KARTOGRAFIE




WICHTIGE BEGRIFFE

Die Kartografie befasst sich mit der Organisation und Kommunikation von Geografischen Informationen. Das Bezugs- oder Ordnungssystem ist dabei die Erdoberfläche. Jeder Punkt auf ihr hat eine eindeutige Lage (Geografische Länge, Breite, Meereshöhe), und kann deshalb ordnungstechnisch als Anknüpfungspunkt für Geografische Informationen jeglicher Art betrachtet werden. Es geht bei kartografischen Darstellungen also in vielen Fällen nicht um die Erdoberfläche selbst, sondern um Themen, die einen räumlichen Bezug zur Erdoberfläche haben.

Im Zuge der digitalen Revolution hat sich auch das Berufsbild des Kartografen stark verändert. Die Informatik spielt neben den traditionellen Disziplinen wie Geografie, Vermessung und Grafik eine immer wichtigere Rolle. Immer mehr Arbeitsschritte in der Kartenproduktion laufen automatisiert ab. Ein Teil des kartografischen Arbeitsfeldes ist deshalb heute auch die Software-Entwicklung. Die traditionellen Ausbildungsberufe Kartograf und Vermessungstechniker wurden zum neuen Berufsbild Geomatiker zusammengefasst. Kartografische Darstellungen im Internet spielen heute eine zentrale Rolle.

Mit den neuen Techniken wächst die Vielfalt der Produkte, die jeweils immer besser den spezifischen Anforderungen angepasst werden können. Auf welchem Medium kartografische Informationen gespeichert werden (Webserver, Festplatte, DVD, GPS-Gerät, Smartphone, Papier, Folie, etc.) ergibt sich durch die Art der Nutzung der Daten. Jede Anwendungs- oder Präsentationsform hat ihre Vor- und Nachteile.

Wie entsteht eigentlich eine Landkarte ?

Im wesentlichen können folgende Arbeitsschritte der Geografischen Informationsverarbeitung genannt werden :


Eine räumliche Transformation passiert z.B. bei der Georeferenzierung eines Luftbildes, die oft auch als Entzerrung bezeichnet wird. Danach hat man ein sog. Orthofoto. Es zeigt den fotografierten Ausschnitt der Erdoberfläche so, als schaute man immer senkrecht von oben auf die darin dargestellten Objekte. Am Beispiel von Hochhäusern lässt sich dies anschaulich zeigen : In einem Luftbild sieht man wegen der Zentralperspektive der Kamera immer auch etwas von den Häuserwänden der meisten Gebäude (Abb. links). Im gezeigten Fall sind die Häuser unterschiedlich hoch, haben aber alle die gleiche Grundfläche. Bei einem Orthofoto ist dagegen immer nur der Grundriss, bzw. noch die Kontur der Dachflächen zu sehen (Abb. rechts).

Hochhaeuser_1 Hochhaeuser_2


Diese Parallelperspektive (daher auch das Wort "Ortho") ist auch ein wesentliches Merkmal von Landkarten. Was Orthofotos und topografische Karten ebenfalls auszeichnet, ist der einheitliche Massstab innerhalb der Abbildung. Dieser ist in einem Luftbild wegen der Unebenheit der Geländeoberfläche (Gebirge) und der Höhenunterschiede von Objekten im Gelände (siehe oben links) noch nicht gegeben.

Welche Informationen in einer Karte gezeigt werden sollen, wird in der Kartenredaktion festgelegt.

Die folgende Abbildung zeigt einen Ausschnitt der Walliser Alpen. In der Mitte ist das naturgetreue Luftbild durch eine kartografische Darstellung überlagert. Hier sieht man sehr deutlich das Wesen der Kartografie : Erst eine modellierte Darstellung der Natur ermöglicht das rasche Erfassen der wichtigsten Informationen. In diesem Falle handelt es sich um eine klassisch topografische Darstellung.

Weisshorn

Genauso könnte man das Luftbild mit der Darstellung eines anderen geografischen Themas überlagern. Aber dieses Beispiel soll hier genügen. Weitere Vergleiche von Satellitenbildern und Topografischen Karten ermöglicht die Internetseite map+ der Firma TYDAC Inc. Die Landeskarte der Schweiz wird hergestellt vom Bundesamt für Landestopografie swisstopo.

GEDRUCKTE KARTEN

Topografische Karten mit grossem Massstab (1:25000) sind, besonders in gedruckter Form, ein nützliches Hilfsmittel für die Tourenplanung, und auch für die Orientierung im Gelände während der Tour. Die Vorteile einer solchen "traditionellen" Landkarte liegen beim Bergsteigen auf der Hand :


Als Nachteile genannt werden können :


Ein entscheidender Vorteil einer gedruckten Landkarte gegenüber anderen Informationsträgern ist aus meiner Sicht auch, dass sie tendenziell zu einer gründlicheren Tourenplanung "verleitet". Ziel der Vorbereitung von Bergtouren ist ja letztlich, dass zumindest ein Teil der Informationen auch im Gedächtnis des Bergsteigers haften bleibt. Zur Veranschaulichung der möglichen Genauigkeit in topografischen Karten habe ich in die erste Abbildung hineingezoomt, und sie mit einem Ausschnitt der Schweizer Landeskarte 1:25000 überlagert. Die Genauigkeit dieser kartografischen Darstellung ist nun auch für die Anwendung im hochalpinen Bereich ausreichend.

Ausschnitt_TK25T

In diesem Zusammenhang nochmal ein direkter Vergleich mit der Fotografie : Zu sehen sind im folgenden 2 Aufnahmen des Weisshorns (Wallis, 4506 m). Links die Südseite und rechts die Nordostseite des Berges. Aufnahmestandpunkte sind die Gipfel des Platthorns (3345 Meter, Richtung SSO, Entfernung zum Gipfel ca. 5,5 km) und des Brunegghorns (3833 m, Richtung NO, Entfernung zum Gipfel ca. 3,5 km). Der Abbildungsmassstab ist ähnlich dem des oberen Kartenausschnitts.

Weisshorn_Suedwand Weisshorn_Nordostwand


Der Aufnahmestandpunkt des linken Fotos liegt noch etwas tiefer als das Gelände am unteren Bildrand. Der Höhenunterschied von dort bis zum Gipfel beträgt rund 1000 Meter, die durchschnittliche Hangneigung liegt etwa bei 50 Grad. Durch diese Schräglage im Verhältnis zur Bildebene wird die Gipfelregion im Vergleich zum unteren Wandteil etwas verkleinert abgebildet, und die Grate erscheinen flacher. Generell unterliegen Fotografien immer der Zentralperspektive, und sind somit an ihren Aufnahmeort "gebunden". Sie sind als Beurteilungsgrundlage für die Tourenplanung nur bedingt geeignet. Durch die grosse Anzahl möglicher Aufnahmeorte sowie die verschiedenen Schnee- und Wetterverhältnisse hat ein Berg auch entsprechend viele "Gesichter".

3D GELÄNDEMODELLE

Eindrücklicher und noch naturnaher als topografische Karten oder Satellitenbilder sind 3-dimensionale Abbildungen. Man unterscheidet im wesentlichen zwischen echten 3D- und sog. virtuellen 3D-Geländedarstellungen. Die bekannteste Form der echten Darstellungen sind die Landschaftsreliefs. Sie können mit einem dafür geeigneten Material (z.B. Gips oder Kunststoff) computergesteuert oder von Hand hergestellt werden. Je nach Verwendungszweck und Qualitätsanspruch entscheidet man sich für die eine oder andere Variante. Die Herstellung eines Reliefs von Hand ist sehr zeitaufwendig und erfordert neben umfangreichen Vorarbeiten vor allem handwerkliches Geschick und auch künstlerisches Talent. Das Ergebnis ist bei guter Arbeit meist ansprechender als beim maschinell gefertigten Produkt, da bei letzterem die Details (z.B. Bäume) und damit oft "der letzte Schliff" fehlen. Da man das Relief von allen Seiten anschauen und (theoretisch) auch anfassen kann (die maschinell gefertigten Reliefs sind meistens dafür gemacht), bekommt man einen sehr anschaulichen Eindruck des gezeigten Geländes. Im Folgenden sieht man z.B. eine Reliefdarstellung der Eiger-Mönch-Jungfrau-Gruppe im Berner Oberland.

Eiger-Moench-Jungfrau

Mehr Informationen zur Herstellung von Landschaftsreliefs und Fotografien weiterer Werke findet man auf der Homepage des Reliefkünstlers Toni Mair. Eine grosse Sammlung von Bergreliefs befindet sich im Departement Erdwissenschaften der ETH Zürich, im gleichen Gebäude wie das erdwissenschaftliche Forschungs- und Informationszentrum FocusTerra.
Weitere Internetseiten zum Thema Refiefbau :

    www.terrainmodels.com      www.bergmodelle.de


Zum direkten Vergleich mit dem handgemachten Landschaftsrelief folgt in der nächsten Abbildung eine Ansicht der gleichen Berggruppe, wie man sie mit dem digitalen Atlas der Schweiz erzeugen kann. Grundlage dieser Darstellung ist ein Digitales Höhenmodell, welches aus sehr vielen, gleichmässig verteilten Messpunkten errechnet wurde. Die Werte zwischen den georeferenzierten Punkten wurden durch Interpolation ermittelt. Die so entstandene Oberfläche wurde hier noch mit einer Farbskala zur Verstärkung der Höheninformation überlagert.

EMJ-Panorama

VIRTUELLE GLOBEN

Virtuelle 3D-Darstellungen findet man heute immer häufiger auch im Internet. Ein bekanntes Beispiel ist der Globus Web GL Earth, der als Open Source Projekt entwickelt wird.

 

WEBPORTALE

Seit einigen Jahren entwickeln sich im Internet frei zugängliche Geodatenbanken, die nach dem sog. Wiki-Prinzip funktionieren. Jeder Interessent kann dort Kartendaten frei herunterladen, und/oder auch eigene Daten für die Nutzergemeinschaft frei zur Verfügung stellen. Bekanntestes Beispiel dafür ist die Internetplattform Openstreetmap Die Genauigkeit der Daten reicht von der Weltübersichtskarte bis zum Stadtplan.
Die Geodatenbank Geonames enthält bereits über 8 Millionen Einträge.

powered by geonames

 
Gib im Suchfeld (oben) einen geographischen Namen ein (Stadt, Gipfel, usw.) und wähle danach einen der aufgelisteten Einträge aus. Das Kartenfenster zoomt auf die entsprechende geographische Position. Der Kartenmassstab muss ggf. noch angepasst werden.


Die Schweizerische Bundesverwaltung stellt mit ihrem Geoportal Geoinformationen, Daten und Dienste für die Verwendung im Internet frei zur Verfügung. In diesem Angebot enthalten ist auch die vollständige Schweizer Landeskarte:


Neben den bei Hochtouren verwendeten topografischen Karten gibt es die grosse Gruppe der thematischen Karten. Letztere stellen alle geografischen Sachverhalte ausserhalb der klassischen Topografie dar. Das Schweizerische Bundesamt für Statistik veröffentlicht in seinem interaktiven Statistischen Atlas der Schweiz laufend aktuelle thematische Karten zu insgesamt 24 Themenbereichen (siehe nächstes Fenster). Über das Ordnersymbol (links) kann man das Inhaltsverzeichnis einblenden und hat so Zugang zu allen Karten im Atlas. Auch die Legende (rechts) lässt sich wahlweise ein- und ausblenden. Die Buttonleiste (unten) bietet zahlreiche Werkzeuge zur interaktiven Nutzung der Karten. Das Laden kann, je nach Internetverbindung, etwas Zeit in Anspruch nehmen.


Mit Webatlanten kann aber noch weit mehr als die Geografie an der Erdoberfläche gezeigt werden: Das folgende Fenster zeigt einen Blick auf den nächtlichen Sternenhimmel mit dem Aladin Sky Atlas. Dieser wird beim Astronomical Data Center in Strassburg entwickelt und betrieben. Mit der Maus kann der Bildausschnitt verschoben werden, und mit den Zoom-Buttons (rechts) ist die Brennweite des Objektivs veränderbar. Es gibt eine Suchfunktion mit Anbindung an mehrere astronomische Datenbanken (Lupe), und man kann unter zahlreichen Bildquellen auswählen (Layersymbol).

Viel Spass beim Erkunden und Ausprobieren !

Die folgenden Internetseiten bieten interessante Anwendungen oder weiterführende Informationen zum Thema Kartografie:

Panoramen erzeugen:

Geländedarstellung:

Online-Lexika:

Organisationen:

Lehre und Forschung:

Unternehmen:

Sonstiges:


Hinweise auf weitere Seiten nehme ich gerne entgegen.    Smilie1