Digitale Karten. Ortung und Navigation in Telematikdiensten Matthias Graffenberger und Max Dallüge TM-16

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1 Digitale Karten Ortung und Navigation in Telematikdiensten Matthias Graffenberger und Max Dallüge TM-16

2 Agenda 1. Was sind digitale Karten? 2. Kartenprojektion 3. Typen von Landkarten 1. Rasterkarten 2. Vektorkarten 4. Kartenprovider 5. OpenLayer 6. Anwendungsgebiete 7. Quellen Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 2 von 37

3 1. Was sind digitale Karten? sie ähneln echten Landkarten für die Verwendung auf Geräten wie Computer, Smartphones etc. konzipiert können zusätzlich mit Zusatzinformationen versehen werden Kombination mit digitalen Geländemodellen Planung und Erzeugung von 3D- Modellen (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 3 von 37

4 1. Was sind digitale Karten? Vorteile: in Verbindung mit Programmen können Streckenberechnungen, Suchen, Höhenprofildarstellungen bereitgestellt werden wichtige Informationen lassen sich leicht mit einem Mausklick einholen blattschnittfreie Ansicht dynamische Vergrößerungsstufen durch Filterfunktionen lassen sich die Informationen auf einem Blick aufrufen Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 4 von 37

5 1. Was sind digitale Karten? Arten von Karten Landkarten Stadtpläne Wanderkarten Seekarten Luftbildkarten Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 5 von 37

6 2. Kartenprojektionen (stand ) umfang des Äquators beträgt ,017 Kilometer die Länge des Nullmeridians beträgt von Pol zu Pol ,9 Kilometer die Erde ist ein Geoid nicht geschlossen mathematisch beschreibbar man versucht stellenweise durch Rotationsellipsoide zu approximieren Kartenbezugssystem WGS84 Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 6 von 37

7 2. Kartenprojektionen Abbildung der Erdoberfläche auf eine zweidimensionale Karte schwierig es kommt zu Verzerrungen der Linie, Flächen und Winkeln Beispiel das Abschälen einer Orange die Schale wird auf einer Fläche gedrückt (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 7 von 37

8 2. Kartenprojektionen (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 8 von 37

9 2. Kartenprojektionen orthografische planare äquatoriale Projektion parallele Lichtstrahlen (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 9 von 37

10 2. Kartenprojektionen Stereo planare äquatoriale Projektion die Lichtquelle befindet sich hinter der Objekt Wand (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 10 von 37

11 2. Kartenprojektionen gnomonische planare äquatoriale Projektion die Lichtquelle befindet sich im Objekt selber (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 11 von 37

12 2. Kartenprojektionen in der Mercator Karte werden waagerechte und senkrechte Linien eingezeichnet die waagerechten Linien werden am Äquator wie in der Abbildung eingezeichnet danach wird ein Kreis auf der Linie bei 0 und bei 40 eingezeichnet (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 12 von 37

13 2. Kartenprojektionen wird nun die Kugelfläche abgewickelt, so entstehen Zweiecke die Flächen werden skaliert, so dass keine Lücken mehr vorhanden sind dadurch verzerren sich die oberen Bestandteile durch Streckung am oberen Ende entsteht eine Ellipse (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 13 von 37

14 2. Kartenprojektionen dies geschieht so lange bis die grünen Kreise wieder Kreise auf der Karte sind diese starke Verzerrung führt auch dazu, das Oberflächen oberhalb von 70 nicht richtig dargestellt werden (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 14 von 37

15 2. Kartenprojektionen (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 15 von 37

16 2. Kartenprojektionen (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 16 von 37

17 2. Kartenprojektionen (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 17 von 37

18 2. Typen von Landkarten Rasterkarten: sind klassische topographische Landkarten alle Informationen sind auf einer Ebene hinterlegt mit unterschiedlichen Zoomstufen können sie schnell unübersichtlich werden ss wird Kartenmaterial als Grundlage benötigt (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 18 von 37

19 2. Typen von Landkarten Rasterkarten: Erfassung via - Kameras - Satelliten - Einscannen von Karten Bild wird in ein Raster unterteilt Raster unterteilt in Zellen eine Menge von Zellen bilden ein Bild es wird eine Legende benötigt (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 19 von 37

20 2. Typen von Landkarten Rasterkarten: müssen georeferenziert werden GPS Koordinaten werden auf bestimmten Punkte auf der karte zugeordnet Zelle links oben wird einer Geo Koordinate zugeordnet Speichergröße ist abhängig von der Auflösung (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 20 von 37

21 2. Typen von Landkarten Vektorkarten: bestehen im wesentlichen aus: - Linien - Punkten - Polygonen Routenberechnung auf Basis des Wegenetzes können dynamisch ohne Qualitätsverlust herein- oder herausgezoomt werden (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 21 von 37

22 2. Typen von Landkarten Vektorkarten: Informationen werden der Zoomstufe angepasst Ebenen kann man ein- und ausblenden POIs lassen sich auf der Karte hinterlegen (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 22 von 37

23 4. Kartenprovider im Informationszeitalter gelten Daten als neue Währung Kartenausschnitte sind auf Web Seiten und Smart Phones sehr beliebt die Provider bieten Produkte oder Schnittstellen bereit es gibt drei große Anbieter auf dem Markt sie stellen alle gemeinsam eine Schnittstelle für die Anwender bereit die API s der Hersteller werden in einem HTML Dokument implementiert JS erstellt ein Kartenobjekt Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 23 von 37

24 4. Kartenprovider werden als Webservice bereitgestellt und können im Browser aufgerufen werden dynamische Daten beinhalten Geoinformationen und werden als Stecknadeln auf der Karte visualisiert Produkte lassen sich so individuell an den Kunden anpassen wichtig hierbei ist, die Langlebigkeit von Funktionen der Drittanbieter Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 24 von 37

25 4. Kartenprovider Google Maps: seit 2005 bietet die Firma aus Mountain View können als Web Service mit in einem Browser aufgerufen freie Abfragen pro Tag zwischen 5-37,50 $ integrierte JS API vers. 3 ohne API Key verfügbar Android API Karten lassen sich mit zusätzlichen Layern verändern Steuersymbole lassen sich anpassen eine ausführliche Dokumentation unter erhältlich Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 25 von 37

26 4. Kartenprovider Bing Maps: ist ein Angebot von Microsoft JS API heißt Bing Maps AJAX Control Version 7 erhältlich freie Abfragen bis pro Tag Entwickler brauchen einen Key gekoppelt mit einer Microsoft-ID für jeden Anwendungstyp wird ein neuer Schlüssel vorausgesetzt Public Website, Windows Store App, Mobile, Not-for-profit usw. bietet keine Funktionen zum Zusammenfassen von Markern diese werden nur durch Dritte angeboten Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 26 von 37

27 4. Kartenprovider Open Street Map: OpenStreetMap Foundation arbeitet seit 2006 stetig an der Karte jeder Entwickler kann Kartenmaterial hinzufügen OSM bietet eine API für Hersteller an, um eigenes Kartenmaterial zu verwenden erfordert externe Bibliotheken neues Kartenmaterial wird von der Foundation geprüft und genehmigt JS - API für OSM heißt Leaflet oder Openlayer kein Limit bei Abfragen Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 27 von 37

28 5. OpenLayer Schichtung von Ebenen kann erzielt werden Ebenen können unterschiedliche Inhalte darstellen Am Beispiel von Google Maps: Verkehrslage ist eine separate Schicht ÖPNV ist eine separate Schicht diese API ist für Webseite gedacht es soll das Integrieren von Karten auf Webseiten vereinfachen umfangreiche API und Dokumentation mit Beispielen Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 28 von 37

29 5. OpenLayer Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 29 von 37

30 5. OpenLayer Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 30 von 37

31 5. OpenLayer Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 31 von 37

32 6. Anwendungsgebiete (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 32 von 37

33 6. Anwendungsgebiete (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 33 von 37

34 6. Anwendungsgebiete (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 34 von 37

35 6. Anwendungsgebiete (stand ) Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 35 von 37

36 7. Quellen tm.wildau.de/brun/wiki/digitale_karten (stand ) Wikipedia Navigationssystem (stand ) Kowoma.de (stand ) GPS.de Kartenkunde (stand ) OpenLayer (stand ) Wikipedia Kartennetzentwurf (stand ) IX 02/2015 Artikel Stadt, Land, Fluss Seite Bastian Gruber Matthias Graffenberger und Max Dallüge TH Wildau Folie 36 von 37

37 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!