Hallo,

mir ist aufgefallen, dass ich zwischen Planung und Aufzeichnung von Touren meist extreme Differenzen habe. Gestern bin ich z.B. eine Runde gefahren die laut Planung ca. 600 Hm enthielt, laut Aufzeichnung waren es dann ca. 1200 Hm.

Ist das bei anderen auch so? Oder kann das eventuell an meinem Handy liegen?

Mario

Dazu gibt es seitenfüllende Diskussionen hier. Kurze Antwort - nein, es liegt nicht an deinem Handy.

Es liegt in der Natur der Sache. Höhenmeter ist keine so definierte Angabe wie eine Länge. Zum einen ist überhaupt nicht klar, wie man die berechnet (auch wenn es auf den ersten Blick trivial zu sein scheint).

Beispiel: Ich fahre an sich völlig flache 10 km Kopfsteinpflasterstraße, da überfahre ich ca. 100.000 Pflastersteine. Wenn jeder Pflasterstein einen 1 cm hohen Buckel hat, und ich diese Buckel alle mitzähle, dann lege ich nominell 1000 Höhenmeter zurück. Obwohl es flach ist. Offensichtlich ist das irgendwie praxisfern.

Das heißt also, dass irgendeine Art Glättungsalgorithmus auf die Daten angewendet werden muss, und das ist nun überhaupt nicht mehr trivial. Was zähle ich zu den Höhenmetern und was nicht? Pflastersteine? Bordkanten? Leichte Buckel an Bahnübergängen? Brückenauffahrten?

Wenn verschiedene Programme verschiede Algorithmen verwenden, kommen unterschiedliche Zahlen raus.

Und nun das zum Zweiten: Komoot wird für Planung und Aufzeichnung hoffentlich den gleichen Algorithmus verwenden. Der Unterschied kommt durch das zu grobe hinterlegte Höhenmodell bei der Planung. Insbesondere im welligen Gelände mit vielen kurzen Anstiegen ist das Modell einfach nicht fein, und dadurch gehen Höhenmeter verloren. Wirklich zuverlässig sind die Höhenmeter eigentlich nur im Hochgebirge zu berechnen.

Gruß
Thoralf

Haben wir schon vielfach hier besprochen.

Die Diskussion um die Pflastersteine halte ich für eine theoretische, da besteht wohl weitgehend Konsens, dass 100km belgisches Kopfsteinpflaster zwar anstrengend sind, aber als "flach" gelten sollen (sofern wirklich kein Höhenunterschied überwunden wird).

Meines Erachtens sind vor allem vier Faktoren zu beachten, die stets mit Fehlern beitragen:
- Höhenmeterberechnungen mittels digitaler Höhenmodelle. Diese sind immer die Grundlage bei Planungen. Und diese sind teils stark fehlerbehaftet.
- Höhenerfassung mittels GPS (dürfte dein Handy tun) ist ebenfalls stark fehlerbehaftet, vor allem wenn der Satellitenempfang schlecht, oder deren Konstellation ungünstig ist. GPS ist zur Positionsbestimmung gedacht. Die Höhenerfassung ist ein Beiwerk, funktioniert aber längst nicht so gut.
- Höhenerfassung über barometrische Messung (GPS-Geräte, diverse Fahrradcomputer) ist prinzipiell von der Feinfühligkeit am besten (kann am zuverlässigsten detektieren, ob es 1m rauf oder runter ging), ist allerdings wetterabhängig und reagiert auf Wetterwechsel, bei blöder Sensorpositionierung auch auf Wind und ähnliches.
- die liebe Mathematik, die bei allen vier Verfahren eine große Rolle spielt, auch und vor allem, wenn man sie einsetzt, um die auftretenden Fehler zu korrigieren. Da kann man sich "geschickt" und "ungeschickt" anstellen. Vor allem gibt es aber selten eine Umsetzung, die für alle möglichen Anwendungsfälle (Flachland, Hochgebirge, Mittelgebirge, Einbeziehung unterschiedlicher verfügbarer Sensoren) optimal ist.

Hallo Mario!





Ausführliche Antworten auf Deine Frage findest Du in folgendem Artikel:

https://www.dreilaenderbike.de/cms/upload/Bayerischer_Wald/Trans_Bayerwald/Hoehenmeterabweichung.pdf


Gruß LUTZ

Ich glaube, du hast nicht ganz verstanden, worauf ich mit diesem Beispiel hinauswill. Selbstverständlich besteht Konsens, dass das keine Höhenmeter sind. Wenn ich aber einen Höhenmesser benutze, der auf 1 cm genau misst und danach einfach nur die Höhendifferenzen addiere, dann wird genau das passieren.

Hast du jemals selbst versucht, Höhenmeter aus einem aufgezeichneten GPS-Track zu berechnen? Nicht nur theoretisch, sondern ganz praktisch, so dass am Ende ein Zahl herauskommt? Ehrliche Antwort bitte!

Ich habe es getan, und ich sage dir, das ist überhaupt nicht einfach.

Praktischeres Beispiel mit einer Überschlagsrechnung:

Ich fahre 10 km flache Asphaltstrecke. Alle 20 m wird ein Wegpunkt mit Höhendaten aufgezeichnet, das ist ein realistischer Wert. Wie jeder Messwert ist die Höhenangabe fehlerbehaftet, sagen wir mal ±4 m, das ist auch ganz realistisch.

Also: Ich zeichne 500 Punkte auf (eigentlich 501, wir machen ja eine Näherungsrechnung). Grob grechnet weichen 250 Punkte um maximal 4 m nach unten ab und 250 Punkte um maximal 4 m nach oben, im Schnitt betrage die Abweichung 2 m. Jeder Messpunkt, der höher als der vorhergehende liegt, wird zu den Höhenmetern dazugerechnet. Ergo - 250 * 2 m = 500 m. Wir berechnen also 500(!) Höhenmeter auf einer flachen Strecke durch stumpfes Addieren.

Das mit deiner obigen Auflistung verbunden zeigt, dass...

...die entscheidende Rolle hier spielt, und zwar ganz unabhängig von der Messung.

Was können wir nun tun?

Vorschlag 1: Wir setzen ein Limit von 5 m, alle Abweichungen von unter 5 m zum vorherigen Messpunkt interpretieren wir als Rauschen. Dann erhalten wir oben 0 Höhenmeter wie es auch korrekt ist.

Nachteil: Fahre ich jetzt einen 10%igen Anstieg über 10 km, dann liegt die Höhendifferenz zwischen den Messpunkten bei 2 m, also weiter unterhalb der Rauschgrenze. Wende ich das Verfahren an, erhalte ich immer noch 0 Höhenmeter, was offensichtlich Blödsinn ist, es müssen 1000 Höhenmeter sein.

Vorschlag 2: Wir dünnen die Messpunkte aus und reduzieren sie auf z.B. einen alle 100 m. Dann erhalten wir bei der Berechnung tatsächlich 1000 Höhenmeter. Bei flachen Anstiegen wird es wieder kritisch, aber das Prinzip ist klar.

Nachteil: Wenn wir so stark ausdünnen, kann es sein, dass die aus dieser Aufzeichung berechnete Gesamtstrecke zu kurz wird.

Vorschlag 3: Wir glätten die Höhendaten, z.B. nach gleitendem Durchschnitt oder Savitzky-Golay. Dann nehmen wir Spitzen nach oben raus, das Rauschen sinkt, und wir können das Rauschlimit bei kumulierten Addition senken. Damit senken wir die Zahl der "blinden" Höhenmeter. Bliebe die Frage offen, wie stark man denn nun glättet.

Vorschlag 4: Wir verwenden eine Kombination aus a) Ausdünnen der Messpunkte, b) Glätten der Höhendaten und c) Setzen eines Rauschlimits. Damit sind wir schon mal ganz gut aufgestellt. Es bliebe noch zu diskutieren (nicht hier), nach welchem Verfahren man das konkret macht. Und da wird eben jeder anders rechnen, und deshalb erhält jeder andere Werte für die Höhenmeter.

Für mich hat sich in letzterem Fall bewährt, mal verschieden starke Glättungen und Ausdünnungen zu vergleichen. Da gibt es in der Mitte einen recht weiten Toleranzbereich, in dem sich die Höhenmeter kaum ändern.

Gruß
Thoralf

Der Punkt ist aber, dass es keinen Höhensensor gibt, der so genau misst (zumindest keinen in der Praxis relevanten). Im Übrigen glättet so kleine Effekte schon dein Reifen/deine Federung größtenteils weg.


Selbstverfreilich!



Völlig richtig beobachtet. Einfaches Aufsummieren der Höhendifferenzen zwischen den Messwerten ergibt keinen Sinn.


Völlig d'accord. Mit einer Ausnahme vielleicht: Beim digitalen Höhenmodell hast du keine (Mess)schwankungen, da trifft der Effekt aus deinem Beispiel nicht zu. Aber da ist das gesamte Modell schon die Mathematik und mit dem digitalen Höhenmodell hast du ganz andere Probleme bei der Berechnung.


In der beschriebenen Variante natürlich Blödsinn, in leichter Abwandlung (können wir uns im Detail mal drüber unterhalten) das Mittel der Wahl.


Messdaten verwerfen (von offensichtlichen Messfehlern abgesehen) ist nie sinnvoll.


Kann/sollte man machen. Die Frage nach dem "wie viel?" ist da völlig berechtigt. Die Daten aus deinem GPS-Gerät oder Fahrradcomputer sind bereits geglättet. Meist hat es da nicht viel Sinn noch großartig weiter zu glätten.



Wie oben angedeutet, ich hätte da noch Vorschlag 5 anzubieten. Der greift auf das zurück, wie man "manuell" die Höhenmeter ermittelt. Nämlich feststellen, wo waren die Täler, wo die Gipfel, diese Werte erfassen und die Differenzen dann aufsummieren. Da schmeißt du keine Information weg (wobei du die meisten Messwerte nicht in die eigentliche Berechnung einfließen). Über den konkreten Algorithmus (an Liveaufzeichnungsdaten und a posteriori) können wir uns gen mal unterhalten, sprengt aber den Rahmen dieses Fadens.

Die Frage des Fadenerstellers kann man kurz so beantworten:

Komoot - basiert auf digitalem Höhenmodell
Handy - basiert auf GPS-Daten
Beide Verfahren sind sehr fern davon eine optimale Ausgangsbasis zu liefern.

Welche Mathematik konkret verwendet wird, kann ich nicht sagen, Zuweisung des "Schwarzen Peters", wer sich da "dümmer" anstellt, ist aus der Ferne also schwer möglich.
Aber allgemein sind solche Abweichungen im Bereich dessen, was andere auch beobachten.

Danke euch allen für die sehr ausführlichen Antworten, nun habe ich bei diesem Thema auch ein bisschen Durchblick.

Gruß Mario

Auf der Seite des GPS Visualizers ist sehr schön und mit viel Grafiken beschrieben, wie dieses Werkzeug die Höhenmeter berechnet, leider nur auf Englisch.

Edit: Link zu einer Diskussion, in der die Entwickler von zwei anderen Tools erklären, wie sie es machen (QMapShack, GPXViewer).

Mische mich da mal ein. Ich sehe da genau nicht den Punkt. Den Punkt sehe ich nicht darin, ob das erdachte Beispiel von Thoralf verwirklicht werden kann, sondern darin, was er damit zeigen will.

Etwas metaphysischer betrachtet sehe ich drei Grundprobleme:

1) Zuviele Daten in vielen falschen Händen

Höhenmeterdaten habe früher (vor GPS-Zeit am Velo) nur wenige mit einem speziellen Tachos erfasst bzw. Karten genau ausgelesen und berechnet. Hm-Tachos waren Luxus. Die meisten, die das taten, hatten auch eine reale Vorstellung von der Größe - etwa darüber

- eine Landschaft, eine Tour einzuschätzen, wieviel Hm sie hat

- einen Datenabgleich mit wichtigen Höhendaten (Tief- und Hochpunkte) auf Landkarten bemüht zu haben

- ein Gefühl zu entwickeln, wie sich 1000 Hm gemäß physischer Belastung anfühlen, und zwar in Summe mehrerer Anstiege auf Hügelstrecke oder am Stück an einem Berg

- ein Gefühl dafür zu entwickeln, wie sich Hm unterschiedlich anfühlen je nach Steigungsgrad

- ein Gefühl für Hm-Teilwerte eines Berges/einer Etappe und für Durchschnittswerte einer Gesamttour

Dem ist heute nicht mehr so. Fast jeder Dorfdepp besitzt heute eine GPS-Gerät und/oder benutzt digitale Planungstools, die ein Höchstmaß an Daten ausspucken, ohne deren Sinn zu erklären und ohne die Genauigkeit einzuschätzen. Auch bereits grafisch ausgewertete Höhenprofile gehören dazu, weil diese stets auf nicht normierten x-Achsen präsentiert werden. Das Wissen und Gefühl für diese Daten wurde aber nicht erlernt bzw. erfahren. Kritische Nachbetrachtungen entfallen, weil man ja alles "weiß". Und was früher einen gar nicht interessiert hat, ist auf einemal in jeder Munde. Die Datenfülle ist aber kein Qualitätsmerkmal. Dazu gehört auch, dass man heute die Daten alle schon vorher über Planungstools erhält, jedoch ohne die Topografie aus eigener Anschauung zu kennen, also auch keine Vorstellung vom Wahrheitsgehalt.

2) Digitale Werte haben den Mythos genauer zu sein als analoge

Das fängt mit dem Nimbus der Satellitentechnik an, der man ein hohe Genauigkeit unterstellt. Tatsächlich hängt auch dort vieles von den Rahmenbedingungen ab, die oft nicht gegeben sind. In der Meteorologie werden sogar teils genaueste Lokaldaten abgeschafft (Wetterstationen), weil man digitalen Berechungssystemen mehr zutraut und größere Lücken von effektiven Messdaten zulässt. Tatsächlich gehen dadurch Daten verloren, die durchaus systemrelvant sein können, aber deren Nutzen man derzeit nicht sieht.

Es setzt sich aber fort über die digitalen Karten, die den Eindruck beliebig genau zoombarer Details vorzugaukeln, ohne jedoch über die Fehlerquellen zu informieren. Jede Analogkarte vermittelte schon optisch und durch den Maßstab eine Vorstellung, wie genau sie sein könnte (gewiss lauern hier auch immer Fehler, die man nicht ahnen kann). Diese Metainformationen gehen im Digitalen verloren.

Andererseits erscheinen barometrische Messungen schwammig, weil sie Luftdruck bzw. Wetter abhängig sind, was den Eindruck verstärkt, nicht so genau wie "exakte" Digitalwerte zu sein. Die allbesagte Luftdruckschwankung wird für Messungen beim Radfahren überschätzt. Tatsächlich treten starke Luftdruckwechsel selten so auf, dass sie wirksam werden, weil das Fahrrad recht langsam fährt (vor allem, weil es vornehmlich um akkumlierte Bergauf-Hm geht und nicht um absolute Höhenwerte) und man bei Wettereinbrüchen sogar oft die Fahrt unterbricht (Sturm, Regen, Gewitter).

Wir kennen das auch von der Uhr (oder auch Thermometer). Ein Digitalanzeige einer Uhr wird als genauer wahrgenommen als eine Zeigeruhr mit nur wenigen Einteilungen auf dem Ziffernblatt. Tatsächlich entscheidet über die Genauigkeit aber, wie genau die Uhr eingestellt wurde, ggf. auch das Uhrwerk usw. Nur kann man an der analogen Uhr die Genauigkeit nicht so gut ablesen.

3) Digitale Höhenmeterdaten sind kaum vergleichbar

Es macht wenig Sinn, ausgefeilte mathematische Methoden oder oder Messanordnungen zu benutzen, die vereinzelt sogar genauer sein können als einfache Vergleichsmethoden, wenn sie an anderer Stelle zu extremen Fehlern führen. Anders gesagt, das wirksamte Messinstrument ist das, dass an jedem Ort der Welt im Durchschnitt die relativ geringsten Ungenauigkeiten erzielt.

Durch verschiedene Höhenmetermodelle und Messmethoden werden weitgehend nicht vergleichbare Daten erzeugt, die zudem sogar noch im gleichen Methodesystem schwanken, z.B. bei unterschiedlicher Topografie unterschiedlich sensible Daten erzeugen. Stellt z.B. Komoot mal ein recht genaues Datum der Höhe fest, scheitert es an einer anderen Route weit kläglicher, ohne dass dies ersichtlich ist. Eine theoretisch Erklärung erläutert zwar, warum das so sein kann, aber nicht wann ein großer oder kleiner Fehler tatsächlich auftritt.

Wechselt man noch die Systeme noch, wird es noch wilder. Eine jüngst von mir nachgeprüfte Strecke im Oberen Donautal auf 136 km erzeugte bei Komoot knapp 1000 Hm, die weit über der Realität liegen dürfte (auch wenn die Strecke nicht ganz flach ist). All Trails spuckte mutige gut 3000 Hm aus. Doch wird dieser Unterschied auch bei einer anderen Route so sein? Keiner weiß das.

Erstmal Guten Tag ans Forum, es ist ja mein erster Beitrag hier. ;-)

Ein aktuelles Erlebnis hat mich zu diesem Thread zurückgeführt, den ich vor ein paar Tagen schon mit großem Interesse (und ebensolchem Lerneffekt) nachgelesen hatte.

Worum geht es?
Bin heute eine Tour in meiner Umgebung gefahren, also Topographie, Streckenverhältnisse etc. bekannt. Und dann doch nicht so bekannt, wie ich dachte, denn einige Verbindungsstrecken bedeuteten knackige Anstiege.

Zu Hause dann die Auswertung fürs Fahrtenbuch:
Fahrradcomputer (Sigma BC 14.16 STS) sagt: 117,23 km, 1.044 Höhenmeter.
GPS-Aufzeichnung via Handy und Bergfex-App sagt: 118 km, 1.911 (!) Höhenmeter.
(Im Nachhinein ärgere ich mich, dass ich mein Garmin zu Hause gelassen habe. Der Vergleich wäre dann wirklich noch einmal interessant.)

GPX-Track aus Bergfex in Komoot geladen. Komoot sagt: 117 km, 1.590 Höhenmeter.
GPX-Track aus Bergfex in Basecamp geladen (Karte ist Topo Österreich v2), und da wird es absurd, Basecamp meint: 117 km, 3.300 (!!!) Höhenmeter.

Ich kann also nur den kritischen Beiträgen zur Ermittlung der Höhenmeter-Angaben beipflichten. Da bekommt man keine handfesten Ergebnisse.
Die Distanz-Werte scheinen alle halbwegs akkurat zu sein, wenn man die Rundung auf 118 beim GPS mal in Kauf nimmt. Unter 100 km habe ich übrigens bei Fahrradcomputer vs. GPS fast auf den Meter genau dieselben Werte.

"Gefühlt" liegen die Höhenmeter der Tour übrigens irgendwo zwischen dem Sigma- (Fahrradcomputer) und dem Komoot-Wert. Eher näher bei Sigma ...
In mein Fahrtenbuch habe ich dann den Sigma-Wert eingetragen. Händisch nachrechnen ist mir dann doch zu mühsam bei >100km. ;-)

Schöne Grüße
Luggi

Herzlich willkommen erst mal!

Dass die Höhenmeter von den Algorithmen mit digitalem Höhenmodell überbewertet werden, verwundert mich nicht. Dafür gibt es je nach Streckenverlauf viele Gründe. Besonders im bergigen Gelände am Steilhang bedeutet es einen erheblichen Fehler bei der Höhenzuordnung wenn der Track nur ein paar Meter weiter links oder rechts lokalisiert wird.

Der barometrische Höhenmesser im Sigma dürfte wohl am nächsten an der Wahrheit liegen, vielleicht mit einer minimalen Tendenz zum Unterschätzen. Das Garmin dürfte in ähnlicher Größenordnung sein.