GPS-gebruik in Nederland

door Laurens Sparrius

 

Plaatsbepaling en coordinaten | Apparatuur | In Nederland | In het buitenland | Karteringsgrids | Verder lezen | Vragen en Antwoorden

Global Positioning System, kortweg GPS, is al aardig ingeburgerd. Kleine apparaatjes kunnen je precies vertellen waar je je bevindt. Zo kun je coordinaten bepalen zonder kaartlezen en de kortste weg naar fiets of auto terugvinden. Wie voor het werk als ecoloog, bodemonderzoeker of natuuronderzoeker voor het GPS gebruikt, komt al snel met vragen over het gebruik van GPS met (digitale) kaarten. Dit artikel is speciaal geschreven voor GPS-gebruik bij ecologisch veldwerk, maar bevat nuttige tips voor iedere GPS-bezitter.

Plaatsbepaling en coŲrdinaten
Om diverse redenen kan het nodig zijn om de plaats waar je je bevindt nauwkeurig te bepalen. Bij veel atlas- en monitoringprojecten is het vereist om Amersfoortcoordinaten (officieel: RD - Rijksdriehoeksstelsel) op formulieren te vermelden. Daarbij is het vaak zo dat de grenzen van een kilometerhok (1 x 1 km op een raster van Amersfoortcoordinaten) niet mogen worden overschreden.

Fragment van Topografische kaart 69E (Heerlen). Met Amersfoort-coordinaten (zwarte cijfers en raster), UTM-coordinaten (blauwe cijfers) en geografische coordinaten (in de hoek).Voor het bepalen van de positie kan daarbij goed gebruik worden gemaakt van topografische kaarten (zgn. stafkaarten). Dit kunnen losse kaartbladen zijn, uitgegeven door de Topografische Dienst Nederland, de Grote Topografische Atlas (3 delen) of de verschillende delen van de Grote Provincie Atlas (de laatste twee van uitgeverij Wolters-Noordhoff). Door Vogelbescherming Nederland is in 2001 een atlas uitgegeven waarop geheel Nederland in kleur is afgedrukt op schaal 1:67.000, met een duidelijk raster van Amersfoortcoordinaten, zodat de grenzen van kilometerhokken, en uurhokken (5 x 5 km) kunnen worden afgelezen. De notatie van Amersfoortcoordinaten is meestal in de vorm 110.4/448.2 (x en y in kilometers, waarbij het aantal decimalen de nauwkeurigheid van aflezen aanduidt). Bij geografische informatiesystemen (digitale kaarten) worden coordinaten in meters gehanteerd.

Wie over weinig nauwkeurige kaarten beschikt, maar wel door heel Nederland, en in buitenland, veldbiologische gegevens verzameld, is het gebruik van GPS aan te raden. Ook voor terreinen met weinig herkenningspunten is dat praktisch, bijvoorbeeld in grote heidegebieden, dicht struweel of op het water. Een bruikbare GPS-ontvanger kost 200 ŗ 250 euro en heeft de afmetingen van een grote gsm. Er is geen abonnement voor nodig. Behalve de positie kunnen GPS-ontvangers ook richting en snelheid aangeven, en posities onthouden met een druk op de knop.

GPS-ontvangers maken gebruik van 24 satellieten die eigendom zijn van de overheid van de Verenigde Staten. Door het tijdsverschil van de signalen van tenmiste drie satelieten met een bekende positie te vergelijken, kan de positie van de ontvanger worden bepaald. De nauwkeurigheid van de positie bedraagt 5 tot 15 meter. De hoogte is veel minder nauwkeurig te bepalen, en kan alleen berekend worden met het signaal een vierde satelliet. De meeste GPS-ontvangers kunnen berekeningen maken met de signalen van 12 satellieten tegelijk, hoewel dat aantal in de praktijk nooit gehaald wordt. De nauwkeurigheid van de positie hangt verder af van het aantal en de spreiding van de satellieten. Daarbij is het signaal van de satellieten zo zwak, dat de ontvanger in gebouwen, diepe valleien en onder een dicht bladerdak geen positie kan bepalen.

Beschikbare apparatuur
Een groeiend aantal GPS-ontvangers komt in aanmerking voor gebruik in Nederland, vrijwel allemaal van het merk Garmin. Hier worden alleen de Garmin GPS 12/60/72/76 en de Garmin eTrex-serie besproken. Op de website van
Garmin is een uitgebreide beschrijving te vinden en ook de handleiding van het apparaat kun je er bekijken. Hieronder belangrijke punten:

De Garmin GPS 12 De GPS 12, 60, 72 en 76 zijn ontvangers voor de serieuze gebruiker die vooral geinteresseerd is in coordinaten, het opslaan en (in het veld) terugzoeken van punten of het volgen van een route. Amersfoortcoordinaten kan het apparaat weergeven door (eenmalig) een aantal parameters in te voeren. Tien knoppen en een duidelijk scherm zonder grafische poespas zorgen ervoor dat alle functies snel toegankelijk zijn. De behuizing is zeer robuust en op het web zijn dan ook diverse getuigenissen te vinden van gebruikers met ontvangers die met 60 km/uur uit de bocht vlogen of hun ontvanger na enkele dagen onbeschadigd uit de modder opvisten.

De Garmin eTrexDe eTrex is lichte, compacte ontvanger, compleet met stripfiguren die vlaggetjes op de kaart prikken. De felgele kleur zorgt ervoor dat je 'm gemakkelijk terugvindt. Het aantal bedieningsknoppen is tot vijf gereduceerd en het apparaat heeft een spaarstand voor het energieverbruik. Standaard worden Amersfoortcoordinaten (RD met Bessel) ondersteund (zie FAQ voor informatie over oude firmware). Nadeel is dat de coordinaten niet direct op het scherm verschijnen als de positie gevonden is. De goedkoopste uitvoering (alleen positiebepaling) kost circa 200 euro. Uitgebreidere versies hebben o.a. een nauwkeurige hoogtemeter, een digitaal kompas of een bewegende kaart.

Duurdere GPS-ontvangers bieden meer mogelijkheden, zoals verschuivende plattegronden op het scherm waarop de positie en route wordt ingetekend. Denk bij de aanschaf van een ander type ontvanger aan de mogelijkheid om Amersfoortcoordinaten weer te geven (deze optie heet user grid en user datum). Ontvangers van het merk Magellan (van fabrikant Thales Navigation) ondersteunen deze optie ook.

GPS-ontvangers zijn te koop in de betere buitensportwinkels en speciaalzaken voor (mariene) electronica, zoal. Vergelijk voor de aanschaf eerst de prijzen bij verschillende winkels.

In Nederland
Je hebt een GPS-ontvanger aangeschaft, maar de GPS-ontvanger kan standaard geen Amersfoortcoordinaten (ook wel: RD-grid) tonen. In dat geval moet je zelf de omreken-parameters invoeren. Bij de Garmin GPS 12 worden de volgende parameters gebruikt. Let op: stel eerst de maten in op "metric" (menu systeem: navigatie) voordat de paramaters worden ingevoerd; de volgende waarden zijn dus (indien van toepassing) in meters:

Position format: User grid (RD): Longitude of origin: E 5į23.258'; scale: 0.9999079; False E: 155000.0; False N: -5316592.0
Map datum (Bessel): User: dx: 593; dy: 26; dz: 478; da: 740; df: 0.1003748

De GPS-ontvanger geeft de positie in meters weer: 0148567 0567839 wordt dus in gangbare schrijfwijze 148.5 / 567.8 (in kilometers). De x-coordinaat wordt easting genoemd, de y-coordinaat northing.

Een scheef raster en vreemde getallen op de kaart. UTM! De grootgedrukte cijfers worden in de MGRS-code opgenomen, de kleine cijfers duiden de lettercode aan die in de kaartlegenda vermeld is.In Nederland worden ook wel UTM-coordinaten gebruikt. Op de topografische kaarten staan ze als kleine blauwe cijfers afgedrukt, maar zonder raster, wat het aflezen bemoeilijkt. Het UTM-systeem kan wereldwijd worden toegepast, in tegenstelling tot de Amersfoortcoordinaten. De meestgebruikte notatie voor de UTM-coordinaten is MRGS, Military Grid Reference System, een code die bestaat uit cijfers en letters. 31UFT2152 geeft bijvoorbeeld een punt weer op ťťn kilometer nauwkeurig, 31UFT211523 is op 100 meter nauwkeurig. Hoe MGRS-codes van de kaart worden afgelezen, staat duidelijk uitgelegd op elke topografische kaart met dit raster. Wie coordinaten in de computer bewaard, doet er goed aan het MGRS-systeem te gebruiken. Alle GIS-software (zoals MapInfo en ArcView) kan zulke coordinaten lezen en omrekenen. In Nederland is het soms gebruikelijk om de eerste drie tekens van de MGRS-code achterwege te laten. Deze drie tekens zijn 31U wanneer de eerste letter een E, F of G is, en 32U wanneer de eerste letter een K of L is.


In het buitenland
In het nabije buitenland kan de GPS-ontvanger ook coordinaten weergeven zoals die op de topografische kaarten afgedrukt zijn. In steeds meer landen wordt het UTM-raster (zie vorige paragraaf) toegepast op nieuwe kaartseries. Vaak staat dat speciaal aangegeven. Dit is het geval in BelgiŽ, Frankrijk en Duitsland en op bepaalde toeristische kaarten (Die General Karte). Let daarbij op de gebruikte kaart-datum (een rekenmodel voor de ellipsoide vorm van aardbol). Op nieuwe kaarten wordt de datum WGS-84 gebruikt, terwijl tot 1995 vooral WGS-72 werd gebruikt. Wanneer je dezelfde coordinaat afbeeldt met beide systemen, dan kan de afwijking tussen de punten oplopen tot zo'n 300 meter. Vermeld bij het gebruik van UTM-coordinaten altijd de gebruikte datum en gebruik zelf altijd WGS-84 voor publicaties (ook voor wandelroutes en dergelijke) en collecties.

Net als de Nederlandse Amersfoortcoordinaten hebben de meeste landen een eigen, lokaal systeem, dat gebaseerd is op een lokale datum (zoals WGS-84) en een bepaalde kaartprojectie (zoals UTM). Zo wordt in Engeland op de stafkaarten alleen het National Grid aangegeven. In de GPS-ontvanger moet je dan als Position format British Grid instellen en als Map Datum Ord Srvy GB. Voor de Zwitserse kaarten wordt bij Position format Swiss Grid en voor Map Datum CH-1903 ingesteld. De lokale coordinaatsystemen worden gebruikt voor landmeetdoeleinden en zijn vaak al zeer lang in gebruik. In Frankrijk, Duitsland en BelgiŽ worden de lokale systemen vaak niet meer gebruikt als raster op topografische kaarten, maar worden als kleine cijfers op de kaartrand afgedrukt, samen met de geografische coordinaten (in Oosterlengte (of Longitude) en Noorderbreedte (of Latitude), in graden, minuten en seconden).

Opvallend genoeg ontbreken de zogenaamde Lambertprojecties, die ondermeer in Frankrijk en BelgiŽ worden toegepast. Hiervoor kan eigenlijk geen Transverse Mercatorprojectie (zoals UTM) worden gebruikt, omdat de Lambertprojecties gebaseerd zijn op een kegelvormig i.p.v. cylindrisch model. De genoemde GPS-ontvangers hebben geen rekenfunctie voor Lambertprojecties. Toch is het mogelijk om met een geringe afwijking (0 tot 25 meter aan de landsgrenzen) een Lambertprojectie te simuleren. Het Belgisch Nationaal Geografisch Instituut heeft hierover een PDF-brochure gemaakt.

In Frankrijk heeft het Institut Geographique National een uitgebreide website over dit onderwerp. Alleen op nieuwe kaarten voorzien van de aanduiding "GPS" wordt het UTM-raster afgebeeld. Let erop dat in Frankrijk vier zones zijn met verschillende Lambert-coordinaten. In overgangsgebieden, bijvoorbeeld in de Vogezen, worden op de kaarten twee rasters door elkaar gebruikt, waarvan de eerste alleen in het bovenste deel van de kaart gebruikt mag worden en de tweede alleen in het onderste deel. Omdat de Belgische topografische kaarten al van het UTM-raster zijn voorzien, is het alleen bij een groot deel van de Franse kaarten noodzakelijk om omreken-parameters voor Lambertcoordinaten in de voeren in de GPS-ontvanger. De Map datum is altijd hetzelfde: dx: -168; dy: -60; dz: 320; da: -112; df: 0.5473852. Voor het Position format zijn constant Longitude of origin: E 2į20.234'; scale: 0.9998774; False E: 600000.0 (op Corsica 000234.4). Voor het noorden (Lambert 1) False N: -4284563; het midden (Lambert 2): -2984711; het zuiden (Lambert 3): -1684335 en voor Corsica: 483530.6. Een volledig overzicht van kaartdatums en rasters voor Europa is te vinden in dit Excel-bestand (gezipt).

Karteringsgrids
Voorbeeld van een verspreidingskaart met een raster van kaartbladen (40 x 25 km) en stippen ter grootte van een uurhok (5 x 5 km).Naast Amersfoortcoordinaten kennen we ook het systeem van uurhokken en kilometerhokken die voor karteringen van flora en fauna worden gebruikt (notatievoorbeeld: 05-21, of 05-21-34). Uurhokken worden gebruik als raster voor de bekende verspreidingskaartjes. Het omrekenprogramma
Uurhok maakt het omrekenen van individuele coordinaten mogelijk, evenals de webpagina Km-hok. Het kaartprogramma Plotter ([website]) van Egbert van der Haring geeft een interactief beeld van het systeem. In het buitenland kent men zulke systemen ook. In BelgiŽ en Luxemburg wordt onder meer het IFBL-systeem ([software download], [gis-informatie]) gebruikt (notatievoorbeeld: J2.24.12). En in Duitsland gebruikt men de nummers van de topografische kaarten 1:25.000 (notatie 4202, of 4202/3 voor het zuidwest-kwart). Op Europese schaal (of groter) wordt het UTM-systeem gebruikt: de MGRS-coordinaten kunnen namelijk eenvoudig worden 'afgeknipt' tot blokken van 100x100 kilometer (notatie 31UFT). Voorbeeld: Atlas Flora Europaea.


Verder lezen

  • RDNAP.nl een site van Het Kadaster en Rijkwaterstaat met o.a. Coordinate Calculator en brochures over het RD-stelsel.
  • Een volledig overzicht van GPS-datums en rasters in Europa.
  • Een verzameling links van Renť Stout
  • Wandelen in de Nederlandse natuur met de GPS-routes van Staatsbosbeheer.
  • Schatzoeken heet tegenwoordig Geocaching.
  • Foto's, waypoints en tracklogs samen in een systeem bewaren kan met TopoAlbum. Een stip op de kaart op de plek waar u een foto heeft gemaakt ťn de route die u geleopen heeft.
  • Hiking site: GPS in de buitensport met koopgids
  • Gartrip: software (shareware, demo alleen met een beperking van het aantal waypoints dat in een bestand kan worden opgeslagen) om allerlei GPS-ontvangers uit te lezen. Handig is de functie waarmee coordinaten naar een tekstbestand kan worden geschreven en eenvoudig in een eigen database kan worden ingelezen. Voor het gebruik van AmersfoortcoŲrdinaten moet eerst een uitbreiding van de kaartdatums worden geÔnstalleerd.
  • OziExplorer: een favoriet programma voor wie met gescande kaarten wil werken. Leest en schrijft waypoint naar je GPS-ontvanger. Exporteert waypoints o.a. naar ESRI shapefiles. Onder de naam TOP25 to move (zie onder topografische producten) bied de Topografische Dienst kaarten van heel Nederland aan voor OziExplorer en de PDA-versie hiervan.
  • Startpagina over GPS: een verzameling links.
  • Kabels voor het aansluiten van GPS-ontvangers op de pc.
  • De Topografische Diensten van Nederland, BelgiŽ, Luxemburg, Groot-BrittanniŽ, Frankrijk, Nordrhein-Westfalen (Duitsland). Op de sites van de topografische diensten staat ook meer informatie over de achtergronden van het GPS-systeem.
  • Gedetailleerd kaartmateriaal van heel Nederland voor GPS-ontvangers met een kaartfunctie: toponederland.nl
  • Planten en dieren tellen met je GPS? Kijk op www.telmee.nl en de pagina Natuur tellen met je GPS.


Vragen en antwoorden (FAQ)

Wat is de nauwkeurigheid van GPS?
Interessante informatie over de nauwkeurigheid van GPS vind je o.a. op deze website. De nauwkeurigheid in dichte bossen ligt beduidend lager dan in open gebied (duinen, heide). De GPS-ontvanger geeft de geschatte foutmarge van de werkelijke positie aan. Met 10 meter foutmarge wordt bedoeld dat het berekende punt binnen een straal van 10 meter rond het werkelijke punt ligt. In de grafieken op de zojuist genoemde website staat de overschrijdingskans ("EPE" of Estimated Positioning Error is de 95-percentiel van een enkele meting op een willekeurig moment). Het is overigens mogelijk om bij het maken van een waypoint een tijdsgemiddelde positie te maken, wat de nauwkeurigheid bevordert.

In welke versies van Garmin Etrex zit een fout in de weergave van AmersfoortcoŲrdinaten (RD)?
Vanaf Etrex firmware versie 2.10 (Etrex European firmware versie 2.03) wordt het Nederlandse grid correct weergegeven (en niet met een afwijking van 500 meter naar het noorden, zoals in eerdere versies). Het versienummer verschijnt enige seconden in beeld na het aanzetten van het apparaat. Het kan zijn dat sommige winkels het apparaat met de oude versie nog verkopen. Heb je geen zin om de firmware zelf te upgraden, vraag dan in de winkel of je het apparaat werkend mag zien. Voor het upgraden heb je overigens een kabel nodig om je Etrex met je computer te verbinden.

 

 

(c) Tekst: Laurens Sparrius (sparrius @biodiv.nl), laatste wijziging 10 juni 2006.

Een samenvatting van deze tekst verscheen in: L.B. Sparrius (2002). GPS voor veldbiologen. Natura 99(3): 84-86. (Natura is het ledentijdschrift van de KNNV vereniging voor veldbiologie).