Höhe über dem Meeresspiegel

Höhe über dem Meeresspiegel (auch See- oder Meereshöhe) bezeichnet den lotrechten Abstand eines bestimmten Punktes in Bezug auf ein festgelegtes Meeresniveau. Als Nullniveau dieser geodätischen Höhenangaben wird dabei ein mittlerer Meeresspiegel angegeben, der aus lokalen Messungen von Küstenpegelstationen ermittelt sein kann oder per Definition festgelegt wird. Nach Angabe eines Nullpunktes sind Höhenangaben im Prinzip vom tatsächlichen Meeresspiegel unabhängig. Je nach Land werden meist unterschiedliche Höhendefinitionen verwendet. In Deutschland ist derzeit eine Version des Normalhöhennull die amtliche Bezugshöhe.

Geschichte: Meeresspiegel als Höhenbezug

Datei:Vertical references in Europe.svg

Amtliche Höhensysteme in Europa mit ihren Küstenpegeln

Bezugsflächen können mit Hilfe der Geodäsie genau definiert sein. Je nach Land oder Anwendung werden unterschiedliche Berechnungsmethoden (Höhendefinitionen) und unterschiedliche Bezugshöhen verwendet. Einige Systeme haben nur regionale Bedeutung (z. B. das Helgoland Null<ref>Untersuchungen zur Ermittlung von hydrologischen Bemessungsgrößen mit Verfahren der instationären Extremwertstatistik (PDF; 6,4 MB).</ref>) oder beziehen sich wie das Wiener Null auf von Flusspegeln abgeleitete Höhendefinitionen. Im 18. und 19. Jahrhundert wurde die Verwendung einer festgelegten Höhendefinition meist auf das gesamte jeweilige Staatsgebiet ausgedehnt.

Für Bezugshöhen der Landesvermessungen wurde oft der definierte Mittelwert eines Küstenpegels oder ein Datumspunkt im Landesinneren als Referenz für einen Nullpunkt herangezogen. Von hier aus werden die über das gesamte Land verteilten amtlichen Höhenfestpunkte (HFP) netzartig mit einem Nivellement verbunden und so höhenmäßig bestimmt. Wichtige Beispiele für solche Höhendefinitionen in Europa sind die seit 1684 festgelegte Höhe des Amsterdamer Pegels, der Kronstädter Pegel (Mittelwert der Jahre 1825 bis 1839), die beiden Höhendefinitionen am Molo Sartorio aus den Jahren 1875 und 1900 oder der Pegel Marseille (Mittelwert der Jahre 1884 bis 1896). Mit Festlegung des Nullpunktes des Höhenbezugssystems wurde die Höhenangabe von Wasserspiegelschwankungen des ursprünglichen Pegels unabhängig. An die Abhängigkeit von einem Wasserstand erinnert nur noch das Wort Pegel im Namen. Beispiele für Referenzpunkte im Landesinneren sind der ehemalige deutsche Normalhöhenpunkt 1879 in Berlin oder der (an einem Felsen im Hafen von Genf) in der Schweiz.

Es wird versucht, Höhendefinitionen international zu vereinheitlichen, in Europa beispielsweise im Europäischen Höhenreferenzsystem und dem (UELN). Seit 2015 befindet sich das International Height Reference System (IHRS) als weltweit gültiges Höhen-Bezugssystem im Aufbau.<ref>Ihde, J., Sánchez, L., Barzaghi, R. et al.: Definition and Proposed Realization of the International Height Reference System (IHRS). In: Surveys in Geophysics 38, 2017, S. 549–570. doi:10.1007/s10712-017-9409-3.</ref>

Amtliche Höhensysteme ausgewählter Länder

Die Unterschiede Δ (Delta) zwischen den Höhensystemen betragen in der Regel wenige Zentimeter bis einige Dezimeter, können in Extremfällen auch Meter annehmen.<ref name="Liebsch_BKG_2009">Gunter Liebsch: Was bedeutet Normal Null? (PDF; 9,1 MB) In: giz.wettzell.de. Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG), 2009, abgerufen am 30. Mai 2013 (Bezugspegel und Abweichungen siehe Folie 15). </ref>

Eine Umrechnung zwischen den verschiedenen Systemen mit einem konstanten Wert ist nur sehr ungenau (> 1 dm) möglich, da der Korrekturwert auch von der Lage im Höhennetz und bei abweichender Höhendefinition auch von der Höhe abhängt. Letzteres wirkt sich besonders im Hochgebirge aus.

Land	Bezeichnung	Δ  1) zu DHHN2016<ref name="Relationen">„Differenzen zwischen europäischen Höhenreferenzsystemen“ Webseite Bundesamt für Kartographie und Geodäsie 2020. Abgerufen am 5. November 2020.</ref><ref name="EVRF2007">Europäisches Höhenreferenzsystem. In: bkg.bund.de. Bundesamt für Kartographie und Geodäsie, abgerufen am 25. Januar 2022. </ref>	Höhendefinition	Pegelort	Datumspunkt
Belarus	Baltic 1977	+13 cm	Normalhöhe	Kronstadt<ref name="Baltic 77">„EPSG code 5705“ EPSG Geodetic Parameter Dataset 2020, managed by IOGP’s Geomatics Committee, abgerufen am 5. November 2020.</ref>	Lomonossow (zu St. Petersburg), aus gemeinsamer Auswertung der Höhennetze Osteuropas 1977
Belgien (DNG/TAW)<ref name="JoGS">Axel Rülke: Unification of European height system realizations. In: Journal of Geodetic Science 2012, Bd. 2, Heft 4, S. 343–354. ISSN 2081-9943 doi:10.2478/v10156-011-0048-1.</ref> (TAW: Tweede Algemene Waterpassing mit Nullpunkt Niedrigwasser im Hafen Ostende; seit 1968 DNG: Deuxième Nivellement Général)	(Meter über Pegel Ostende)	−233 cm	nivellierte Höhe ohne Berücksichtigung des Erdschwerefeldes,<ref name="CRS">„Informationsseite über europäische Koordinatenreferenzsysteme CRS-EU“ Webseite Bundesamt für Kartographie und Geodäsie 2014. Abgerufen am 5. November 2020.</ref> der Pegel Ostende bezieht sich im Gegensatz zu anderen Pegeln nicht auf den mittleren, sondern auf den niedrigsten Wasserstand<ref>Anne Preger: Die Kleine Anfrage: Ändert sich „Normal Null“, wenn der Meeresspiegel steigt? In: wdr.de. 11. Januar 2017, abgerufen am 27. März 2018. </ref>	Ostende	Ukkel, Festpunkt GIKMN mit 100,174 m TAW
Bulgarien	BGS2005	−2 cm	Normalhöhen	Amsterdam	58 über Bulgarien verteilte Punkte im EVRF2007<ref name="CRS" />
Dänemark	(Meter über Meeres Oberfläche)	−1 cm	orthometrische Höhe<ref name="JoGS" />	10 dänische Pegel<ref name="CRS" />	Dansk Vertikal Reference (DVR90) bezogen auf den Dom zu Aarhus.<ref>DVR90 – Dansk Vertikal Reference 1990 (Memento vom 22. Dezember 2015 im Internet Archive)</ref><ref>Vejledning om højdesystemet (Memento vom 4. März 2016 im Internet Archive)</ref>
Deutschland (Ur-Nivellement)	Meter über Normalnull (NN)	bis zu −59 cm	normal-orthometrische Höhe	Amsterdam	Normalhöhenpunkt 1879 mit 37 m ü. NN. Ab 1912 Normalhöhenpunkt 1912.
Deutschland (DHHN2016)<ref>Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG): Höhenreferenzsysteme in Deutschland.</ref>	Meter über Normalhöhennull (NHN) im DHHN2016	±0 cm	Normalhöhe	Amsterdam	72 über Deutschland verteilte Punkte mit ihrer Höhe im DHHN92
Estland	EH2000<ref name="CRS" />	−1 cm	Normalhöhe	Amsterdam	Punkt bei Põltsamaa
Finnland	N2000	−1 cm	Normalhöhe<ref name="JoGS" />	Amsterdam<ref name="CRS" />	Metsähovi, abgeleitet von gemeinsamer Auswertung der Messungen rund um die Ostsee („Baltischer Ring“) mit Anschluss an Amsterdam
Frankreich (NGF-IGN69) Korsika (NGF-IGN78) Überseegebiete<ref name="IGN-AS">education.ign.fr (Memento vom 26. September 2020 im Internet Archive)</ref>	(m) (Meter über dem Meeresspiegel)	−56 cm	Normalhöhe<ref name="JoGS" />	Marseille Ajaccio	Marseille Ajaccio Verschiedene<ref name="IGN-AS" />
Griechenland	Hellenic Vertical Datum 1985 (HVD85), National Triangulation Network (NTN)		orthometrische Höhe	Piräus<ref name="JoMS2023">Ampatzidis D. et al.: Revisiting the determination of Mount Olympus Height (Greece). In: Journal of Mountain Science. Band 20, Nummer 4, 2023, DOI:10.1007/s11629-022-7866-8</ref>	Piräus
Irland	(m ASL / m a.s.l.)		orthometrische Höhe	Malin Head	Malin Head
Italien (Genua 1942)	(m s.l.m.) (Meter über dem Meeresspiegel)	−30 cm	nivellierte Höhe ohne Berücksichtigung des Erdschwerefeldes<ref>„Report von Italien auf dem EUREF-Symposium in Leipzig 2015“ Website von EUREF (Subkommission der IAG für Europäische Referenzsysteme 2019). Abgerufen am 5. November 2020.</ref>	Genua	Genua
Japan<ref>Shoichi Matsumura, Masaki Murakami, Tetsuro Imakiire: Concept of the New Japanese Geodetic System. In: Bulletin of the Geographical Survey Institute. Vol. 51, März 2004, S. 5–6 (gsi.go.jp [PDF]). </ref>	Tōkyō-wan heikin kaimen () (mittlerer Meeresspiegel [= Mittelwasser] der Bucht von Tokio) (T.P.)		orthometrische Höhe	Chiyoda, Tokio	Nihon suijun genten (), 24,4140 m  2)
Nachfolgestaaten Jugoslawiens: Bosnien-Herzegowina, Montenegro, Serbien	(Übersee Höhe; m/nv, ~Meter über Adria)	−35 cm	normal-orthometrische Höhe	Triest	Triest 1900
Kroatien	Kroatisches Höhenreferenzsystem 1971,5 – HVRS71 (Meter über Adria)	−35 cm	normal-orthometrische Höhe	5 verschiedene Adriapegel (Dubrovnik, Split, Bakar, Rovinj und Koper<ref>Clifford J. Mugnier: Grids&Datums Republic of Croatia, 2012.</ref>)	<ref>Marinko Bosiljevac, Marijan Marjanović: New Official Geodetic Datum of Croatia and CROPOS System as its Implementation. Nr. 15. München 2006, S. 3/15 (fig.net [PDF; abgerufen am 7. April 2018] Beitrag zum XXIII. FIG-Kongress). </ref><ref>Matej Varga, Olga Bjelotomić, Tomislav Bašić: Initial Considerations on Modernization of the Croatian Height Reference System. In: Geodetic Networks, Data Quality Control, Testing and Calibration. Nr. 15. Varaždin 22. Mai 2016, 3. Croatian Height Reference System, S. 223 (geof.unizg.hr [PDF; abgerufen am 7. April 2018] Beitrag zum SIG 2016 – Internationales Symposium für Ingenieurgeodäsie). </ref> Dubrovnik, Split, Bakar, Rovinj, Koper
Lettland	LAS 2000,5	−1 cm	Normalhöhe	Amsterdam	16 Punkte in Lettland mit ihrer Höhe im EVRF2007<ref name="CRS" />
Liechtenstein (LN02)	Meter über Meer (m ü. M.)	−28 cm	nivellierte Höhe ohne Berücksichtigung des Erdschwerefeldes	Marseille	Repère Pierre du Niton
Litauen	LAS07	−1 cm	Normalhöhe	Amsterdam	10 Punkte in Litauen mit ihrer Höhe aus dem EVRF2007<ref name="CRS" />
Nordmazedonien	NTV1	−57 cm	normal-orthometrische Höhe	Triest	Triest 1875<ref name="CRS" />
Luxemburg	NG95	+1 cm	orthometrische Höhe	Amsterdam	Amsterdam
Niederlande (NAP)	(m NAP) (Meter über/unter NAP)	±0 cm	nivellierte Höhe ohne Berücksichtigung des Erdschwerefeldes<ref name="CRS" />	Amsterdam	Amsterdam
Nordirland				Belfast<ref name="Relationen" /><ref name="EVRF2007" />
Norwegen (NN2000)	(moh.) (Meter über dem Meer)	−3 cm	Normalhöhe<ref>Statens kartverk: Nytt høydesystem NN2000.</ref>	Amsterdam<ref>EPSG code 5941 EPSG Geodetic Parameter Dataset 2020, managed by IOGP’s Geomatics Committee, abgerufen am 5. November 2020.</ref>	gemeinsame Auswertungen der Messungen rund um die Ostsee („Baltischer Ring“) mit Anschluss an Amsterdam
Österreich (GHA)	Meter über Adria (m ü. Adria)	−33 cm	normal-orthometrische Höhe	Triest<ref name="CRS" />	Triest 1875 mit Haupthöhenpunkt Hutbigl<ref name="BEV-Höhenreferenzsysteme">https://transformator.bev.gv.at/at.gv.bev.transformator/wiki/lib/exe/fetch.php?media=wiki:hoehenreferenzsysteme_-_2020-05-26_-_final.pdf</ref>
Polen (Kronstadt 1986)	(m n.p.m.)	+16 cm	Normalhöhe<ref name="JoGS" />	Kronstadt	Rathaus in Toruń
Portugal (RNGAP)	(m NMM)	−29 cm	orthometrische Höhe<ref name="JoGS" />	Cascais	Cascais
Rumänien		+3 cm	Normalhöhe<ref name="EUREF2015">Unification of height reference frames in Europe EUREF Tutorial 2. bis 5. Juni 2015 auf der Webseite euref.eu (pdf). Abgerufen am 11. März 2021.</ref>	Constanța	Constanța
Russland (Baltic 1977)	() (Höhe (Meter) über dem Meeresspiegel)	+11 cm	Normalhöhe	Kronstadt<ref name="Baltic 77" />	Lomonossow (zu St. Petersburg)
Schweden (RH2000)	(m ö.h.) (Meter über dem Meer)	−2 cm	Normalhöhe<ref name="JoGS" />	Amsterdam	gemeinsame Auswertung der Messungen rund um die Ostsee („Baltischer Ring“) mit Anschluss an Amsterdam
Schweiz (LN02)<ref>Landesnivellementsnetz LN02 Eintrag auf der Webseite swisstopo.admin.ch. Abgerufen am 11. März 2021.</ref>	Meter über Meer (m ü. M.)	−24 cm	nivellierte Höhe ohne Berücksichtigung des Erdschwerefeldes	Marseille	Repère Pierre du Niton
Slowakei (Bpv1957)	(m n.m.) (Meter über Meer)	+13 cm	Normalhöhe<ref name="JoGS" />	Kronstadt<ref name="Baltic 57">„EPSG code 8357“EPSG Geodetic Parameter Dataset 2020, managed by IOGP’s Geomatics Committee, abgerufen am 5. November 2020.</ref>	Lomonossow (zu St. Petersburg), aus gemeinsamer Auswertung der Höhennetze Osteuropas 1957
Slowenien	SVS2010<ref name="CRS" />	−29 cm	Normalhöhe	Koper	Ruše
Spanien (REDNAP-2008)	(msnm) (Meter über dem Meeresspiegel)	−45 cm	orthometrische Höhe<ref name="JoGS" />	Alicante	Alicante
Tschechien (Bpv1957)	(m n. m.) (Meter über Meer)	+12 cm	Normalhöhe<ref name="JoGS" />	Kronstadt<ref name="Baltic 57" />	Lomonossow (zu St. Petersburg), aus gemeinsamer Auswertung der Höhennetze Osteuropas 1957
Türkei	TUDKA 99	−41 cm	orthometrische Höhe<ref>Simav, M., Türkezer, A., Sezen, E., Kurt, A.I. & Yildiz, H. (2019). Determination of the Transformation Parameter between the Turkish and European Vertical Reference Frames. Harita Dergisi, 161, 1–10.</ref>	Antalya	Antalya
Ukraine	Baltic 1977	+12 cm	Normalhöhe	Kronstadt	Lomonossow (zu St. Petersburg), aus gemeinsamer Auswertung der Höhennetze Osteuropas 1977<ref name="Baltic 77" />
Ungarn (EOMA1980)	(Höhe über dem Meeresspiegel)	+14 cm	Normalhöhe<ref name="JoGS" />	Kronstadt	Nadap
Vereinigtes Königreich (ODN) (England, Wales, Schottland ohne Nordirland oder vorgelagerte Inseln)	(m ASL / m a.s.l.) (Meter über dem Meeresspiegel)	−20 cm	normal-orthometrische Höhe<ref name="CRS" />	Newlyn	Newlyn

 

Beispiel:

Höhenangabe „n“ nach DHHN92 ≈ „n + 230 cm“ nach belgischem System

Höhenangabe „n“ nach belgischem System ≈ „n – 230 cm“ nach DHHN92

 

Ursprünglich 24,0000 m, jedoch nach dem Großen Kantō-Erdbeben 1923 korrigiert. Vom Nationalen Landesvermessungsamt wird dieser Datumspunkt nur für die vier Hauptinseln Hokkaidō, Honshū, Shikoku, Kyūshū und deren zugehörigen Inseln verwendet. Für Sado, Oki, Tsushima, die Izu-, Ogasawara- sowie Ryūkyū-Inseln usw. wird das Mittelwasser einer entsprechenden Küste oder Bucht verwendet. So ist der Datumspunkt für die zu den Izu-Inseln gehörige Insel Miyake das Mittelwasser der Ako-Bucht im Westen der Insel.<ref>. Kokudo Chiriin, archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am 24. Juli 2012; abgerufen am 4. Oktober 2011 (). </ref>

Grenzüberschreitende Bauwerke

Eine besondere Bedeutung haben die unterschiedlichen Höhensysteme bei grenzüberschreitenden Bauwerken, wobei es auch zu Fehlern kommen kann. So wurde beispielsweise 2003 bei der Hochrheinbrücke die errechnete Differenz von 27 cm zwar prinzipiell berücksichtigt, jedoch wurde durch einen Vorzeichenfehler der Unterschied auf 54 cm verdoppelt.<ref name="swissinfo">Meereshöhe ist nicht gleich Meereshöhe. swissinfo, 18. Dezember 2004, archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am 16. Oktober 2013; abgerufen am 15. Oktober 2013. </ref>

Höhenangaben mit GPS

Mit dem (GPS) werden ellipsoidische Höhen über dem Referenzellipsoid des (WGS84) bestimmt. Diese Höhenwerte sind in Deutschland 36 m (in Vorpommern) bis 50 m (im Schwarzwald und in den Alpen) höher als Angaben nach Normalhöhennull. Bei Handempfängern werden die GPS-Höhen meist direkt vom Empfänger über ein Geoidmodell in lokale Höhenwerte umgerechnet. Mit professionellen GPS-Geräten ist eine sehr genaue Höhenbestimmung möglich. Zur Umrechnung von Höhen über WGS84 in den aktuellen deutschen Höhenreferenzrahmen DHHN2016 muss dann das dazugehörige Quasigeoidmodell GCG2016<ref>[1] Webseite Bundesamt für Kartographie und Geodäsie 2020. Abgerufen am 5. November 2020.</ref> verwendet werden.

Höhenangaben in Karten

Datei:Hawaii Island topographic map-en.svg

Topographische Karte mit Höhenschichten

Die Geländehöhe wird in topografischen Karten mittels Höhenpunkten (Koten), Höhenlinien oder farbigen Höhenschichten dargestellt. Bei Höhenangaben von Ortschaften wird oft ein repräsentativer Punkt im Zentrum gewählt. Das ist meist der Marktplatz, ein Punkt am Rathaus, dem Bahnhof oder an der Kirche. Bei Gewässern wird die Höhe des mittleren Wasserstandes angegeben. Höhenpunkte finden sich meist an markanten, wiederauffindbaren Punkten wie z. B. Wegekreuzungen oder -knicken, trigonometrischen Punkten oder Gipfelkreuzen. Die höchsten oder tiefsten Punkte des Geländes sind jedoch nicht immer dargestellt, zum Beispiel, wenn ein trigonometrischer Punkt oder ein Gipfelkreuz nicht an der höchsten Stelle stehen. Das Höhensystem, auf das sich die Höhen der Karte beziehen, sollte am Kartenrand angegeben sein.

Höhenangaben in der Seefahrt

In der Seefahrt und in Seekarten benutzt man das sogenannte Seekartennull (SKN) (auch Kartennull). In Tidengewässern bezieht sich das SKN auf Lowest Astronomical Tide (LAT). In tidenfreien Gewässern bezieht sich das SKN auf Mittleren Wasserstand (MW).

Höhen im Meer werden, auf SKN bezogen, als Wassertiefe angegeben (negative Höhe, seewärts der Linie des Seekartennulls). Höhen an der Küste, also im Watt vom Seekartennull bis zur Küstenlinie, werden ebenfalls auf das Seekartennull bezogen (positive Höhe). Höhen landwärts der Küstenlinie hingegen beziehen sich meist auf die jeweilige Bezugshöhe, in Deutschland auf "Höhen über Normalhöhen-Null (NHN) im DHHN2016".

Höhenangaben in der Luftfahrt

In der Luftfahrt findet die Höhe über dem Meeresspiegel unter der englischsprachigen Bezeichnung ((A)MSL) unter anderem zur Angabe von Flughöhen und Hindernishöhen Anwendung. MSL ist dabei über das EGM-96-Geoid definiert, das auch in WGS 84 verwendet wird. In Gebieten, wo EGM-96 nicht die benötigte Genauigkeit erreicht, können abweichend regionale, nationale oder lokale Geoid-Modelle verwendet werden. Diese werden dann im entsprechenden Luftfahrthandbuch bekanntgegeben.<ref>International Civil Aviation Organization: Aeronautical Information Services (Annex 15 to the Convention on International Civil Aviation), Abschnitt 3.7.2: Vertical reference system, 13. Edition, Juli 2010, S. 3–7 und 3–8.</ref>

Literatur

• Herbert Heyde: Die Höhennullpunkte der amtlichen Kartenwerke europäischer Staaten und ihre Lage zu Normal-Null. Hrsg.: Manfred Spata (= Schriftenreihe des Förderkreises Vermessungstechnisches Museum e. V. Band 28). Förderkreis Vermessungstechnisches Museum, Dortmund 1999, ISBN 3-00-004699-2 (Erstausgabe: Berlin 1923, Dissertation, erstveröffentlicht in: Zeitschrift der Gesellschaft für Erdkunde. 1928. Neu herausgegeben und mit einem Nachwort versehen durch Manfred Spata). 

Weblinks

• Literatur von und über Höhe über dem Meeresspiegel im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
• Erklärung von Höhenreferenzsystemen (BKG)
• Beschreibungen und Transformationsparameter europäischer Höhenbezugssysteme. BKG
• Umrechnung zwischen WGS84 Referenz-Ellipsoid und EGM96 Geoid
• Kartenbezugssysteme
• Ein Meeresspiegel für alle – Das Schwerefeld der Erde als Basis des Internationalen-Höhen-Referenz-Systems Pressemitteilung der Technischen Universität München zum Internationalen Höhen-Referenz-System, IHRS; abgerufen am 6. April 2021
• Andreas Pfeufer: Fehlerquelle Höhensystem. (PDF) In: DEGA Galabau. Februar 2010, S. 18, abgerufen am 27. März 2018. 

Einzelnachweise

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