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2025-12-06T09:45:55Z

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Die '''Bowie-Methode''' ist ein Verfahren der [[Landesvermessung]] zur Berechnung eines sehr großen [[Vermessungsnetz]]es, dessen Bearbeitung in regionalen (knoten- und linienförmigen) Teilen erfolgt, die anschließend zum Ganzen zusammengefügt werden. Die Zielrichtung ist, auch [[Operat]]e bearbeiten zu können, die die vorhandene Rechenkapazität wesentlich übersteigen.

Die Methode wurde 1924 vom amerikanischen [[Geodät]]en [[William Bowie (Geodät)|William Bowie]] für den U.S. Coast and Geodetic Survey ([[National Geodetic Survey|USCGS]]) entwickelt. Das Näherungsverfahren beruht auf einem Grundgedanken von [[Friedrich Robert Helmert]], nach dem man mit nur wenig Genauigkeitsverlust einzelne Dreiecksketten einer großflächigen [[Triangulation (Geodäsie)|Triangulation]] durch einzelne [[Geodäte|Geodätische Linien]] ersetzen kann. Dieses Prinzip funktioniert sowohl bei [[Flächennetz]]en als auch bei gitterförmigen [[Rahmennetz|Rahmen-]] oder [[Knotennetz]]en und wurde zur großräumigen Landesvermessung Nordamerikas herangezogen. Dadurch konnte der gesamte Westen der [[USA]] (etwa 2000 × 2000 km) in einem Guss mit weniger als 100 Unbekannten berechnet werden, obwohl es im Original einige Zehntausend Unbekannte enthält und zur damaligen Zeit rechentechnisch unlösbar war.

Jede der Teillinien wird durch die [[geografische Länge]]n- und [[geografische Breite|Breiten]]-Differenz ihrer Endpunkte definiert, und die einzelnen Blöcke werden zuletzt durch eine [[Anfelderung]] (Hauptausgleichung nach vermittelnden Beobachtungen) zusammengefügt. Aus heutiger Sicht enthält das Verfahren zwar einige Schwachpunkte, aber auch grundlegende Gedanken, die durch einige Jahrzehnte in andere Methoden der astro-geodätischen [[Netzausgleichung]] Eingang gefunden haben.

Das Rechenoperat nach Bowie besteht aus einem System von sich schneidenden [[Meridian (Geographie)|Meridianen]] und [[Parallelkreis]]-Ketten. Aus diesen Ketten wird an jeder Kreuzungsstelle ein „[[Knotennetz]]“ (''junction figure'') herausgelöst, das im Idealfall ein [[Viereck]] bildet, von dem strahlenartig 4 „Verbindungsketten“ (''section of an arc'') ausgehen. Jedes Knotennetz soll einen [[Laplacepunkt]] zur präzisen Orientierung und eine maßstabsgebende [[Basislinie (Technik)|Basislinie]] enthalten, die von ihrer [[Höhe über dem Meeresspiegel|Meereshöhe]] auf ein mittleres [[Referenzellipsoid|Erdellipsoid]] reduziert worden ist. Jedes Knotennetz wird einer sofortigen und definitiven [[Ausgleichsrechnung|Ausgleichung]] unterzogen, d. h., es bleibt im später zusammengesetzten Gesamtnetz unverändert.

Nach Berechnung aller Knotennetze (im Falle der US-Westhälfte 26 Teilnetze in Abständen von etwa 500 km) werden die „Verbindungsketten“ (zu deutsch „Traverse“) vorläufig durchgerechnet und ihre [[Näherungskoordinaten]] bestimmt. Zuletzt wird das Gesamtsystem nach der [[Methode der kleinsten Quadrate]] ausgeglichen, d. h. möglichst [[Widerspruchsfreiheit|widerspruchsfrei]], gemacht. In den westlichen USA ergaben die 26 Knoten- und 42 Verbindungsnetze eine relative Genauigkeit zwischen 1:300.000 und 1:1,5 Millionen, d. h. durchschnittlich etwa Metergenauigkeit oder 1 mm pro Kilometer. Dies entsprach dem damaligen ''State of the Art'', jedoch für ein mindestens zehnmal größeres Gebiet als bis dato rechentechnisch möglich war.

In großem Stil wurde die Bowie-Methode – in theoretisch etwas modifizierter Form – unter anderem für das [[Zentraleuropäisches Netz| Zentraleuropäische Netz]] angewendet (deutsche Heeresvermessung um 1940 bzw. Bamberger Institut für [[Erdmessung]] 1945–1947). Hier hätte eine strenge Ausgleichung die gleichzeitige Lösung von 1300 Bedingungen erfordert, die durch die Teilnetze auf jeweils etwa 50 reduziert werden konnten und damit auch ''ohne [[Computer]]'' noch lösbar waren. Die endgültige Netzgüte betrug ±1,3" in den Richtungen der Verbindungsketten und 1: 500.000 insgesamt, also durchschnittlich nur 2 mm pro Kilometer. Dass sie etwas unter jener der USA lag, war durch die uneinheitlichen (und teilweise ungenaueren) Triangulationsnetze in [[Osteuropa]] bedingt.

== Siehe auch ==
* [[Landesvermessung]]
* [[National Geodetic Survey]], [[North American Datum]], [[Geoidbestimmung]]
* [[Internationaler Dienst für Erdrotation und Referenzsysteme]], [[World Geodetic System 1984]], [[Europanetz]], [[Europäisches Datum 1950|ED50]]
* [[Erwin Gigas]], [[John Fillmore Hayford]], [[Karl Ledersteger]], [[Helmut Wolf (Geodät)|Helmut Wolf]]

== Fachliteratur ==
* [[Karl Ledersteger]]: ''Astronomische und Physikalische Geodäsie ([[Erdmessung]])''. [[Handbuch der Vermessungskunde|JEK]] Band V, Kap.20f und 27f, J.B.Metzler-Verlag, Stuttgart 1968.
* [[Bernhard Heck]]: ''Rechenverfahren und Auswertemodelle der Landesvermessung''. Wichmann-Verlag, Karlsruhe 1987, ISBN 3-87907-173-X
* [https://www.lgn.niedersachsen.de/master/C8488027_N8076467_L20_D0_I7746208.html Geodätische Grundlagennetze (Niedersachsen)]

[[Kategorie:Ausgleichsrechnung]]
[[Kategorie:Erdmessung]]

Bowie-Methode - Versionsgeschichte

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