OpenSeaMap-dev:De:Depth meta data
Zur Korrektur der Rohdaten werden Meta-Daten über das Schiff und die Messgeräte erfasst. Ein Web-Formular hilft dem Skipper dabei und schickt die Metadaten zusammen mit den Rohdaten an die Datenbank. Die Rohdaten werden dann so korrigiert, dass daraus Tiefenlinien abgeleitet werden können.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Menü im Frontend
- 2 Workflow
- 3 Projekt-Plan
- 4 Web-Formular
- 5 Meta-Daten
- 5.1 Tabelle
- 5.2 Logger
- 5.3 Zeitbezug des Loggers
- 5.4 Abstand GPS-Antenne/Tiefensensor längs
- 5.5 Abstand GPS-Antenne/Tiefensensor quer
- 5.6 Höhe der GPS-Antenne über Wasserlinie
- 5.7 Tiefe des Tiefensensors unter Wasserlinie
- 5.8 Offset Tiefensensor (Anzeige)
- 5.9 Sendefrequenz des Tiefensensors
- 5.10 Öffnungswinkel des Schallkegels
- 5.11 Neigung des Tiefensensors quer
- 5.12 Hersteller
- 5.13 Verdrängung
- 5.14 Tiefgang
- 5.15 Bootstyp
- 5.16 Höhenbezug binnen
- 5.17 Höhenbezug Gezeiten
- 5.18 Projektion
- 6 Benutzerfreundlichkeit
Menü im Frontend
| Menü (de) | Menu (en) | Inhalt |
|---|---|---|
| Einführung | Introduction | HowTo, Wiki, Forum |
| Tracks hochladen | Upload tracks | hier werden Dateien hochgeladen und Schiffen zugeordnet |
| Schiff verwalten | Manage ship | beschreiben der Messeinrichtung (Schiffe und Geräte) --> Metadaten-Formular |
| Qualitäts-Karte | Quality chart | anzeigen hochgeladener Tracks (weltweit), Quality-Heatmap |
| Lizenz | License | Lizenz und Datenschutzerklärung |
| Quellen | Sources | verwendete SW, Datenspenden von Staaten und staatlichen Organisationen |
Workflow
Der Workflow soll so ablaufen:
1. Account einrichten
- - Personendaten
- - Mailadresse
- - Passwort
2. Account bestätigen
3. Metadaten-Formular ausfüllen
- - Benutzer
- - Schiff
- - GPS und Antenne
- - Echolot und Sensor
- - Track
4. Daten hochladen
- - Datei(en) auswählen
- - dem Schiff zuordnen
- - Pegel bei Binnengewässern
Projekt-Plan
- Grundsatz
Release early ands often
ToDo
| Nr | ToDo | wer | bis wann | erledigt | OK | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Jeder kann einen Accout eröffnen (Mailadresse plus Passwort). | Dominik |  |
|||
| 2 | Jeder kann mit seinem Account Tiefendaten hochladen. | Dominik | ||||
| 3 | Die Tiefendaten werden im File-System gespeichert. | Dominik | ||||
| 4 | Jeder kann mit seinem Account Benutzerdaten eingeben. | Martin | ||||
| 5 | Jeder kann mit seinem Account Metadaten eingeben (Yacht, Logger, Echolot, GPS). | Martin | ||||
| 6 | --> Formular testen | alle | ||||
| 7 | Metadaten werden in einer DB gespeichert. | Jens | ||||
| 8 | Tiefendaten, Benutzerdaten und alle anderen Metadaten werden verknüpft. | Jens | ||||
| 9 | Im Formular werden die Seiten miteinander verknüpft und bereits in der DB eingetragene Daten als Textfeld angezeigt |
Dominik | ||||
| 10 | --> Funktionalität des Formulars testen | alle | ||||
| 11 | Sobald irgend etwas ungefähr funktioniert, muss es auf die Hauptseite. | Markus | ||||
| 12 | Jeder kann einen Accout eröffnen (Benutzerdaten, Mailadresse, Passwort). | Dominik | ||||
| 13 | Jeder kann mit seinem Account Metadaten hochladen. | Dominik | ||||
| 14 | Veröffentlichung des Projektstarts | Markus | ||||
| 15 | --> jetzt geht es endlich los! | alle |
- zu 11
- Der Benutzer soll immer den aktuellen Stand sehen.
- Nur so kann er mithelfen mit Ideen und Verbesserungsvorschlägen.
- Release early and often...
- zu 12
- Sobald das Formular einigermassen funktioniert
- zu 13
- Sobald ein Benutzerdatensatz und ein Metadatensatz vorhanden sind
- (vorerst gibt es hier keine Pflichtfelder (vermutlich werden die meisten Benutzer aus eigenem Interesse die für sie und für das Projekt wichtigen Daten angeben),
- kann der Benutzer Tiefendaten hochladen
Web-Formular
Es gibt folgende Entwürfe:
- 1. Entwurf
- 2. Entwurf
- 3. Entwurf
- Entwurf für das Metadatenformular PPT Datein und Pencil Dateien
- 4. Entwurf
Das Formular soll den Skipper bestmöglich beim Erfassen der Metadaten unterstützen. Es soll als GUI selbsterklärend sein.
Das Formular soll gegliedert sein in die Bereiche:
- Messdaten (Pegel bei Binnengewässern, Bemerkungen
- Logger
- Schiff
- GPS und GPS-Antenne
- Echolot und Echolot-Sensor
- Benutzer
Daten sollen weitgehend aus geschlossenen Dropdown-Listen auswählbar sein. Herstellerlisten etc sollen über ein Textfeld erweiterbar sein. Numerische Felder sollen auf Wertebereich und gegenseitig auf Plausibilität geprüft werden, kulturspezifische Schreibweisen mit Punkt und Komma sollen möglich sein.
Meta-Daten
Tabelle
| Parameter | zwingend | Prio 1..3 | Tab | Wertebereich | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| Typ des verwendeten Loggers | 2 | L | SW-, HW-Logger, Plotter, AIS, … | gerätespezifische Fehler | |
| Version des verwendeten Loggers | 2 | L | Versions-Nr | gerätespezifische Fehler | |
| Zeitbezug des Loggers für Echolot | x | 1 | L | #### ms | Abweichung zu GPS |
| Kommentar zum Logger | 3 | E | Fliesstext | Besonderheiten | |
| Abstand GPS-Antenne/Tiefensensor längs | x | 1 | S | ###,# m | oft 10m und mehr |
| Abstand GPS-Antenne/Tiefensensor quer | x | 2 | S | ##,# m | meist <2m : Hinweis auf Rollen |
| Höhe der GPS-Antenne über Wasserlinie | 3 | G | ##,# m | GPS-Höhe meist unbrauchbar | |
| Tiefe des Tiefensensors unter Wasserlinie | x | 1 | E | ##,# m | Verifizierung des Offsets |
| Offset Tiefensensor (Anzeige) | x | 1 | E | ##,# m | Achtung: Vorzeichenfehler… |
| Hersteller des Echolotes | 3 | E | Herstellerliste | gerätespezifische Fehler | |
| Typbezeichnung des Echolotes | 3 | E | Typenliste | gerätespezifische Fehler | |
| Hersteller des Tiefensensors | 3 | E | Herstellerliste | gerätespezifische Fehler | |
| Typbezeichnung des Tiefensensors | 3 | E | Typenliste | gerätespezifische Fehler | |
| Sendefrequenz des Tiefensensors | 2 | E | ### kHz | oder Liste | |
| Öffnungswinkel des Schallkegels | 2 | E | ### ° | aus Gerätebeschreibung | |
| Montageort des Tiefensensors | 3 | E | Heck, vor Kiel, … | einbauspezifische Fehler | |
| Neigung des Tiefensensors quer | 2 | E | ## ° stb/bb | einbauspezifische Fehler | |
| Offset Tiefensensor/Wasserlinie beim Gleiten | 2 | E | #,# m | anders als in Verdrängungsfahrt | |
| Kommentar zum Echolot | 3 | E | Fliesstext | Besonderheiten | |
| Hersteller des GPS | 3 | G | Herstellerliste | gerätespezifische Fehler | |
| Typ des GPS | 3 | G | Typenliste | gerätespezifische Fehler | |
| Hersteller der GPS-Antenne | 3 | M | Herstellerliste | gerätespezifische Fehler | |
| Typbezeichnung der GPS-Antenne | 3 | G | Typenliste | gerätespezifische Fehler | |
| Kommentar zum GPS | 3 | G | Fliesstext | Besonderheiten | |
| ID des Schiffes | x | 1 | S | ID | |
| Name des Schiffes | x | 1 | S | Text | Datenschutz |
| MMSI des Schiffes | x | 1 | S | ### ###### | Datenschutz |
| Rufzeichen des Schiffes | opt | 1 | S | NNAA, NNAA#, NNAA##, NA###, NNA#### | Datenschutz (falls keine MMSI) |
| Flagge des Schiffes | 2 | S | Liste (ISO-3166) | Verteilung | |
| Heimathafen des Schiffes | 3 | S | Text | Standort | |
| Hersteller des Schiffes | 3 | S | Herstellerliste | schiffsspezifische Fehler | |
| Typbezeichnung des Schiffes | 3 | S | Typenliste | schiffsspezifische Fehler | |
| Schiffslänge | 2 | S | ###,# m | Stabilität, max Verdrängergeschwindigkeit | |
| Verdrängung | 2 | S | ### to | Stabilität | |
| Tiefgang | 2 | S | ##,# m | minimaler Messbereich | |
| Bootstyp | 2 | S | Segler, Verdränger, Gleiter, Kat | typspezifische Fehler | |
| Maximalgeschwindigkeit | 2 | S | ## kt | Hinweis auf geschwindigkeitsabhängige Probleme | |
| Übergangsgeschwindigkeit verdrängen/gleiten | 2 | S | ##,# kt | Daten +- wegen Verwirbelung unbrauchbar | |
| Kommentar zum Schiff | 3 | S | Fliesstext | Besonderheiten | |
| ID des Datensammlers | incr | 1 | P | ID | |
| Registrierungsdatum des Datensammlers | automatisch | 2 | B | Datum | Datenschutz |
| Name des Datensammlers | x | 1 | B | Text | Datenschutz |
| Vorname (ID) des Datensammlers | x | 1 | B | Text | Datenschutz |
| eMail des Datensammlers | x | 1 | B | text@text.text | Datenschutz |
| Passwort des Datensammlers | x | 1 | B | Text | Datenschutz |
| Land des Datensammlers | 2 | B | Liste | Datenschutz | |
| Korrespondenzsprache des Datensammlers | 2 | B | Liste (Deutsch/English) | Datenschutz | |
| Tel-Nr des Datensammlers | 3 | B | +## ############ | Datenschutz | |
| ID der Track-Datei | inc | 1 | T | ID | meist konstant während einer Messung |
| Pegelname des Wasserspiegels binnen | x | 1 | T | Fliesstext | für den entsprechenden Abschnitt |
| Pegelstand des Wasserspiegels binnen | x | 1 | T | ####,## m | meist konstant während einer Messung |
| Höhenbezugsystem für binnen | x | 1 | T | Liste (NHN, …) | |
| Pegel des Wasserspiegels Gezeiten | 1 | T | ##,## m | Berechnung anhand von Modellen und DatZeit | |
| Höhenbezugsystem für Gezeiten | 1 | T | Liste (...) | ||
| Projektion | 3 | T | Liste, Standard: WGS84 | ? schreibt das GPS auch andere Projektionen? | |
| Kommentar zum einzelnen Track | 2 | T | Fliesstext | für händische Zusatzinformation |
- Tab
Die Dateneingabe wird gruppiert und in Tabs zusammengefasst:
- T: Angaben zum einzelnen Track
- L: Angaben zum Logger
- S: Angaben zum Schiff
- G: Angaben zum auf der Yacht verwendeten GPS und GPS-Antenne
- E: Angaben zum auf der Yacht verwendeten Echolot und Sensor
- B: Angaben zum Benutzer
Logger
- OpenSeaMap-Software-Logger
- OpenSeaMap-Hardware-Logger (ab August)
- OpenSeaMap-WLAN-Logger
- Teamsurv-Hardware-Logger
- OpenCPN-Logger-Plugin
- GPSD-Linux-Logger
- Eigenbau-Lösung
Zeitbezug des Loggers
Basis ist UTC vom GPS.
Die RMC-Nachricht wird typischerweise genau am Beginn einer Sekunde gesendet.
Alle anderen GPS-NMEA-Nachrichten folgen daraufhin.
Hierzu asynchron laufen Meldungen von anderen Sensoren ein.
Ein Zeitstempel erlaubt die exakte Rekonstruktion der zeitlichen Abfolge und Zuordnung der Nachrichten,
sowie Rückschlüsse auf die Laufzeitstreuung bei der Datenübertragung.
Generell sollte ein zusätzlicher Takt der Systemuhr oder des Prozessors im HW-Logger als Zeitstempel zum Gerätedatensatz hinzugefügt werden. Siehe HW-Logger-Spezifikation.
Vorgeschlagenes Format für Zeitstempel im Datensatz:
YYYY-MM-DD hh:mm:ss.usec:
Beispiel:
2013-05-02 23:37:11.112072: $GPRMC,213710,A,4935.6474,N,01104.1177,E,1.1249,14.408,020513,,*16 2013-05-02 23:37:11.564109: $GPRMC,213711,A,4935.659,N,01104.124,E,000.0,000.0,020513,000.9,E*7F
Der Aufruf gpspipe -ur auf Linux-Systemen erzeugt bereits dieses Format, wenn man gpsd v3.9 oder höher installiert hat.
Der Zeitstempel ist von der Systemuhr abgeleitet und hat demnach einen Versatz und eine Drift gegenüber der GPS-Empfänger-Zeit. Versatz und Drift lassen sich dann bei der Verarbeitung des Datensatzes leicht bestimmen und berücksichtigen.
Abstand GPS-Antenne/Tiefensensor längs
Bezogen auf Schiffsmitte? oder nur relativ zueinander? Wie wird die Schiffsmitte definiert? Wie wird +- definiert?
Abstand GPS-Antenne/Tiefensensor quer
Bezogen auf Schiffslängsachse? oder nur relativ zueinander? Wie wird +- definiert?
Höhe der GPS-Antenne über Wasserlinie
Wasserlinie als Bezugsebene. Konstruktionswasserlinie? oder aktuelle Wasserlinie?
Tiefe des Tiefensensors unter Wasserlinie
Wasserlinie als Bezugsebene. Konstruktionswasserlinie? oder aktuelle Wasserlinie?
Offset Tiefensensor (Anzeige)
Der Sensor misst die Wassertiefe ab Sensor. Um in der Anzeige die Wassertiefe bezogen auf den Wasserspiegel zu erhalten, wird am Gerät der Unterschied zwischen Montageort des Sensors und dem Wasserspiegel als Offset eingestellt.
Dabei gibt es folgende Fehlerquellen:
- Vorzeichenfehler
- willkürlicher Offset (z.B. zum Kiel, oder "beliebig", oder "verkehrt rum")
- unbekannt, ob das Gerät den Offset als NMEA und mit richtigem (was ist richtig?) Vorzeichen ausgibt
- unbekannt, ob das Gerät den in NMEA ausgegebenen Wert der Wassertiefe korrigiert oder ob nur die Anzeige korrigiert wird
Wie wird +- definiert? Wie werden Vorzeichenfehler verhindert?
Sendefrequenz des Tiefensensors
verbreitete Frequenzen sind: 220, 200, 192, 50, 38 kHz
Je höher die Frequenz,
desto besser ist die Zieltrennung (Auflösung).
Je niedriger die Frequenz, desto weiter ist die Reichweite in die Tiefe (Dämpfung).
Breitband-Geräte mit Breitband-Sonarmodul und Breitband-Geber arbeiten mit CHIRP-Signalen (veränderliche Frequenz Datei:Expchirp.ogg) und errreichen damit eine wesentlich bessere Auflösung.
Was ist mit Dualfrequenzen? Multibeam? Sidescan?
Öffnungswinkel des Schallkegels
Der Öffnungswinkel ist abhängig von der Sendefrequenz und der Grösse und Form des Sensors. Im Sensor ist ein flacher, meist zylindrischer Kristall. Die verwendbare Frequenz ist abhängig von der Dicke des Kristalls. Der Geberwinkel hängt vom Durchmesser ab. Ein 192 kHz- / 20°-Geber-Kristall hat einen Durchmesser von etwa 2,5 cm, ein 8°-Geber-Kristall hingegen einen Durchmesser von etwa 5 cm. Je größer der Kristall, desto kleiner ist der Geberwinkel.
- Grafik: Dualfrequenzen, Multibeam, Sidescan
- Video: Sendeimpuls, Fischsichel, Echolotkegel
Kegeldurchmesser = <?? * Öffnungswinkel> * Wassertiefe
| Winkel | Kegeldurchmesser |
|---|---|
| 20° | 0,35 * Wassertiefe |
| 24° | 0,42 * Wassertiefe |
| 30° | 0,53 * Wassertiefe |
| 40° | 0,72 * Wassertiefe |
| 50° | 0,93 * Wassertiefe |
| 60° | 1,15 * Wassertiefe |
| 70° | 1,40 * Wassertiefe |
| 73° | 1,48 * Wassertiefe |
| 20° | 1,68 * Wassertiefe |
| 90° | 2,00 * Wassertiefe |
| 100° | 2,38 * Wassertiefe |
| 200 kHz | 50 kHz | |
|---|---|---|
| Tiefe | seicht | tief |
| Kegel-Winkel | 10..15° | 40..50° |
| Zieltrennung | besser | schlechter |
| Geräuschanfälligkeit | geringer | höherer |
Neigung des Tiefensensors quer
Echolotgeber sind auf Segelschiffen oft vor dem Kiel und leicht seitlich versetzt eingebaut. Durch die Rumpform ist das Einbau-Loch dann nicht immer genau senkrecht, sondern oft rechtwinklig zum Rumpf. Das kann man beim Einbau des Tiefenmessers wieder etwas korrigieren, aber nicht immer erfolgt diese Korrektur. Dann misst der Tiefenmesser nicht exakt senkrecht nach unten. Es entsteht eine seitlich geneigte Abstrahlung nach bb oder stb und dadurch ein systematischer Fehler.
Dieser Fehler wird hier erfasst.
Hersteller
Geräte: GPS, GPS-Antenne, Echolot, Tiefensensor
Schiffshersteller:
Siehe Yacht_builders und Geräte.xls
Verdrängung
Die Verdrängung von Sportbooten wird in Tonnen angegeben.
Wie ist da das Verhältnis zu BRZ in der Grossschifffahrt? (die ja etwas ganz anderes misst)
Tiefgang
Wird der ab Konstruktionswasserlinie gemessen? Oder messen wir die statische Abladetiefe ab Wasserspiegel? oder die dynamische Tauchtiefe (Tiefgang + Einsinktiefe) ab Wasserspiegel?
Ein Schiff mit 10 to Leergewicht ist komplett ausgestattet 5..15% schwerer. Vollgetankt ist es 4..6% schwerer. Crew, Gepäck und Proviant machen nochmal 6..12% aus. Das Schiff liegt entsprechend tiefer im Wasser.
Bootstyp
Segelschiff, Verdränger und Gleiter verhalten sich unterschiedlich im Wasser.
Ein Segelschiff hat eine Krängung. Aber es rollt nicht (nur auf Vorwindkurs, in Böen und bei Steuerfehlern). Ein Katamaran krängt deutlich weniger.
Verdränger rollen stark im Seegang.
Gleiter verändern die Eintauchtiefe und damit die gemessene Tiefe. Beim Übergang in die Gleitphase sind die Tiefendaten wegen Verwirbelung unbrauchbar. Bei hohen Geschwindigkeiten liegen die Messwerte räumlich weit auseinander und Taktfehler der Sensoren wirken sich durch nicht zuordenbare Positionen stärker aus.
Höhenbezug binnen
Welche gibt es weltweit?
Höhenbezug Gezeiten
Sinnvolle Bezugsebenen sind das WGS84 Ellipsoid und LAT.
Welche ausserdem gibt es weltweit?
Projektion
- Liste der EPSG-Codes
- aber natürlich ausgeschrieben: WGS-84 (statt 4326)
Benutzerfreundlichkeit
Das Formular soll möglchst benutzerfreundlich sein, simpel und intuitiv zu bedienen.
Hilfe
Zu jedem Feld soll es einen erläuternden Hilfetext geben.
Als MouseOver, oder als dauerhaftes Textfeld.
Jeweils mit Link zu einer weiterführenden Wiki-Seite.
Listen
- Die Daten sollen möglichst als Dropdownliste zum Auswählen angeboten werden.
- Jede nicht vollständige Liste enthält zusätzlich das Feld "--Nicht in dieser Liste".
- Wenn "--Nicht in dieser Liste", ausgewählt wird, erscheint zusätzlich ein Textfeld.
- Aus dem Inhalt des Zusatzfeldes soll die Liste später erweitert werden können.
Wiederkehrende Daten
Wiederkehrende Daten sollen nach einmaliger Eingabe bei den nächsten Einwahl in den Datenfeldern wieder erscheinen.
- Personen
- Der Datenspender soll mit der Einwahl seine Daten bereit im Formular angezeigt finden.
- Schiffe
- Eigner benutzen meist dasselbe Schiff. Die Daten bleiben also gleich. Nur bei Veränderungen sind geänderte Eingträge erforderlich.
- Charterer benutzen meist verschiedene Schiffe. Falls sie das selbe Schiff benutzen, sollen sie die bereits eingegebenen Daten wiederbenutzen können.
- Geräte
- Geräte bleiben auf einem Schiff über längere Zeit meistens dieselben. Die Daten sollen wiederverwendet werden können.
- Geräte sind hier 1:1 mit dem Schiff verbunden.
- Wenn auf einem Schiff (A) ein Gerät gegen ein anderes gewechselt wird, könnte man einfach ein "neues Schiff" (A1) eingeben.
- (dadurch liesse sich die seltene 1:n Relation sparen).
- Tracks
- Jeder Track ist neu. Die Felder sollen neu ausgefüllt werden, damit sie zur Datei passen.
Nachkommastellen
Punkt und Komma trennen Vor- Und Nachkommastellen.
Eingabeprüfung
Einfache Eingabeprüfungen helfen Tippfehler zu vermeiden:
- MMSI
- 9 stellig (0..9)
- Rufzeichen
- NNAA, NNAA9, NNAA99, NA999, NNA9999 (a..z, 0..9)
- (N = Buchstabe oder Ziffer, A = Buchstabe, 9 = Ziffer).
- Von den ersten beiden Zeichen ist wenigstens eines ein Buchstabe; in den meisten Fällen dürfen die Ziffern 0 und 1 nicht einem Buchstaben folgen
- Tel-Nr
- internationales Format (führendes +, Ziffern, Leerzeichen)
- Schiffslänge
- ###.# oder ###,# (0..9)
- Tiefgang
- ##.# oder ##,# (0..9)
