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Lexikon der Kartographie und Geomatik: geodätische Modellbildung

geodätische Modellbildung, E geodetic modelling, Formulierung mathematisch-physikalischer Modelle zur Bestimmung der Gestalt der physischen Erdoberfläche und des äußeren Schwerefeldes sowie der zeitlichen Änderungen dieser Zielgrößen aus geodätischen Beobachtungen. Die zusätzliche Erfassung charakteristischer Merkmale (Attribute) von Elementen des Erdraums führt zum Begriff der mehrdimensionalen Geodäsie. Geodätische Beobachtungsgrößen sind geometrischer, kinematischer und dynamischer Natur. Damit ist grundsätzlich eine integrierte Modellbildung möglich, also eine gemeinsame Bestimmung von dreidimensionalen Positionen und des Schwerefeldes (integrierte Geodäsie). Wegen der Größe der entstehenden Gleichungssysteme zur Bestimmung der Modellparameter und der daraus resultierenden numerischen Probleme ist eine integrierte Modellbildung nur für verhältnismäßig kleine regionale Gebiete möglich. Aus diesem Grunde ist eine Aufteilung in eine dreidimensionale Positionsbestimmung und eine Schwerefeldbestimmung im Allgemeinen sinnvoller. Soll neben der Erfassung der dreidimensionalen Positionen die Zeitabhängigkeit mitbestimmt werden, so spricht man von der sog. vierdimensionalen Geodäsie bzw. der drei-  + eindimensionalen Geodäsie. Eine dreidimensionale Punktbestimmung im Rahmen der Modelle der dreidimensionalen Geodäsie war erst durch die Erfolge der Satellitengeodäsie bzw. der geodätischen Raumverfahren in den letzten drei Jahrzehnten möglich geworden. Die klassische Modellbildung, die in ihren Anfängen bis in den Beginn des 19. Jhs. zurückreicht, lässt sich deshalb durch eine weitere Aufteilung in Lage- und Höhenbestimmung charakterisieren (zwei- + eindimensionale Geodäsie). Diese Aufspaltung in eine zweidimensionale Lagebestimmung und eine eindimensionale Höhenbestimmung war durch die Eigenschaften der damals verfügbaren Messverfahren bedingt. Die Messmethoden zur Bestimmung der Lagekoordinaten auf einer zweidimensionalen Bezugsfläche unterliegen verhältnismäßig wenig dem Einfluss des Schwerefeldes und der Atmosphäre. Restliche Effekte konnten im Prinzip durch Reduktionen erfasst werden oder führten, wenn dies nicht möglich war, zu Verfälschungen, die im Allgemeinen hingenommen werden konnten. Dagegen hängen die Methoden zur genauen Höhenbestimmung sehr viel stärker vom Schwerefeld und auch von den Einflüssen der Atmosphäre ab. Dies führte zur Wahl verschiedener Bezugsflächen für Lage und Höhe, deren gegenseitige Lage nur genähert bekannt war. Die verschiedenen geodätischen Bezugssysteme als Ergebnisse der klassischen Landesvermessungen weisen fast ausschließlich diesen Nachteil auf. Erst die Methoden der Satellitengeodäsie und der geodätischen Raumverfahren werden in der Lage sein, diesen Missstand zu verbessern. Allerdings wird dieser Prozess noch einige Jahrzehnte andauern, bis eine Integration des geodätischen Grundlagenwerks abgeschlossen sein wird.

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