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Geo-Visualisierung

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Neues zur OpenStreetMap Küstenliniendaten-Qualität

Im April habe ich die Qualität der OpenStreetMap Küstenlinien-Daten analysiert. Ich möchte hier ein kurzes Update zu dieser Analyse geben mit Hinweisen auf einige der zwischenzeitlichen Änderungen. Ein zentrales Problem bei der Beurteilung der Qualität war das Fehlen geeigneter Referenzdaten. Ich habe nun auch ein paar Beobachtungen im Vergleich zu anderen Datensätzen in ausgewählten Gebieten gemacht, welche ich hier auch erläutere.

Kürzliche Änderungen der OpenStreetMap Küstenliniendaten

In Regionen hoher Aktivität in Openstreetmap finden permanent kleinere Änderungen der Küstenlinie statt – ich werde diese hier nicht im Detail betrachten, sondern mich auf Änderungen in abgelegeneren Regionen konzentrieren, welche umfangreich genug sind, um auf den Analysekarten unten sichtbar zu werden.

  • Einige Gebieten im external linkfernen Osten Russlands sind mit recht viel Details neu erfasst worden
  • Ähnliches gilt für einige pazifische und arktische Inseln wie external linkHowland Island external linkJarvis Island und external linkHerald Island
  • Einige external linkFlussmündungen in Neuguinea sind neu als Wasserflächen anstatt Küstenlinien erfasst
  • Die external linkGegend in Indonesien, welche ich als Beispiel wenig detaillierter Daten herausgegriffen habe ist deutlich verbessert worden. Dies ist jedoch nur eine lokale Änderung, im Großen und Ganzen sind die Daten in dieser Region immer noch recht wenig detailliert.
  • Im Kaspischen Meer sind external linkeine Reihe von bisher fehlenden Inseln der external linkTjulenji-Inseln erfasst worden. Bedenkt man, dass einige dieser Inseln über 10 km groß sind, sind dies vermutlich einige der bedeutensten noch fehlenden Küstenlinien-Teile in Openstreetmap gewesen. Es gibt noch ein paar weitere fehlende Inseln weiter nordöstlich, da dieser Teil des Kaspischen Meeres jedoch sehr flach ist und der Wasserstand etwas variiert, unterliegt deren genauer Küstenlinienverlauf permanenten Schwankungen.
  • Der external linkADD-Import hat neue Daten für die Antarktis geliefert. Der Detail-Reichtum variiert – dort, wo die Küstenlinie von Eis gebildet wird, sind die Daten recht wenig detailliert, da sich die Küste permanent verändert und eine detaillierte Erfassung wenig sinnvoll ist. Die antarktische Halbinsel hingegen ist recht detaillert erfasst.

Insgesamt hat sich nicht so viel getan, die Gesamtlänge der Küstenlinie beträgt jetzt 1.995 Millionen Kilometer (geringfügig mehr als im April). Eine gewisse Verkürzung der Küstenlinie kommt sicher durch Flüsse und Seen, welche neu als natural=water getaggt wurden. Die durchschnittliche Segment-Länge beträgt jetzt 64 Meter (im April 66 Meter).

Aktualisierte Analyse-Karten

Unten finden sich neue Versionen der Karten des Knoten-Abstands, des durchschnittlichen Segment-Winkels und des kombinierter Küstenlinien-Qualitätswerts. Detailliertere Erläuterungen dazu finden sich in der ersten Analyse zur Küstenlinien-Qualität.

Durchschnittlicher Knoten-Abstand in den OSM-Küstenlinien

Durchschnittlicher Winkel an den Knoten der OSM-Küstenlinie

kombinierter Küstenlinien-Qualitätswert

Vergleich mit anderen Küstenlinien-Datensätzen

Bei den zum Vergleich verwendeten Daten handelt es sich um die external linkCanVec-Daten für Kanada und einen external linkKüstenlinien-Datensatz des USGS von Afrika auf Landsat-Basis.

Afrika

Der USGS hat vor kurzem als Teil einer Ökosystem-Karte einen Küstenlinien-Datensatz von Afrika veroffentlicht. Dieser basiert auf Landsat-Bildern und weist vermutlich eine recht gleichmäßige Qualität über den gesamten Kontinent auf. Die Daten kann man external linkauf der USGS-Seite herunterlanden.

Ein erheblicher Teil der afrikanischen Küstenlinie in OSM basiert auf external linkPGS. Da die PGS ebenfalls aus Landsat-Bildern produziert wurde, ist es nicht überraschend, dass beide Datensätze in vielen Bereichen recht ähnlich sind - wie unten im ersten Beispiel zu sehen. In Gegenden mit größern Schwankungen im Verlauf der Wasserlinie, entweder aufgrund von Gezeiten oder durch saisonale Überschwemmungen, gibt es jedoch größere Unterschiede. Im Vergleich zu den USGS-Daten befindet sich die OSM-Küstenlinie teils weiter landwärts, teils weiter seewärts. Dies wächselt sich oft auf relativ kurzer Distanz ab, so dass Unterschiede in den auf den Landsat-Bildern dargestellten Gezeiten als Erklärung ausscheiden. Diese Unterscheide korrelieren jedoch recht gut mit der Verwendung unterschiedlicher Datenquellen in Openstreetmap. Die Bereiche auf PGS-Basis befinden sich meist sehr weit landeinwärts, oft klar erkennbar zu weit, d.h. zum Beispiel deutlich oberhalb eines Flussbettes wo Wasser nur bei gelegentliche Überflutungen hinreicht und wo ansonsten trockenes oder sumpfiges Gelände vorherrscht. Das dritte Beispiel unten zeigt schließlich, dass gut erfasste Gebiete wie in Südafrika in Openstreetmap wesentlich detaillierter sind als in den USGS-Daten.

The USGS land/sea mask is shown in orange/red while the OSM coastline is in blue.

libysche Küstenlinie Küstenlinie in Guinea-Bissau Küstenlinie in Südafrika
libysche Küstenlinie Küstenlinie in Guinea-Bissau Küstenlinie in Südafrika

Kanada

Der CanVec-Datensatz, welcher über external linkFTP heruntergeladen werden kann, enthält detaillierte Daten sowohl von den Küsten als auch von den Süßwasser-Flächen von ganz Kanada. In vielen Bereichen sind diese Daten bereits in OSM importiert, so dass ein Vergleich sinnlos wäre. In der kanadischen Arktis jedoch, wo sich wie bereits erwähnt einige der in Openstreetmap am schlechtesten erfassten Gegenden befinden, ist dies noch nicht vollständig der Fall. Zu beachten ist dabei natürlich, dass die Canvec-Daten - obwohl regelmäßig aktualisiert - in diesen entlegenen Gebieten recht alt sein können.

Das folgende Bild zeigt die OSM- und Canvec-Daten im Vergleich – ähnlich wie bei den Vergleichen in Afrika, nur dass die Canvec-Daten Wasser- anstatt Land-Polygone enthalten so dass also Orange hier das Wasser ist. Ein Klick auf das Bild zeigt das Gebiet in Openstreetmap.

Ellesmere island Küstenlinien-Vergleich

Die großen Buchten, welche in den Openstreetmap-Daten fehlen, sind diejenigen, in denen sich ehemals oder immernoch Schelfeis-Flächen befinden – gut erkennbar ist dies durch Vergleich mit der Karte in external linkdiesem Text von 1957. Die meisten Schelfeis-Gebiete sind inzwischen verschwunden, was auch darauf hindeutet, dass die Openstreetmap-Daten recht alt sind. Auch interessant sind die Grenzen des wenig detaillierten Gebietes. Auf der östlichen Seite sind für einen Teil der nördlichen Ellesmere-Insel Canvec-Daten importiert worden. Im Südwesten liegt die Grenze am Nordrand der Row-1-Landsat-Szenen, welcher sowohl in den PGS-Daten als auch bei den in Openstreetmap üblicherweise verwendeten Satellitenbildern die nördliche Grenze darstellt.

Christoph Hormann, August 2013

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