Anleitung für die Navigation mit Satellitenbildern/Luftbildern

Titelfoto: ©Google Earth/BLAUWASSER.DE

Auch im GPS-Zeitalter gibt es ungenaue Seekarten

Mit einem Boot können wir Gebiete bereisen, die sonst kaum erschlossen sind – ein paradiesisches Südseeatoll, eine Bucht ohne Landzugang oder eine fremde Küste abseits der ausgetretenen Pfade. Eine Herausforderung bringt die Sache allerdings mit sich: Sobald wir Gebiete verlassen, die regelmäßig von der kommerziellen oder privaten Schifffahrt befahren werden, ist es schwierig, verlässliches Kartenmaterial zu finden. Manche Gebiete wurden sogar noch nie kartografiert.

Selbst an Zielen auf der Barfußroute, die von Blauwasserseglern häufig besucht werden, aber abseits der Routen der kommerziellen Schifffahrt liegen, gibt es dieses Thema. Dazu ein Beispiel: Auf der kleinen kapverdischen Insel Maio lagen wir mit gebührendem Abstand zur Küste vor Anker, aber unsere elektronische Seekarte stellte unsere Position mitten auf dem Dorfplatz dar! Aber auch in den San Blas Inseln oder der Südsee gab es in den Karten nicht verzeichnete Riffe. Umgekehrt waren Riffe in den Karten dargestellt, die es gar nicht gab.

Eine andere Herausforderung sind mitunter die Tiefenangaben in den Seekarten für abgelegene Gebiete. Auf unserer sechsjährigen Reise von Berlin nach Mikronesien waren wir doch ein wenig überrascht, des Öfteren Ungenauigkeiten in unseren teuer erkauften und regelmäßig aktualisierten Seekarten zu finden.

Nach und nach fanden wir heraus, dass viele der Karten, die als aktuell verkauft werden, auf Vermessungen beruhen, die Jahre, in manchen Regionen des Pazifiks gar mehr als ein Jahrhundert, zurückliegen. In solchen Zeiträumen können Korallen nachwachsen, Stürme Sandbänke und Riffe verschieben oder zerstören, Sedimente und Geröll Tiefen verändern und vieles mehr. Eine Insel wird sich zwar kaum merkbar verschieben, wurde aber vielleicht in einer Zeit vermessen, in der GPS noch in ferner Zukunft lag.

Abseits der kommerziellen Routen besteht anscheinend wenig Anreiz für die großen Kartenanbieter, ihre Karten aktuell zu halten. Das macht die Sache für uns Blauwassersegler gefährlich. Wir trafen einige Yachten, die sich blind auf ihr Kartenmaterial verließen und erhebliche Schäden oder gar den Verlust des Schiffes beklagten.

Das mag vielleicht den Eindruck mangelnder Seemannschaft vermitteln, aber manchmal sehen wir uns eben mit einer unvorhergesehenen Situation konfrontiert und müssen uns mehr oder weniger allein auf das Kartenmaterial verlassen. Wir trafen beispielsweise die Crew eines Katamarans, die sich in Französisch-Polynesien aufgrund eines Wetterumschwungs und schlechter Sicht entschied, erstmal an ihrem Ziel vorbei zu segeln, um auf besseres Wetter zu warten. Laut Karte passierten sie die Insel in sicherem Abstand. Tatsächlich aber strandeten sie auf einem nicht eingezeichneten Riff. Folge: Totalverlust.

Und auch in Fidschi trafen wir regelmäßig Crews mit Yachten, die Schäden an Ruder und Kiel hatten. Sie nannten als Grund meist ein nicht verzeichnetes Riff.

Welche Alternativen zu ungenauen Seekarten gibt es?

Woher können wir also in schlecht kartografierten Gebieten Informationen bekommen, die uns eine sichere Navigation ermöglichen?

Zunächst einmal sollten wir in solchen Seegebieten auf Nummer sicher gehen und die Seekarten mehrerer Anbieter miteinander vergleichen. Zusätzlich können wir das Kartenbild mit im Internet kostenlos verfügbaren Satellitenbildern abgleichen. Das ist eine spannende Möglichkeit, die einiges zu unserer Sicherheit beitragen kann! Wie das funktioniert, möchte ich erklären.

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Wie kann ich die Satellitenaufnahmen für die Navigation nutzen

Die großen Suchmaschinenanbieter wie Google, Bing oder Yahoo nutzen als Koordinatenreferenz das weltweit sehr verbreitete World Geodetic System von 1984 (WGS 84). Das ist praktisch, da dies das Referenzsystem ist, auf dem heutzutage nahezu alle Seekarten basieren. Das erlaubt uns, die Satellitenaufnahmen mit der Seekarte in Deckung zu bringen beziehungsweise übereinanderzulegen.

Tipp: Je nach Region weicht die Qualität der Seekarten voneinander ab. Daher lohnt es sich, gegebenenfalls zwischen den verschiedenen Anbietern zu vergleichen. In ehemaligen französischen Kolonien sind meist die französischen Seekarten genauer als die britischen und umgekehrt.

Auf einem Smartphone oder Tablet mit standardmäßig integriertem GPS sind wir es schon lange gewohnt, dass unsere aktuelle Schiffsposition in den Satellitenbildern angezeigt werden kann. In Kombination mit einem über die NMEA-Schnittstelle angeschlossenen GPS-Empfänger geht das auch hervorragend auf einem Laptop oder Bord-PC.

Das geht einfacher, als es klingt, da sich die meisten Satellitenbilder exportieren lassen – beispielsweise aus Google Earth heraus, dem wohl bekanntesten Darstellungstool für Satellitenaufnahmen. Mit wenigen Handgriffen lassen sie sich in ein Navigationsprogramm einbinden. Das ermöglicht einen komfortablen Abgleich mit unseren Seekarten sowie die Navigation in einer Softwareumgebung mit all den komfortablen Möglichkeiten, wie etwa Entfernungsmessung, Wegpunkt- und Routenplanung oder Track-Aufzeichnung. Wie das funktioniert, wird weiter unten ausführlich beschrieben.

Wichtig: Damit wir die Satellitenbilder auch in Regionen ohne Internet nutzen können, brauchen wir zuvor eine Anlaufstelle mit einer stabilen und schnellen Internetverbindung, um die Bilder in einer hohen Auflösung herunterzuladen und offline verfügbar zu machen. Bitte beachten: Die Datenmenge kann dabei schnell recht groß werden.

Welche Vorteile bringt die Navigation mit Satellitenbildern?

Die Navigation mit Satellitenbildern hat viele Vorteile, insbesondere die regelmäßige Aktualisierung durch die Luftbild-Anbieter. Der Clou dabei ist, dass Satellitenbilder anders als Seekarten nicht gezeichnet werden, sondern eine fotografische Momentaufnahme der Region darstellen. Dabei hilft es, dass in entlegenen Gebieten die Wasserqualität für gewöhnlich sehr gut ist und das Wasser im Umkehrschluss sehr klar ist. Dadurch erkennen wir in Bildern mit einer hohen Auflösung problemlos kleinere Untiefen.

Die Navigation mit Satellitenbildern macht die Navigation für uns Segler in schlecht kartographierten Gebieten nicht nur sicherer, sondern auch um einiges einfacher. Wir können im Voraus über die Bilder einen Blick auf die Küste werfen. Wo ist das nächste Dorf? Wie kommen wir dorthin? Über einen Trampelpfad oder eine Straße? Fließt dort ein Fluss? Auch ein Ankerplatz lässt sich gut „von oben“ begutachten. Sandige Flächen, an denen der Anker wahrscheinlich gut halten wird, lassen sich so genauso gut ausmachen wie dicke Steine oder Korallenköpfe.

Welche Nachteile hat die Navigation mit Satellitenaufnahmen?

Das Vorstehende klingt wunderbar einfach und effizient, wirft aber logischerweise auch die Frage auf, wozu man sich dann überhaupt noch teure elektronische Seekarten kaufen sollte? Ganz so einfach ist es dann doch nicht, da die Navigation mit Satellitenkarten auch einige Risiken mit sich bringt. Wir sollten sie daher immer in Kombination mit einer aktuellen Seekarte verwenden.

Ein negativer Aspekt ergibt sich daraus, dass Satellitenfotos nicht mit der Absicht erstellt werden, als Seekarten verwendet zu werden. Es sind lediglich Fotos! Es fehlen Tiefenangaben, Angaben zu Seezeichen und vieles mehr. Und die Bildqualität ist nicht immer gleich. In manchen entlegenen Regionen ist die Auflösung nicht hoch genug, stellenweise bedecken auch Wolken die Erdoberfläche.

Außerdem wurde unsere Erde bisher nicht komplett aus dem All abfotografiert, manche Bereiche fehlen, wie die folgende Aufnahme aus der Antarktis zeigt.

Dieser Effekt ist auch bei längeren Überfahrten mit Vorsicht zu genießen, da sich irgendwo noch eine kleine unbewohnte Insel oder Riffe verstecken können, die nicht in der Luftaufnahme zu sehen sind. Ein gutes Beispiel dafür ist das Beveridge Riff inmitten der Südsee. Es ist sechs (!) Seemeilen breit uns liegt etwa 130 Seemeilen ostsüdöstlich der Insel Niue. Auf dem Luftbild von Google Earth ist es aktuell nicht zu sehen.

Softwarelösungen für die Satellitenbild-Navigation mit Computer, Tablet oder Smartphone

Um die Satellitenbild-Navigation in die Bordroutine zu integrieren, gibt es eine ganze Reihe von Softwarelösungen, mittels derer die Fotos aus dem All dargestellt werden können.

Hinweis: Es gibt sehr viele Programme und ich beschränke mich auf jene Programme, die wir und viele befreundete Blauwassersegler als nützlich empfunden haben.

Zudem möchte ich darauf hinweisen, dass die Anbieter von Satellitenbildern, allen voran Google, gelegentlich ihre Nutzungsbedingungen ändern, was dazu führen kann, dass zuvor genutzte Programme nicht mehr richtig laufen. Das ist lästig, kann aber in den meisten Fällen durch ein Programm-Update behoben werden.

Satellitenbild-Navigation mit Google Earth

Google Earth ist das Standardprogramm, um die Satellitenbilder von Google zu betrachten. Die Bedienung ist einfach, intuitiv, übersichtlich und es eignet sich hervorragend, um vorab schon einmal einen Blick auf das nächste Törnziel zu werfen.

Google Earth zeigt die GPS-Position im Luftbild an und verwendet dabei ausschließlich die hauseigenen Bilder. Man muss sich aber darüber im Klaren sein, dass Google Earth leider am besten mit einer stabilen Internetverbindung funktioniert. Als Offline-Lösung ist das Programm nur eingeschränkt nutzbar. Es können zwar die Funktionen „Speicher“ und „Standort“ in den Berechtigungen der App aktiviert werden, um die zuvor angesehenen Bereiche auch offline verfügbar zu machen, aber das funktioniert leider nicht besonders zuverlässig.

Google Earth ist kompatibel mit Windows, Mac, iOS, Android und Linux und kostenlos erhältlich.

Satellitenbild-Navigation mit Google Maps

Google Maps ist ein weiteres Programm von Google mit zusätzlichen Funktionen für die Routenplanung an Land. Auch hier ist die Bedienung einfach und übersichtlich.

Google Maps zeigt analog zu Google Earth die GPS-Position an und verwendet bei den Luftaufnahmen nur die hauseigenen Bilder. In den Einstellungen lassen sich zwar Kartenbereiche markieren und für die Offlinenutzung herunterladen, aber das funktioniert nur für die Standardkarten sehr gut und nicht für die Satellitenbilder. Daher ist Google Maps vornehmlich bei der Navigation an Land eine Hilfe und weniger auf See. In der Anleitung zu Google Maps wird ausführlich darauf eingegangen, wie die Karten offline verfügbar gemacht werden können.

Hinweis: Die Offlinefunktion gibt es nur in „Maps“, nicht in der oft vorinstallierten „Maps Go“ Version.

Google Maps ist kompatibel mit Windows, Mac, iOS, Android und Linux und kostenlos erhältlich.

Satellitenbild-Navigation mit SAS Planet

SAS Planet ist ein russisches Programm zum Betrachten und Herunterladen von Satellitenbildern und Karten. Neben Google, Bing, Yahoo und diversen anderen Anbietern lassen sich auch die russischen Kosmosnimki-Satellitenbilder darstellen. Mehr noch: Es sind sogar die Seekarten des Anbieters Navionics im Programm abrufbar.

SAS Planet zeigt wie alle anderen Programme auch die GPS-Position an und bietet die Möglichkeit, die Karten mit Markierungen und Symbolen um eigene Informationen zu ergänzen. Für die Offline-Nutzung können die Luftbilder in verschiedenen Auflösungen heruntergeladen und gespeichert werden.

Sehr interessant ist, dass die verschiedenen Luftbilder überlagert werden können, um Unstimmigkeiten/Unterschiede zu finden. Das ist eine spannende Funktion, die wir zum Beispiel beim Segeln in den San Blas Inseln genutzt haben, als die Google-Bilder wegen zu starker Bewölkung unbrauchbar für uns waren. In SAS Planet fanden wir wolkenfreie Bilder von anderen Anbietern.

Unterm Strich ist mir das Programm etwas zu unübersichtlich und es gibt leider wenig deutschsprachige Informationen dazu – dennoch ein starkes Tool!

SAS Planet ist kompatibel mit Windows und kostenlos erhältlich.

Satellitenbild-Navigation mit OpenCPN und Sat2Chart

OpenCPN ist ein kostenloser Kartenplotter mit allen Funktionen, die wir zum Navigieren erwarten. Es wird die GPS-Position in der Karte dargestellt, Wegpunkte und Routen können erstellt werden und es können sogar Wetterdaten eingebunden werden.

OpenCPN ist ein Projekt zur Entwicklung einer Navigationssoftware, an dem viele aktive Segler beteiligt sind. Die meisten elektronischen Seekarten der großen Anbieter lassen sich einbinden, das bietet uns die Möglichkeit, Satellitenbilder direkt mit unseren Seekarten abzugleichen. Es gibt sogar ein Plugin, um von Google Luftbilder abzurufen, dieses funktioniert momentan allerdings nur unter Windows und dort auch nicht besonders zuverlässig.

Bei den meisten Blauwasserseglern hat sich ohnehin eine andere Herangehensweise bewährt. Sie laden die Satellitenbilder anderweitig herunter und wandeln sie in ein Format um, das OpenCPN lesen kann.

Dabei hilft das frei verfügbare Programm Sat2Chart (früher GE2Kap), das vom Segler Paul Higgins entwickelt wurde. Allerdings ist der Service begrenzt und nicht mit dem eines professionellen Anbieters zu vergleichen. Trotzdem ist das eine großartige Leistung und Sat2Chart eine wertvolle Hilfe für die Blauwassersegler!

Um Sat2Chart zu nutzen, wird wahlweise mit Google Earth oder SAS Planet ein Luftbild gespeichert. Mittels Sat2Chart kann dieses Luftbild dann in das Dateiformat KAP umgewandelt werden. KAP-Karten sind Rasterkarten, die sich wie normale Seekarten in kompatiblen Plottern wie eben OpenCPN verwenden lassen. So wird das Luftbild von der Software wie eine Seekarte behandelt und es können beispielsweise mit OpenCPN Wegpunkte gesetzt und Routen erstellt werden.

Dazu sei angemerkt, dass es durch Updates und Änderungen bei den gängigen Luftbildanbietern zu Problemen bei der Umwandlung mit Sat2Chart kommen kann. Hierbei hilft es, wenn man am Computer keine zwei linken Hände hat. Auch das Programm selbst braucht Einarbeitung. Dabei hilft die detaillierte Funktions-Anleitung, die bei der Installation des Tools mit in den Sat2Chart-Ordner installiert wird. Weitere gute Informationen werden auch in der Facebook-Gruppe GE2KAP geteilt.

Erwähnen möchte ich auch, dass der Entwickler Paul Higgins sehr hilfsbereit ist und gerne Fragen beantwortet (auf Englisch). Daher sei auch nochmals der Hinweis erlaubt, dass er seine Entwicklungsarbeit kostenfrei bereitstellt. Ich finde, das hat Unterstützung verdient! Ein entsprechender Spendenbutton findet sich auf seiner Website.

Wer sich den Umgang mit Sat2Chart nicht zutraut, hört sich am besten in der Seglergemeinde um. Viele Blauwassersegler teilen ihre erstellten Luftbild-Karten gerne! Gerade zu den kritischen Zielen findet man häufig Karten, entweder im Internet oder auf der Festplatte eines Seglers an den typischen Abfahrtshäfen.

Die Navigation mit Satellitenbildern als Karten in OpenCPN ist für mich die eleganteste Lösung. Neben Navionics auf dem Tablet ist OpenCPN unser wichtigster Plotter an Bord, wenn es um die Routenplanung und Navigation unterwegs geht. Zwischen der Seekarte und dem Luftbild wechseln zu können und so sofort die Ungenauigkeiten erkennen zu können, ist eine große Hilfe, die uns immer sicher zum Ziel geführt hat.

Das kostenfreie Programm OpenCPN ist kompatibel mit Windows, Mac, Rasberry Pi und Linux. Es gibt auch eine Version für Android, die ist allerdings kostenpflichtig und stammt nicht direkt vom Entwicklerteam.

Praxisbeispiel für die Satellitenbild-Navigation

Um die vorstehenden Schritte besser nachvollziehen zu können, zeige ich an dieser Stelle einmal auf, wie die praktische Umwandlung der Karten aus Google Earth heraus bis hin zur Nutzung in OpenCPN funktioniert.

Sat2Chart installieren

Wichtig: Sat2Chart funktioniert am besten mit der vom Entwickler empfohlenen Version von Google Earth. Falls das Programm Google Earth bereits installiert sein sollte, ist es ratsam, es vor der Installation von Sat2Chart wieder zu deinstallieren und nach der Anleitung von Sat2Chart neu zu installieren.

Beim Ausführen der Installation von Sat2Chart wird der Anwender aufgefordert, zusätzlich die Programme 00Rexx, Google Earth (in der Version 7.1.2.2014) und GDAL zu installieren. Ohne diese Programme funktioniert das Tool nicht. Hilfreich ist, den Anweisungen Schritt für Schritt zu folgen. Nach der Installation empfiehlt sich ein Neustart.

Karten-Erstellung mit Google Earth

Um Google Earth für unser Vorhaben optimal nutzen zu können, müssen zunächst einige Voreinstellungen getroffen werden.

In der Sidebar werden alle nicht benötigten Komponenten deaktiviert. Nur die Option „Grenzen und Beschriftungen“ bleibt mittels eines gesetzten Hakens aktiviert.

Um unnötige Komponenten/Einblendungen als Überlagerung auf den Luftbildern zu entfernen, werden unter dem Menüpunkt „Ansicht“ alle Komponenten inklusive der Navigation abgeschaltet. Nur die Statusleiste bleibt an.

Im Menüpunkt „Tools“ wird der Unterpunkt „Optionen“ aufgerufen. Dort ist ein Reiter zu finden, der „3D-Ansicht“ heißt. Hier werden der Höhenlevel auf den kleinsten Wert 0,01 und den Grafikmodus auf DirectX eingestellt.

Im Reiter „Cache“ wird die Größe des Festplatten-Cache auf das Maximum von 2.000 Megabyte (MB) eingestellt.

Im Reiter „Allgemein“ wird die Programmsprache in „English US“ eingestellt (roter Kasten/vorstehender Screenshot), da dies laut dem Entwickler besser für das Konvertierungsprogramm Sat2Chart ist.

Das Menü wird geschlossen und es kann nun die Region aufgerufen werden, von der ein Luftbild zur Umwandlung in eine Karte gespeichert werden soll. Dabei wird auch die Zoom-Stufe festgelegt. Tipp: Es ist hilfreich für unterschiedliche Bereiche, je nach Wichtigkeit verschiedene Zoomstufen zu speichern.

Umwandlung des Luftbildes mit Sat2Chart

Im nächsten Schritt wird die Software Sat2Chart gestartet. Dabei kann es vorkommen, dass Google Earth im Hintergrund runter- und wieder hochfährt. Das ist normal.

Unter „Verzeichnis/Kartenname“ werden in Sat2Chart der Pfad und Name für die neue Karte eingegeben (siehe folgender Screenshot). Im Beispiel habe ich das Atoll Raroia in der Südsee in den Tuamotus (Französisch-Polynesien) genommen. Als Kartentyp wird „Kap“ gewählt und die Tiefeneinheit wird auf „unbekannt“ gestellt.

Etwas weiter rechts gibt es das „Advanced Panel“. Es wird aufgezogen und „Create Chart(s) From“ „Google Earth“ ausgewählt. Zu guter Letzt bitte das „Overlay“-Feld leer lassen.

Sat2Chart hat noch diverse weitere praktische Einstellungsmöglichkeiten, die aber den Rahmen dieses Beitrags sprengen würden. Abschließend kann auf „Karte erstellen“ geklickt werden, um die Karte aus dem Google-Earth-Luftbild zu erzeugen.

Damit wurde die Karte aus dem Luftbild erzeugt. Sie kann nun in OpenCPN geöffnet beziehungsweise eingebunden werden. Dadurch steht sie als georeferenzierte, elektronische Seekarte zur Verfügung.

Hinweis: Dieses Beispiel wurde unter Windows 10 erstellt. Das System lief in einer virtuellen Umgebung (Virtual Box) auf einem Apple Macbook. Die Installation auf anderen Systemen kann andere Einstellungen erfordern.

Fazit

Die Einbindung von Satellitenbildern in die Navigation ist eine sinnvolle Ergänzung zu herkömmlichen Navigationsmaterialien – vor allem in entlegenen Regionen. Satellitenbilder geben uns nicht nur die Möglichkeit, schon einmal einen fotografischen Blick auf unser Törnziel zu werfen, sie tragen vor allem in abgelegenen Gebieten auch einiges zu unserer Sicherheit bei. Immer wieder stellten wir dort fest, dass Riffe, Passeinfahrten in Atolle oder Korallenköpfe selbst in den Karten der großen Anbieter an falschen Orten verzeichnet waren oder sogar fehlten! In solchen Gebieten haben sich Satellitenbilder als Navigationshilfe fest in der Blauwasserszene etabliert. Eine gute und zuverlässige Hilfe, die darüber hinaus auch noch kostenfrei erhältlich ist!