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 Digitalisierung 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. Viele Arbeitsschritte in der Kartenproduktion laufen teilautomatisiert oder schon vollautomatisiert ab. Wichtige Arbeitsbereiche sind das Daten- und Prozessmanagement, sowie die Entwicklung von Webapplikationen. 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, welche 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. Jede Anwendungs- oder Präsentationsform hat ihre Vor- und Nachteile.

Wie entsteht eigentlich eine Landkarte? Nun, im wesentlichen können folgende Arbeitsschritte der Geografischen Informationsverarbeitung genannt werden :

  • Modellierung des geografischen Raums
  • Recherche oder Erfassung der Daten
  • Auswertung und Analyse der Daten
  • Datenaufbereitung, Aggregation, Synthese
  • Räumliche Transformation
  • Kartografische Visualisierung
  • Ausgabe auf ein Medium

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 Wänden der meisten Gebäude (Abb. links). Im gezeigten Fall sind die Gebäude unterschiedlich hoch, haben aber alle die gleiche Grundfläche. Bei einem Orthofoto (Abb. rechts) ist dagegen immer nur der Grundriss zu sehen.

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 einer Abbildung. Dieser ist in einem Luftbild wegen der Unebenheit der Geländeoberfläche (Gebirge) und der Höhenunterschiede von Objekten im Gelände (siehe Abb. oben links) 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:

  • Grosse Darstellungsfläche
  • Hohe Genauigkeit (in Bezug auf den Massstab)
  • Hohe Informationsdichte
  • Inhalt kann durch eigene Markierungen schnell ergänzt werden
  • Geringes Gewicht
  • Kein Energiebedarf
  • Robustheit
  • Flexibilität in Fläche und Packformat

Als Nachteile genannt werden können:

  • Begrenztheit auf das dargestellte Gebiet
  • Aktualisierung nur durch Kauf einer neuen Karte möglich
  • Informationen aufgrund langer Aktualisierungszyklen möglicherweise veraltet
  • Oft weitere Hilfsmittel erforderlich (Kompass, Höhenmesser, Lineal, Bleistift)

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.
Internetseiten zum Thema Refiefbau :

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

Bekannte Beispiele für virtuelle Globen im Internet sind Google Earth und WebGL Earth, letzterer wurde als Open Source Projekt entwickelt.

WebGL Earth Globe

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 11 Millionen Einträge.

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:

MapGeoAdmin

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.

Statistischer Atlas der Schweiz

Mit Webatlanten kann aber noch weit mehr gezeigt werden als geografische Sachverhalte. Die folgende Abbildung zeigt eine Ansicht der Galaxie Andromeda im Aladin Sky Atlas, der beim Astronomical Data Center in Strassburg entwickelt und betrieben wird:

Aladin Lite

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

Hinweise auf weitere interessante Internetseiten nehme ich gerne entgegen. Smilie1