Digitale Kartographie 14. Januar 1999 Generalisierung Probleme der Selektion, Symbolisierung und Generalisierung bei der Herstellung digitaler Karten.

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1 Digitale Kartographie 14. Januar 1999 Generalisierung Probleme der Selektion, Symbolisierung und Generalisierung bei der Herstellung digitaler Karten

2 Generalisierung Karte gibt nicht den gesamten konkreten Inhalt einer Landschaft wieder Karten vereinfachen (generalisieren) Auswahl des Wichtigen, Weglassen des für die Botschaft der Karte Unwesentlichen

3 Ziel der Generalisierung Einige Aussagen: Verbesserung der Aussage einer Karte Verbesserung der Kommunikation des Inhaltes der Karte Schnelle Erfaßbarkeit des Karteninhaltes Einfache Beantwortung einer Frage

4 Eine Definition A. Hettner (1910) –Die Generalisierung ist …eine Auswahl des Wichtigsten, Wesentlichen und dessen zielgerichtete Verallgemeinerung, bei der es darauf ankommt, auf der Karte die Wirklichkeit in ihren wichtigsten, typischen Zügen und charakteristischen Besonderheiten entsprechend der Zweckbstimmung, der Thematik und dem Maßstab der Karte abzubilden

5 Weitere Definitionen Generalisation –is a process of limiting the information on a map –is one of the most intellectually and technically challenging components of mapmaking –is a set of transformations performed on spatial data in order to represent the more important information in consistent and effective form at different scales

6 Beispiel Generalisierung bei Verkleinerung des Maßstabes unter Verwendung der acht Hauptmaßstäbe eines Atlasses (zwei separate Folien)

7 Der Generalisierungsvorgang Zusammensetzung von mehreren, logisch verknüpften Tätigkeiten Betrifft sowohl den Inhalt als auch die graphische Gestaltung der Karte Schritte (nach Arnberger, 1987): Selektion, qualitative Zusammenfassung, quantitative Zusammenfassung, Typisierung und Betonung des Wesentlichen, Formvereinfachung

8 3 Komponenten WARUM generalisieren WANN generalisieren WIE generalisieren

9 WARUM generalisieren Zur Verbesserung der Aussagekraft und des Verständnisses thematischer Karten (spezielle Anwendungsfälle, konkrete Antworten auf Fragen) –Beispiele: Karten für Verkehrsplaner, für Umweltplaner, für Stadtplaner…. aufgrund spezieller (digitaler) Probleme des Informationsmanagements –Datenmengen, Darstellungsprobleme

10 WARUM generalisieren (2) Abwägung aus Sicht der digitalen Kartographie: –welche Daten sind verfügbar? –wie groß sind die Datensätze? –welche Möglichkeiten/Restrikitionen weisen Soft- und Hardware auf? –Speicherprobleme für das Kartenprodukt (Web, Diskette, CD ROM,..)

11 WANN generalisieren? Wenn eine Karte überladen wirkt und deshalb schwer verständlich und kaum erfaßbar ist (Beispiel: Verschiedene Symbole, Überlappung von Symbolen, ggf. + Farben + Schraffuren) wenn eine Karte einem speziellen Publikum eine spezielle Aussage vermitteln soll (und sich daher nur auf das Wesentliche bezieht) wenn logische Inkonsistenzen zwischen Datenlayern entstehen

12 WANN generalisieren (2) wenn Informationen kombiniert (vereinigt) werden können wenn die Karte durch zu viel Information ihren Charakter verliert wenn wichtige Information unbemerkt bleiben könnte wenn Objekte im richtigen Maßstab zu klein werden und ihre Sichtbarkeit dadurch erschwert wird

13 WIE generalisieren Vereinfachung (z. B. Flächenumgrenzungen) Glätten (z. B. Kurven, Krümmungen) Aggregation (z. B. Gruppierung diskreter Objekte) Vereinigung (z. B. wichtige Information überdeckt weniger relevante) Zusammenfassung (z. B. mehrere Objekte zu einem) Wechsel der Symboldimension (z. B. vom Flächen- zum Punktsymbol)

14 Beispiele Generalisierungen von Straßen Generalisierung von Küstenlinien (zwei separate Folien)

15 Notwendigkeit und Probleme der Generalisierung Lesbarkeit einer Karte: man vergrößert Objekte, die damit jedoch unmaßstäblich wiedergegeben werden und das Prinzip der geometrischen Richtigkeit einschränken Verzicht auf Wiedergabe: man verzichtet auf die Darstellung von Objekten, schränkt jedoch das Prinzip der Vollständigkeit ein

16 Generalisierungstechniken (inhaltlich) Klassifikation Vereinfachung Betonung, Hervorhebung

17 Generalisierungstechniken (graphisch) Symbolisierung –Punkte –Linien –Flächen

18 Klassifikation Gruppierung von Phänomenen Ähnliche Klassen (qualitativ oder quantitativ) zusammenfassen Aggregation von Einzelinformationen und Klassenzuordnung

19 Betonung, Hervorhebung Größenverhältnisse: zur Betonung Objekte nicht maßstabsgetreu darstellen Vergrößerung von Objekten, um sie gegenüber der Umgebung hervorzuheben Ggf. subjektive Elemente zur Darstellung von Objekten einbeziehen

20 Symbolisierung Übersetzung: Reale Objekte werden in Symbole der Karte transformiert Symbole vernachlässigen Details bzw. wahres Aussehen des Objektes Symbole sollen i. d. R. spezielle Objekte betonen (z. B. deren räumliche Lage, Bedeutung,…)

21 Maßstab Generalisierung führt zu unterschiedlichen maßstäblichen Darstellungen in einer Karte, Einzelobjekte werden in abweichendem Maßstab dargestellt –Maßstab wird bei Generalisierungsvorgängen oft bewußt vernachlässigt (z. B. zwecks Betonung, Hervorhebung von Objekten)

22 Vereinfachung (Funktionen) Anwendbar auf Raster- und Vektordaten Selektion der relevanten Informationen Elimination von Objekten Punktelimination (eliminiert jeden x-ten Punkt einer Linie oder selektiert jeden 1/x-ten Punkt aus) Flächenelimination (z. B. A <= 1ha) z. B. Douglas-Peucker Routine (eliminiert Linienpunkte bei plötzlichem Richtungswechsel) Filter Interpolation

23 Weitere Funktionen (Rasterdaten) Numerische Generalisierung Resampling Low-pass Filter / High-pass Filter Minimum Distance Method Maximum Likelihood Zusammenfassung von Kategorien Aggregierung von Zellen Gewichtung...

24 Probleme der Generalisierung in der digitalen Kartographie Zoom-Funktionen (Automatische Darstellung eines zunehmenden Detaillierungsgrades räumlicher Objekte) Verzicht auf Karteninformationen Zusammenfassen von Objekten bei Maßstabsverkleinerung Darstellung originaler oder berechneter, hergeleiteter Informationen (=klassifizierte Daten, aggregierte Informationen)

25 Statistik und Kartographie Generalisierung, Statistik und Kartographie hängen eng zusammen: –Skalenniveau der Daten berücksichtigen (nominal-, ordinal-, numerisch skaliert) –Graphische Ausgestaltung gemäß Skalenniveau der Daten (Bertin, auch: MacEachren) –dürfen bestimmte Datensätze miteinander kombiniert werden? –Qualitative oder quantitative Symbole –Klassifikation von Daten und deren Darstellung

26 Ausblick: Generalisierung in der digitalen Kartographie Intelligent databases - Intelligente (automatische!) Methoden zur Generalisierung ? Objektorientierung - Implementierung von Wissen, wie ein Objekt sich in verschiedenen Maßstäben repräsentieren kann Expertensysteme - System simuliert Experten für Generalisierungsprobleme Integration o. g. Ansätze in gängige Kartographiesysteme

27 Zusammenfassung Generalisierungstechniken Zeitliche Generalisierung (zwei separate Folien) »Danke für Ihre Aufmerksamkeit !