4 Kartographische Modellbildung - univie.ac.at

Einführung in die KARTOGRAPHIE

Kapitel 4 Kartographische Modellbildung

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4 Kartographische Modellbildung

4.1 Begriffe und Aufgaben der kartographischen Modellbildung

4.2 Bestandteile der Karte Formale Merkmale

Sachliche Merkmale

Maßstab

4.3 Kartographische Ausdrucksformen

Kartenverwandte Darstellungen

4.4 Verwendete Literatur und Links

4.5 Abbildungsverzeichnis

4.1 Begriffe und Aufgaben der kartographischen Modellbildung

HAKE, G., GRÜNREICH, D., MENG, L.: Kartographie – Visualisierung raum-zeitlicher Informationen (8.Auflage). Berlin – New York, Walter de Gruyter, 2002 Seite 19,20

Modelle sind Bestandteile der täglichen Kommunikation und Arbeitsmittel der Wissenschaft. Durch Ansatz mathematischer Beziehungen, graphischer Darstellungen, verbaler Formu-lierungen, körperlicher Nachbildungen usw. nähern sie sich entsprechend dem jeweiligen Erkenntnisstand mehr oder weniger gut der Wirklichkeit oder Teilen davon. Die damit ein-tretende Ordnung und Reduktion der Informationen ist ihrem Wesen nach eine Verall-gemeinerung (Generalisierung, z. B. in Form der Bildung von Objektklassen), aber erst auf diesem Wege gelingt es, die Fülle der Umweltinformationen zu verarbeiten und die Wirk-lichkeit in ihren Merkmalen leichter begreifbar zu machen. Digitale Modelle beruhen auf Zahlen zur Beschreibung der Objektmerkmale. Ihre technische Realisierung führt zu einer Sequenz als zeitlicher Folge elektronischer Signale. Dieser Umstand zwingt dazu, für alle Objekte neben der Angabe der absoluten Positionen auch noch ihre Nachbarschaftsbeziehungen explizit zu beschreiben. Dabei gibt es graphikfreie Objekt-modelle und graphikbezogene kartographische Modelle. Analoge Modelle als graphische (also Karten) oder tastbare (taktile) Modelle entstehen unmittelbar oder aus digitalen Modellen. Sie besitzen als Konfiguration den Vorteil der unmittelbaren Anschauung der Zusammenhänge im Vergleich zu Tabelle oder Text. Soweit es sich dabei um eine statische Darstellung handelt, ist diese im Sinne der Informationstheorie nur eine räumliche Folge physikalischer (optischer) Signale und damit nur an Orts- und nicht an Zeitkoordinaten gebunden. Aber selbst bei bewegten Karten vermag der Einfluss der Zeitkomponente die Wahrnehmung der Zusammenhänge nur teilweise einzuschränken.



Innerhalb des dargestellten Kommunikationsnetzes ist der Kartograph einerseits Empfänger und andererseits Sender von Informationen, und es geht sowohl um den Ablauf konventioneller Kartenherstellung als auch um den von GIS-Techniken [Geographisches Informationssystem].


Das kartographische Kommunikationsnetz Der erste Kommunikationsvorgang führt von der Umwelt zum Fachmann: Die Zeichen der Umwelt, die der Fachmann (z. B. Topograph, Geologe, Statistiker) oder sein Gerät auf verschiedenen physikalischen Kanälen als Signale empfängt, werden im Gedächtnis oder als Protokolle, Registrierungen, Karteneintragungen usw. gespeichert und zu einem fachbezogenen Modell der Umwelt als Primärmodell verarbeitet. In der nächsten Informationsübertragung empfängt der Kartograph die Zeichen dieses Fachmodells und bildet daraus ein kartographisches Modell durch Karten oder digitale Daten (Sekundärmodell). Am Ende der dritten Kommunikation verarbeitet der Benutzer als Empfänger die Ergebnisse seiner Auswertung zur eigenen Umweltvorstellung (Tertiärmodell). Dieser zunächst sehr einseitig gerichtete Verlauf der Informationen gilt streng genommen nur dann, wenn der Benutzer auf diesem Wege neue Informationen über die Umwelt erhält. Wird dagegen die kartographische Wiedergabe vorwiegend zu Vergleichen benutzt, so erweitert sich die Informationskette zu einem oder mehreren Regelkreisen. Solche Vergleiche können sich beziehen

- auf die Umwelt selbst (z. B. Geländevergleich), - auf eine andere kartographische Darstellung und - auf bereits bestehende Kenntnisse von der Umwelt.

Die Vergleiche können bewirken, dass der Fachmann neue Sachinformationen codieren muss, der Kartograph die Kartenzeichen zu ändern hat oder der Benutzer sein Weltbild korrigiert. Schließlich lässt sich das Netz noch erweitern um die vielen und wichtigen Fälle, in denen mehrere Benutzer mit Hilfe der Karte untereinander kommunizieren, ferner wenn der Kartograph die von ihm aufbereiteten Daten nicht nur dem Benutzer, sondern auch der Datensammlung des Fachmanns überlässt und dieser wie ein Benutzer weitere Aktivitäten und damit auch Kommunikationsvorgänge auslöst.

Abb. 1: Das kartographische Kommunikationsnetz _________________

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HAKE, G., GRÜNREICH, D., MENG, L.: Kartographie – Visualisierung raum-zeitlicher Informationen (8.Auflage). Berlin – New York, Walter de Gruyter, 2002 Seite 20

- Das Primärmodell ist das Ergebnis der Erfassung der Umwelt durch den Fachmann (Topograph, Geologe, Sozialgeograph usw.).

- Das Sekundärmodell ergibt sich aus der Umsetzung des Primärmodells in das Darstellungsmodell des Kartographen.

- Das Tertiärmodell entsteht beim Benutzer als Vorstellungsmodell durch die Auswertung des Sekundärmodells.

HAKE, G., GRÜNREICH, D., MENG, L.: Kartographie – Visualisierung raum-zeitlicher Informationen (8.Auflage). Berlin – New York, Walter de Gruyter, 2002 Seite 150-152

Schema der digitalen Kartographie Die Hauptaufgabe der Kartographie, räumliche Strukturen und Prozesse so darzustellen, dass sie sich kommunizieren lassen und der Betrachter aufgrund seines allgemeinen geographischen und speziellen fachlichen Wissens eine richtige Vorstellung der Umwelt gewinnen kann, erfordert im Rahmen von Geo-Informationssystemen einen anderen Ansatz als bei der klassischen Kartenherstellung. Während bei dieser sämtliche konzeptionellen und gestalterischen Arbeiten vom Kartenautor zu leisten sind, gliedert sich die konzeptionelle Arbeit in der digitalen Kartographie in die Abschnitte: (1) Konzeption des Primärmodells der Umwelt, (2) Konzeption des kartographischen Sekundärmodells sowie (3) Konzeption und Implementierung des kartographischen Transformationsprozesses (Entwicklung von Computerprogrammen), mit dem das Sekundärmodell aus dem Primärmodell abzuleiten ist. Die Bewältigung dieser Arbeit erfordert den Einsatz von Experten der beteiligten Fachdisziplinen, der Kartographie und der Geoinformatik. Ein Primärmodell besteht aus den geometrischen, semantischen und temporalen Beschreibungen der Objekte eines fachspezifischen Umweltausschnittes sowie der zwischen ihnen bestehenden Beziehungen unabhängig von einer konkreten kartographischen Präsentation; die Realisierung eines Primärmodells ergibt ein digitales Objektmodell [DOM]. Dieses liefert die Ausgangsdaten für die Herstellung kartographischer Darstellungen oder für Modellrechnungen im Rahmen von GIS-Anwendungen (GIS-Analyse). Die auf Grund der verschiedenen fachlichen Wirklichkeitsvorstellungen entstehenden Primärmodelle der Umwelt (konzeptionelle Modelle, conceptual models) können sich hinsichtlich der Objektbildung und/oder des Koordinatensystems voneinander unterscheiden. Deshalb sind sie zu einem geometrisch und semantisch widerspruchsfreien (konsistenten) digitalen Objektmodell zu verknüpfen, bevor ihre Objektdaten zusammen verarbeitet werden können. Die dafür durchzuführende Geo-Datenintegration ist in konzeptioneller, methodischer und organisatorischer Hinsicht einer der schwierigsten Prozesse der Modellbildung. Die kartographische Visualisierung des DOM oder der Ergebnisse der Modellrechnungen geschieht in einem zweistufigen Prozess. Der weitaus wichtigere kartographische Gestaltungsprozess steht am Beginn. Dabei entsteht ein digitales kartographisches Modell (DKM) als ein virtuelles, nicht wahrnehmbares Sekundärmodell der Umwelt. Für die Kommunikation zu Benutzern wird dieses anschließend in eine wahrnehmbare kartographische Darstellung (analoges kartographisches Modell) unter Einsatz geeigneter Hardware und Software der graphischen Datenverarbeitung umgewandelt.



Abb. 2: Schema der digitalen Kartographie


Eine Schlüsselfunktion für GIS haben die primären Geo-Informationen (GeoDaten). Sie stellen gewissermaßen den „Treibstoff" für GIS-Anwendungen dar. Bei der Bereitstellung flächendeckender, objektstrukturierter Geo-Datenmodelle (digitale Objektmodelle - DOM) hoher Aktualität konkurrieren öffentliche und kommerzielle Institutionen. DOM sind das Ergebnis (a) unmittelbarer oder (b) mittelbarer Erfassung der Objekte und noch weitgehend graphik-unabhängig, d. h. noch frei von digitaler Codierung graphischer Zeichen und weiteren Zeichenbefehlen.

a) Die unmittelbare Erfassung ist z. B. der Normalfall der Topographie, bei dem aus digitaler terrestrischer oder photogrammetrischer Vermessung oder durch Kartendigitalisierung ein digitales Landschaftsmodell (DLM) entsteht. Dieses besteht

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durch Datenintegration aus dem digitalen Situationsmodell (DSM) und dem digitalen Geländemodell (Reliefmodell, Höhenmodell) (DGM).

b) Die mittelbare Erfassung ist ein Vorgang, der mit kartographischer Tätigkeit noch nicht in direktem Zusammenhang zu stehen braucht, vor allem dann, wenn die Erfassung der Daten gar nicht primär auf eine kartographische Wiedergabe ausgerichtet ist (z. B. bei Wetterbeobachtungen, Bodenbewertungen, Volkszählungen). Sollen jedoch diese Daten auch als Quelle einer GIS-Analyse oder thematischen Darstellung dienen, so entsteht zunächst ein digitales (thematisches) Fachmodell (DFM). Es entsteht durch Verknüpfung eines mehr oder weniger reduzierten DLM und der eigentlichen Fachaussage.

Durch kartographische Datenverarbeitung entsteht aus einem digitalen Objektmodell ein digitales kartographisches Modell (DKM). Dieses ist die Summe aller Objektinformationen in Gestalt graphischer Strukturen (Darstellungsgeometrie in Verbindung mit Signaturen-Codes usw.), die durch eine entsprechende Präsentationssoftware interpretiert und auf dem ausgewählten Medium (z. B. Bildschirm) ausgegeben werden kann. Damit lässt sich ein DKM auch bezeichnen als „Inhalt einer (klassischen) Karte in digitaler Form", als „digital gespeicherte Karte" oder kurz als „digitale Karte".

KRIZ, K.: Perspektiven in der Kartographie. In: KRETSCHMER, I., KRIZ, K. (Hrsg.): 25 Jahre Studienzweig Kartographie. Wien, Institut für Geographie der Universität Wien, 1999 (= Wiener Schriften zur Geographie und Kartographie, Bd. 12), Seite 50, 51

Kartographischer Modellraum Alle kartographischen Ausdrucksformen und die dazu gehörigen konzeptionellen Überlegungen lassen sich prinzipiell in einen virtuellen Raum, dargestellt durch drei Ebenen, eingliedern:

- Dimension - Wahrnehmung - Gestaltung

Abb. 3: Ebenen der Kartographie und ihre Komponenten

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Dimension Jede kartographische Darstellung besitzt eine raumbezogene Komponente. Durch die kartographische Modellbildung und damit einhergehende Abstraktion der Realität können unterschiedliche Darstellungsformen entstehen. Obwohl man es in der Wirklichkeit immer mit einem dreidimensionalen, temporalen Zustand zu tun hat, ist die kartographische, abstrahierte Umsetzung und ihre dimensionale Ausprägung nicht immer identisch mit jener der Realität. Manchmal ist die gesamte raumbezogene Information gar nicht Gegenstand der Darstellung oder ist technisch einfach nicht umsetzbar. Karten, die beispielsweise eine thematische Information darstellen, ohne das Gelände und die Zeitkomponente zu berücksichtigen, zeigen eine reduzierte zweidimensionale Sicht der Dinge. Demgegenüber zeigen kartographische Darstellungen, wie beispielsweise eine „Virtual Reality“-Präsentation einer Landschaft mit abrufbaren, temporalen Sachverhalten, die gesamte Palette an dimensionalen Möglichkeiten. Wahrnehmung Bisher wurde vor allem in der Kartographie nur die visuelle Wahrnehmungskomponente, mit einigen Ausnahmen im taktilen Bereich (Blindenkarten, Reliefs), betont. Karten standen dabei im Mittelpunkt des Interesses und hatten die Aufgabe, räumliche Sachverhalte visuell zu transportieren. Unterstützt durch den gegenwärtigen technologischen Fortschritt ist die Inanspruchnahme anderer Wahrnehmungsbereiche, wie beispielsweise jene der akustischen und taktilen Darstellungsformen, möglich. Autonavigationssysteme, Multimedia und „Virtual Reality“, um nur einige zu nennen, die nicht nur die visuelle Komponente akzentuieren, sind Beispiele dafür, wie andere Wahrnehmungssensoren in der Kartographie zum Einsatz kommen können. Außerhalb des sensorischen Bereiches gibt es jedoch Darstellungsformen, die nicht direkt mit akustischen, visuellen oder taktilen Sensoren wahrnehmbar sind. Datenbanken (DB) auf der einen Seite und Mental Maps auf der anderen Seite zählen zur Gruppe der sogenannten „non-sensorischen“ Wahrnehmung. Räumliche Information, die digital auf einem Datenträger in einer Datenbank gespeichert ist, stellt eine Trennung von Datenspeicherung und Datenwiedergabe, wie sie in Karten vereint vorkommt, dar. Unabhängig von der Darstellung ist damit die gesamte kartographische Information verfügbar. Mental Maps hingegen sind kartographische „Darstellungsformen“, die in den Köpfen der Nutzer nach Interaktion mit raumrelevanter Information, sei es durch direkte Modellbildung im Raum oder durch die Auseinandersetzung mit anderen kartographischen Modellen bzw. Darstellungsformen, entstehen. Gestaltung Die Gestaltung hat von Beginn an einen besonderen Stellenwert in der Kartographie. Viele Kartenbeispiele aus der Vergangenheit dokumentieren eindrucksvoll, wie Ästhetik und Funktionalität die kartographische Kommunikation unterstützen. Die unterschiedlichen kartographischen Darstellungsformen leben von der Gestaltung und versuchen, durch spezielle Aspekte die Kommunikation mit dem Nutzer einerseits zu stimulieren und andererseits zu optimieren. Die Spannweite erstreckt sich von der strengen „konstruktiv-gebundenen“ Form über eine „konstruktiv-gestalterische“ Realisierung bis hin zur fast freien „gestalterisch-künstlerischen“ Variante. Alle Formen haben fließende Übergänge zueinander.



Die konstruktiv-gebundene Umsetzung beschäftigt sich vor allem mit den konstruktiven Aspekten einer kartographischen Darstellung. Aus Primärquellen stammende Information wird möglichst unverfälscht wiedergegeben, um die darzustellenden Sachverhalte optimiert an den Nutzer zu transportieren. Beispiele dafür sind Katasterpläne und Navigationssysteme. Kartographische Darstellungsformen, die nach konstruktiv-gestalterischen Grundsätzen konzipiert werden, besitzen eine gewisse Freiheit in der kartographischen Gestaltung. Subjektive Einflüsse des Bearbeiters spielen genauso eine Rolle wie fix vorgegebene gestalterische Richtlinien. Das eigentliche kartographische, inhaltliche Anliegen soll jedoch immer im Mittelpunkt stehen und nicht auf Kosten der Gestaltung vernachlässigt werden. Es geht vor allem um die Symbiose von Ästhetik und Funktionalität. Die gestalterisch-künstlerische Realisierung bewegt sich zum Teil hart an der Grenze zur Kunst. Die Kartographie hat die Aufgabe, raumrelevante Informationen zu vermitteln, wobei die Modellbildung der Realität einen besonderen Aspekt darstellt. Die Kartographie unterscheidet sich dabei von der freien, subjektiven Sichtweise der Kunst durch die Verarbeitung von realen Geodaten und durch die Anwendung kartographischer Regeln.

Abb. 4: Ebenen der Kartographie mit Beispielen

4.2 Bestandteile der Karte


Karten sind der Hauptfall analoger kartographischer Modelle und lassen sich meist eindeutig in ihren Bestandteilen beschreiben. Ihr herausragendes Merkmal ist die geometrische Bindung der Kartengraphik auf der Grundlage eines gewöhnlich festen und runden Kartenmaßstabs.

Der Aufbau einer Karte lässt sich nach zwei verschiedenen Merkmalen beschreiben:

- formal durch Kartenfeld, Kartenrahmen, und Kartenrand - sachlich durch Karteninhalt, Kartennetz und Kartenrandangaben.

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Abb. 5: Äußere und inhaltliche Kartenbestandteile

• Formale Merkmale HAKE, G., GRÜNREICH, D., MENG, L.: Kartographie – Visualisierung raum-zeitlicher Informationen (8.Auflage). Berlin – New York, Walter de Gruyter, 2002 Seite 142

Das Kartenfeld (Kartenbild, Kartenspiegel) ist die Fläche, die den Karteninhalt als Hauptkarte enthält. Man unterscheidet zwischen Rahmenkarten und Inselkarten. Das Kartenfeld der Rahmenkarten ist von quadratischer, rechteckiger oder trapezartiger Form, wobei die Begrenzungslinien meist durch Linien des Kartennetzes gebildet werden. Inselkarten stellen bestimmte topographische, politische oder andere thematische Bereiche ohne ihre Nachbarschaft, also inselartig dar.

Kommission Aus- und Weiterbildung, DGfK: Ausbildungsleitfaden Kartograph/ Kartographin, 2000. Seite 43

Bei einer Inselkarte wird ein in sich geschlossenes Gebiet wiedergegeben, z.B. eine Flur, eine Verwaltungseinheit, ein Erdteil. Die Fläche außerhalb des dargestellten Gebietes ist bildfrei, so dass die Kartenfläche als Insel erscheint.

Bei Rahmenkarten erstreckt sich das Kartenbild bis zum Kartenrahmen. Es wird zwischen Gitternetzkarten, Gradabteilungskarten und Karten mit netzunabhängigem Blattschnitt unterschieden.


Der Kartenrahmen ist eine streifenförmige schmale Fläche zwischen der inneren Karten-schnittlinie, die das Kartenfeld abgrenzt (Kartenfeldrandlinie, Kartenfeldbegrenzungslinie), und einer äußeren Begrenzungslinie, an der der Kartenrand beginnt. Die graphische Gestaltung dieser Fläche richtet sich nach Art und Umfang der im Rahmen vorgesehenen Angaben (z.B. Koordinaten des Kartennetzes). Sind solche Angaben nicht vorgesehen, so besteht der Kartenrahmen oft nur aus einer einzigen Begrenzungslinie zwischen Kartenfeld und Kartenrand. Inselkarten gibt es sowohl mit als auch ohne Kartenrahmen.

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Der Kartenrand ist die Kartenfläche außerhalb des Kartenrahmens; er wird durch das meist rechteckige Blattformat (Papierformat) abgegrenzt. Bei der Platzierung der Randangaben und einem möglichen Textlayout für die Rückseite (z. B. für touristische Informationen) ist auf das Falzschema Rücksicht zu nehmen.

• Sachliche Merkmale


Die Kartenbenennung (der Kartentitel) soll das Kartenthema (Topographie oder Fachthema), den dargestellten geographischen Bereich und den Maßstab einer Karte angeben.

Die Bezeichnung von Einzelkarten beschränkt sich meist auf die Angabe von Kartenart, Ortsname und Maßstab (z. B. „Stadtkarte Hannover 1:20.000"). Lässt sich das Thema nur mit größerem Wortaufwand nennen, so kann es günstig sein, zunächst eine Kurzform in größerer Schrift zu wählen und dann das genaue Thema als Untertitel in einem kleineren Schriftgrad ausführlicher zu beschreiben.

Bei Kartenwerken gibt es oft eine Benennungs-Systematik für die Einzelblätter; sie setzt sich meist aus der Blattnummer und dem Blattnamen zusammen. Für solche Kartenwerke gibt es gewöhnlich Blattübersichten. Thematische Kartenwerke auf der Grundlage topographischer Kartenwerke orientieren sich meist an der dort geltenden Systematik.


Der Karteninhalt (die Hauptkarte) liegt innerhalb des Kartenfeldes. Er ist

- im syntaktischen Sinne die Summe der graphischen Darstellungen (das Kartenbild) bzw. der dafür stehenden digitalen Daten (digitale Modelle),

- im semantischen Sinne die Gesamtheit der Objekte (das Kartenthema), für die die Graphik bzw. deren digitale Daten stehen.

Der Karteninhalt besteht bei topographischen Karten aus Situation (Grundriss), Höhen-darstellung, Schrift und vereinzelten thematischen Angaben (z. B. Grenzen), bei thematischen Karten aus thematischer Darstellung, topographischem Kartengrund und Schrift. Karten ohne Schrift gelten als stumme Karten (z. B. Fragekarten oder Lernkarten des Unterrichts, oft in der Form der Umrisskarte).



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Das Kartennetz ist das Gerüst für die geometrische Lage des Karteninhalts. Die Netzlinien repräsentieren konstante und meist runde Zahlenwerte der geodätischen oder geographischen Koordinaten (z. B. alle runden 200m, 1 km, 2 km; 30', 1°, 5° usw.). Ist das Kartennetz nicht dargestellt, so liegt in den meisten Fällen wenigstens dem Entwurf oder der Vorlage ein Kartennetz zugrunde. Karten, die ein Kartennetz, aber keinen Karteninhalt aufweisen, gelten als Leerkarten.

Die Netzlinien erscheinen im Kartenrahmen meist als kurz angesetzte Striche mit beigeschriebenen Koordinatenwerten. Für die Darstellung im Kartenfeld ergeben sich folgende Fälle:

1. Die Netzlinien erscheinen voll durchgezogen. Dies ist notwendig, wenn geographische Netzlinien gekrümmt verlaufen bzw. wenn sie bei geradem Verlauf unterschiedlich große Netzmaschen bilden.

2. Die Netzlinien werden nur durch kleine Schnittkreuze angedeutet oder sie erscheinen überhaupt nicht. Dieser für Quadratnetze möglicher Fall stört das Kartenbild wenig bzw. gar nicht, erfordert jedoch für kartometrische Arbeiten evtl. die nachträgliche Vervollständigung des Netzes.


Angaben in Kartenrand und Kartenrahmen Die Angaben im Kartenrand umfassen neben denen im Kartenrahmen alle zum Verständnis und zur Auswertung des Karteninhalts erforderlichen Hinweise, Erläuterungen, Besch-reibungen usw. Ist die Karte eine Inselkarte, so verteilen sich die Angaben auf die außerhalb des inselartigen Kartenfeldes gelegenen Flächen.

Zu den wichtigsten Kartenrandangaben gehören die Kartenbenennung, der Kartenmaßstab, auch als graphischer Längenmaßstab (Maßstabsbalken), der Name des Herausgebers und der Zeitpunkt der Herausgabe (Herausgabevermerk, Impressum). Eine bedeutende Rolle spielen die Hinweise zum Quellenmaterial, zur Entstehung und eventuellen Aktualisierung der Daten sowie die mitunter umfangreiche Zeichenerklärung. Weitere Angaben beziehen sich auf den Kartennetzentwurf, auf die Namen des Kartenautors, des Entwurfskartographen, der kartographischen Anstalt, der Druckerei sowie sonstiger beteiligter Institutionen und Personen, […]

Die Angaben im Kartenrahmen bestehen aus den Koordinatenwerten für die Karten-netzlinien, den Zahlen und Buchstaben des Suchnetzes, den Anschlusshinweisen zu Nachbarblättern, den Richtungsangaben zum Verkehrsnetz sowie Teilen der Schrift, die als sog. Abgangsschrift das Kartenfeld verlässt oder als sog. Zugangsschrift in das Kartenfeld hineinführt (z. B. Gebirgsname).



Abb. 6: Kartenrahmen und Kartenrandausstattung der Österreichischen Karte 1: 50 000

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• Maßstab

BOLLMANN, J., KOCH G., et al.: Lexikon der Kartographie und Geomatik. Heidelberg, Berlin, Spektrum Akademischer Verlag, 2002.

Maßstab, Kartenmaßstab (scale), das lineare Verkleinerungsverhältnis von Zeichnungen, Abbildungen, Modellen und kartographischen Darstellungen. Bezugsfläche für großmaßstäbige Karten ist das Erdellipsoid, für kleinmaßstäbige Karten das verebnete Gradnetz der Erdkugel. Mehrere Formen der Maßstabsangabe sind gebräuchlich. Der numerische Maßstab ist nächst dem Kartentitel das wesentlichste Merkmal einer Karte und sollte deshalb in der Randausstattung nicht fehlen (Kartenlayout).

WITT, W.: Lexikon der Kartographie. Wien, Franz Deuticke, 1979 (= Die Kartographie und ihre Randgebiete – Enzyklopädie, Band B) Seite 374ff

Der numerische Kartenmaßstab ist das Verkleinerungsverhältnis einer Strecke auf der Karte zu der ihr entsprechenden Strecke in der Natur. Die Maßstabsfunktion ist

M = Kartenstrecke : Naturstrecke = 1 : m.

Dabei heißt m die Maßstabszahl

Der numerische Maßstab ist stets ein linearer Maßstab. Ist der Maßstab bekannt, so kann aus der in der Karte gemessenen Strecke die wirkliche Strecke in der Natur festgestellt werden. Ist der Maßstab unbekannt, so lässt er sich aus den in der Natur und in der Karte gemessenen Strecken errechnen. Bei den Streckenmessungen ist in der Natur und in der Karte dieselbe Maßeinheit zu benutzen.

Ein Maßstab heißt groß, wenn die Maßstabszahl klein ist und umgekehrt. 1:5.000 ist ein größerer Maßstab als 1:50.000.

Graphischer Maßstab: Die Unanschaulichkeit des numerischen Maßstabes wird durch die Zeichnung von Maßstabsleisten auf den Karten verbessert. Zeichnungen von Messleisten finden sich auf Karten seit dem 15. Jahrhundert (in germanischen oder gallischen Meilen usw.), numerische Maßstäbe in der heutigen Form wurden erst im 19. Jahrhundert allgemein üblich.

Der graphische Längenmaßstab ist eine Strecke, die maßstabsgerecht in bestimmte Abschnitte, z. B. 100 km, unterteilt ist; diese Strecke wird meist über den Nullpunkt hinaus nach der entgegengesetzten Richtung fortgesetzt und hier feiner, z. B. in 10fach kleinere Abschnitte, unterteilt, um auch Zwischenwerte genauer abmessen zu können.


Als Maßstabsfolge bezeichnet Freitag den Fall, bei dem die Maßstabszahlen verschiedener Karten durch einen einfachen Faktor (z.B. 2) oder eine festgelegte Folge von Faktoren miteinander verbunden sind. Dagegen liegt eine Maßstabsreihe vor, wenn verschiedene Faktoren ohne Regelhaftigkeit auftreten. Häufig werden jedoch beide Begriffe als Synonyme



angesehen. Die Wahl einer Maßstabsfolge spielt eine wichtige Rolle in der Atlaskartographie und in der amtlichen Kartographie.

Abb. 7: Graphische Legendenmaßstäbe:

a) Einfacher Längenmaßstab mit Grob- und Feineinteilung;

b) Transversalmaßstab zur genauen Streckenermittlung in großmaßstäbigen Karten;

c) Maßstabsnetz für Karten mit uneinheitlichen Maßstäben (2 Beispiele)

d) Korrespondierende Längenmaßstäbe verschiedener Maßeinheiten.


Maßstabsfolge, (E series of scales), verschiedentlich neben dem Begriff der Maßstabsreihe gebrauchter Terminus für eine Abfolge von Maßstäben (Kartenmaßstäben) bei der die Maßstabszahlen der einzelnen Karten durch einen einfachen Faktor (z. B. 2) oder eine festgelegte Folge von Faktoren miteinander systematisch und vergleichbar in Beziehung stehen. Meist werden beide Begriffe als Synonyme verwendet.

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Maßstabsreihe, Maßstabsfolge, die in Kartenwerken und Atlanten (Atlas) benutzte Folge der Verkleinerungsverhältnisse. Bei topographischen Karten entsteht durch Ableitung von Folgemaßstäben aus dem Grundmaßstab die Maßstabsreihe der topographischen Landeskartenwerke, bei denen in jedem Maßstab das gesamte Staatsgebiet dargestellt wird. In Atlanten dient die Maßstabsreihe überwiegend zur selektiven Darstellung derart, dass das Heimatland und besonders interessierende Gebiete in großen, ferner liegende Gebiete in kleineren Maßstäben abgebildet werden. Angestrebt werden dabei primär linear ganzzahlige und damit leicht vergleichbare Maßstäbe. Bei der Reihe 1 : 2,5, 1 : 5, 1 : 10 und 1 : 20 Mio. verhalten sich die Strecken wie 1 : 2 : 4 : 8, die Flächen allerdings wie 1 : 4 : 16 : 64.

WITT, W.: Lexikon der Kartographie. Wien, Franz Deuticke, 1979 (= Die Kartographie und ihre Randgebiete – Enzyklopädie, Band B), Seite 81

Böschungsdiagramm. Böschung ist die Neigung des Geländes in der Richtung des stärksten Gefälles. Sie wird gemessen durch den Böschungswinkel a, der sich aus der Höhendifferenz h zweier Punkte und ihrem Horizontalabstand s ergibt:

tan a = h/s

Die Böschung lässt sich aus Höhenlinienkarten mit Hilfe des beigefügten Böschungs-diagramms (Neigungsmaßstabes) ermitteln. In ihm ist für den jeweiligen Kartenmaßstab der Horizontalabstand der benachbarten Höhenlinien als Ordinate dargestellt; die Neigung ist als Abszisse in Graden, in Prozenten oder als Neigungsverhältnis 1 : x ablesbar.

Abb. 8: Maßstab und Neigungsmaßstab der Alpenvereins-Karte Silvrettagruppe, Nr. 26

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4.3 Kartographische Ausdrucksformen


Karten und kartenverwandte Darstellungen ergänzen einander und bieten daher einen verbesserten Zugang zum Raumverständnis seitens eines breiten Publikums. Von den Karten unterscheiden sich die kartenverwandten Darstellungen durch:

- die geometrischen Eigenschaften (Kartenprojektion und Kartenanamorphose), - die verwendeten Darstellungsdimensionen (ebene, körperliche und bewegte

Darstellungen), - die Gestaltungsstile (abstrakte und photorealistische Darstellungen), - die Gestaltungsmedien (monomediale und multimediale Darstellungen) oder - die medienbedingten Wahrnehmungsformen (sensorisch, motorsensorisch und nicht-

sensorisch). Die Verwandtschaft zur Karte besteht in der Ähnlichkeit bzw. Vergleichbarkeit hinsichtlich der Darstellungsinhalte und des Maßstabsbereichs. Die Objektinformationen stammen aus vorhandenen Karten, aus digitalen Datenbeständen oder aus besonderen Erfassungen (z. B. Satellitenbild). Kartenverwandte Darstellungen gibt es für sich allein oder in Verbindung mit Karten, Bildern, Tabellen, Texten und Klang zur weiteren Erläuterung und Ergänzung des jeweiligen Sachverhalts. Dabei geht der Einsatz der klassischen Strichzeichnung, vor allem bei Vogelperspektiven und Panoramen, zurück. An ihre Stelle treten jedoch photographische Halbtonbilder und in zunehmendem Maße animierte perspektivische Darstellungen, teilweise mit Zusätzen von Texten und Symbolen.

KRIZ, K.: Konstruktion kartographischer Ausdrucksformen. Lehrbehelf für das Sommersemester 2001, UNI-Wien

Gliederung kartographischer Ausdrucksformen: Zweidimensionale Darstellungen

Karten Topographische Karten Thematische Karten

Kartenverwandte Darstellungen Luft- und Satellitenbild Vogel- und Satellitenperspektive Panorama Blockbild Axonometrie Profil Stereodarstellung Kartographische Anamorphosen

Dreidimensionale Darstellungen Relief Globus



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Weitere Unterscheidungsmerkmale: Zeitliche Darstellungskomponente (statisch – dynamisch) Gestaltungsstil (Kartenrealismus – Photorealismus)

Darstellungsform (monomedial - multimedial) Wahrnehmungsform (visuell – taktil – akustisch – non-sensorisch) Konstruktionsprinzip (konstruktiv – frei-gestalterisch)

IMHOF, E.: Thematische Kartographie. Berlin, New York, Walter de Gruyter, 1972.

Neben den mehr oder weniger grundrißlichen Abbildungen, den Karten, bestehen in großer Auswahl andere Darstellungsformen der Erdoberfläche und ihrer Vorkommnisse. Dies sind Luftphotos, Schräg- und Seitenansichten, wie Panoramen, Vogelschaubilder, Blockbilder und anderes. Überdies werden Erdoberflächenform, Erdinneres und Lufthülle bildhaft erschlossen durch Zeichnungen auf lotrechten Profilflächen. Zu den zweidimensionalen Darstellungen gesellen sich die scheinbar dreidimensionalen, d.h. die räumlich wirkenden Stereobilder, und schließlich die tatsächlich dreidimensionalen Modelle, die sog. „Reliefs“, sowie Globus.


Eine Karte, (E map), ist eine grundrissbezogene graphische Repräsentation georäumlichen Wissens auf der Basis kartographischer Abbildungsbedingungen. Der Stellenwert der Karte als zentrales Erkenntnisobjekt der Kartographie hat sich aufgrund der Veränderung ihrer Herstellung und Nutzung kontinuierlich entwickelt. Bei früheren grundlegenden Definitionen wurde zuerst von der Karte als "Grundrissdarstellung" und später als "graphisches Modell der Realität" ausgegangen. In den letzten Jahren setzte sich die Sicht als "graphische Repräsentationsform" durch (Internationale Kartographische Vereinigung, ICA 1996), bei der der Unterstützungscharakter der Karte im Rahmen kartographischer Kommunikationsprozesse zur visuellen Aufnahme und kognitiven Repräsentation von georäumlichen Daten impliziert wird. Georäumliche Daten werden in graphischen Karten optisch als kartographisches Wissen repräsentiert und visuell in Form von kartographischen Informationen abgeleitet. Andere kartographische Repräsentationsformen sind digitale Karten zur elektronischen Verarbeitung im Computer, akustische Audiokarten oder Sprachkarten zur auditiven Wahrnehmung z. B. in Fahrzeugnavigationssystemen und Blindenkarten zur taktilen Wahrnehmung. Das in Karten repräsentierte Wissen resultiert aus Geodaten und deren semantischen Bedeutungen, die in Form von Objekten, Klassen von Objekten (Begriffen) oder Sachverhalten (Aussagen) des Georaums beschrieben werden. In Karten abgebildet werden sichtbare materielle Merkmale von Objekten sowie Merkmale und Eigenschaften abstrakter bzw. theoretischer Sachverhalte, die vor allem durch die mit georäumlichem Bezug arbeitenden Natur- und Gesellschafts-wissenschaften erfasst, strukturiert und genutzt werden.



• Kartenverwandte Darstellungen


kartenverwandte Darstellungen kartenähnliche Darstellungen, (map related representation), ebene, perspektive, zeichnerische und bildhafte (Fernerkundung) Geländeabbildungen, die sich in wesentlichen Merkmalen von den konventionellen kartographischen Darstellungen als zeichnerische bzw. piktorale Grundrissdarstellungen der Oberfläche der Erde (oder eines anderen Himmelskörpers) unterscheiden, aber mit diesen - wenn auch in unterschiedlichem Umfang - Gemeinsamkeiten besitzen. Kartenverwandte Darstellungen sind insbesondere geeignet, die dritte Dimension des Geländes zu veranschaulichen (vgl. Kartenklassifikation). Durch Veränderung von Blickrichtung und der Projektionsart der Darstellung entstehen Abbildungen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Bei ebenen Abbildungen wird nach der Lage der Projektionsachse zwischen horizontaler Lage, vertikaler (lotrechter) Lage und schräger Lage unterschieden, woraus sich eine entsprechende Lage der dazu jeweils rechtwinklig stehenden Bildebene ergibt. Bei parallel-perspektiven Abbildungen entstehen in allen Fällen maßstäbliche Abbildungen, bei zentralsperspektivischen Darstellungen ist der Abbildungsmaßstab uneinheitlich und immer abhängig vom Abstand der Geländepunkte von der Bildebene.


Die Karte entsteht geometrisch als Senkrechtprojektion (Grundrissbild) auf eine horizontal gedachte Bezugsfläche, die ebenen kartenverwandten Darstellungen beruhen dagegen auf anderen Projektionen und/oder einer anderen Lage der Projektionsebene; [...]. Mit Ausnahme des Profils bezeichnet man die ebenen kartenverwandten Darstellungen mitunter auch als Raumbilder.

Gliederung KVDF (Hake)

Karte Blockbild Profil

Militärpersp. Kavalierpersp.

Senkrecht-Luftbild

PanoramaSchräg-Luftbild

Vogelpersp.

Lage der Projektion

horizontal schräg vertikalArt der Projektion

senkrechte Axonometrie

Parallelprojektion

Zentralprojektion

schiefe Axonometrie

Abb. 9: Merkmale ebener kartenverwandter Darstellungen _________________

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Abb.10: Kartenverwandte Darstellung – Blockbild

Abb.11: Kartenverwandte Darstellung – Profil

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Kartenanamorphote, Kartenanamorphose, kartographische Anamorphose,

... kartographische Darstellung mit variablem Maßstab. Infolge der Unmöglichkeit, die Kugelgestalt der Erde ohne Verzerrungen (Verzerrungstheorie) zu verebnen, tendieren alle Karten, deren Verzerrungsbeträge über der Zeichengenauigkeit (Kartengenauigkeit) liegen, zur Kartenanamorphote. Diese Tendenz wächst mit abnehmendem Maßstab und wird besonders bei Erddarstellungen (Planisphäre) offenbar.

Der Begriff der Kartenanamorphote ist jedoch nur für jene Darstellungen in Gebrauch, deren Geometrie nach bestimmten Regeln gegenüber einer Ausgangskarte bewusst verzerrt wird. Auf Erddarstellungen bezogen sind dies Karten, in denen das Verhältnis Meridianlänge : Äquatorlänge von 1 : 2 abweicht, die folglich gedehnt oder gestaucht sind.

Die vom primären Kartennetzentwurf abweichende bewusste Verzerrung von Karten mittleren und großen Maßstabs dient der Anpassung an ein vorgegebenes Kartenformat oder der Vergrößerung der nutzbaren Darstellungsfläche in Dichtegebieten. Zum Beispiel wird in Stadtplänen nicht selten der Bereich des Stadtzentrums in größerem Maßstab als die Randgebiete der Stadt dargestellt. Dabei wird der Maßstab, ausgehend von einem zentralen Punkt, einer mathematischen Funktion folgend, verkleinert. Zum genannten Zweck ist auch die von mehreren Punkten ausgehende polyfokale Maßstabsreduzierung möglich.

.... Anamorphotendarstellung, (E value-area cartogram), kartenverwandte Darstellung, deren Geometrie proportional zur Ausprägung eines Merkmals verzerrt wird. Zu unterscheiden sind Abbildungen, in denen die Geometrie von einem Punkt ausgehend beeinflusst wird (z. B. Fahrtzeiten, Reisezeiten, bezogen auf ein Zentrum) sowie kartogrammähnliche Darstellungen, deren Flächen (meist Verwaltungseinheiten) proportional zu einem Merkmal skaliert werden. Für Letztere ist in der englischen Fachsprache der Begriff cartogram üblich. Sie sind aber keineswegs identisch mit Darstellungen nach der Flächenkartogramm-Methode bzw. Choroplethenkarten.

In beiden beschriebenen Arten der Kartenanamorphoten bleibt die relative Lage der Objekte unverändert, d. h. die Topologie der Kartenzeichen wird erhalten. Die Bearbeitung von Kartenanamorphoten erfolgt mittels spezieller Software.

Die Möglichkeiten und der Nutzen der erstgenannten Gruppe kartographischer Anamorphoten sind weitgehend anerkannt. Über die Rezeption von Kartenanamorphoten thematischer Natur (zweite Gruppe) existieren nur wenige empirische Untersuchungen. Ihnen wird ein Interesse provozierendes Potential zugeschrieben.



Abb. 12: Kartographische Anamorphose von Österreich

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Reliefs Auch Kartenreliefs genannt; Bezeichnung für dreidimensionale Geländemodelle, die plastisch die Oberflächenbeschaffenheit einer Landschaft hervortreten lassen. Der besseren Anschau-lichkeit wegen werden die Höhenverhältnisse dabei überhöht, d.h. der Höhenmaßstab ist größer als der Längenmaßstab der zugrunde liegenden Karte. Für die Herstellung von Reliefs wird heute üblicherweise thermoplastische Kunststofffolie verwendet, die in einer speziellen Anlage erwärmt und durch Erzeugung eines Unterdruckes an ein Modell des dargestellten Gebietes im gleichen Maßstab angepresst wird. Nach dem Erkalten zeigt die steif gewordene Folie das erhabene Relief, das ansonsten dieselben Eintragungen aufweist wie eine ebene Karte.

Abb.13: Relief des Eiger von Toni Mair (www.mair-relief.ch)


Globus, (E globe), Plural Globen, verkleinertes, kugelförmiges Modell der Erde (Erdglobus), des Mondes (Mondglobus) oder eines anderen Himmelskörpers (z. B. Marsglobus), bei traditioneller Herstellung als materieller analoger Globus aus Kunststoff, Pappe (Pappmaché), Holz (mit Gipshaut), Metall oder Glas gefertigt, als virtueller multimedialer Globus (Hyperglobus, virtueller Globus) in digitaler Form.

Auf Globen wird die Erdoberfläche bzw. die Oberfläche des jeweiligen Himmelskörpers unverzerrt, d. h. längen-, flächen- und winkeltreu abgebildet. Zur Benutzung werden traditionell-analoge Globen mit einer Armierung versehen. Von einem Fuß mit aufgesetztem halbkreisförmigen Meridian mit Gradteilung wird die mit 23° 27’ gegen die Senkrechte geneigte Achse, die durch die Pole führt, drehbar gelagert gehalten.

Kleine Globen können als Rollgloben auf Kugeln oder Filzstreifen lagern; sie sind in alle Richtungen drehbar und zur Streckenbestimmung mit zwei gekreuzten Quadrantenbogen mit Gradteilung versehen.

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4.4 Verwendete Literatur und Links

ARNBERGER, E., KRETSCHMER, I.: Wesen und Aufgaben der Kartographie – Topographische Karten (Aufnahme; Entwurf Topographischer und Geographischer Karten; Kartenwerke) Teil II/Abbildungen und Index . Wien, Franz Deuticke, 1975 (= Die Kartographie und ihre Randgebiete – Enzyklopädie, Band I)


HAKE, G., GRÜNREICH, D., MENG, L.: Kartographie – Visualisierung raum-zeitlicher Informationen (8.Auflage). Berlin – New York, Walter de Gruyter, 2002

IMHOF, E.: Thematische Kartographie. Berlin, New York, Walter de Gruyter, 1972.

Kommission Aus- und Weiterbildung, DGfK: Ausbildungsleitfaden Kartograph/ Kartographin, 2000.

KRIZ, K.: Konstruktion kartographischer Ausdrucksformen. Lehrbehelf für das Sommersemester 2001, UNI-Wien

KRIZ, K.: Perspektiven in der Kartographie. In: KRETSCHMER, I., KRIZ, K. (Hrsg.): 25 Jahre Studienzweig Kartographie. Wien, Institut für Geographie der Universität Wien, 1999 (= Wiener Schriften zur Geographie und Kartographie, Bd. 12)

WITT, W.: Lexikon der Kartographie. Wien, Franz Deuticke, 1979 (= Die Kartographie und ihre Randgebiete – Enzyklopädie, Band B)

Schweizerische Gesellschaft für Kartographie (Hrsg.): Topografische Karten. Kartengrafik und Generalisierung. 2002. (= Kartographische Publikationsreihe Nr. 16)

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4.5 Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Das kartographische Kommunikationsnetz

aus HAKE, G., GRÜNREICH, D., MENG, L.: Kartographie – Visualisierung raum-zeitlicher Informationen, 2002

Abb. 2: Schema der digitalen Kartographie


Abb. 3: Ebenen der Kartographie und ihre Komponenten

aus KRIZ, K.: Perspektiven in der Kartographie. In: KRETSCHMER, I., KRIZ, K. (Hrsg.): 25 Jahre Studienzweig Kartographie. Wien, Institut für Geographie der Universität Wien, 1999 (= Wiener Schriften zur Geographie und Kartographie, Bd. 12)

Abb. 4: Ebenen der Kartographie mit Beispielen

aus KRIZ, K.: Perspektiven in der Kartographie. In: KRETSCHMER, I., KRIZ, K. (Hrsg.): 25 Jahre Studienzweig Kartographie. Wien, Institut für Geographie der Universität Wien, 1999 (= Wiener Schriften zur Geographie und Kartographie, Bd. 12)

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Abb. 5: Äußere und inhaltliche Kartenbestandteile


Abb. 6: Kartenrahmen und Kartenrandausstattung der Österreichischen Karte 1: 50 000

aus ÖK50 5203 Neusiedl am See, BEV, Wien, 2001

Abb. 7: Graphische Legendenmaßstäbe:

aus ARNBERGER, E., KRETSCHMER, I.: Wesen und Aufgaben der Kartographie – Topographische Karten, Teil II/Abbildungen und Index, 1975, Seite 20

Abb. 8: Maßstab und Neigungsmaßstab der Alpenvereins-Karte Silvrettagruppe, Nr. 26

aus Alpenvereinskarte Silvrettagruppe, Nr. 26, 1999

Abb. 9: Merkmale ebener kartenverwandter Darstellungen

aus HAKE, G., GRÜNREICH, D., MENG, L.: Kartographie – Visualisierung raum-zeitlicher Informationen, 2002, Seite 176

Abb. 10: Kartenverwandte Darstellung – Blockbild

Abb. 11: Kartenverwandte Darstellung – Profil

Abb. 12: Kartographische Anamorphose von Österreich

aus W.D. Rase, BfLR

Abb.13: Relief des Eiger von Toni Mair (www.mair-relief.ch)

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4 Kartographische Modellbildung - univie.ac.at

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