Kartographische Gestaltung: Einsatz multimedialer Variablen ein Vortrag von Frank Weydert

Einleitung Kartensystem, speziell EMS Multimedia in der Kartographie Beispiele

Kartensysteme Bisherige konventionelle Kartographie (ausschließlich analog hergestellte Karten) GIS, LIS, AM/FMS - Systeme für die Geoinformationsverarbeitung AMS, DTMS - Systeme für die automatisierte Kartographie EMS - Systeme für die elektronische Präsentation von Karten und Geoinformationen Zum Bereich I: automatisierte Kartenproduktionssysteme dienen in erster Linie der Herstellung und Fortführung analoger gedruckter Karten, der Ausgabe von Hardcopies ab Bildschirm, sowie der Erzeugung digitaler Karten und dem Aufbau digitaler kartographischer Datenbanken. AMS: Automated Mapping System DTMS: Desktop Mapping System Bereich II: Erweitert man nun ein solches automatisiertes Kartenproduktionssystem in seiner ortsbezogenen Datenstruktur (mehr Objekte, Attribute, Relationen, ...) und schafft gleichzeitig verbesserte bzw. zusätzliche Möglichkeiten zur Datenselektion und zur erweiterten Datenanalyse, so kommen wir zu einem Geoinformationssystem, mit dem auch Karten hergestellt werden können, das aber in erster Linie ein Instrument zur Entscheidungsfindung ist. Anders ausgedrückt, ein GIS stellt Modelle der Realität dar, die geeignet sind, eine analytische Auswertung räumlicher Daten zu ermöglichen. LIS: Landinformationssysteme AM/FMS: Automated Mapping/Facility Managment Systems Bereich III: dritter und letzter Systembereich der computergestützten Kartographie bilden schliesslich die Systeme für elektronische Präsentation von Karten und Geoinformationen.

Was ist EMS? EMS: Electronic Mapping System Entstehung: im Zuge der Entwicklung der Multimedia Systeme (80er Jahre) Verwendung: Herstellung und dem Betrieb von elektronischen Karten Einsatzbereich: im privaten Bereich, bei kommerziellen Unternehmen, militärische und zivile Institutionen, ... Entstehung: s.o. und Verbreitung in Europa seit 1990. Verwendung: s.o. Einsatzbereich: s.o. Unterschied digitale Karte-elektronische Karte: elektronische Karte enthält zusätzlich Text-, Video- und Audio-Informationen.

Geschichte von EMS BBC Domesday System (aus England) elektronischer Atlas von Arkansas CD-Atlas de France elektronische Atlas von Kanada Delorme Weltatlas (aus den USA), heute weitergeführt unter dem Namen GLOBAL EXPLORER

GLOBAL EXPLORER

Einsatz von Multimedia Unterschied EMS - digitale Karte: Text-Informationen Video-Informationen Audio-Informationen Bedeutung von Multimedia: Einsatz aller Medien Einbeziehung in ein einheitliches, interaktives Informationssystem Anders als bei Systemen für die automatisierte Kartenproduktion werden EMS als lauffähige Anwendungen einschliesslich aller Daten geliefert, die sofort benutzt werden können. Bedeutung von Multimedia: Einsatz aller Medien in ihrer bestmöglichen Anwendung und Einbeziehung in ein interaktives multimediales Informationssystem.

Multimediales interaktives Informationssystem Graphik Bild Karte Multimediales, interaktives Informationssystem Karte: gedruckt, Hardcopy, Transparentfolie, Bildschirm Bild: Photographie, Satellitenaufnahme Film: belichteter Film, Video, Computeranimation Text: Satzschrift, Statistik Durch eine sinnvolle Kombination aller Möglichkeiten kann nach jeweiliger Zielsetzung und Datenlage eine zugleich detaillierte und attraktive Präsentation höchster Stufe – bewegt und interaktiv – und damit ein ungleich besseres Verständnis des zu vermittelnden Sachverhaltes durch den Laien erreicht werden. Film Text Sprache und Musik

Entwicklung von Multimedia 1945: Grundlagen des Multimedia-Konzepts „Auswahl durch Assoziationen“ 1965: Hypertext-Konzept: Informations- und Datenstruktur für die Verwaltung verschiedener Medien 80er: Hypermedia-Technik: Bearbeitung von Multimedia-Dokumenten zum Zweck der gemeinsamen Präsentation in Datenbanken und logische Verknüpfung durch Hyperlinks 1945: V. Bush modellierte die menschliche Vorgehensweise bei der Lösung von Problemen. Ähnlich wie bei der Informationsbeschaffung durch Nachschlagen in einer Enzyklopädie, wird der Zugang zu den Datenquellen nach dem Konzept „ Auswahl durch Assoziationen“ gestaltet. 1965: T. Nelson entwarf das Hypertext-Konzept 80er: Implementierung von dem Hypertext-Konzept nachdem leistungsfähige PC‘s mit ausreichend Speicherkapazität auf den Markt kamen. In Verbindung mit dem Einsatz von Computersystemen entwickelte sich die Hypermedia-Technik. Dies ermöglicht dem Nutzer verschiedene Informationen zu kombinieren und die Art ihrer Darstellung frei zu wählen.

Multimediale GIS-Technologie Hypermap-Konzept Geo-Daten in Form von einzelnen Knoten mit verschiedenen Informationen organisiert Knoten mit Links untereinander verbunden Unterstützung bei der Navigation durch die Daten, das sogenannte „browsing“ Regelfall: Verknüpfung von visuell wahrnehmbarer mit akustischer Darstellung Für die Verwaltung und Benutzung von Geoinformationen wurde das Hypermedia-Konzept zum Hypermap-Konzept erweitert. (Laurini & Thompson) Dabei werden Informationen (z.B. gescannte Karten, Graphiken, Bild, Ton, ...) in Form von Paketen (Knoten) gespeichert und durch Links untereinander verbunden, so dass semantisch sinnvolle Einheiten entstehen. Der Benutzer wird bei der Navigation durch die Daten unterstützt. Der Primärzugriff erfolgt mit einer Übersichtskarte. Alle weiteren Zugriffe nutzen die Verknüpfungen zwischen den Informationen und ihren Darstellungsformen, die kontextabhängige Navigation wird als „browsing“ bezeichnet. Regelfall: Bsp.: Kombination von Übersichtskarte, Detailkarte oder Luftbild, Text und/oder verbale Informationspräsentation.

Herkömmliche Kartographie Nachteile der herkömmlichen Darstellungen: Isolierender Charakter: nur 2D Statischer Charakter: keine kontinuierliche Darstellung Selektiver Charakter: feste Darstellung von Objekten Richten sich nur an visuellen „Kommunikationskanal“: verminderter Lernerfolg Ergeben sich hauptsächlich aus der Verwendung materieller Zeichenträger (z.B. Papierkarten).

Verbesserung durch multimediale Darstellung Zwei Fälle: Multimedia wird für die Präsentation existierender Karten eingesetzt Multimedia wird im Rahmen von Geoinformationssystemen eingesetzt

Im Fall vorhandener Karten Bereitstellung der bisherigen Karten durch Scannen als digitale Rasterkarten Einsatz von Hypermap-Konzept Non-temporale Präsentationen möglich, d.h. Variationen der kartographischen Darstellung Die gescannten Karten sind je nach Anwendung mit Bildinformationen, Textdarstellungen, Sprachausgaben und Videoclips an den Positionen ausgewählter Objekte zu verknüpfen. Insgesamt lassen sich mit diesen Möglichkeiten die meisten Nachteile der klassischen Kartographie beseitigen.

Im Rahmen von GIS Kombination von Multimedia und objektorientierte-Datenmodelle von GIS Modellierung dieser Objekte durch Angabe ihrer geometrischen (2D oder 3D), semantischen und temporalen Informationskomponenten sowie ihre Relation zu anderen Objekten Verarbeitung mit Hypermap-Konzept Insbesonders temporale Animation: dynamische, quasi-kontinuierliche Darstellung Entscheidender Qualitätssprung ergibt sich jedoch aus der Kombination der multimedialen GIS-Technologie mit den objektorientierten (Primär-)Datenmodellen moderner Geoinformationssysteme.

Multimediale Präsentation Re a l we l t Klassische Verfahren Klassische Techniken Benu t z e r Karte Multimediale Präsentation Digitale Verfahren GIS und Multimedia Digitale Daten

Visualisierung Multimediale kartographische Gestaltung führt zur Erweiterung des kartographischen Kommunikationsnetzes um das Produkt „multimediale Präsentation“ Untersuchungen dazu in anglo-amerikanischen Veröffentlichungen Zentraler Begriff: Visualisierung Taylor stellt seine Konzeption der modernen Kartographie mit einem Dreieck dar

Visualisierung Taylor-Dreieck Raumbezogenes Denken Visualisierung Visuelle und nicht-visuelle Kommunikation Formalisierung kartographischer Prozesse Die Möglichkeit der multimedialen kartographischen Darstellung führt zur Erweiterung des kartographischen Kommunikationsnetzes um das Produkt „Multimediale Präsentation“ von Geoinformation. Eingehende Betrachtungen und Untersuchungen dazu in aktuellen anglo-amerikanischen Veröffentlichungen enthalten. Der zentrale Begriff ist dabei die Visualisierung. Taylor stellt seine Konzeption der modernen Kartographie mit einem Dreieck dar. Die Dreiecksseiten entsprechen den drei Aspekten der Visualisierung: 1. Entwicklung und Anwendung von Methoden für die Herstellung kartographischer Darstellungen mit interaktiven multimedialen GIS-Techniken. 2. Visuelle und nicht-visuelle Kommunikation mit diesen Darstellungen. 3. Raumbezogenes Denken und Erkennen.

Visualisierung Taylor-Dreieck Visualisierung Raumbezogenes Denken Visuelle und nicht-visuelle Kommunikation Formalisierung kartographischer Prozesse Ziel ist die Automatisierung kartographischer Gestaltungsprozesse für die rationellere Herstellung kartographischer Darstellungen auf materiellen Zeichenträgern und zur Unterstützung von Laien-Kartographie, d.h. Nutzern digitaler Geoinformationen, die diese unabhängig von Kartographen visualisieren. Entwicklung und Anwendung von Methoden für die Herstellung kartographischer Darstellungen mit interaktiven multimedialen GIS-Techniken sind Gegenstand der ingenieurwissenschaftlich orientierten Kartographie.

Visualisierung Taylor-Dreieck Visualisierung Raumbezogenes Denken Visuelle und nicht-visuelle Kommunikation Formalisierung kartographischer Prozesse In der Forschung wird untersucht, wie verschiedene Nutzergruppen geo-räumliche Darstellungen in graphischer und nicht-graphischer (z.B. akustisch) wahrnehmen und verstehen, so dass eine möglichst nahe Wirklichkeitsvorstellung entsteht.

Visualisierung Taylor-Dreieck Visualisierung Raumbezogenes Denken Visuelle und nicht-visuelle Kommunikation Formalisierung kartographischer Prozesse Untersuchung des Erkennens von räumlichen Mustern, Beziehungen und Prozessen. Beste Leistungen beim „Zusammenspiel“ von visueller Intelligenz und kartographischen Darstellungen von Geoinformationen

Anwendungsbeispiele Elektronische Atlanten Fahrzeugnavigation Darstellung bezüglich des Projektions- und Betrachtungszentrums Räumliche Objektveränderungen Fahrzeugnavigation Kartendarstellung automatisch dem Standpunkt angepasst Position (z.B. mit GPS) Darstellung der Radroute Akustische und optische Verweise auf wichtige Objekte (z.B. Sehenswürdigkeiten)

Beispiele:

Einsatz der Beispiele Flug über DGM Andere Beispiele Wegbeschreibung in 3D Routenmarkierung Hervorhebung wichtiger Objekte Andere Beispiele Film, Audio-Datei oder Informationstext über wichtige Objekte 3D-Ansicht verschiedener Örtlichkeiten Durch Suchprogramm Hervorhebung der Objekte

Vor- und Nachteile in unserem Beispiel Vorteile schöne Optik Anwenderfreundlich Informativ Nachteile aufwendige Realisierung auf langsamen Rechnern können Probleme auftreten Aktualisierung

Machbarkeitsstudie Sehr zeitaufwendig im Realisieren Qualität der „Rohdaten“: Inwiefern Verarbeitung in multimediales Umfeld möglich? Woher bekommen wir multimediale Daten? Aus dem Internet Selber beschaffen: Fotos, Filme, ... Wie stellen wir die Aktualisierung her?

Diskussion Fragen???