Die optimale GPS-Datei für Weitwanderungen.

Dieser Artikel beschäftigt sich mit dem Aufbau und dem Inhalt von GPS-Dateien.

Heutzutage findet man für viele Wanderungen einen Track im Internet, aufgezeichnet von enthusiastischen Wanderern, als Beigabe zu Wanderführern, von den Wanderweg-Initiatoren oder Tourismus-Organisationen. Auf dem Display einer Wander-App erscheint eine durchgehende Linie, der man folgen kann, und die meisten Menschen sind damit zufrieden.

Um eine Langstreckenwanderung zu planen, reicht das nicht aus. Üblicherweise muß man die Tour modifizieren, weil Übernachtungen an Etappenenden nicht verfügbar sind, die Etappenlängen nicht zur eigenen Leistungsfähigkeit passen oder besondere Sehenswürdigkeiten einbezogen werden sollen. Dann ist es von Vorteil, einen Track zu haben, mit dem sich das leicht bewerkstelligen läßt. Man sieht dem Strich auf der Karte der Navi-App nicht an, wie die Daten im Track organisiert sind und ob sie vollständig sind. Das erlebt man erst beim Import des Tracks in eine Routenplanung.

Während die von Amateuren aufgezeichneten Tracks meist ganz brauchbar sind, strotzen die von den Profis, besonders den Wanderbuchverlagen, vor Fehlern und Kuriositäten. Das ist erklärbar. Der Amateur zeichnet die gesamte Route bei der Begehung auf. Alle Wegpunkte werden automatisch in der richtigen Reihenfolge erzeugt und abgespeichert. Dagegen gehen die Profis viele Etappen mehrmals in beiden Richtungen zu unterschiedlichen Zeiten und basteln sich den fertigen Track häufig auf ihrem Garmin-Gerät zusammen. Wenn dort eine durchgehende Linie erscheint, ist für sie alles in Ordnung. Sie bekommen die zugrundeliegenden Daten nie zu Gesicht und in den Verlagen gibt es zwar Lektoren für den Text des Wanderführers, aber keine GPS-Experten. Weil die Verlage häufig noch die Verbreitung ihrer Machwerke verbieten, darf ich die von mir für meine Wanderung korrigierten Dateien leider nicht veröffentlichen.

Noch schlimmer als die Dateien der Wanderbuchverlage sind nur die auf Knopfdruck aus Geographischen Informationssystemen ausgegebenen Tracks, weil es den Benutzern meist an Zeit und Expertise mangelt, die Ausgabe vor dem Drücken des Knopfes ordentlich zu konfigurieren. Im Ergebnis werden die vielen Attribute, die ein GIS bietet, einfach in den Track gekippt.

Meine Anforderungen an eine GPS-Datei

Die Daten sollen in einer .gpx-Datei vorliegen.

GPX (GPS eXchange Format) hat sich in Apps und GPS-Geräten durchgesetzt. Das andere erwähnenswerte Format, KML (Keyhole Markup Language), ist von Google dafür entwickelt worden, um geographische Daten als Overlay in Google Maps einzubetten. Weil es vom Schwergewicht Google stammt, hat es überlebt, wird aber nur dafür genutzt. KMZ ist zip-gepacktes KML.

GPX und KML sind beides prinzipiell menschenlesbare Formate, in denen Daten in XML-Tags nach dem Schema <x> … </x> eingekapselt sind. Man kann sie in einem Editor öffnen und sieht so leicht, was alles in der Datei vorhanden ist. Wenn man vor Pseudo-Informationen die Positionen und Höhen nicht findet, besteht Handlungsbedarf!

Viele Online-Dienste bieten an, die beiden Formate ineinander umzuwandeln. Sie müssen sich irgendwie finanzieren und man kann sich nie sicher sein, ob sie dafür die Daten behalten. Sie sind also keine Option für mit Büchern gekaufte Tracks. Es gibt einen Offline-Konverter aus dem Jahr 2005 von Derek Rosen, der lokal eine Datei von .kml nach .gpx konvertieren kann. Es muß jeder selbst entscheiden, ob er so eine Datei auf seinem PC ausführt. Ich habe es getan und es hat funktioniert.
Sie sollen die zu gehende Strecke als Track enthalten, nicht als Route oder Wegpunkte.

Eine GPX-Datei kann beliebig viele Tracks, Routen und Wegpunkte enthalten. Tracks wiederum können aus beliebig vielen Segmenten bestehen.

Ein Track beinhaltet eine dichte Abfolge von Koordinaten, die entlang eines Pfades aufgereiht sind. Das mobile Gerät muß diesen Pfad nur noch auf der Karte anzeigen, aber nichts mehr berechnen.

In einer Route sind nur Eckpunkte abgelegt, anhand derer das mobile Gerät mit den Weg-Informationen in der Karte (oder exakter den vorhandenen Knoten in einer Routing-Datenbank) einen Pfad berechnet. Bei verschiedenen Versionen der Routing-Datenbank kann sich das Ergebnis unterscheiden. Ab und zu gibt es den Fehler, daß Wege in der Karte verbunden aussehen, es aber in der Datenbank nicht sind. Um solche Stellen wird dann eine Umgehung berechnet, die völlig unsinnig erscheint. Wenn das zur Planung am PC verwendete Programm und die mobile App unterschiedliche Routing-Datenbanken verwenden, kann man von so was unterwegs überrascht werden. Ein Track sieht dagegen auf allen Geräten gleich aus und man kann ihn schon vorher auf Seltsamkeiten untersuchen. Routen haben auch Vorteile. Wenn die zugrunde liegende Datenbank aktuell gehalten wird, kann man auf Wegsperrungen oder -verlagerungen reagieren. Für Straßen-Navigation ist das gängig, Wanderwege werden in Open Street Map eher selten korrekt aktualisiert.

Wegpunkte bezeichnen besondere Landschaftsmerkmale, wie Quellen, Schlafplätze, Pässe, Gipfel oder Punkte des Tracks wie Abzweigungen oder Etappen-start und -ende. Bei Letzteren ist es wichtig, entweder nur die Startpunkte oder die Endpunkte zum Wegpunkt zu machen, sonst liegen immer zwei Beschriftungen unlesbar übereinander!

Routen lassen sich in QMapShack in Tracks verwandeln, wenn eine Routen-Datenbank des entsprechenden Gebietes geladen ist. Die Datenbank erzeugt man aus einer .pbf-Datei innerhalb des Programms. Die .pbf-Dateien für einzelne Länder oder Regionen bekommt man wiederum bei geofabrik.de. Auch aus Wegpunkten lassen sich zuerst Routen und dann Tracks machen.
Die komplette Strecke sollte durchgehend im ersten Tracksegment des ersten Tracks enthalten sein.

Der durchgehende Track erlaubt die Berechnung von Länge und Höhenmetern der gesamten Tour. Es läßt sich ein Höhenprofil der gesamten Strecke erzeugen, um sich mental auf die kommenden Tage vorzubereiten. Während der Wanderung kann ich den schon bewältigten Kilometerstand ablesen. Oruxmaps setzt dafür automatisch generierte Marker in die Karte.

Der Gesamtkilometerstand ist auch für andere Aktionen sinnvoll: Ich kann die Tour für andere Etappenlängen umplanen, indem ich aller x Kilometer eine Übernachtung in der Karte suche. In Wanderführern werden Zeltplätze meist nicht als Etappenziele angeboten, weil zu wenige Wanderer ein Zelt mitschleppen. Ich dagegen ziehe sie vollen Massenunterkünften meistens vor, und plane so, daß ich sie am Abend erreiche.

Die Dateien von Wanderbuchverlagen bieten meist nur einen Track pro Etappe an. Wenn ich nicht am Etappenende Schluß machen will, muß ich den Track wechseln. Ich finde es besser, die Etappen in einem durchgehenden Track durch Wegpunkte zu markieren. Auch in der Karte sieht es besser aus, wenn nur die Startpunkte der jeweiligen Etappen als Wegpunkte zu sehen sind, als wenn sich Start und Ende von Etappen überdecken.

Daß der durchgehende Track das erste Tracksegment in der Datei sein soll, liegt daran, daß Apps das erste Segment nach Laden der Datei automatisch anzeigen. Das soll dann nicht eine unbedeutende Abkürzung sein. Weg-Alternativen können als eigene Tracks nach dem Komplett-Track in richtiger Reihenfolge angeordnet in die gleiche Datei geschrieben werden.

Wenn Verlage unbedingt etappengroße Tracks nutzen wollen, sollten sie sie wenigstens in der richtigen Reihenfolge sortiert in eine GPX-Datei packen, damit ich weniger Aufwand mit dem zusammenfügen habe.

Tracks und Tracksegmente lassen sich in QMapShack verbinden. Dort sieht man im Vorschaufenster, wie das Ergebnis aussehen wird, und kann die Tracks in die richtige Reihenfolge ziehen.

Für kleinere Arbeiten an Tracks, bei denen man das mächtige Werkzeug QMapShack nicht anwerfen will, eignet sich auch der GPX-Editor. Er kann Tracks aus verschiedenen oder einer Datei verbinden, die Gehrichtung von Tracksegmenten ändern, und Tracks oder Wegpunkte auf einer Karte ausschneiden, z. B. wenn ich aus der riesigen GPX-Datei der Schutzhüttenkarte nur die Hütten eines bestimmten Gebiets haben will.

Tracksegmente, die in der richtigen Reihenfolge in der Datei vorliegen, verbinde ich einfach im Texteditor, indem ich nach

</trkseg>
<trkseg>

suche und diese Stellen lösche. Dabei sehe ich mir die Koordinaten ober- und unterhalb an, ob sie nah genug beieinanderliegen.
Alle Tracksegmente sollen stetig verlaufen ohne größere Lücken oder Ausreißer.

Ausreißer (einzelne Punkte liegen weitab vom Track) kann man einfach löschen. Zur Not mit einem Texteditor oder komfortabler mit dem GPX-Editor.

Lücken in unwegsamem Gelände schließe ich vor der Wanderung durch Import des Tracks in QMapShack und Erzeugen eines verbindenden Tracks. Die einfachste Variante ist das Setzen von Punkten einer Route, mit denen das Programm einen Weg von Start zu Ziel findet. Diese Route kann das Programm dann in einen Track umwandeln, den ich in den originalen Track einfüge.

Scheitert die Routenerstellung, weil es in der Routen-Datenbank keine durchgehende Verbindung gibt, versuche ich den Track anhand von Satellitenaufnahmen Punkt für Punkt zu erstellen. Dazu läßt sich in QMapShack zwischen den Ansichten von Google und Bing umschalten. Mit Glück erkennt man in beiden einen Weg. Es ist aber möglich, daß es einfach keinen Weg gibt, weil eine Steilwand zwischen Start und Ziel liegt. Noch fieser sind Zäune, die man in Satellitenaufnahmen höchstens anhand der Schatten erkennen kann. Bei solcherart erstellten Tracks kann man sich auch gleich Alternativen überlegen, falls das vor Ort doch anders aussieht.
In allen Tracksegmenten sollen die Punkte in meiner Gehrichtung angeordnet sein.

Sind sie verkehrtherum angeordnet, wird das Höhenprofil falsch erzeugt und die Kilometerangaben stimmen nicht.

Wenn sie alle in Gegenrichtung angeordnet sind, ist das auch kein Problem. Dann kann ich sie alle nacheinander mit dem GPX-Editor umdrehen. Umständlicher ist es, wenn ich erst im GPX-Editor herausfinden muß, wie rum die Segmente orientiert sind (Segment anklicken, den Cursor in den Höhendaten hin- und herbewegen und beobachten, wohin sich der Punkt in der Karte bewegt).
Jeder Trackpunkt muß die Höhe enthalten. Auch die Höhe sollte stetig verlaufen und keine Null-Werte haben.

Ohne korrekte Höhenwerte läßt sich kein schönes Höhenprofil erzeugen. Fehlt auch nur ein Höhenwert, meckern manche Programme das nach dem Laden des Tracks an.

Einen einzelnen fehlenden Höhenwert kann ich im GPX-Editor in der Punktliste einfach interpolieren. Fehlen viele Höhenwerte, erzeuge ich alle Höhenangaben in QMapShack neu. Grundlage ist dann die weltweite Höhendatenbank. Für einzelne Länder, wie z. B. Österreich sind auch genauere Daten kostenlos verfügbar.
Besondere Landschaftsmerkmale in der Umgebung des Tracks sollten als Wegpunkte vorliegen, ebenfalls mit Höhe.

Die wichtigste Information für Langstreckenwanderer wird in elektronischen Karten häufig mit dem kleinsten Symbol dargestellt. Wasser-Quellen erscheinen manchmal nur als winziger blauer Punkt. Zudem nur in einigen Zoom-Stufen und auch nicht immer.

Damit ich meine Wasser-Kapazitäten planen kann, gehe ich auf der Karte den kompletten Weg ab und übertrage die Quellen in Wegpunkte. So bleiben sie in jeder Vergrößerung der Karte sichtbar.

Genau so verfahre ich mit anderen Informationen, die sichtbar bleiben sollen, wenn ich mir die Route im Überblick ansehe, weil ich mehrere Tage vorausplanen will: Lebensmittelläden (mit Öffnungszeiten), Outdoorläden, Schutzhütten, Zeltplätze, Bushaltestellen für Transfers, lohnende Abstecher auf Gipfel, etc..
Das Aufnahmedatum, biometrische Daten wie Schrittfrequenz, Puls, etc. oder Daten aus einem Geographischen Informations System gehören nicht in eine veröffentlichte Datei!

Die letzte Spezifikation des GPX-Formats ist die Version 1.1 von 2004. Als langlebiger Standard sollte GPX auf neue Anforderungen erweiterbar sein. Deswegen ist es möglich, mit Extensions neue Informationen hinzuzufügen. Das wurde von verschiedenen Seiten ausgiebig genutzt. Leider ist bisher nichts für die Allgemeinheit Sinnvolles dabei herausgekommen. Wozu auch, die Anzahl der Raumdimensionen hat sich seit 2004 nicht erhöht. Erweiterungen sind deshalb nur mit den Geräten nutzbar, mit denen sie in die Dateien geschrieben wurden. In einer für die Allgemeinheit veröffentlichten Datei haben sie nichts zu suchen.

Die krassesten Auswüchse habe ich bisher bei den Tracks von visitazores.com gesehen, wo an jedem Wegpunkt ein Web-Formular von 3 kB Länge hängt. Aber auch von Garmin-Geräten exportierte Tracks strotzen vor Informationen, wie der aktuellen Außentemperatur, die niemand braucht.

Zeitstempel sind für den, der die Strecke nachwandert, ohne Bedeutung. Weg damit!

Icons für Wegpunkte sind nützlich für einen schnellen Überblick auf der Karte. Wenn aber alle Wegpunkte, egal ob Quelle oder Bushaltestelle, dasselbe Symbol tragen, kann ich darauf auch verzichten.

Häufig sind an jeden Punkt Datenfelder angehängt, die keinen Inhalt haben. Sie blasen die Datei nur künstlich auf.

Seht Euch die Export-Funktionen des verwendeten Programms genau an und überlegt Euch, ob alles für die Allgemeinheit wirklich wichtig ist!

Kontrolliert die fertige .gpx-Datei in einem Texteditor!
Die Datei sollte nicht nur prinzipiell, sondern tatsächlich menschenlesbar sein.

Besser lesbar wird sie, wenn man alles Überflüssige entfernt und das Verbleibende passend formatiert.

Garmin-Geräte geben Länge, Breite und Höhe mit 14 Nachkommastellen aus. Das bedeutet 1 Nanometer Genauigkeit in Länge und Breite und 10 Femtometer (etwa 6 Protonen-Durchmesser) in der Höhe. Von mir aus können sie ja intern mit dieser Genauigkeit rechnen, aber ausgeben sollen sie gefälligst sinnvoll gerundete Werte! Das sind 5 Nachkommastellen für die Koordinaten (das ergibt am Äquator etwa 1 Meter) und 1 Meter Genauigkeit für die Höhe.

Es geht mir nicht darum, die Datei möglichst klein zu bekommen. Wichtiger ist, die Lesbarkeit für Menschen wieder herzustellen, so daß sich jeder mit einem Texteditor davon überzeugen kann, daß alle Höhendaten vorhanden sind und nichts Persönliches in der Datei gespeichert ist.

Ich nutze zum Entmüllen beliebiger Tracks ein selbst geschriebenes Perl-Script GPXstrippen.pl. Eine ausführliche Beschreibung findet Ihr hier und im Quelltext des Scripts.

Aus so einem Track (mit zwei Temperaturangaben, Zeitstempel und supergenauen Koordinaten):

<trk>
  <name>Bopfingen-Unterkochen</name>
  <extensions>
   <gpxx:TrackExtension>
    <gpxx:DisplayColor>Magenta</gpxx:DisplayColor>
   </gpxx:TrackExtension>
  </extensions>
  <trkseg>
   <trkpt lat="48.855567583814263" lon="10.351778659969568">
    <ele>486.79998779296875</ele>
    <time>2019-09-22T07:29:27Z</time>
    <extensions>
     <gpxtpx:TrackPointExtension>
      <gpxtpx:atemp>9</gpxtpx:atemp>
     </gpxtpx:TrackPointExtension>
     <gpxx:TrackPointExtension>
      <gpxx:Temperature>9</gpxx:Temperature>
     </gpxx:TrackPointExtension>
    </extensions>
   </trkpt>
   <trkpt lat="48.855922222137451" lon="10.349222598597407">
    <ele>483.79998779296875</ele>
    <time>2019-09-22T07:30:41Z</time>
    <extensions>
     <gpxtpx:TrackPointExtension>
      <gpxtpx:atemp>10</gpxtpx:atemp>
     </gpxtpx:TrackPointExtension>
     <gpxx:TrackPointExtension>
      <gpxx:Temperature>10</gpxx:Temperature>
     </gpxx:TrackPointExtension>
    </extensions>
   </trkpt>
      ⋮

macht das Script so was:

<trk>
  <name>Bopfingen-Unterkochen</name>
  <trkseg>
   <trkpt lat="48.855567" lon="10.351778"> <ele>486.7</ele></trkpt>
   <trkpt lat="48.855922" lon="10.349222"> <ele>483.7</ele></trkpt>
      ⋮

Diese Datei kann man schnell nach unten scrollen und sieht sofort, wenn Höhen fehlen.

Genauso die Wegpunkte. Aus dem:

<wpt lat="48.087110426276922" lon="8.758045267313719">
  <ele>960.12</ele>
  <time>2020-11-10T19:44:46Z</time>
  <name>Abzweig Dreifaltigkeitsberg</name>
  <sym>Flag, Red</sym>
  <type>user</type>
  <extensions>
   <gpxx:WaypointExtension>
    <gpxx:DisplayMode>SymbolAndName</gpxx:DisplayMode>
   </gpxx:WaypointExtension>
   <wptx1:WaypointExtension>
    <wptx1:DisplayMode>SymbolAndName</wptx1:DisplayMode>
   </wptx1:WaypointExtension>
   <ctx:CreationTimeExtension>
    <ctx:CreationTime>2020-11-10T19:44:46Z</ctx:CreationTime>
   </ctx:CreationTimeExtension>
  </extensions>
</wpt>

wird das:

<wpt lat="48.087110" lon="8.758045">
  <ele>960.1</ele>
  <name>Abzweig Dreifaltigkeitsberg</name>
  <sym>Flag, Red</sym>
</wpt>

Das Symbol "Flag, Red" habe ich in diesem Fall nicht gelöscht, weil verschiedene Symbole in der Datei zum Einsatz kamen. Das Beispiel ist aus dem GPS-Track, den es zum Wanderführer "Albsteig (HW1) / Albsüdrandweg (HW2), 2. Ausgabe, Conrad Stein Verlag" herunterzuladen gab.