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Triangulation
Überblicken wir den Zeitraum 1935-1978, so sind wir beeindruckt von der Intensität des stetigen Wandels, sowohl in den Vermessungsmethoden als auch in der kartographischen Darstellung sowie allen Reproduktionsmethoden. Die reine Einzelpunkteinpassung in der Triangulation ist ebenso verschwunden wie die terrestrische Photogrammetrie für topographische Kartenwerke
Die geodätische Landesvermessung in der Schweiz Triangulation
Hj. Oettli Unter geodätischer Landesvermessung verstehen wir die genaue Einmessung einzelner Punkte auf der Erdkugel. Heute wissen wir, dass diese « Kugel » an beiden Polen abgeplattet ist und viel eher ein Rotationsellipsoid bildet. Mit Hilfe der Satellitengeodäsie können sogar Abweichungen von diesem mit hoher Genauigkeit festgestellt werden. Die wirkliche Erdform, welche zu einem grossen Teil durch den mittleren Meeresspiegel gebildet wird, heisst Geoid. Mit der Triangulation wird die Lage und die Höhe bezüglich benachbarter Punkte bestimmt; mit dem Nivellement erhält man nur die Höhe, diese aber mit sehr hoher Präzision.
Die Ermittlung der Punktlage auf dem Ellip-soid erfolgt astronomisch; man verwendet hiefür die sehr genau definierten Richtungen nach den Fixsternen. Für die alte Sternwarte Bern, welche an der Stelle des heutigen Institutes für exakte Wissenschaften nördlich des Bahnhofes, aber noch auf einem etwa 8 Meter hohen Hügel stand, ist im Jahr 1869 eine geographische Breite von 460 57'8".66 bestimmt worden. Aus späteren Messungen resultierte eine Länge östlich von oder der Kupferstich, der Umdruck und der Steindruck. Die Zahl der abgegebenen Karten hat sich im Zeitraum 1935-1978 vervielfacht. All diese ständigen Umstellungen der Arbeitsmethoden, der Bedienung neuer Maschinen und Geräte waren nur möglich dank dem Einsatz aller Mitarbeiter, aber auch dank dem beharrlichen, zielstrebigen Einsatz einzelner Neuerer in den verschiedenen Chargen und Berufssparten. Mit Befriedigung dürfen wir Mitarbeiter der Landestopographie anerkennen, dass das Parlament 1935 mit der Annahme des grosszügigen Kartengesetzes uns einen grossen Vertrauensvorschuss zur Erfüllung dieses anspruchsvollen Werkes geschenkt hat. Dass wir diesem Vertrauen gerecht werden konnten, erfüllt uns mit Dankbarkeit.
Greenwich von 7° 26'22".50. Von 1863 bis 1879 erstellte die Schweizerische Geodätische Kommission ein grobmaschiges Dreiecksnetz ( Triangulation ) über das Mittelland. Da zu jenen Zeiten noch keine Distanzmessung auf grosse Strecken möglich war, beobachtete man in diesem Netz nur die Winkel. Zur Bestimmung der Grösse des Netzes wurden bei Aarberg, Weinfelden und Bellinzona im Jahre 1880 drei etwa 3 Kilometer lange Strecken genau bestimmt ( Photo 5 b ). Diese wurden dann wieder durch Winkelmessung auf die langen Seiten des Dreiecksnetzes übertragen. Die Arbeiten aus jener Zeit erfolgten in Zusammenarbeit mit europäischen Ländern, welche sich zum Ziele setzten, Grösse und Form des Erd-ellipsoides zu bestimmen. Der Netzteil über das schweizerische Mittelland bildet noch heute die Grundlage unserer Landestriangulation.
Im Jahr 1900 wurde das damalige Eidgenössische Topographische Bureau zur selbständigen Abteilung für Landestopographie erhoben. Die Leitung übernahm Leonz Held, der schon zu Beginn klare Ziele setzte und die in verschiedenen Kantonen willkürlich eingeführten Kartenpro- jektionen durch eine einheitliche ersetzte. Er beauftragte dipl. Ing. M. Rosenmund mit dem Studium der für die Schweiz in Frage kommenden Projektionssysteme. 1903 erschien dann im Verlag der Landestopographie die entsprechende Publikation. Damit wurde die von H. Dufour gewählte flächentreue unechte Kegelprojektion ( nach Bonne ) durch die winkeltreue schiefachsige Zylinderprojektion abgelöst. Diese erlaubt, für regionale Arbeiten die gemessenen Winkel direkt, d.h. ohne Korrekturen, in die Berechnung einzuführen; nur die Distanzen müssen mit einem festen Faktor multipliziert werden. Dieser wächst von Bern aus nach Norden und Süden. Der grösste Faktor ergibt sich für den südlichsten Punkt bei Chiasso und beträgt 1.000ig, entspricht also einer Korrektur von knapp o,2%o. Eine weitere Korrektur, die an gemessenen Strecken anzubringen ist, hängt ab von der Höhe dieser Strecke über Meer. Sie wirkt entgegengesetzt zur ersten und überwiegt fast in allen Gebieten der Schweiz; sie erreicht auf der Dufourspitze einen maximalen Betrag von o,7%o. Die Auswirkungen sind also so klein, dass sie vom Kartenbenützer nicht festgestellt werden können.
Mit der Annahme des Schweizerischen Zivilgesetzbuches am 10. Dezember 1907 war der Weg offen für eine rasche Durchführung der Triangulation. Für das Eidgenössische Grundbuch, welches die Sicherung des Grundeigentums gewährleisten soll, war auch ein auf einer amtlichen Vermessung beruhender Plan vorgesehen. Dieses grosse Werk erforderte eine gute Grundlage, an welche bedeutend höhere Anforderungen gestellt wurden als an die bisherigen Karten. Das von der Geodätischen Kommission erstellte Triangulationsnetz über das Mittelland wurde als genügend erachtet; im Alpengebiet bestand aber keine ebenbürtige Grundlage. Es galt also im Anschluss an das Mittellandnetz ein weiteres Netz 1. Ordnung über die Alpen zu errichten. Als Chef der hiefür ins Leben gerufenen Sektion Geodäsie wurde ig io dipl. Ing. H. Zölly ernannt, der bereits auf eine grössere Triangulationstätigkeit zurückblicken konnte.
Für diese Arbeiten wurden gebirgstüchtige Leute benötigt; aber auch die relativ gute Erschliessung der Alpen war für das Gelingen von grosser Bedeutung. Ein Vergleich zeigt, dass diese Forderungen in den Jahren 1832-1839 schlecht erfüllt waren. Für das alte, unter der Leitung von Dufour erstellte Netz hatte man die Alpen weitgehend umgangen. Eine Katastrophe auf dem Säntis mahnte ebenfalls zur Vorsicht. Buchwalder hatte 1830 ein recht schönes Netz von der Lägern über Säntis—Calanda bis hinunter zu dem südöstlich von Bellinzona gelegenen Menone rekognosziert. Für die Messung stieg er bei guter Witterung auf den Säntis, wo ihn am 7. Juli 1832 ein Gewitter überraschte, vor dem er mit seinem Gehilfen Gobat im Zelt Zuflucht suchte. Dort wurde dieser vom Blitz tödlich getroffen, und Buchwalder selber erlitt am rechten Bein eine Lähmung.
Die Messungen von 1910 bis 1916 führten auf mehrere Viertausendergipfel, die Dufourspitze inbegriffen. Während dieser in die Kriegsjahre fallenden Zeit musste mancher Geodät, hauptsächlich in den Jahren 1914 und 1915, seine Tätigkeit unterbrechen, um seine Pflicht an der Grenze zu erfüllen. Die Arbeit konnte aber trotzdem in nützlicher Frist und auch ohne nennenswerte Unfälle zum Abschluss gebracht werden. Die Photos 3 b, 4 und 5 a geben einen guten Eindruck von den damaligen Verhältnissen bei den Messungen.
Eine grosse Arbeit bedeutete auch die Auswertung. Mit Logarithmen und Rechenschieber wurde die anspruchsvolle Ausgleichungsrech-nung durchgeführt; erst am Schluss konnte jeweils kontrolliert werden, ob die Berechnung fehlerlos war, und oft musste sie wiederholt werden. Das Resultat weist auf sehr gute Messungen hin, jedenfalls bessere als im Mittellandnetz von 1863-1879. Dies kann auf genauere Instrumente, aber auch auf kleinere atmosphärische Störungen in Berggebieten zurückgeführt werden. Der mittlere relative Fehler zwischen zwei benachbarten Punkten bei Entfernungen von etwa 30 Kilometer ist etwas kleiner als 10 Zentimeter.
Der Errichtung der Punkte, der sog. Versicherung, wurde im Gegensatz zu früheren Arbeiten sehr grosse Beachtung geschenkt. Wo keine Signalsteine oder Betonpfeiler mit unterirdischer Rückversicherung errichtet werden konnten, wie z.B. im Mittelland, wurden Bolzen einzementiert, und diese mehrfach mit exzentrischen Bolzen oder Kreuzen versehen. In den Bergen erbaute man zentrisch über dem Punkt zylindrische Steinmannli ( Photo 3 bdiese eigneten sich sehr gut für die Anzielung mit dem Instrument. Für kürzere Distanzen diente ein zentrisches Holzsignal, welches allerdings mit der Zeit infolge Verwitterung verloren ging, während die Steinmannli oft noch lange Zeit erhalten blieben, wie z.B. auf den Dents du Midi, wo ein solches heute noch in sehr gutem Zustand anzutreffen ist.
In der dunstgeschwängerten Luft des Mittellandes waren diese Signale allerdings ungeeignet, CANEVAS DE LA TRIANGULATION PRIMORDIALE DE LA
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um so mehr, als dort auch noch grössere Distanzen zu überbrücken waren. Hier behalf man sich mit relativ einfachen Spiegeln, sogenannten Heliotropen, mit welchen die Sonnenstrahlen vom Zielpunkt gegen den Standort des Beobachters gerichtet wurden. Hiefür war eine ständige Besetzung des Punktes notwendig, um alle 2-3 Minuten den Spiegel dem veränderten Sonnenstand anzupassen. Als Zielpunkte, allerdings eher für kürzere Visuren, dienten hier auch die bekannten Pyramidensignale, die heute zum Symbol eines Punktes mit schönem Panorama geworden sind ( Photo 6a ).
Zu gleicher Zeit wie die Messungen 1. Ordnung wurden im Alpengebiet auch die Richtungen der dichteren Netze 2. und 3.Ordnung- von diesen allerdings nur die Hauptrichtungen - festgelegt. Das Netz 2.Ordnung unterscheidet sich vom übergeordneten in der einfacheren Berechnung. Es wurde in letzteres eingezwängt, d.h. man betrachtete die Punkte 1. Ordnung als fehlerlos. So entstand in der kurzen Frist bis 1925 ein Netz der Landestriangulation 1. Ordnung mit 50 Punkten, 2. Ordnung mit 150 Punkten und 3. Ordnung, meistens kantonsweise ausgeführt, mit etwa 5000 Punkten. Nur im Kanton Bern, wo für die Grundbuchvermessung keine Dringlichkeit bestand, dauerten diese Arbeiten noch bis 1930.
Da die Parzellarvermessung eine weitergehende Verdichtung der Triangulationspunkte benötigte, wurden unter der Oberleitung der Eidgenössischen Vermessungsdirektion von den Kantonen noch die Bestimmung von Punkten 4. Ordnung in Auftrag gegeben. In diesen Operateli, welche nur noch Visurlängen von 0,5 bis 2 Kilometer aufweisen, beobachtete man neben den Richtungen auch die Höhenwinkel, so dass mit den Koordinaten auch die Höhen fast auf den Zentimeter genau bestimmt werden konnten.
Das gesamte Triangulationsnetz 1 .4. Ordnung umfasst rund 72000 Punkte; dies entspricht einer mittleren Dichte von knapp zwei Punkten pro Quadratkilometer. Sie sind in den Landeskarten 1:25000 und 1150000 an den mit Dezimetern angegebenen Höhen erkennbar. Punkte 1. bis 3. Ordnung sind mit der A-Signatur und Punkte 4. Ordnung mit den üblichen Signaturen für Höhenpunkte ( X,« ) dargestellt. Im Massstab 1:100 000 sind nur die durch Pyramiden signalisierten Punkte mit der A-Signatur versehen.
Die interessante Arbeit der Neutriangulation ist heute abgeschlossen. Es ist nun dafür zu sorgen, dass diese für jegliche Vermessung grundlegenden Punkte erhalten bleiben und dort, wo sie zufolge der Bautätigkeit wegfallen, frühzeitig ersetzt werden. Es gibt aber auch Rutschgebiete, wo vor der Grundbuchvermessung - diese ist noch längere Zeit nicht abgeschlossen - Triangulationspunkte neu bestimmt werden müssen. Mit den modernen Instrumenten, vor allem den elektronischen Distanzmessern, können dabei auch kleinere Unstimmigkeiten festgestellt werden, die auf einen schlechten Aufbau des früheren Netzes zurückzuführen sind. In der Regel ist dies auf ungünstige Topographie oder Überwachsung zurückzuführen. Im allgemeinen ist die Genauigkeit zwar recht gut, aber es gibt Regionen, in denen sie den heutigen Anforderungen nicht voll genügt. Deshalb werden gegenwärtig im Kanton Waadt neue