Den Ausgangspunkt der Arbeit bildet die Frage nach einer automatischen
Kartierung von Verbreitungsdaten in, nach kartographischen Regeln vorgefertigte,
Verortungsbasen. Nach Diskussion der kartographischen Generalisierungsmaßnahmen
samt deren Auswirkungen auf die Kartengrafik, um aus dem
Primärmodell (Datenerfassung) das Sekundärmodell (Kartengrafik) abzuleiten,
muss festgestellt werden, dass ein koordinatenbezogenes Hinzufügen von
Kartenobjekten in bereits vorhandene Karten, hauptsächlich auf Grund von
Geometriedeformationen der Verortungsbasen, aus kartographischer Sicht im
Allgemeinen abzulehnen ist, da somit nicht mehr gewährleistet ist, dass
topologisch korrekte Situationen entstehen. Im Zusammenhang mit dieser
Erkenntnis werden die Unterschiede zwischen Kartographischen Informationssystemen
(KIS) und Geographischen Informations-systemen (GIS) behandelt.
Der Schwerpunkt der Arbeit liegt schließlich in der technischen Umsetzung von
KIS als Web-Applikationen. Dazu werden sämtliche Bereiche, die zur Erstellung
solcher Dienste nötig sind, behandelt. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die
client- und serverseitigen Möglichkeiten gelegt.
Den Abschluss bildet eine vollständige Implementation einer Web-KIS-Applikation,
in der die oben gewonnenen Erkenntnisse praktisch umgesetzt werden.
Abstract:
The starting point of this thesis is the question of plotting distributional records
automatically into pre-designed maps. After a general discussion on cartographic
generalization including its effect on the map-graphic to derive a cartographic
model from a topographic model, it has to be concluded, that it is not allowed to
simply add objects based on coordinate values into an existing map, from a
cartographic point of view. This is mainly because of the displacement of objects
during the generalization step which would lead to incorrect topologic situations.
Based on this finding the difference between cartographic information systems
(CIS) and geographic information systems (GIS) is discussed.
The point of emphasis of this thesis lies in the technical aspects of a realization of
CIS as web-applications. The client- and server-side possibilities of implementation
are discussed and compared in detail.
Finally the acquired knowledge from above is used to implement a fully functional
web-CIS-application.
Inhaltsverzeichnis
1 Übersicht
1.1 Einleitung
1.2 Atlas der Säugetiere Österreichs
1.2.1 Beschreibung der Verortungsdaten
1.2.2 Beschreibung der Verortungsbasen
1.3 Ziele
2 Topographische und thematische Karten als Verortungsbasen
2.1 Einleitung
2.2 Visualisierung von Rauminformation mittels Kartengrafik
2.3 Auswirkungen der kartographischen Informationsbearbeitung
2.4 Unterscheidung Geographisches Informationssystem (GIS) und Kartographisches Informationssystem (KIS)
2.4.1 Geographische Informationssysteme (GIS)
2.4.2 Kartographische Informationssysteme (KIS)
2.4.3 GIS ist nicht KIS
2.5 Verwendung von Kartendaten als Input für GIS
2.6 Vom Primärmodell (DLM) prozessgesteuert zum Sekundärmodell (KM)?
2.7 Kartierungen in bestehende Kartengrafiken
3 KIS und GIS am Web
3.1 Technische Grundlagen und Geschichte des Internet
3.1.1 Dienste am Internet
3.2 Kartographie und Internet
3.2.1 Analogie zur Entwicklung der gedruckten Karte
3.2.2 Ein neues Kommunikations- und Präsentationsmedium – das WWW
3.3 Wieso sollen KIS und GIS ins Web?
3.3.1 Kartographische Informationssysteme am Web
3.3.2 Geographische Informationssysteme am Web
3.4 Struktureller Aufbau von Anwendungen am Web
3.4.1 Application Service Provider (ASP)
3.4.2 Distributed Geographic Information (DGI)
3.4.3 Die OGC Web Map Server Specification
3.5 Die Client-Server Architektur
3.6 Thin Client vs. Thick Client
3.7 Serverseitiger Aufbau - MapGenerator oder Gateway zu GIS/KIS
3.7.1 MapGenerator
3.7.2 Gatewayprogramm zu GIS/KIS
3.8 Das User Interface
3.8.1 User Interface Design
3.8.1.1 Allgemeine Richtlinien für das User Interface Design
3.8.1.2 Screen-Design Regeln für das User Interface Design
3.8.2 Der Web Browser – das Fenster ins WWW
3.8.3 Die User Interface Struktur der Ausgabeseite eines KIS/GIS Dienstes
3.8.3.1 Die Karte und ihre funktionelle Eigenschaft
3.8.3.2 Navigationselemente und KIS/GIS Elemente
3.8.4 Design von HTML – Seiten
3.9 Gestaltung einer Karte für das Web / die Visualisierung am Bildschirm
3.9.1 Papier vs. Bildschirm
3.9.2 Neue Entwicklungen
3.9.3 Die Folgen für die Kartographie
3.10 Ausgabe von HTML - Dokumenten auf Papier
3.11 Aufbau und Design einer Site
4 Techniken von Web-Applikationen
4.1 Von statischen zu dynamischen Web Seiten
4.2 Grundlagen
4.2.1 HTML
4.2.2 JavaScript
4.2.3 DHMTL und DOM
4.2.4 XML
4.2.5 HTTP und MIME
4.3 Kartenerstellung, View und Page Manipulation
4.4 Grafikformate für Karten am Web
4.5 Techniken zur Bearbeitung/Erstellung von Karten on-the-fly
4.5.1 CGI-Programme
4.5.2 Web Server APIs
4.5.3 Java Servlet
4.5.4 ASP – Active Server Pages
4.5.5 Java-Applets
4.5.6 PlugIn
4.5.7 ActiveX Control
4.6 Techniken zur Erstellung von WEB-Seiten on-the-fly
4.6.1 JSP – Java Server Pages
4.6.2 DHTML und JavaScript
4.7 Gegenüberstellung der Techniken
5 Implementation der Anwendung
5.1 Applikationsumfang
5.2 Kartographische Betrachtung des Anwendungsfalles
5.3 Gestaltung der Site
5.4 Allgemeine programmtechnische Fakten
5.5 Beschreibung der Implementation
5.6 Die Kartenerstellung – mammap.exe
5.6.1 Die Programmstruktur
5.7 Erweiterungen und Verbesserungsmöglichkeiten
6 Schlussbemerkung
7 Literaturverzeichnis
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht die Möglichkeiten und technischen Herausforderungen einer automatisierten, web-basierten Kartierung von Verbreitungsdaten. Das Hauptziel besteht darin, eine kartographisch sinnvolle Visualisierungsmethode für Verbreitungsdaten zu evaluieren und diese anschließend technisch für das Web zu realisieren, wobei besonderer Wert auf die client- und serverseitigen Implementierungsmöglichkeiten gelegt wird.
- Automatische Kartierung von Verbreitungsdaten in bestehende Verortungsbasen
- Unterscheidung und Abgrenzung zwischen GIS und KIS
- Technische Architektur und Designprinzipien für Web-Applikationen
- Kartographische Optimierung für die Visualisierung am Bildschirm
- Praktische Implementierung am Beispiel des "Atlas der Säugetiere Österreichs"
Auszug aus dem Buch
2.4.3 GIS ist nicht KIS
Nachdem nun GIS und KIS jeweils für sich behandelt wurden, soll in diesem Abschnitt die Frage nach den Gemeinsamkeiten und Unterschieden erläutert werden.
GIS konzentriert sich auf das „visual thinking (exploration)“, während KIS auf „visual communication (explanation)“ abzielt (vgl. [Frank1995]). In GIS sind Karten Teil des räumlichen Analyseprozesses, wogegen die Karte im KIS ein Endprodukt zur Kommunikation von räumlicher Information darstellt. MacEachren (1994) visualisiert diese Gegensätze der Kartenverwendung in der Diagonalen seiner „map-use-cube“.
Karten können demnach in drei Richtungen klassifiziert werden. Die erste Achse beschreibt den Anwendungsbereich - ob öffentlich oder privat. Die zweite Achse geht auf die dargestellten Beziehungen der Daten ein – ob bekannt oder unbekannt. Die verbleibende dritte Achse gibt den Grad der Interaktivität an – ob gering oder hoch. In diesem Zusammenhang interessant ist die Diagonale: gedruckte Karten zielen auf die reine Präsentation von räumlicher Information ab; sie sind öffentlich (für den Gebrauch der breiten Masse bestimmt), die Beziehungen sind bekannt (wurden vom Kartographen aufgearbeitet) und die Interaktivität ist gering (beschränkt sich auf das Kartenlesen). Im Gegensatz dazu steht der Kartenoutput in einem GIS: Diese Karte ist für den privaten Gebrauch des GIS-Anwenders gedacht (zu Kontrollzwecken oder als Input für weitere Operationen); die Karte ist höchst interaktiv, da über die Karte auf die Primärdaten zugegriffen werden kann; und die Beziehungen der Daten sind weitgehend unbekannt (Zweck der Karte oder der Operation ist es diese Beziehungen zu erkennen). KIS beanspruchen in der „map-use-cube“ mehr Raum als gedruckte Karten, aber deutlich weniger als GIS.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Übersicht: Einleitung in die Thematik der automatischen Visualisierung von Verbreitungsdaten und Vorstellung des Anwendungsbeispiels "Atlas der Säugetiere Österreichs".
2 Topographische und thematische Karten als Verortungsbasen: Diskussion der kartographischen Grundlagen, insbesondere der Generalisierung, sowie Abgrenzung von GIS und KIS im Kontext der on-the-fly Kartierung.
3 KIS und GIS am Web: Analyse des Internet als Medium für kartographische Applikationen, einschließlich technischer Grundlagen, Client-Server-Architekturen und User-Interface-Gestaltung.
4 Techniken von Web-Applikationen: Detaillierte Betrachtung der serverseitigen (CGI, ASP, etc.) und clientseitigen (Java-Applets, ActiveX, etc.) Technologien zur dynamischen Generierung von Web-Inhalten.
5 Implementation der Anwendung: Praktische Umsetzung der theoretischen Erkenntnisse durch die Programmierung der Anwendung "Atlas der Säugetiere Österreichs" unter Verwendung von CGI-Technologie.
6 Schlussbemerkung: Zusammenfassung der Ergebnisse bezüglich der Eignung des Internets für kartographische Zwecke und Ausblick auf zukünftige Entwicklungen.
7 Literaturverzeichnis: Auflistung der verwendeten Quellen und weiterführenden Fachliteratur.
Schlüsselwörter
Kartographie, Internet, Web-Mapping, Geographische Informationssysteme, GIS, Kartographische Informationssysteme, KIS, Web-Applikationen, CGI, Automatisierte Kartierung, Datengeneralisierung, User Interface Design, Client-Server-Architektur, Atlas der Säugetiere Österreichs, Internetkartographie
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit dem Problem der vollautomatischen Visualisierung von Verbreitungsdaten im Internet und der dafür notwendigen technischen Infrastruktur.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf der kartographischen Generalisierung, der Unterscheidung zwischen GIS und KIS sowie der technischen Implementierung web-basierter kartographischer Dienste.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Ziel ist es, eine kartographisch korrekte und technisch effiziente Methode zur on-the-fly Visualisierung von Verbreitungsdaten zu finden und praktisch zu implementieren.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es erfolgt eine theoretische Analyse kartographischer Generalisierungsprinzipien in Verbindung mit einer vergleichenden Evaluierung moderner Web-Technologien (Server-Side vs. Client-Side).
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil analysiert intensiv die Unterschiede zwischen GIS und KIS, die Anforderungen an das User Interface im Web sowie die verschiedenen serverseitigen (CGI, ASP, etc.) und clientseitigen (Applets, PlugIns, etc.) Realisierungsmöglichkeiten.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Kartographie, Web-Mapping, KIS, GIS, CGI, Automatisierte Kartierung und Internetkartographie.
Warum wird im praktischen Teil CGI als Technologie gewählt?
Der Autor wählt CGI wegen der einfachen Implementierbarkeit, der Stabilität, der Kompatibilität mit bestehenden Win32-Webservern und der Möglichkeit, die Anwendung auf CD-ROM zu portieren.
Was ist das Ergebnis der praktischen Implementierung?
Die praktische Umsetzung ist eine web-basierte Applikation namens „Atlas der Säugetiere Österreichs“, die den Benutzer durch Assistenten bei der Kartierung unterstützt.
- Arbeit zitieren
- Gottfried Pauler DI (Autor:in), 2001, Web-basierte kartographische Applikationen, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/11396
