Basics

Thematische Karte vs Topografische Karte

Thematische Karten stellen im Gegensatz zu topografischen Karten (Landkarten) die Verteilung und Verbreitung von Erscheinungen und Sachverhalten in einem Georaum explizit dar und verbindlichen diese. Sie sollen also ein bestimmtes Thema möglichst genau darstellen. Neben diesem Sachbezug ist zudem ein Zeitbezug, also ein Sachverhalt dargestellt in einem bestimmten Zeitraum oder zu einem bestimmten Zeitpunkt, und ein Raumbezug, also die Darstellung eines Sachverhaltes an einem bestimmten und festgelegten räumlichen Punkt entscheidend. Topografische Karten werden oft als Grundlage für die Erstellung einer thematischen Karte verwendet. Beispiele: hgis germany oder mundraub, Studierendenbeispiele bei Ilias.

Darstellung der Inhalte

Die Inhalte einer thematischen Karte werden vor allem durch Punkte, Linien und Polygone dargestellt. Durch die Bildung graphischer Ebenen können diese miteinander kombiniert werden. Punkthafte Elemente und Text stehen im Vordergrund, dahinter befinden sich die Ebenen der Linienelemente.

  • Positionssignaturen (bildhaft oder geometrisch)
  • Liniensignaturen (variabel in Stärke, Farbe, Struktur)
  • Flächensignaturen (Farbfläche, Flächenmuster, Schraffur)
  • Proportionale Signaturen (variabel in Form und Farbe, skalierbar)
  • Diagramme (verschiedene Diagrammformen finden Verwendung)
  • Punktstreuung
  • Bewegungssignaturen
  • Text
  • Bildelemente

Thematische Karten lassen sich nach verschiedenen Aspekten gliedern:

  • nach dem Sachgebiet (Kartenthema)
  • nach Maßstabsbereichen (groß- oder kleinmaßstäbig)
  • in Grund- und Folgekarten (Grundkarten entstehen durch die direkte kartographische Übertragung vorhandener Messungen oder Beobachtungen. Folgekarten präsentieren Daten, die bereits im Vorfeld bearbeitet wurden.)
  • nach der verwendeten graphischen Darstellungsmethode (Lokale Signaturen, Diagramme, Flächenmuster, Isolinien, Punktstreuungen, Kartogramme).
  • nach dem Raumbezug des Themas. Bei Diskreta erstrecken sich Sachverhalte auf ein abgrenzbares Gebiet (z.B. Standorte von Unternehmen), Kontinua verändern sich im Raum (z.B. Luftdruck).
  • Darstellung quantitativer oder qualitativer Inhalte.
  • Darstellung statischer oder dynamischer Inhalte, also Veranschaulichen des Zustands eines Sachverhalts zu einem festen Zeitpunkt oder dessen zeitlich-räumlicher Veränderung.
  • nach dem Verarbeitungsgrad der dargestellten Informationen (analytische, komplexe oder synthetische Karten).

Thematische Karten sind KEIN GIS. GIS muss die Option auf Analyse der Sachdaten bereitstellen.

Einbinden von Karten auf Webseiten mittels JS:

Leaflet: eine JS-Bibliothek für interaktive Karten

GeoJSON mit Leaflet benutzen

Geoobjektmodell

Geodaten sind ganz allgemein digitale Informationen, die eine bestimmte räumliche Lage beinhalten. Beziehen sich diese Daten auf einen konkreten Ort, der in der Realität eindeutig identifizierbar ist, bezeichnet man diese Zuordnung als Geokodierung oder Georeferenzierung. Geoobjekte sind raumbezogene digitale Objekte, die ein Abbild eines Ausschnittes der Natur darstellen, der eine beliebige individuelle Identität aufweist (siehe unten). Sie beinhalten viele verschiedene Attribute, die beispielsweise folgende Komponenten aufnehmen:

  • den Inhalt (Sachdaten),
  • die Visualisierung (Symbol, Farbe, Schraffur),
  • die Geometrie und
  • die Topologie.

Geoobjekte werden einer Objektklasse zugeordnet und jedes Objekt lässt sich durch einen Primärschlüssel innerhalb einer Datenbank eindeutig identifizieren.
Geometrisch werden sie durch die relative Lage von Punkten meist als Eintrag in Koordinatensystemen beschrieben. Die Verbindungen zwischen den Punkten ergeben Linien und Flächen und erzeugen somit geometrische Zusatzinformationen.

Punkte, Linien und Polygone als Grundelemente der Wiedergabe geographischer Objekte

Topologisch sind sie durch die Beziehungen zwischen ihren Knoten und Linien zu erfassen. Die Topologie ermöglicht es Nachbarschaften zwischen den Geoobjekte zu beschreiben und so räumliche Beziehungen zwischen den Objekten zu berechnen. Für viele Arten der Analyse ist diese Information wesentlich, wie zum Beispiel für das bekannte Traveling Salesman Problem.

Klassenmodell

Geoobjekte können innerhalb ihres Klassenmodells atomar oder komplex, also aus atomaren Objekten zusammengesetzt sein. Atomare Objekte verfügen über eine einfache Geometrie, auf die sich alle inhaltlichen Komponenten beziehen. Komplexe Elemente beschreiben mehrere atomare Objekte des gleichen Typs, die jedoch aus unterschiedlichen Geoobjekttypen bestehen. Beispiel:

  1. Ein komplexes Gewerbegebiet besteht aus mehreren kleinen Gewerbegebieten.
  2. Ein Siedlungsraum besteht aus Wohngebäuden, Straßen, Parkanlagen usw.

In der Geoobjektkategorisierung kann eine Klassifikation stattfinden, welche die Gesamtheit aufgrund einer definierten Eigenschaft zerlegt. So lassen sich Elemente mit denselben Eigenschaft in einer Klasse zusammenfassen. Dies bedeutet, dass ein Objekt, das diese Eigenschaft nicht besitzt, auch nicht Teil der Klasse ist. Kein Objekt kann gleichzeitig Element zweier verschiedener Klassen sein.
Die Hierarchisierung der Klassen kann durch eine Generalisierung oder eine Differenzierung erfolgen.

Bei einer Generalisierung werden verschiedene Klassen zu Oberklassen zusammengefasst: Straßen, Wasserwege oder Bahnverbindungen werden zur Oberklasse Verkehrsnetz zusammengefasst, bei der Differenzierung hingegen, werden aus Oberklassen Unterklassen spezialisiert: Europäische Großstädte werden in englische Großstädte, französische Großstädte und deutsche Großstädte differenziert.

In Bezug zur geometrischen und topologischen Differenzierung lassen sich GI-Systeme auch hinsichtlich ihrer Dimensionen einteilen und so ergibt sich das nachfolgende Datenmodell für GIS.

  1. geometrische Dimension:
    • zweidimensional (x, y-Koordinaten),
    • zweieinhalbdimensional (x, y-Koordinaten und Höhe als Attribut),
    • dreidimensional (x, y, z-Koordinaten).
  2. topologische Dimension:
    • 0-Zellen (nur Punkte und Knoten),
    • 1-Zellen (Linien/Kanten → Linienmodell),
    • 2-Zellen (geschlossene Linienpolygone → Flächenmodell),
    • 3-Zellen (0-, 1- und 2-Zellen werden zu komplexen 3D-Modellen zusammengesetzt → Volumenmodell)