichnung mit barometrischer Höhenmessung (unten). Die DEM-Daten (rot) sind oben und in der Mitte ident

DEM- (10m x 10m), SRTM1- und Baro-Höhendaten sind sehr ähnlich, die SRTM3-Daten zeigen hingegen die schon bekannte Störüberlagerung.

Mit unveränderten Einstellungen berechnet QMapshack den kumulierten Anstieg der SRTM3-Daten um knapp 300 hm höher, als mit den SRTM1-Daten. Mit zusätzlichen Filter kann der Unterschied stark verkleinert werden.

SRTM3:
Kumulierter Anstieg: 1980 m / 1710 m (Median 9Pkt) / 1705 m (Interpolation fein)
Kumulierter Abstieg: 1980 m / 1710 m (Median 9Pkt) / 1705 m (Interpolation fein)
Erfasste Länge: 94 km

SRTM1:
Kumulierter Anstieg: 1690 m
Kumulierter Abstieg: 1690 m
Erfasste Länge: 94 km

DEM 10m:
Kumulierter Anstieg: 1710 m
Kumulierter Abstieg: 1710 m
Erfasste Länge: 94 km

Baro von Garmin Edge 1030, Anstieg berechnet von QMS:
Kumulierter Anstieg: 1645 m
Kumulierter Abstieg: 1630 m
Erfasste Länge: 93 km

Rohdaten versus Höhenprofil Waymarked Trails

Die barometrisch bestimmten Höhendaten wurden direkt dem GPX-Track entnommen. Nur die Entfernungen vom Startpunkt wurden aus den Punktkoordinaten errechnet.

Abb. 4: Vergleich der ungefilterten Höhen-Rohdaten „ele“ aus dem GPX-Track mit den Höhendaten von WMT. Route 10vorGraz, GPS Garmin Edge 1030

Wenn WMT dieses Höhenprofil nicht nur zur Anzeige, sondern auch als Grundlage für den kumulierten Anstieg verwendet, ist klar, warum WMT so viel tiefer misst. WMT ist sich dieser Problematik bewusst. Siehe https://cycling.waymarkedtrails.org/help/rendering/elevationprofiles