Kartographische Visualisierung

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1 Kartographische Visualisierung Einführung in die Geovisualisierung V/Ü: Kartographische Informationsverarbeitung

2 Geovisualisierung Definition: Sichtbarmachung von georäumlichen Erkenntnissen oder Daten in graphischer Form dient der Speicherung, Übermittlung und Analyse von georäumlichen Informationen Alternative oder Ergänzung von Texten, numerischen Daten, Tabellen sowie Bildern

3 Abbildungsformen der Geovisualisierung Karten Diagramme Netze

4 visuelle Funktionen von Abbildungsformen Diagramme: graphische Abbildung von Wertgrößen und -beziehungen Netze: graphische Abbildung von Wertgrößen und -beziehungen auf der Basis topologischer Relationen (Verbindungen, Reihen, Nachbarschaften) Karten (kartographische Medien): graphische Abbildung von Objekten und Klassenmerkmalen auf der Basis erdbezogener Grundrisse

5 Kartographische Medien Wichtige Faktoren, die die Nutzung von elektronischen kartographischen Medien beeinflussen: projektive Abbildungsformen Präsentationsformen Arbeitsformen

6 projektive Abbildungsformen 2D-Abbildungen: senkrechte Parallelprojektion auf eine Ebene Eigenschaften: messbare Größen in der Ebene 2½D-Abbildungen: schräge Zentralprojektion auf eine Ebene Eigenschaften: angenäherte natürliche Ansicht, Verzerrungen durch Zentralperspektive und Schrägsicht 3D-Abbildungen: schräge Zentralprojektion auf eine Oberfläche Eigenschaften: natürliche räumliche Ansicht, Verzerrungen durch Zentralperspektive und Schrägsicht, Verdeckungen

7 Projektionszentrum Bildebene (z.b. Luftbild) Zentralprojektion Parallelprojektion/ Orthogonalprojektion Karte Abbildungsebene Abbildungsebene

8 Parkplatzdichte in der Trierer Innenstadt D 2D 2½ D

9 Präsentationsformen statische Präsentation: Druck auf Papier, elektronisch-optische Präsentation auf einem Bildschirm animierte Präsentation: kinematische Präsentation von Prozessen und Abläufen (Computeranimation) interaktive und navigatorische Präsentation: Veränderung der Kartengraphik, des Karteninhalts sowie des virtuellen Standortes und der Blickposition im Kartenbild VR-Präsentation: raumplastische Projektion (Stereoskopie) mit optischer Ausrichtung (Tracking) von Abbildungen in Virtuellen Landschaften

10 Präsentationsformen Statische Präsentation Druck auf Papier, elektronische Präsentation auf einem Bildschirm Animierte Präsentation kinematische Präsentation von Prozessen und Abläufen (Computeranimation)

11 Präsentationsformen Interaktive und navigatorische Präsentation Veränderung von Kartengraphik/ Karteninhalt; virtueller Standort und Blickposition (z.b. Google Earth) VR-Präsentation raumplastische Projektion (Stereoskopie); optische Ausrichtung der Landschaft (Tracking)

12 Arbeitsformen mit Karten individuelle Arbeit: Arbeit am Einzelarbeitsplatz (GIS-Arbeitsplatz) Kooperative/kollaborative Arbeit: gemeinsame Arbeit zwischen vernetzten Arbeitsplätzen (Internet, Intranet) Arbeit im Gelände: über Funk; vernetzte Arbeit im Gelände (Telematik) Gruppenkommunikation: Informationsaustausch in medialer Umgebung (Videokonferenz etc.)

13 Projektive Abbildung - 2D-Abbildungen - 2 ½D-Abbildungen - 3D-Abbildungen Präsentationsform - statische Präsentation - animierte Präsentation - interaktive Präsentation - VR-Präsentation Arbeitsformen - individuelle Arbeit am Arbeitsplatz - kooperative Arbeit - Arbeit im Gelände - Kommunikation in medialer Umgebung

14 Projektive Abbildungsform - 2D-Abbildungen - 2 ½D-Abbildungen - 3D-Abbildungen Präsentationsformen - statische Präsentation - animierte Präsentation - interaktive Präsentation - VR-Präsentation Arbeitsformen - individuelle Arbeit am Arbeitsplatz - kooperative Arbeit - Arbeit im Gelände - Kommunikation in medialer Umgebung

15 Projektive Abbildungsform - 2D-Abbildungen - 2 ½D-Abbildungen - 3D-Abbildungen Präsentationsformen - statische Präsentation - animierte Präsentation - interaktive Präsentation - VR-Präsentation Arbeitsformen - individuell Arbeit am Arbeitsplatz - kooperative Arbeit - Arbeiten im Gelände - Kommunikation in medialer Umgebung

16 Prozess der kartographischen Visualisierung 1. Definition von Zeichendimensionen 2. Herstellung von semantischen Referenzen zwischen Zeichenmerkmalen und Objektbedeutung 3. Herstellung von strukturellen Referenzen zwischen Daten und Zeichen 4. Ableitung von kartographischen Modellformen

17 1. Definition von Zeichendimensionen Punkte punktförmige Zeichen linienförmige Zeichen flächenförmige Zeichen - - Linien - Flächen

18 2. Definition von semantischen Referenzen Herstellung von semantischen Referenzen zwischen Zeichenmerkmalen und Objektbedeutung: Assoziationen Analogien definierte Beziehungen Kartographische Zeichen Zeichen Objekt

19 bildliche Assoziationen Assoziationen

20 mentale Analogien

21 definitorische Beziehungen

22 3. Definition von strukturellen Referenzen Was bedeuten strukturelle Referenzen? Relationen graphischer Variationen Relationen von Objektmerkmalen

23 Objekt-Zeichen-Beziehungen Wa ld gering gering geschädigt stark sta rk geschädigt O1 O 1 O2 O 2 semantisch Strukturell Z1 Z 1 Z2Z 2 hell dunkel

24 Graphische Semiologie von Jacques Bertin 1967 (dt.1972) Graphisches Zuordnungssystem: Zuordnung von Zeichenvariationen zu strukturierten Objektmerkmalen Funktion: visuelle Abbildung und Ableitung von Eigenschaften strukturierter Objektmengen durch/aus entsprechenden Zeichenvariationen Systemelemente: - Skalierungsniveau von Daten - Graphische Variable - Zuordnungsregeln

25 Skalierungsniveaus von Daten qualitativ (nominalskaliert): Beispiel: Flächennutzung - Wohnflächen - Industrie- und Gewerbeflächen - Flächen gemischter Nutzung - Öffentliche Flächen geordnet (ordinalskaliert) Beispiel: Waldschädigung - nicht geschädigt - gering geschädigt - mittel geschädigt - stark geschädigt - sehr stark geschädigt quantitativ (intervall-, ratioskaliert) Beispiel: Anzahl Einwohner Einwohner usw.

26 Graphische Variablen Form Richtung Farbe Korn Helligkeit Größe Punkt Linie Fläche

27 Zuordnungsregeln Skalierungsniveau Graphische Variable qualitativ (nominal): Form Farbe Richtung geordnet (ordinal) Helligkeit Korn quantitativ (intervall, ratio) Größe Zuordnung der Graphischen Variablen zu Skalierungsniveaus

28 Graphische Variable: Form geometrische und bildnerische Form von Zeichen Anzahl Variationen: nicht begrenzt Eigenschaften von Variationen: diskret, ungeordnet Probleme: optisches Gewicht lässt sich schlecht bestimmen Quelle: Unser Welt, Regionalatlas

29 Graphische Variable: Farbe Variation des Farbtons Anzahl Variationen: Eigenschaften von Variationen: diskret, ungeordnet Problem: Farbtöne im Spektrum sind geordnet; Farbsättigung und Eigenhelligkeit von Farben bilden Ordnungen

30 Graphische Variable: Richtung Winkelausrichtung von graphischen Elementen in der Abbildungsebene Anzahl Variationen: maximal 6 Eigenschaften von Variationen: diskret, ungeordnet Probleme: es können graphische Ordnungen entstehen

31 Graphische Variable: Helligkeit Verhältnis von Schwarz- und Weißanteil oder von einem Farbton Anzahl Variationen: 6 bis 8 Eigenschaften der Variation: diskret, geordnet Probleme: physikalisch und physiologisch definierte Abstände

32 Graphische Variable: Korn Variation der Schraffur von fein nach grob : Anzahl Variationen: bis 6 Eigenschaften der Variation: diskret, geordnet Probleme: negative Wirkung bei Kombination mit anderen Kartenelementen Quelle: Bertin

33 Ausdehnung von Zeichen Graphische Variable: Größe Anzahl Variationen: Variationen entsprechen der Anzahl der Werte Eigenschaften der Variation: stetig Probleme: es ist ein Wertmaßstab zur Identifizierung der einzelnen Größen erforderlich Flughäfen in Europa 1995 Quelle: Nationalatlas Deutschland

34 4. Ableitung kartographischer Modellformen kartographische Modellformen bilden das logische Gerüst zur Konstruktion von Thematischen Karten wird in der nächsten Woche dargestellt!

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