Phys. Dirk Burghardt

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1 Einleitung
1.1 Motivation
Die Forderung nach aktuellen Karten, kostengünstiger Herstellung und Fortführung sowie der
Wunsch, Geoinformationen zu visualisieren, sind Gründe für den Übergang von der klassischen
(analogen) Kartographie zur Digitalkartographie. Dieser Wandel vollzieht sich sowohl in der Herstellung
als auch in der Kartenpräsentation mit der Erschließung neuer Anwendungsfelder. Der
Begriff Karte kann heute weiter gefaßt werden. So bezeichnet er nicht mehr nur die traditionellen
gedruckten Karten (z.B. topographische Karte, Straßenkarte, Wanderkarte), sondern auch Bildschirmkarten,
wie sie in der Fahrzeugnavigation, im Internet oder in Geoinformationssystemen
zur Anwendung kommen.
Im Zeitalter moderner Kommunikations- und Informationstechnologien haben sich die Methoden
zur Gewinnung von räumlichen Daten rasant entwickelt. So liefern die unterschiedlichsten
Verfahren (z.B. Satelliten- und Luftbildauswertung, GPS, Laserscanning etc.) in kurzer Zeit
hochgenaue Daten. Ebenso hat sich das Anwendungsgebiet dieser Daten erweitert, z.B. in der
Umweltanalyse, in Navigationssystemen und der Standortplanung. Die Datenaufbereitung und
Visualisierung ist dabei wichtiges Bindeglied, deren Qualität, aber auch Aktualität über die
Eignung für die verschiedenen Anwendungen entscheidet.
Topographische Karten, als Beispiel für die Darstellung räumlicher Daten, erfüllen traditionell
hohe Qualitätsansprüche hinsichtlich Genauigkeit, Wiedererkennbarkeit und Gestaltung.
Erkauft wird dies durch zeitaufwendige manuelle Generalisierung, welche auf jahrzehntelangen
Erfahrungen beruht. Um in kürzeren Zeiträumen aktuelle Karten erzeugen zu können,
müssen rechnergestützte Generalisierungslösungen entwickelt werden. Damit eröffnet sich ein
weites Tätigkeitsfeld für den Kartographen. Einerseits ist sein Wissen während der Softwareentwicklung
von Generalisierungswerkzeugen gefragt. Andererseits obliegt ihm die Anwendung und
interaktive Steuerung mittels Parameter im Prozeß der Kartenherstellung. Schließlich beurteilt
der Kartograph die Eignung der angebotenen Generalisierungslösungen unter dem Gesichtspunkt
unterschiedlicher Nutzeranforderungen.
Der Generalisierungsprozeß setzt sich aus unterschiedlichen elementaren Generalisierungsvorgängen
zusammen, die einander bedingen. In der Regel unterscheidet man Auswählen, Zusammenfassen,
Vereinfachen, Vergrößern, Verdrängen, Klassifizieren und Bewerten. Kartensignaturen
werden so gewählt, daß eine optische Wahrnehmung in den verschiedenen Maßstäben
gewährleistet ist. Damit beanspruchen die Objekte in der Karte, relativ gesehen, mehr Fläche
als in der realen Welt. Die Folge sind Verluste an Freiflächen und auftretende Überlagerungen benachbarter
Signaturen. Die Verdrängung von Signaturen in Bereiche geringerer Kartenbelastung
ist eine Möglichkeit, die Lesbarkeit kartographischer Darstellungen zu erhöhen.
Die vorliegende Arbeit behandelt die Entwicklung von Algorithmen für eine automatisierte Verdrängung
bis zur Anwendung in einem kartographischen Produktionssystem. Dabei wird untersucht,
wie die Verdrängung von punkt- und linienförmigen sowie flächenhaften Objekten in
einem einheitlichen Konzept, jenem der Energieminimierung, automatisiert durchgeführt werden
kann.
1.2 Übersicht der Arbeit
Kapitel 2: Zu Beginn erfolgt eine begriffliche Abgrenzung der Generalisierung“ und es wird
”
deren Abhängigkeit von Maßstab, Anwendungszweck und Wiedergabemedium diskutiert. Anschließend
werden Qualitätskriterien näher erläutert, nach denen Kartendarstellungen beurteilt