Phys. Dirk Burghardt

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22 Kapitel 2. Theoretische und praktische Grundlagen Ein anderer Generalisierungsansatz mit expliziter Modellierung topologischer Beziehungen basiert auf der Anwendung der Delaunay-Triangulation (Bundy et al., 1994). Beachtliche Erfolge konnten vor allem bei der Zusammenfassung von Objekten und in der Konflikterkennung erzielt werden. In Abbildung 2.2-3 ist dargestellt, wie bei Verschiebung eines Knotens (A nach A ′ ) ein topologischer Konflikt entsteht, welcher sich in einer veränderten Orientierung einiger Kanten äußert. A • L R B • R B • A • L R R L C • R • A’ Abbildung 2.2-3: Detektion topologischer Konflikte mittels Triangulation Semantik: Mit Semantik werden die inhaltlichen Aspekte von Objekten, deren Bedeutung und Funktionalität bezeichnet. Eine Zuordnung erfolgt in der Regel über Attribute. So können Objekte mit gleicher Geometrie unterschiedliche Semantik besitzen, z.B. wenn eine Straße gleichzeitig Waldgrenze ist. Neben diesen funktionellen Eigenschaften, die jedes Objekt für sich besitzt, können weitere semantische Informationen aus der Lage zu benachbarten Objekten (Kontext) gewonnen werden. So lassen sich aus der relativen Lage von Höhenlinien Schlüsse über die Steilheit des Geländes ziehen. Ebenso ergibt sich die Bedeutung der Objekte für den Kartennutzer erst aus dem Kontext. Die Darstellung des Wanderweges in felsigem Gelände besitzt z.B. größeren Informationsgehalt bezüglich Begehbarkeit als die Wegdarstellung durch eine Wiesenlandschaft. Die Berücksichtigung semantischer Informationen ist Voraussetzung für eine sinnvolle Generalisierung. Dies wird deutlich, wenn man sich den Unterschied von Luftbild und Karte vor Augen hält. Während das Luftbild lediglich ein geometrisches Abbild liefert, ist die Karte eine Abstraktion der realen Welt. Durch Weglassen und Hervorheben werden die beim Betrachter ablaufenden inhaltlichen Schlussfolgerungen unterstützt und gelenkt. Der Informationsgehalt bzw. die Bedeutung von Objekten für den Betrachter ist nur schwer zu messen. Feststellbar ist, daß sich Informationsgehalt und Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des Objektes umgekehrt proportional verhalten. So wird der Kartennutzer ein einzeln stehendes Haus eher als Orientierungspunkt verwenden als das gleiche Objekt innerhalb einer Ortschaft. Ebenso dürfte die Orientierung an einer markanten Flußbiegung leichter fallen als an einer sonstigen Stelle des Flusses. Schließlich ist ein Weg in schwer zugänglichem Gelände selten und besitzt deshalb eine große Bedeutung für den Wanderer. Die Objekte mit ihren Attributen können in unterschiedlicher Form verwaltet werden. Es wird zwischen hierarchischen, netzartigen, relationalen und objektorientierten Datenmodellen unterschieden. Die Gesamtheit aller gespeicherten Daten, die für eine rechnergestützte Bearbeitung fachlicher Informationen erforderlich ist, wird als Datenbank bezeichnet (Hake und Grünreich, 1994). In Tabelle 2.2-3 werden die unterschiedlichen Datenbanktypen beschrieben.
2.2. Grundlagen der automatisierten Generalisierung 23 Tabelle 2.2-3: Vergleich möglicher Datenbanktypen (nach Weisgerber, 1998) Datenmodell hierarchisch netzartig relational objektorientiert Erläuterung streng gegliedertes Ordnungssystem mit (impliziten) Verweisen vom übergeordneten zum untergeordneten Datenelement Ordnungssystem ohne eindeutige Hierarchisierung mit ein- bis mehrfachen (impliziten) Verweisen zwischen den Datenelementen Zusammenfassung von Datenelementen (= Datenfeld) in Datensätze und diese in Tabellen. Einführung eines zusätzlichen Datenfeldes je Tabelle mit (expliziter) Verweisfunktion (= Schlüsselfeld) zur Verknüpfung mehrerer Tabellen. Zusammenfassung von Datenelementen (= Objektdaten) in Objekte. Zuordnung von objektspezifischen ” Verhaltensregeln“ (= Objektmethoden). Objekte können wiederum Unterobjekte enthalten (= impliziter Verweis). 2.2.2 Wissensakquisition Um Generalisierungsvorgänge zu automatisieren, ist es notwendig, kartographische Prinzipien zu formalisieren, die oftmals nur intuitiv angewendet werden. Dazu muß das Wissen zunächst erfaßt und systematisiert werden. Anschließend erfolgt die Abstraktion und Modellbildung bzw. eine Ableitung geeigneter Parameter. Das akquirierte Wissen ist dann als Wissensbasis in einem Expertensystem anwendbar. Tabelle 2.2-4: Verschiedene Arten von kartographischem Wissen (nach Uthe, 1996) Wissensart Erklärung Beispiele theoretisch künstlerisch, graphisch wahrnehmungspsychologisch organisatorisch technologisch formal definierte graphische und geometrische Größen (z.B. im Rahmen der Generalisierung) Wissen über Gestaltung, Zeichenaufbau und Zeichenlogik Wissen über Vorgänge der Zeichenwahrnehmung und Grundlagen der Zeichenwirkung Arbeitsabläufe in den verschiedenen Bereichen der Kartenherstellung Wissen über Geräte und Systemtechniken in der Anwendung von DV-Werkzeugen Mindestabstände, Auswahlregeln Zeichenschlüssel hellere Farbtöne benötigen größere Darstellungsflächen als dunkle Kartenproduktion an den Landesvermessungsämtern Farbseparation Bei der Akquisition ist die Vielfältigkeit kartographischen Wissens zu berücksichtigen (siehe Tabelle 2.2-4). Für Aufgaben der Generalisierung interessiert zunächst die Gewinnung von formaltheoretischem Wissen, z.B. die Gewinnung von Vergleichsgrößen (Referenzen) und Bewertungs-
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91 Die Verdrängungswerte für Gew
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93 Anhang B Herleitung des Abstande
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95 Anhang D Vergrößerung und Verk
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