Konfliktlösung und Generalisierung

Karten sind kein exaktes Abbild der realen Welt, sondern stellen eine überschaubare, skalierte Fassung der wahren Gegebenheiten dar. Dies gilt sowohl für digitale als auch für gedruckte Kartografie. Im digitalen Bereich besteht eine zunehmende Nachfrage nach webfähigen Karten mit mehreren Maßstäben, für die eine nahtlose Darstellung der Daten in diesen Maßstäben erforderlich ist. Ebenso ist es in der gedruckten Kartografie kosten- und zeitsparend, Produkte mit mehreren Maßstäben aus einer einzelnen Datenbank zu erstellen, die nur einmal zusammengestellt werden muss und in der alle Aktualisierungen an einer zentralen Stelle verwaltet werden. Es ist unerlässlich, die Daten in einer Vielzahl von Maßstäben effektiv darstellen zu können, doch dazu muss ein Großteil der Daten zunächst generalisiert werden, damit die Klarheit und wesentliche Form bei der Darstellung in kleineren Maßstäben erhalten bleibt.

Die Features einer Spatial-Database werden aus verschiedenen Quellen aufgezeichnet: aus Bildern, Luftaufnahmen, vorhandene Karten, Geländemodellen und sogar aus Wegepunkten. Die Geometrie und die Position dieser Features besitzen eine für den Maßstab der Quellen spezifische Auflösung. Wenn die Daten in einer Karte in genau diesem Maßstab dargestellt werden, wird eine adäquate Dichte und Genauigkeit der Features beibehalten. Das Anzeigen von Daten in einem kleineren als dem Erfassungsmaßstab ist akzeptabel, nicht aber die Anzeige in einem größeren Maßstab, da dies mehr Genauigkeit und Inhalt erfordert, als in den Daten eigentlich vorhanden ist. Daher ist es vorteilhaft sowie kosten- und zeitsparend, Daten im größtmöglichen Maßstab zu erfassen und zu verwalten und zur Anzeige mithilfe von Generalisierung für eine Vielzahl von kleineren Maßstäben zu modifizieren.

Generalisierungsprinzipien

Die Generalisierung ist ein wesentlicher und herausfordernder Bereich der Kartografie. Bei diesem Vorgang wird entschieden, welche Features zur klaren Übermittlung der Beschaffenheit einer Landschaft beibehalten, entfernt, übertrieben oder vereinfacht werden. Die Herausforderung besteht darin, die Geographie so originalgetreu wie möglich darzustellen, aber dabei überflüssige Details zu reduzieren und die charakteristische Anordnung der Daten zu erhalten. Konflikte durch einander widersprechende Anforderungen müssen aufgelöst werden, und gleichzeitig muss die Darstellung so detailreich und informativ wie möglich sein.

In einem größeren Maßstab (1:18.000) können kleine Gebäude, Ortsstraßen und einzelne Fahrbahnen von Autobahnen angezeigt werden.

Auf einer Karte in kleinerem Maßstab (1:36.000) müssen Features generalisiert werden, damit die allgemeine Übersichtlichkeit erhalten bleibt.

Bei der Generalisierung müssen nicht nur einzelne Features berücksichtigt werden, sondern auch ihre räumlichen und auf den Kontext bezogenen Beziehungen, aus denen sich das charakteristische visuelle Muster der Landschaft ergibt. Alle auf einer Karte platzierten Elemente konkurrieren miteinander um Platz und Lesbarkeit. Manche eigentlich unsichtbaren Features in der Landschaft, z. B. Konturlinien oder Verwaltungsgrenzen, müssen auf einer Karte neben den greifbaren Features wie Straßen und Wasserläufe gezeichnet und beschriftet werden. Manche Features müssen mithilfe von Symbolen gezeichnet werden, die der Lesbarkeit wegen größer als die entsprechenden Grundflächen der realen Objekte sein müssen. So fließen durch diese Gegebenheiten viele Anforderungen an die Grafik zusammen, die durch eine Verkleinerung des Maßstabs noch verschärft werden. Dies macht eine Generalisierung unumgänglich.

Die Transformationen sind manchmal offensichtlich und betreffen nur ein einzelnes Feature, z. B. die Vereinfachung eines Flusses durch das Entfernen von überflüssigen detaillierten Flussbiegungen. Es ist jedoch leicht ersichtlich, wie durch scheinbar einfache Änderungen weitere Änderungen in der Umgebung nötig werden können. Wenn kleine Biegungen eines Flusses entfernt werden, führt dies möglicherweise dazu, dass der Fluss nun durch ein Gebäude fließt oder nicht mehr unter Brücken oder an Konturlinien entlang verläuft. Bei den meisten Generalisierungs-Tasks müssen Features im Kontext behandelt werden, damit die Darstellung übersichtlich bleibt, allgemeine Muster erkennbar sind und das charakteristische Aussehen der lokalen Geographie erhalten bleibt.

Workflows bei der Generalisierung

Eine vereinfachte Ansicht eines kartografischen Workflow: Erstellen von kartografischen Produkten verschiedener Maßstäbe aus einer Master-Datenbank

Die Generalisierung wird bei den meisten kartografischen Workflows in zwei verschiedenen Phasen durchgeführt. Wenn mehr als ein Maßstabsbereich aus einer Master-Datenbank abgeleitet werden soll, ist es üblich, zuerst aus dem Master maßstabsspezifische Datenbanken zu generieren. Die maßstabsspezifische Datenbank soll normalerweise einen überschaubaren Bereich von Maßstäben abdecken, innerhalb dessen Features normalerweise auf dieselbe Art dargestellt werden. Die Verarbeitungsschritte bei der Generierung einer maßstabsspezifischen Datenbank sind technisch gesehen keine kartografischen Vorgänge. Es wird keine symbolisierte Anzeige von Daten erstellt oder berücksichtigt, und es werden keine Themen verglichen, um Konflikte aufzudecken. Es wird nur die Feature-Dichte reduziert, und die Details von Features werden entsprechend dem Maßstabsbereich vereinfacht. Dies wird üblicherweise als Modellgeneralisierung bezeichnet.

Die zweite Phase, die kartografische Generalisierung, findet während der Kartenerstellung statt, nachdem der Zweck der Karte sowie Spezifikation, Ausgabemechanismus und Maßstab festgelegt wurden. Symbolisierte Features werden über Datenthemen hinweg im Kontext von anderen Kartenelementen wie Annotations, Kartenrahmengrenzen und Gitter- und Gradnetzlinien betrachtet. In dieser Phase werden die Komplexität einzelner Features und die Gesamtdichte der Features bewertet und modifiziert, um die Übersichtlichkeit der Karte zu erhalten. Symbolkonflikte zwischen Features werden in dieser Phase ebenfalls bewertet und aufgelöst. Die symbolisierte Grundfläche von Features im Maßstab ist oft größer als die entsprechende Grundfläche im tatsächlichen Gelände. Je kleiner der Kartenmaßstab, desto häufiger trifft dies zu. Konflikte reichen von einfachen Überschneidungen von Features bis zu komplexeren Problemen wie einer falschen Ausrichtung von Teilen mehrspuriger Autobahnen.