Benutzerhandbuch (PDF)

64 KAPITEL 11. VON DER GANGLINIE ZUR ZEITREIHE
DigiTul nimmt an, dass der Beobachter beim Aufsetzen den Stift auf die richtige Zeit setzt. Da
eine Scherung vorliegt, legt der Y-Wert des ersten Punktes der Ganglinie den Y-Horizont Y0, um
den gedreht werden muss.
Punkte auf Y0 werden nicht verändert, Punkte oberhalb und unterhalb entsprechend ihrer Y-Lage
nach links oder rechts verschoben. Die Scherung wird somit ausgeglichen.
11.6.3 Y-Gefälle ausgleichen
Ist der Polygonzug bei Niederschlagsaufzeichnungen nicht monoton steigend, dann liegt ein Fehler
vor. Dies kann durch starke Verdunstung verursacht sein. Um das auszugleichen, werden negative
Steigungen ignoriert und zu 0 gesetzt. Der Abschnitt wird also so behandelt, als wäre kein
Niederschlag gefallen. Überlagerungen von Verdunstung und Niederschlag sind theoretisch nicht
feststellbar und werden demnach auch nicht erkannt.
11.6.4 Filtern
aqua plan hat DigiTul mehreren Tests unterzogen, in denen die digitalisierten Werte genauestens
überprüft wurden. Vor allem der Vergleich der Ergebnisse mehrerer Benutzer, die dieselbe
Ganglinie digitalisiert haben, war sehr aufschlussreich. Die Summenlinien sahen sehr ähnlich
aus, die Intensitäten (Ableitungen) wiesen jedoch erhebliche Unterschiede auf. Diese Unterschiede
drückten sich in unvermuteten Peaks in der Intensitätsreihe aus. Die Ursache für diese Peaks sind
Polygonstücke der Summenlinie, die zwar im Y-Wert nicht weit auseinander liegen, deren Enden
jedoch zwei sehr nah beieinanderliegende Zeitpunkte hatten (< 30 Sekunden). Dies verursachte
eine sehr große Steigung, die dann zu den oben erwähnten Peaks führte.
Diese Stücke großer Steigung sind Artefakte, die sich aus der Interpretation der Ganglinie durch
den Digitalisierer zwangsläufig ergeben. Die Werte sind genauer digitalisiert als es der Aufschrieb
eigentlich zuließe, es entsteht so eine Dynamik der Daten, die in der Realität nicht vorliegt. Die
Informationsdichte ist zu groß. Ziel ist es also, die Informationsdichte in Richtung Originaldaten
zu reduzieren.
Diese Reduktion muss natürlich kontextabhängig sein, da die Ganglinie ja durchaus eine Dynamik
aufweist. Das angemessene Mittel zur kontextabhängigen Reduzierung der Informationsdichte ist
das Glätten (Smoothing) mit gleichzeitigem Verringern der Stützpunkte.
Eine Ganglinie zu glätten funktioniert analog dazu, eine mehrfarbige Linie mit einem dicken Pinsel
zu ” verwischen“. Die Farben entsprechen den Y-Werten, die gemittelt werden, die Pinseldicke
einem Fenster, das über die Ganglinie gelegt wird. Dieses Fenster entspricht in seiner Höhe und
Breite der Dicke der aufgezeichneten Ganglinie, ist also quadratisch. Natürlich ist die zeitliche
Breite abhängig vom Vorschub des Schreibers.
Alle Stützpunkte, die nicht weiter als die Fensterbreite entfernt liegen und deren Y-Werte sich um
nicht mehr als die Fensterhöhe unterscheiden, werden zu einem Stützpunkt zusammengefasst. Der
Y-Wert ergibt sich aus dem Mittelwert aller Y-Werte, als Zeitpunkt wird die Mitte zwischen dem
ersten Punkt im Fenster und dem letzten Punkt im Fenster genommen.