Festpunkt (Geodäsie)

Geodätischer Festpunkt

Als Festpunkt (bisweilen auch Fixpunkt) wird in der Geodäsie ein stabiler Vermessungspunkt bezeichnet, der die beiden folgenden Bedingungen erfüllt:

• Der Punkt ist aus einer vorangehenden Vermessung koordinatenmäßig bekannt (nach Lage und/oder Höhe)
• Der Punkt ist in der Natur dauerhaft vermarkt (stabilisiert).

Je nach dem, welche Koordinaten des Punktes angegeben sind, spricht man von einem Lagefestpunkt, einem Höhenfestpunkt oder einer Kombination aus beiden. Auch wichtige, besonders stabile Punkte der Schweremessung werden als Festpunkte bezeichnet (siehe Schweregrundnetz).

Bestimmung der Lagekoordinaten bzw. der Höhe

Die Bestimmung der Lagekoordinaten (meist im System Gauß-Krüger oder UTM) muss durch eine exakte Vermessung erfolgt sein - nicht etwa grafisch, wie es zeitweise bis ins 19. Jahrhundert üblich war. Die geodätischen Standardmethoden hierfür sind Netzmessungen, Positionsbestimmungen mit GPS (künftig auch Galileo), terrestrische Polygonzüge und für lokale Ergänzungen die Einzelpunktbestimmung. Größere Operate werden durch Ausgleichsrechnung bearbeitet und erlauben eine verlässliche Angabe über die erreichte Genauigkeit. Höhenfestpunkte werden meist durch ein netz- oder linienartiges Nivellement bestimmt, das in ein weitmaschiges Basisnetz des Präzisionsnivellements "eingehängt" wird.

Die Genauigkeit moderner Festpunkte liegt im Zentimeter-Bereich, für speziellen Netze (Monitoring, Großbaustellen etc.) und für Höhenfestpunkte beim Millimeter. Diese Richtwerte gelten für die Nachbarschaftsgenauigkeit, d. h. zwischen mehreren Punkten im Umkreis einiger Kilometer bis Zehnerkilometer.

Über größere Distanzen bewirkt die statistisch unvermeidliche Fehlerfortpflanzung, dass die Genauigkeit etwas absinkt. Für die klassische Triangulation zweiter und erster Ordnung (Netzmaschen von etwa 20 bis 60 km) beträgt sie einige Zentimeter, landesweit (über hunderte Kilometer) etwa 5 bis 10 cm. Hier ist jedoch ein Grundlagennetz modernen Zuschnitts ("State of the art") von dem für Kataster und Allgemeinheit benützten "Gebrauchsnetz" zu unterscheiden, das aus historischen Gründen ungenauer und uneinheitlich sein kann. Man hat dessen Koordinaten im Regelfall beibehalten, um nicht Millionen Grenzpunkte ändern zu müssen, da deren lokale Genauigkeit für die Praxis ausreicht.

Die Koordinaten und/oder Höhen der Punkte werden für die spätere Verwendung in weiteren Vermessungsarbeiten in einer Festpunktdatei gespeichert.

Vermarkung / Stabilisierung

Die Vermarkung (Stabilisierung) der Festpunkte erfolgt auf sehr unterschiedliche Art, die von der Bodenbeschaffenheit, der erforderlichen Dauerhaftigkeit und von Rechtsfragen abhängt. Häufige Methoden der Stabilisierung sind:

• Holzpflock (meist 4x2 cm², 50 cm lang) mit Nagel, vor allem im Bereich von Baustellen verwendet
• Stahlrohr mit 8 - 50 cm Länge, 16 oder 22 mm Durchmesser, meist mit roter Kunststoffkappe
• Metallmarke (Metallplatte mit Schaft, 20 - 40 cm lang)
• Kunststoffmarke (Kunststoffplatte mit Schaft, 30 - 60 cm lang)
• Naturstein, vor allem für Grenzpunkte
• Behauener Stein (am besten Granit oder Kunststein (12 x 12 x 50 cm³ oder 20 x 20 x 60 cm³) mit eingemeißeltem Kreuz
• "Asphaltnagel" (großer Nagel oder Bolzen mit Schaftdurchmesser von ca. 0,5 cm, Kopfdurchmesser 1 - 2,5 cm, 5 - 15 cm lang)
• "Kreuz im Fels" (Eingemeißeltes Kreuz in natürlichem Fels)
• "Möhren" (Kunststoff- oder Tonkegel) für eine unterirdische Vermarkung, z. B. zur Sicherung einer oberirdischen Marke
• Turm- oder Höhenbolzen für Höhenfestpunkte (z. B. geriffelter Messingbolzen mit 15 cm Länge und 3 cm Durchmesser, in Kirchturm oder Hauswand eingemauert).

Bei Festpunkten der amtlichen Landesvermessung den Trigonometrischen Punkten, ist der Aufwand zur Stabilisierung höher, um eine Beschädigung oder Entfernung des Punktes und eine notwendige Neuvermessung zu vermeiden:

• Mehrere Stabilisierungen werden millimetergenau zentrisch übereinander in den Boden eingebracht - z. B. ein Stahlrohr, darüber eine Klinkerplatte und zuoberst ein Kunststein
• Zusätzlich zum eigentlichen Punkt werden im Abstand von einigen Metern bis Zehnermetern "Sicherungspunkte" vermarkt, die ebenfalls koordinatenmäßig bestimmt werden. Im Falle des Verlusts eines Punktes können diese als Ersatz bzw. zur Wiederherstellung des verlorenen Punktes verwendet werden.

Dokumentation

Fast jeder im Boden vermarkte Festpunkte wird nach einiger Zeit überwachsen oder von Erde bzw. Sediment überdeckt. Um die genau und kostenintensiv erstellten Festpunkte auch nach längerer Nichtverwendung wieder aufzufinden, werden Dokumentationen über sie angefertigt:

• Punktbeschreibung oder Punkttopografie: Skizze der unmittelbaren Umgebung des Punktes. Sie enthält markante Elemente, die aller Voraussicht nach in nächster Zeit unverändert bleiben, vor allem Gebäude, größere Bäume und Straßenränder. Zu einigen dieser Elemente werden Spannmaße gemessen, um den Punkt auch einige Zentimeter unter der Erde oder Grasnarbe finden zu können (beim Straßenbau oder durch Winterstreuung können Festpunkte bis 20 cm in die Tiefe "geraten"). Diese Punktbeschreibungen werden (auf Papier oder in digitaler Form) in einer Festpunktkartei verwaltet.
• Festpunktübersicht: Über die Festpunkte eines einige km² großen Gebietes wird eine Übersichtskarte erstellt, in der die Punkte möglichst genau (± 0,3 mm) durch kleine Kreise markiert sind. Je nach Größe des Gebiets und Flächendichte der Punkte hat die Punktübersicht Maßstäbe zwischen 1:5.000 und 1:50.000.

Siehe auch