Geschichte, Definition und Merkmale der Kartographie

Kartographie Vorlesung vom 17.4.96

3800 v. Chr.: erste Karten (Babylonier, Ägypter)

1. Jh. n. Chr.: erste wissenschaftliche Kartographie (Phtolomäus) seit der Mitte des 16. Jh.: Buchdruck, gedruckte Karten

Kartographie ist die Fachdisziplin, die sich mit der Herstellung und Benutzung von Karten beschäftigt (auch Herstellungsmethoden und Techniken)

Definitionsmerkmale Karte

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Klassifikation von Karten

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Gliederung/Aufgabenfelder der Kartographie

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Gliederung Kartographie

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Kartographie Vorlesung vom 24.4.96

Die Erde ähnelt einer Kugel (30 cm Kugel Abweichung von 0,25 mm) Geoid: für Karten wird ein Modell (perfekte Kugel) verwendet ? Oblate (Ellipsoid), Sphäroid von 3-Dimensionalität in 2-Dimensionalität

Ein Geoid ist bestimmt durch die Schwerkräfte (Abweichung zwischen Geoid und physischer Erdoberfläche), Ellipsoid wird für Kartographie benötigt

Bei der Darstellung der Erdoberfläche auf der Kartenebene wird die Erdfigur als Ellipsoid oder Sphäroid angenommen, das an den beiden Polen abgeplattet ist. Als Bezugsfläche wird für die dt. topographischen Kartenwerke das von Bessel (1784-1846) berechnete Ellipsoid verwendet. In kleinen Maßstäben wird die Erdfigur als Kugel angenommen.

Dimensionen der Erde

Gestalt: abgeplatteter Rotationsellipsoid Radius am Äquator: 6378 km

Radius am Pol: 6357 km 22 km Unterschied zwischen den Ableitungen

Stauchung:[Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]

Das geographische Gradnetz besteht aus den Meridianen (Längenkreise) und den Parallel- kreisen

(Breitenkreise). Die Meridiane und der Äquator sind Großkreise. Großkreise sind Kreise, deren Ebenen durch den Erdmittelpunkt gehen bzw. deren Radien gleich mit dem Radius der Erdkugel sind. Es gibt unendlich viele Großkreise auf der Erde.

Geographische Längen und Breiten werden als Koordinaten bezeichnet. Sie werden als geo- metrisches Gerüst für die kartographische Darstellung der Erdoberfläche gebraucht.

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Meridian und Parallelkreise werden in 360 Grade aufgeteilt. Entlang des Äquators und der Meridiankreise sind alle Grade gleichlang (ca. 111 km). Aber eine Gradbreite wird etwas länger in der Nähe von den Polen, etwas kürzer in der Nähe des Äquators.

Im Gegenteil zu Gradbreiten werden große Variationen in den Gradlängen beobachtet: eine Gradlänge wird immer kürzer, wenn man vom Äquator zu den Polen geht. Die Breitengrade sind ungefähr gleich lang. Die geographische Länge eines Punktes geht vom Nullmeridian aus. Östlich bzw. westlich von 0 bis 180 Grad. Die geographische Breite eines Punktes geht vom Äquator aus nördlich bzw. südlich von 0 bis 90 Grad.

Breite ? Länge ?

Eine Kartenabbildung ist die graphische Darstellung des geographischen Gradnetzes und der Oberfläche der Erdkugel oder anderer Weltkörper auf der Kartenebene mit Hilfe mathemati- scher Beziehungen. In großen und mittleren Maßstäben werden geodätische Abbildungen verwendet. In kleineren Maßstäben werden kartographische Abbildungen verwendet.

Loxodrome (“Schieflaufende”): Linie, die die Längengerade unter gleichem Winkel schnei- det, eine Spirale, die im Pol endet. Sie werden auf Mercator Abbildungen als gerade Linien dargestellt. Orthodrome (“Geradlaufende”): Kürzeste Linie, zwischen zwei Punkten auf der Erde, die jedoch jeden Längengrad unter einem anderen Winkel schneidet, geodätische Linie. Sie wird auf gnomonischen Abbildungen als gerade Linie dargestellt.

Charakterisierung einer Projektion

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1) Ebene

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2) Zylindermantel

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3) Kegelmantel

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Abbildung auf eine Ebene

- Tangentialebene im Pol (Berührungspunkt zugleich Kartenmittelpunkt)

- wird azimutale Abbildung bezeichnet (Azimut ist der Winkel, den der Großkreis mit dem Meridian bildet)

- Je nach Lage des Projektionszentrums werden drei Abbildung unterschieden

1. Gnomonische

2. Stereographische Abbildung

3. Orthographische

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Abbildung auf einen Zylindermantel

- Tangentialzylinder oder Schnittzylinder

- Mercatorprojektion ist die berühmteste Zylinderabbildung. Der Äquator als Berührungsstelle wird längengetreu abgebildet.

1. Alle Parallelkreise haben die Länge des Äquators

2. Das Vergrößerungsverhältnis im Parallelkreis ist dem Vergrößerungsverhältnis im Meridi- an gleich.

Kartographie Vorlesung vom 8.5.96

winkeltreue Projektion (Merkartorprojektion): der Nord- oder Südpol ist nicht darzustellen (auf normalen Weltkarten)

Der Berührungspunkt mit dem Zylinder ist am Meridian oder am Äquator UTM: universal transversal Meridian

Merkatorprojektionen sind verzerrt, z.B. Grönland ist viel kleiner als auf den Projektionen

Abbildung auf einem Kegelmantel

Ebene und Zylinder sind Grenzfälle eines Kegels

- Tangentialkegel oder Schnittkegel
- POLYKONISCHE Abbildungen: mehrere Kegelmäntel werden gebraucht und mehrere Parallelkreise werden berührt

POLYEDERABBILDUNG: Vielflächner oder Polyeder wird gebraucht

Das abzubildende Gebiet wird in Gradabteilungen aufgeteilt: trapezförmige Kartenfelder

Einteilung nach Eigenschaften der Abbildungen: Eine verzerrungsfreie Abbildung ist nicht möglich

So lassen sich die Forderungen nach Winkel-, Flächen- oder Längentreue nicht gleichzeitig erfüllen.

Wir haben winkeltreue, flächentreue, längentreue und vermittelte Abbildungen (Kompromiß zwischen allen drei Abbildungsformen)

Treue einer Projektion

- Konformität bzw. Winkeltreue
- Äquivalenz bzw. Flächentreue
- Äquidistanz bzw. Längentreue

Je größer der Maßstab einer Karte ist, desto größer ist auch die Annäherung ab Längen-, Flächen- und Winkeltreue (z.B. geodätische Abbildungen). Bei kleineren Maßstäben gibt es erhebliche Verzerrungen

Auswahl einer Projektion aufgrund zweier Ausprägungen:

- Ort der Berührung mit der Erde
- Verzerrung unter Berücksichtigung der:
- Eigenschaften einer Projektion
- geometrischen Gegebenheit (wechselnd, kontinuierlich)

HERZOG

Definitionen

Topographische Karte

“Karte, in der die Situation, Gewässer, Geländeformen, Bodenbewachsung und eine Reihe sonstiger zur allgemeinen Orientierung notwendiger oder ausgezeichneter Erscheinungen den Hauptgegenstand bilden und durch Kartenbeschriftug eingehend erläutert sind.”

“Ortsbeschreibende Karten, in denen sichtbare örtliche Erscheinungen der Erdoberfläche nach ihrer Lage im Gradnetz der Erde und zueinander im Grundriß dargestellt werden.”

z.B. die Verteilung von Land und Meer, Flüssen, Seen, Oberflächenformen (sind abgebildet) sichtbare Örtlichkeiten (sind der Inhalt der topographischen Karten)

Geodätische Entwürfe (Abbildungen)

Charakteristika

- Zweck: Abbildung der Erdoberfläche in Maßstäben ab ca. 1: 500 000 und größer
- geodätische Entwürfe entsprechen den hohen Genauigkeitenanforderungen der Landesver- messung
- geodätische Entwürfe beruhen auf der Abbildung eines Ellipsoiden (nicht der Kugel)
- wegen der Genauigkeitsanforderungen können nur begrenzte Bereiche der Ellipsoidenoberfläche gemeinsam abgebildet werden, z.B. nur ein Meridianstreifen von 3° oder 6° Breite (sprich geographischer Länge) Abb.44
- geodätische Entwürfe ergeben ein rechtwinkliges geodätisches Koordinatensystem
- auf den einzelnen Kartenblättern schlägt sich dieses Koordinatensystem in einem System rechtwinkliger Netzlinien nieder.
- alle geographischen Koordinaten lassen sich in Koordinaten eines geodätischen Koordinatensystems umrechnen
- Beispiel: Gauß-Krüger-Abbildung

Gauß-Krüger: Charaktristika

- für Deutschland 1923 eingeführt; später von mehreren Staaten übernommen

- entspricht einer querachsigen Mercatorabbildung
- die Winkeltreue ist also gegeben, wegen der großen Maßstäbe auf den Kartenblättern aber faktisch gleichzeitig auch allgemeine Längen- und Flächentreue
- Abbildungszylinder (Berührungszlinder) berührt das Erdellipsoid (von Bessel) an einem Meridian, der geradlinig und längentreu wiedergegeben wird
- dieser längentreu widergegebene Meridian wird Berührungs-, Haupt- oder Mittelmeridian genannt
- Abbildung eins jeweils 3° breiten Meridianstreifens auf den querachsigen Zylinder, d.h.: bei- derseits eines Haupt- oder Mittelmeridians wird jeweils ein Bereich vin 1,5° Länge abgebil- det
- nach der Abbildung dieses Streifens wird der Zylinder um 3° weitergedreht und die Abbildung des Nachbarstreifens schließt an Gauß-Krüger-Koordinaten (Abb. 42)
- bestehen aus einem Rechtswert, der die Entfernung zum Mittelmeridian des betreffenden Meridianstreifens angibt und einem Hochwert, der die Entfernung vom Äquator angibt

Kartographie Vorlesung vom 22.5.96

Gauß-Krüger-Koordinaten

- Hauptmeridiane in Deutschland 3°, 6°, 9°, 12°, 15°

- Meridianstreifen enden an den Grenzmeridianen (z.B. 7° 30’), der durch DO verläuft

- Meridianstreifen überlappen sich in den Randbereichen

- Gitternetz besteht aus jeweils zueinander parallel verlaufenden N-S gerichteten, sowie senkrecht auf diesen stehenden W-O gerichteten Netzlinien ? Gitternetzquadrate

- die N-S gerichteten Gitternetzlinien fallen nur am Mittelmeridian mit einem Meridian zusammen, ansonsten sind sie keine Meridiane

- alle N-S gerichteten Gitternetzlinien weisen nach Gitter-Nord

- alle Meridiane weisen nach geographisch-Nord

- Winkel zwischen Gitter-Nord und geographisch.Nord wird Meridiankonvergenz genannt und beträgt 5°.

Universale Mercatorprojektion (UTM)

Charakteristika

- winkeltreue transversale Zylinderprojektion

- ist bei der NATO im Gebrauch, wird seit 1951 auch von der internationalen Assoziation für Geodäsie empfohlen für Zwecke der Landesvermessung

- Schnittzylinder (schneidet Rotationsellipsoiden von Hayford-Internat. Ellipsoiden)

- längentreue Abbildung der beiden Schnittlinien

- Abbildung je eines Meridianstreifens von 6° geographischer Länge

- die Mitte eines Streifens wird etwas in N-S-Richtung gestaucht

- die N-S gerichtete Dehnung in den Außenbereichen eines Streifens beginnt deshalb weiter westlich bzw. östlich als bei der Gauß-Krüger-Projektion

- Mittelmeridiane 3°, 9°, 15°, usw. westlich und östlich länger als die Mitte der Streifen

Zur Koordinatenbestimmung von Objekten auf der Erdoberfläche (UTM REF)

- UTM Reference System

- Streifen-Zonen von 1 bis 60 von West nach Ost durchnumeriert - beginnend bei 177° östliche Länge

- jede Zone in N-S-Richtung ist in 8° große Felder eingeteilt; Zonenfelder sind mit Großbuchstaben gekennzeichnet, beginnend bei 80° südlicher Breite

- weitere Unterteilung dieser Zonenfelder in 100 x 100 km Quadrate ausgehend vom Mittel- meridian

- Gitternetzlinien parallel zum Mittelmeridian ? quadratisches Gitternetz

- Kennzeichnung dieser Quadrate mit Doppelbuchstaben, die die Lage der Quadrate auf der Erde kennzeichnen

- unterhalb eines jeden Quadrates verdichtet sich das Gitternetz 1 x 1 km Quadrate ? 1 km Abstand der Gitternetzlinien

- Koordinatenvergabe ähnlich wie bei Gauß-Krüger

- East (= Rechtswert bei G.-K.)

- North (= Hochwert bei G.-K.)

- Entfernung in km vom Äquator

DODT

Erfassung der Geoinformationen

-terrestrische Vermessung

- Photogramme und weitere Fernerkundungstechniken

? Wie kann ein Gitternetz mit Inhalt gefüllt werden

Fachgebiete im Aufgabenfeld

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Was sind georäumliche Informationen? Merkmal (z.B. Baum)

Photogrammetrische Fernerkundung

Koordinaten X/Y/Z (Hochwert / Rechtswert / Höhe über einem Objekt)

? /? /z

Attribute: Baum - Eiche, im Baumkataster, Schädigungsstufe, Denkmal

Erfassung

- Koordinaten ermitteln

- Aufnehmen von Sachattributen oder Zeitattributen, dann kann man es als geographische Information darstellen

Wie kann man die Lage ermitteln?

- Aufgabe der Landesvermessung

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Techniken der Vermessung für Lage und Höhe

Vermessung ? Bestimmung von

Strecken Winkeln Höhen Schwerewerten

- mechanisch horizontal barometrisch
- optisch vertikal trigonometrisch
- elektronisch Nivellement

Theodolit (Winkelmesser) Tachymeter (Schnellmeßgerät)

Abb. 52

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Abb. 62 Nivellement

- von beiden Seiten gleiche Vergrößerung

- wird in der Mitte zwischen Meßlatten aufgestellt

- Rückblick auf die erste Latte von der anderen Seite auf die andere Latte (Vorblick)

Landesvermessung

- Vermessung ganzer Länder oder Kontinente Festpunktfelder

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- Fundamentalpunkt, dessen geogr. Länge und Breite bekannt ist (oft Sternwarten)

- Dreiecksnetz werden aufgebraucht (zw. 20 und 50 km) einander entfernt (Abb. 65)

Lagefestpunktfeld

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Es gibt Punkte dessen Höhen wir kennen oder dessen Lage wir kennen

Kartographie Vorlesung vom 5.6.96

- terrestrische Vermessung (siehe letzte Vorlesung)

- Vermessung aus der Luft

Beispiel für eine topographische Aufnahme

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Satellitengeodäsie

NAVSTAR GPS (Global Positioning System)

24 Satelliten (21 + 3 Ersatz)

benötigen 12 Std. um die Erde zu umkreisen

Die Winkel bei S1 bis S3 werden gemessen

In jeder Bahn bewegen sich 4 Satelliten (6 Bahnen im Abstand von 60°) Die Satelliten senden Signale aus

Geoinformationsgewinnung aus der Luft Fernerkundung (Remote Sending) 0,4 ? m - 0,7 ? m Vis (sichtbares Licht)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Mikrowellen mm, cm, m : Aktive Aufnahme (z.B. Radar)

Siehe Skript Nr. 69

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Paralaxen: Punktverschiebungen gegenüber einem Hintergrund (unabdingbar für 3-dimen-sionales Sehen) Geländeaufnahme von zwei Standpunkten: damit 3-dim. Bild entsteht

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Ein Luftbild kann keinen einheitlichen Maßstab haben, wegen Unebenheiten im Gelände Die Flughöhe kann nicht immer genau eingehalten, keine glatten Maßstäbe

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Je größer die Flughöhe, je kleiner die Fehler

Alle Luftbilder haben drei Fehlerquellen

- wilder Maßstab
- Punktversatz
- Flugzeug kommt ins Schwanken

die Fehler müssen für die Kartenherstellung entfernt werden: Entzerrung

Anfertigung von Strichkarten

- Grundriß, Relief (Kartiergeräte messen Paralaxen mit Wandermarken)
- innere Orientierung (Projektion von zwei Kameras auf einen Punkt: Gelände 3-dim.) Radarsystem wird an Bedeutung gewinnen, weil sie durch die Wolken dringen können.

Kartographie Vorlesung vom 12.6.96

Kartographische Darstellung der Geoinformationen

Kartengraphik als Zeichensystem

Beispiele

Gestaltungsmittel der Kartographie (kartogr. Zeichen):

- Punkt, Linie, Fläche (als graphische Elemente)
- Signatur, Halbton, Diagramm, Schrift (als zusammengesetzte Zeichen)
- Schummerung als Darstellung des Geländes

Um in Karten die unterschiedlichen Ausprägungen der Geoinformationen zum Ausdruck brin-gen zu können, nutzt man die breite Vielfalt graphischer Variationsmöglichkeiten der Zeichen Zeichenvariationen:

- Größe (size)
- Tonwert (value)
- Richtung/Orientierung (direction)
- Füllung (texture)
- Farbe (colour)

Aufgabe jeder Kartengestaltung zur Wiedergabe von Gegenständen und ihren Merkmalen sind die

kartographischen Gestaltungsmittel -die sog. Kartengraphik- anzuwenden, daß bei dem Kartenbenutzer eine möglichst zutreffende Vorstellung oder Erkenntnis entsteht.

Zuteilungsmöglichkeiten der Kartographie (Beispiele) nach Herkunft einer Karte

- amtliche/behördliche Kartographie (aufgrund von Gesetzen)
- private/gewerbliche Kartographie

nach dargestellten Inhalten

- topographische Kartographie
- thematische Kartographie (besonders nach dem 2. WK entwickelt)

TOPOGRAPHISCHE KARTOGRAPHIE

- topographische Landeskartenwerke (z.B. Iserlohn-Karte)
- Kartenwerke: Zusammenfassende Bezeichnung für eine Serie von (meist amtlichen) Kar-

tenblättern, die große Gebiete (Staat, Land) zusammenhängend decken. Kennzeichnend sind die Einheitlichkeit von:

- Inhalt (Thema)
- Maßstab
- Darstellung (anhand von Richtlinien, Zeichenvorschriften, Musterblatt)
- Blattschnitt

Der Blattschnitt ist die Einteilung des Kartenwerkes in Einzelkarten. Der Begriff bezieht sich auf die Begrenzung des Kartenblattes.

Einteilung der topographischen Karten nach Maßstäben

- großmaßstäbige Karten (bis ca. 1:25 000/1:50 000)
- mittelmaßstäbige Karten (1:25 000/1:50 000 bis 1:200 000/1:250 000)
- kleinmaßstäbige Karten (kleiner als 1:200 000/1:250 000)

Maßstabsreihe (Maßstabsfolge): Abfolge der Maßstäbe mehrerer aufeinander aufbauende Kartenwerke

Flurkarte (Katasterkarte/Liegenschaftskarte):

Karteninhalt ist in der Regel ausschließlich Katasterinhalt (? Liegenschaftskataster): also meist ausschließlich die Darstellung von Verwaltungs-, Gemarkungs- und Grundstücksgren-zen sowie Grenzeinrichtungen, Grenzzeichen und Gebäuden einschließlich deren Beschrif-tung. Maßstabsbereich um ca. 1:500 bis 1:2000

Deutsche Grundkarte 1:5000 (DGK 5)

wichtige Merkmale

- Musterblatt als einheitliche Zeichenvorschrift
- Ergebnis einer umfassenden Landesaufnahme (ab 1925)
- Abbildungsart/Projekt: winkeltreue Abbildung des Erdellipsoiden (Bessel)
- Blattschnitt: nach Gauß-Krüger mit vollen geraden Kilometerwerten
- Normalblatt: 40cm x 40cm (Kartenfeld) also 2km x 2km (quadratisch) also 4km²
- an Grenzmeridianen Sonderformen (Trapez, Sechseck)
- Blattbezeichnung/Blattbenennung: Rechts- und Hochwert der linken unteren Blattecke plus Namen eines Ortes/Ortsteiles (z.B. Berg, o.ä.)
- Karteninhalt: Topographie plus Kataster (Eigentumsgrenzen)
- mit allen wesentlichen Einzelheiten geometrisch exakte Darstellung der Erdoberfläche ohne maßstabsbedingte Generalisierung ? lagerichtige und grundrißtreue Darstellung
- Datenerfassung (-grundlagen): Katasterkarten, Luftbildauswertung/photogrammetrische Auswertung

Vier Ausgaben:

a) Deutsche Grundkarte 1:5000 (Normalausgabe) DGK 5 N: Grundrißfolie, Schiftfolie, Höhenfolie
b) Dt. Grundkarte 1:5000, DGK 5G: Grundriß, Schrift
c) DGK 5 L: Bildgrundriß durch die Entzerrung von Luftbildern angepaßte Schriftfolie
d) DGK 5 Bo: DGK 5 N plus Bodenfolie (Bodenschätzungserg. u. Ang. über Bodenbeschaff.)

Topographische Karte 1: 25 000 (TK 25)

wichtige Merkmale

- Gradabteilungskarte (10 Längenminuten, 6 Breitenminuten) ? Trapezform

- Kartenfeldgröße: N-Dtl.: ca. 42 cm Breite

S-Dtl.: ca. 50 cm Breite

120 km² bzw. 140 km²

- Benennung: durch Kombination und zwei zweiziffrigen Nummern, deren erste die N-S- Zählung, deren zweite die W-O-Zählung zeigt, plus den Namen des wichtigsten Ortes

- Projektion: Gauß-Krüger: ursprünglich (19. Jh. Preußische Polyederprojektion; später Blattecken in Gauß-Krüger Koordinaten umgerechnet)

- innerhalb der Zeichengenauigkeit gleichzeitig winkel-, flächen- und längentreu

- im Rahmen angerissenes Gauß-Krüger Gitter (Abstand 1 km)

- Entstehung: früher als Grund Karte durch Meßtischtachymetrie (“Meßtischblatt”) heute: Ableitung von DGK 5 und/oder Stereoauswertung von Luftbildern

- Wiedergabe des Karteninhaltes: weitgehend grundrißähnlich; Ausmaß der Generalisierung relativ gering

- bildet Basis für die Ableitung der TK 50 als sog. Folgekarte

- Unterschiedliche Ausgaben

Normalausgabe z.T. auch nur dreifarbig

- schwarz: Situation und Schnitt (ohne Gewässerbeschriftung)

- blau: Gewässer (auch Schrift), Gletscher

- braun: Höhenlinien, -punkte, Kleinformen

- grün: Waldflächen

Sonderausgaben (z.T. vorhanden, abhängig von jeweiligem Landes Vermessungs Amt (LVA) und Blatt)

- mit Wanderwegen

- mit Schummerung

- einfarbige Ausgabe

- Luftbildkarte

- orohydrographische Ausgabe

- Vergrößerung auf 1: 10 000

- TK 25 im Sonderblattschnitt (Umgebungskarten)

Kartographie Vorlesung vom 19.6.96

Topographische Karte 1: 50 000 (TK 50)

Merkmale

- 1954: Empfehlung zur Herstellung eines neuen Kartenwerkes 1: 50 000

- Hintergrund: Vordergrund der Militärkartographie, da die TK 50 Haupttruppenkarte werden sollte

- Gradabteilungskarte (20 Längenminuten, 12 Breitenminuten) ? Trapez

- Gauß-Krüger Projektion (Abstand 2 km)

- Übernahme des Nummerierungssytems der TK 25 für TK 50 (und die nachfolgenden kleineren Maßstäbe bis TÜK 200)

- Entstehung: generalisierte Folgekarte aus der TK 25 im Zuge der Generalisierung

- Wegfall von etwa 1/3 der Feldwege

- Reduzierung der Zahl der topographischen Einzelzeichen um etwa 50%

- Reduzierung der Zahl der Flurnamen um etwa 75%

- Herstellung des neuen Kartenwerks in sehr kurzer Zeit (1956-1967) für die gesamte BRD

- Ergebnis: 5-farbige Normalausgabe

- Situation und Schrift: schwarz

- Gewässer (und Gewässerschrift): blau

- Höhenlinien: braun

- Vegetationsflächen: hellgrün

- Vegetationszeichen: dunkelgrün Besonderheiten

- militärische Ausgabe mit etwas geänderter Farbgebung, UTM-Gitter und dreisprachige Legende, in Schleswig Holstein gleichzeitig die normale Ausgabe

Sonderausgaben

- Schummerungsausgaben

- Ausgabe mit Wanderwegen (und später Radwanderwegen)

- Blätter mit Sonderblattschnitt (z.B. Kreiskarten, Naturparkkarten)

- 5-jähriger Fortführungsrythmus

- Grundlagen für neue Auflagen

- Fortführungsvorlagen

- Orthophotos (Baden Württemberg, Bayern)

- Zeitraum zwischen Befliegung und Druck ca. 1-2 Jahre

TK 50 ist das am stärksten genutzte amtliche topographische Kartenwerk, sowohl von militä-rischer als auch von ziviler Seite.

TK 50 wird sehr häufig genutzt als Basiskarte, z.B. für

- geologische Karten

- Planungskarten

- Waldfunktionskarten

In der DDR anderes Musterblatt, Angleichungen werden vorgenommen

Topographische Karte 1: 100 000 (TK 100)

Merkmale

- Vorläufer der heutigen TK 100 war die Generalisierungskarte, die bereits um die letzte Jahrhundertwende für das gesamte Deutsche Reich als einfarbige Schraffenkarte vorlag.

- Generalstabskarte war bis 1970 noch in Gebrauch

- vorläufiges Musterblatt für neue TK 100 erschien 1952, endgültig 1961

- Gradabteilungskarte (40 Längenminuten, 24 Breitenminuten)

- Gauß-Krüger Projektion (Abstand 5 km)

- farbliche Gliederung wie bei der TK 50 ebenfalls Einzelhausdarstellung; noch feineres Kartenbild als bei der TK 50

- gegenüber TK 50 verstärkte Generalisierung v.a. der Ortsgrundrisse und des Wegenetzes

- in den meisten Bundesländern konnte die Herstellung erst nach der Fertigstellung der TK 50 Mitte der 60er Jahre beginnen

- um 1970 gab es häufig noch Behelfsausgaben (verkleinerte TK 50 mit verbesserter Schrift- platte)

- etwa Mitte der 80er Jahre in allen Bundesländern Abschluß erreicht

- auch Schummerungsausgaben

- Sonderfall Hessen: flächenhafte Siedlungsdarstellung (in rot Städte, Siedlungen dargestellt)

- Fortführungsturnus 5 Jahre

- Grundlage der Fortführungsentwürfe TK 50 (TK 25)

Topographische Übersichtskarte 1: 200 000 (TÜK 200)

- Gradabteilungskarte (80 Längenminuten, 48 Breitenminuten) ? Trapezform

- Gauß-Krüger Projektion (Abstand 10 km)

- zuständig IfAG (Institut für Angewandte Geodäsie) aufgrund eines Bund-Länder-Verwal- tungsabkommens; Fortführung der bayrischen Blätter heute durch Bayern; Sachsen ebenfalls

- länderübergreifende Übersichtskarte

- Entscheidung für eine TÜK 200, 1957 (Musterblatt 1961)

- auf Drängen der Geographen: Verwendung von Einzelhausdarstellungen

- Farbgestaltung anders als bei großen Maßstäben, 7-farbige Normalausgabe

- 11-farbige Schummerungsausgabe, zusätzliche Umgebungskarten für Großstädte

- Herstellung durch IfAG 1958 bis 1973

Übersichtskarte 1: 500 000 (ÜK 500)

- Gradabteilungskarte (2,5 Längengrade, 2 Breitengrade)

- Projektion: konforme konische Abb. mit zwei längentreuen Parallelkreisen (int. Ellipsoid)

- Herstellung durch das IfAG 1973-1976

- 10-farbige Normalausgabe, verschiedene Sonderausgaben

- deutsche Kartenblätter sind Bestandteile des Kartenwerkes World 1: 500 000

Internationale Weltkarte 1: 1 000 000 (IWK 1000)

Merkmale

- Gradabteilungskarte (6 Längengrade, 4 Breitengrade)

- internationales Gemeinschaftswerk, Landflächen der Erde in ca. 750 Blättern (jedoch unterschiedlicher Fortführungsstand)

- Projektion: konforme polykonische Abbildung mit zwei längentreuen Paralellkreisen

- 8-9farbige Normalausgabe, verschiedene Sonderausgaben

Generalisierung

(= kurz: inhaltliche und/oder zeichnerische Vereinfachung)

Generalisierung: kartogr. darzustellende Geoinformationen so präsentieren, daß geometrisch und begrifflich die unwesentlichen Einzelheiten vernachlässigt werden, wobei das Wichtige erhalten bleibt oder sogar betont wird.

a) Objektgeneralisierung/Erfassungsgeneralisierung (je nach Sachinhalt der Karte auch als top. Generalisierung zu bezeichnen

b) kartographische Generalisierung (im engeren Sinn: zeichnerisch) tritt bei der Ableitung von Folgekarten (z.B. Ableitung eines Blattes der TK 50 aus den Blättern der TK 25)

Ausmaß der Generalisierung (Generalisierungsgrad) im wesentlichen abhängig von:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Unterscheidung nach der geometrischen Genauigkeit einer kartographischen Darstellung

- grundrißtreue Darstellung (maßstablich exakt)
- grundrißähnliche Darstellung (z.B. vereinfachter und verbreiteter Linienverlauf)
- lagetreue Darstellung (Grundrißgestalt eines Objektes nicht mehr darstellbar)
- raumtreue Darstellung (zeigt nur noch die ungefähre geographische Lage)

Orte und Verkehrsnetz lagetreu

Geländedarstellung

(= Wiedergabe der Oberflächenformen)

- verschiedene Möglichkeiten (Abb. 105)

- Felszeichnung

Höhenlinien

Orte lagetreu, Verkehrsnetz raumtreu

- Linien gleicher Meereshöhe über NN (Amsterdam)

- Meereshöhe: lotechter Abstand eines Punktes von der in Ruhe gedachten Meeresfläche- Bezugsniveau in der BRD: Amsterdamer Pegel

“ in der DDR: Kronstädter Pegel (St. Petersburg)

“ in Österreich: Triester Pegel

Höhenlinien und fiktive Linien, die alle Geländepunkte gleicher Meereshöhe miteinander ver-binden (Abb. 107)

Entstehung der Höhenlinien (Abb. 108) Unterteilung

- Zählinien: durchgezogene, in großer Strichstärke gezeichnete und gleichzeitig mit Höhenlinienzahlen versehene Höhenlinien

- Haupthöhenlinien: übrige durchgezogene Höhenlinien

- Hilfshöhenlinien: gerissene Höhenlinien

- Äquidistanz: Vertikalabstand der Haupthöhenlinien

- Höhenlinienscharung ? Scharungsplastik

Höhenlinien bieten Grundlage für die Erstellung von Geländeprofilen und Blockdiagrammen sowie für die Messung von Böschungswinkeln

Neigungsmaßstab: Diagramm als Teil der Kartenrandangabe in top. Karten, das zur Ermittlung von Böschungswinkeln (Hangneigungen) dient (Abb. 109,110)

Kartographie Vorlesung vom 26.6.96

Die drei Kartenfunktionen

1) Informationsspeicher

2) Informationsverarbeitung

3) Kommunikationsmittel

Habe ein klares Ziel:

1) Was ist da?

2) Wo ist was?

3) Was ist womit verknüpft?

Thematische Karten

Def.: topographisch - statistisch

Klassifizierung: physisch - kulturell

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

verschiedene Werkzeuge zur Herstellung einer Karte: z.B. Form, Farbe, Orientierung, Richtung, Textur, Größe, Wert, Schraffur, Position

Grundregel der Graphik

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Kriterien zur Berücksichtigung bei der Kartenherstellung

1. Hierarchie zwischen den einzelnen Bestandteilen einer Karte
2. Optimierung der Platzausnutzung
3. Ausgewogene Darstellung
4. deutlicher Unterschied zwischen Kartentitel und Legende
5. Verhältnis zwischen Hinter- und Vordergrund

einzuhaltende Prinzipien

- lesbar
- justierte Schriftart
- Schriftgröße muß der dargestellten Erscheinung angepaßt sein
- unzweideutige Karte
- Selektion

Problem: Die Daten liegen vor. Welche kartographische Vorgehensweise soll man wählen?

Zunächst sollte man sich folgendes anschauen:

1. Die Phänomengeometrie (Punkt, Linie, Fläche)
2. Das Skalenniveau der statistischen Daten
- qualitative Daten
- quantitative Daten
3. Den Zweck der Karte
4. Die Vervielfältigungskosten

Es gibt drei Haupttypen von Ortslagen, an denen geogr. Phänomene erscheinen

1. Punktlage
2. Entlang festgelegter Linien
3. auf spezifischen Flächen

Es gibt vier Wege quantitative Daten, geogr. Phänomene darzustellen: Signaturen

1. Punktekarten
2. Proportionalsymbolkarten
3. Choropletenkarten
4. Isolinienkarten

Proportionalsymbolkarten

- älteste statistische Karten

Man verwendet sie zwecks Darstellung absoluter statistischer Werte an Punkten oder Linien entlang.

Symbole können

- linear (Balken, Säulen)
- flächenhaft (Kreise, Rechtecke, Bänder)
- sphärisch (Kugeln, Quader) sein.

Techniken der Herstellung von Proportionalkarten vier Probleme sind zu lösen:

1. Welche Größe sollte das größte Symbol erhalten? (Design)
2. Welcher Wert ist durch jedes Symbol dargestellt? (Skallierung)
3. Wo wird jedes Symbol plaziert? (Anordnung)
4. Wie kombiniert man Symbole, die überlagern? (Gestaltung)

Punktekarten

Ein sich wiederholendes Symbol wird auf einer Fläche (administrative Region) angelegt. Jeder Punkt gleicht einem konstanten statistischen Wert.

Zweck der Darstellung ist die genaue Wiedergabe eine diskontinuierlichen geographischen Verteilung (Der Benutzer soll nicht Punkte zählen).

Choropletenkarten

Def.: Choropletenkarten sind Dichtekarten, die den auf ein Verwaltungsgebiet bezogenen sta- tistischen Wert darstellen.

Diskontinuierliche Daten: Verhältnisdarstellung, keine absoluten Werte

Auf die Fläche bezogene statistische Werte werden durch Schattierung oder farblich gekennzeichnet.

Vorbereitung einer Choropletenkarte

1. Bearbeitung der statistischen Rohdaten (Berechnung)
2. Auswählen des statistischen Generalisierungsgrades
- Größe der administrativen Gebietseinheiten (je kleiner die Gebiete, desto genauer die Karte)
- Anzahl der Klassen (je mehr Klassen vorhanden sind, desto genauer die Karte)
3. Klassifizierung der Daten und Berechnung der Klassenintervalle (oder Klassengrenzen)

I. Aufteilung basiert nicht auf der Verteilung

Bsp.: gleiche Schritte

höchster Wert ? kleinster Wert Anzahl der Klassen

II. Aufteilung basiert auf Verteilung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Kartographie Vorlesung vom 3.7.96

Übergreifende Richtlinie (zur Kartengestaltung):

“Es ist Aufgabe jeder Kartengestaltung, zur Wiedergabe von Gegenständen und ihren Merkmalen die

kartographischen Gestaltungsmittel die sog. Kartengraphik so anzuwenden, daß beim Kartenbenutzer eine möglichst zutreffende Vorstellung oder Erkenntnis entsteht.” (HAKE 1982, S. 192/193)

Allgemeine Gestaltungsregeln und -hinweise (für Themenkarten)

- stets zunächst den Zweck der herzustellenden Karte herausarbeiten/festlegen (Funktion der Karte)
- von dieser Entscheidung sind verschiedene Aspekte der Kartengestaltung abhängig: Inhaltsreichtum (Komplexität), Zeichenwahl, Format
- Umsetzung des Themas nach Methoden der thematischen Kartographie/Objektgesetzmäßig- keiten)
- achten Sie bei der Zeichenwahl auf Assoziation und Konventionen
- sorgen Sie für ausreichende Lesbarkeit aller Zeichen, achten Sie u.a. auf die Freistellung der Kartenschrift und Diagramme
- stellen Sie dem Kartennutzer solche Kartenrandangaben zur Verfügung, die er für eine umfassende und sichere Auswertung der Karte benötigt
- Kartentitel
- sinnvolle Maßstabsangabe
- Angaben zur Datenquelle
- sonstige informative Nebenangaben
- vollständige Zeichenerklärung
- Angaben zur Basiskarte
- Impressum (Kartenbearbeiter)

weitere Einzelaspekte

- ausreichendes Gesamtbild
- gut gegliederte Aufteilung der Gesamtkarte (Layout)
- Verwendung von leicht lesbaren Schriften
- vergessen Sie nicht den Kartenrahmen, dessen Strichstärke nicht zu groß sein sollte
- einheitliche Gestaltungsprinzipien (Wahl von Farben, Strukturen, etc.) bei vergleichbaren Karten (z.B. innerhalb einer Kartenserie)
- bei Karten, die einen Text unterstützen sollen: zwischen Text und Karte sollte eine inhaltliche Harmonie bestehen (z.B. bei Ortsbezeichnungen)

Möglichkeiten der Variationen von Kartenschrift

Variationen von:

- Schriftgröße (Schriftgrad)
- Schriftneigung (stehend, kursiv)
- Schriftstärke (fett, halbfett)
- Schriftart
- Schriftfarbe
- Laufweite der Schrift (Buchstabenabstand)
- Schriftstellung (Orientierung des Schriftverlaufs an dem zu beschriftenden Objekt)
- Unterstreichung

Planung und Technologie der Kartenherstellung

Kartenherstellung

analog digital

= konventionell = computergestützt

= klassisch = rechnergestützt

= manuell

= traditionell

Ziel der Kartenherstellung

- Bildschirmkarten
- digital vorliegende Karten
- Ausdrucke digital vorliegender Karten (Tintenstrahl-, Laserdrucker)
- im Offsetdruckverfahren vervielfältigte Karten (hohe Auflagen)
- und weitere Ausgabeformen

Beim Offsetdruck für jede Druckfarbe eine Druckvorlage, z.B. TK 50 Iserlohn L 4712

- 6-farbig (schwarz, braun, blau, hellgrün, dunkelgrün und grau)
- bei Druckfarbe blau: dunkelblau wirkende Seekonturen und Bäche

hellblau wirkende Flußflächen (Aufhellung wird durch Auflösung der Fläche in Punkte/Rasterung erreicht)

Häufig eingesetzte Technik:

Einstellung weiterer Farbtöne durch Übereinanderdruck von Farben, die jeweils unterschiedlich gerastert werden (Mischfarben)

schwarz, gelb (yellow), blau (cyan), rot (magneta)

Wie werden Kartenoriginale hergestellt (hier konventionell)?

1. Techniken der Kartenoriginalherstellung

1.0. Zeichnungsträger, Geräte, Zubehör

1.1 Tuschetechnik

1.2. Gravurtechnik

1.3. Dekerherstellung(Schneide- und Abziehtechnik)

1.4. Montage- und Klebetechnik

1.5. Paßsysteme

2. Reproduktionstechniken

2.1. Rasterung

2.2. Photographie

2.3. Folienkopie

2.4. Farbauszugsverfahren

3. Kartenvervielfältigung

3.1. Lichtpausenverfahren

3.2. Farbprüfverfahren

3.3. Offsetdruck

Computerkartographie

ATKIS (Amtliches Topographisches Kartographisches Informationssystem)

Merkmale:

- 1986: Empfehlung der AdV (Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der BRD), ein bundeseinheitliches Informationssystem über topographische Daten der Erdoberfläche aufzubauen

Kartographie Vorlesung vom 10.7.96

Computerkartographie

Digitalisierung: Kartograph. Information muß in eine Form umgewandelt werden, die von Computern gelesen, erkannt und genutzt werden kann.

Fehler müssen editiert, korrigiert werden.

Das zu scannende Landschaftsbild liegt normalerweise als Papierkarte vor. Hochauflösende Rasterscanner mit Pixelgrößen von 0,025 bis 0,050 mm. Dies bedeutet, daß beim Scannen einer topographischen Karte nicht weniger als 100 Mio. Pixel erzeugt werden.

Flachbrettscanner: Der Scannerkopf wird vor und zurück, Zeile für Zeile über die Karte be- wegt. Währenddessen nimmt der CCD-Sensor Helligkeitsunterschiede auf der statistischen Kartenoberfläche auf.

Trommelscanner: Trommel mit Karte

Es entsteht eine numerische Information

Ausgabegeräte

verschiedene Typen:

- Zeilendrucker
- Impact Drucker
- Laserdrucker
- automatischer Linienplotter
- Scriber
- Kathodenstrahlröhre (CRT-Display)
- Mikrofilm
- Überspielung auf Band für das Archiv

Vektorrepräsentation: Elemente werden durch X- und Y-Koordinaten dargestellt Rasterrepräsentation: Gitterzellen

Durch die Rasterisierung einer Vektor-Karte mit einer geringen Auflösung wird die Genauig-keit der Karte reduziert.

Korrektur: Kartenvorlage ? Rasterbild ? Skelett ? Vektordaten

Durch den Gebrauch von Splines kann eine geglättete Kontur der Rasterlinie erzeugt werden. Verschneidung von Karten (mehrere Karten werden übereinandergelegt)

Integration

Datenintegration ist der Prozeß, mit dem Datensätze innerhalb eines GIS überlagert werden.

Bei der Integration von Vektordaten werden auch die jedem Punkt, jeder Fläche und jedem Polygon zugeordneten Attributinformationen zusammengeführt.

Verschneidungen können mit Vektor- oder Rasterkarten entstehen.

Digitales Geländemodell (DGM): Interpolation (um eine kontinuierliche Oberfläche zu bekommen) ? Isolinien

Isometrisches Modell (3-dimensional): perspektivisch

Visualisierung (visuell und graphisch)