Der japanische Designer Hajime Narukawa umgeht das Problem einer Mercator-Projektion, die polnahe Landmassen wie Grönland und die Antarktis überdimensioniert sowie Afrika optisch schrumpfen lässt – obgleich Afrika die vierzehnfache Fläche Grönlands beträgt. Dazu wird der Globus in 96 Dreiecke geteilt, welche sich auf einen aufgeblähten Tetraeder übertragen lassen. Der nächste Schritt beinhaltet eine Abflachung des Tetraeders, sodass dieser zu einem flachen Rechteck aufgefaltet werden kann und so eine Karte entsteht.

Flächentreue Projektion eines Globus auf eine zweidimensionale Ebene (AuthaGraph)

Entgegen geläufiger Projektionen bilden Längen- und Breitengrade in der AuthaGraph World Map kein orthogonales Gitternetz. Dahingegen bringt sie die „Vorteile“ mit sich, dass zum Einen kein zentraler Kontinent existiert, nebenbei aber auch direkt bemerkenswerte Erkenntnisse gewonnen werden können, die andere Projektionen nicht ermöglichen (z.B. wird die Antarktis von drei Ozeanen umschlossen: dem Atlantischen Ozean, dem Pazifischer Ozean und dem Indischen Ozean).

Der mosaikartige Aufbau erlaubt eine unendliche Weiterführung der Karte

Die Karte ist ähnlich der Flächenfüllung nach M.C. Escher mosaikartig aufgebaut, sodass sie endlos in ihrem Rahmen verschoben werden kann. Die Flächenverhältnisse bleiben erhalten, da die Kontinente nicht gedehnt, sondern nach außen gerichtet werden. Die Kombination aus diesem sogenannten Iso-Area-Mapping sowie dem Prozess des Multilayer-Mapping, welcher mehrere Projektionsmethoden über intermediäre Objekte anwendet, minimiert Fehler in der Projektion von der Sphäre zum Tetraeder.

Der AuthaGraph Globe ist ein schönes Spielzeug, das sich zum Globus oder zur Pyramide falten oder flach als Karte benutzen lässt. Verbessern ließe er sich durch eine Einführung zusätzlicher Dreiecke, die die Flächentreue noch präziser machen.

Die AuthaGraph World Map (AuthaGraph)

Die US-amerikanische Ostküste und die auf denselben Breitengraden liegenden Länder östlich davon. Weiyi Cai (The Washington Post)

Zu zeigen, was sich hinter dem Horizont verbirgt, wenn man am Strand über das Wasser sieht, versprach eine Karte von Eric Odenheimer, die im Frühsommer 2014 durch das Internet kursierte. Über die Zuordnung „benachbarter“ Küstenlinien von Ländern, welche durch den Atlantischen und Pazifischen Ozean von Nord- und Südamerika getrennt sind, zeigte die Karte ungewohnte Perspektiven.

Später erstellten Redakteure der Washington Post weitere Karten mit diesem Konzept. Neben Amerika zeigen sie zum einen Karten, die auf andere Kontinente fokussiert sind, zum anderen stereographische Projektionen, welche die ganze Welt darstellen.

In beiden Fällen wurde die Zuordnung der Nachbarn rein über den Vergleich der Breitengrade durchgeführt. Washington etwa liegt auf einem Breitengrad, der über den Atlantik hinweg auf Portugal trifft. Wie ein Betrachter nun aber tatsächlich auf den Ozean schaut, ist vermutlich eher durch den Verlauf der Küstenlinie beeinflusst.

Hinter dem Horizont von Afrika gesehen

Andy Woodruff griff dieses Gedankenspiel kürzlich auf und modellierte statt des schlichten Vergleichs von Breitengraden die tatsächliche Blickrichtung „vom Strand weg“: Beyond the sea. Hierzu legte er zwischen jedes Koordinatenpaar der Küstenlinien im Natural Earth 1:50M Datensatz einen Punkt und erzeugte von dort rechtwinklig abgehende Loxodrome. Diese wurden dann verfolgt bis sie auf eine weitere Landmasse trafen. Um diese Berechnungen zu vereinfachen verwendete Woodruff eine Mittabstandstreue Azimutalprojektion, jeweils auf jedem der Ausgangspunkte.

Hinter dem Horizont von Europa gesehen

Beyond the sea ist ein Beispiel für die Macht, welche ein programmierfreudiger Kartograf hat. Voll automatisiert lassen sich so komplexe, räumliche Rechenoperationen durchführen. Dass das Endergebnis nicht nur rein inhaltlich fasziniert, sondern dabei auch ästhetisch überzeugt, ist umso schöner.

„Der Diercke“ ist im deutschsprachigen Raum als Schulatlas weit verbreitet und bekannt. Er ist wohl oft der erste Atlas, wenn nicht manchmal sogar das erste „richtige“ Kartenwerk, mit welchem Kinder in Berührung kommen. Seine Geschichte wird hier als Beispiel für den Übergang von traditioneller Atlantenfertigung zur digitalen Technik unserer heutigen Zeit vorgestellt.

Karte der Britischen Inseln in der Ausgabe von 1891 [Georg-Eckert-Institut – Leibniz-Institut für internationale Schulbuchforschung ]

Carl Diercke erarbeitete die erste Ausgabe des „Schul-Atlas über alle Teile der Erde“ Ende des 19. Jahrhunderts aus dem eigenen Interesse seinen Erdkunde-Unterricht bestmöglich zu unterstützen. Inhaltlich zeigte der Atlas topographische und thematische Übersichtskarten. Als besondere Neuheit wurden kleine Nebenkarten eingeführt, welche zum Beispiel Stadtkerne in einem höheren Maßstab zeigten als ihre übergeordneten Übersichtskarten.

Als Grundlage dienten zunächst Handskizzen Dierckes auf Basis amtlicher Karten, welche in Zusammenarbeit mit dem befreundeten Kartographen Eduard Gaebler angefertigt wurden. Gaebler war auch als Lithograph an der Fertigung beteiligt: Die Übertragung der Karten auf Drucksteine erfolgte mit der von ihm entwickelten Pantatypie, einem im Vergleich zum Kupferstich schnelleren, billigeren und allem nachhaltigeren Verfahren. Im Steindruckverfahren wurde der Atlas dann 1883 vom Westermann-Verlag vervielfältigt.

In den folgenden Jahren etablierte sich der Diercke-Atlas erfolgreich im Schulwesen. So findet sich im Vorwort der Ausgabe von 1891 folgendes Zitat:

Die K. Kultministerial-Abteilung hat mit Interesse von dem Schul-Atlas von Diercke und Gaebler Einsicht genommen und in demselben ein brauchbares, in mancher Beziehung die vorhandenen Atlanten übertreffendes Lehrmittel gefunden. An Ausnutzung des Raumes, an Reichhaltigkeit der namentlich auch durch Nebenkärtchen vermehrten Darstellungen, an Deutlichkeit der Zeichnung, welche besonders die Gebirge heraustreten lässt, und an Sauberkeit des Gesamtbildes dürfte der vorgelegte Atlas keinem anderen nachstehen.
K. Kult.-Ministerial-Abteilung für Gelehrten- und Realschulen.

Viele Neuauflagen und mehrere Überarbeitungen folgten bis heute. Es ist natürlich unmöglich hier jede einzelne technische und inhaltliche Neuerung vorzustellen, daher soll die Ausgabe von 1974 als beispielhafter Schritt zwischen der Erstausgabe und heute dienen.

Cover des Diercke Weltatlas von 1974 [CC BY-SA 4.0, Janbird03, via Wikimedia Commons]

Nach den vielseitigen gesellschaftlichen Umbrüchen der 1960er Jahre wurde die Sozialgeographie als wichtiges neues Thema begriffen und mit entsprechend thematisierten statistischen Karten eingebunden. Bei der Auswahl der Inhalte des Atlas beteiligten sich Berater verschiedener Schulen und Universitäten. So dienten neben einschlägiger Fachliteratur teilweise auch mit Kugelschreiber auf amtlichen Karten notierte Informationen von Geographie-Professoren als Grundlage für Kartenänderungen.

Die Karten wurden dabei zunächst von Hand mit Tusche entworfen und dann per Foliengravur für den Druck aufbereitet. Die gedruckten Exemplare wurden erstmals im CMYK-Druckverfahren vervielfältigt. In der 1974er Ausgabe wurde auch das Erscheinungsbild der physischen Karten überarbeitet, welches bis heute als Westermann-typischer Stil weiter verwendet wird.

Geiseltal – Landschaftswandel – 2015 (Wirtschaftsraum Halle-Leipzig – Transformation) [Bildungshaus Schulbuchverlage Westermann]

In den 90er Jahren hielten Computer nach und nach auch als Werkzeuge in der hauseigenen Kartographie Einzug. Heute werden die Karten ganz selbstverständlich digital mithilfe moderner GIS-, Kartographie- und Grafiktechnik hergestellt. Die Verwaltung der Daten erfolgt nun in GIS- und FIS- (Fachinformations-) Systemen. Die Anfertigung digitaler Produkte für die Endkunden ist damit naheliegend und so werden neben einer brandneuen, digitalen Version des Atlas unter anderem auch ein „3D Globus“ sowie ein Web-GIS für weiterführende interaktive Explorationen angeboten.

Die Neubearbeitung des Weltatlas 2015 wird mit „Die Trends des 21. Jahrhunderts: Nachhaltigkeit, Energie, Mobilität, Ressourcen uvm.“ beworben. Inhaltlich werden neben den grundlegenden Themen auch aktuelle Angelegenheiten wie etwa das „Land Grabbing“, der Land-Erwerb in Entwicklungsländern durch internationale Akteure erläutert oder die Produktionsketten von modernen Konsumgütern dargestellt. Die Auswahl dieser Themen geschieht weiterhin in enger Zusammenarbeit mit Fachleuten und den Lehrenden selbst.

Die Veränderungen des Diercke Weltatlas sind ein Beispiel für den umfangreichen Wandel in der Kartographie über die Jahre. So hat der technische Fortschritt fast jeden Aspekt grundlegend verändert. Weder die Datenerhebung/-sammlung noch die Fertigung haben heute noch viel mit dem Damals zu tun.

Wir möchten dem Westermann-Verlag herzlich für die spontanen und umfangreichen Auskünfte danken! Und da dies ja natürlich keine Werbung sein soll, hier der Hinweis, dass auch die Konkurrenz schöne und nicht minder gute Atlantenwerke vertreibt, etwa der Haack Weltatlas vom Ernst Klett Verlag oder die diversen Atlanten des Cornelsen Verlags. Der Fokus auf „den Diercke“ ist einzig im Interesse des Autors begründet.

Weiterführende Links:
„125 Jahre Diercke Weltatlas“ von geschichtspuls.de
Die Ausgabe von 1891 als Scan
Der neue Diercke Weltatlas auf diercke.de
Die Geschichte des Diercke Weltatlas auf diercke.de (benötigt Adobe Flash)
Viele Karten des Diercke Atlas als Online-Vorschau auf diercke.de (Achtung, viele Bilder!)

Serie „Karten und Gesellschaft“

Karten haben schon immer die Gesellschaft geprägt und umgekehrt – als Datenspeicher und Hilfsmittel zur Orientierung, aber auch als Mittel des Ausdrucks von Einheit oder Macht. Unsere Beiträge der Serie „Karten und Gesellschaft“, zum Start des International Map Year, skizzieren diese Wechselwirkung zwischen Gesellschaft und Karte. Wir stellen Ihnen drei Weltkarten vor, die einerseits das Weltbild der Zeit der Erstellung bzw. der Ersteller kristallisieren, die Sicht der Menschen auf die Welt beeinflussen und die Interaktion der Menschen mit der physischen Umwelt thematisieren.

Karten sind Abstraktionen, sie lassen Dinge verschwinden und heben dafür andere Aspekte hervor. Vielfach zeigen sie, als Ergebnis einer Synthese, Phänomene, die wir mit freiem Auge nicht sehen können – genau das macht sie so spannend und wertvoll. Aufgrund dieser besonderen Eigenschaft verdanken wir Karten Einblick in viele globale Phänomene, wie auch die Veränderung der weltweiten Waldflächen.

Die Beziehung zwischen Mensch und Wald ist eine bedeutsame. Ob als Bau- oder Brennmaterial, zur Erholung oder als Schutz, aus ökonomischen oder ökologischen Gründen, Bäume liegen vielen Menschen am Herzen – ganz abgesehen davon, dass wir aus diversen ökologischen Gründen auf Bäume angewiesen sind. Nahe liegt daher das Monitoring der globalen Waldflächen, in dem Karten eine wesentliche Rolle spielen.

Wir stellen Ihnen daher das interaktive Wald Monitoring- und Warnsystem Global Forest Watch (GFW) vor, das mit dem Ziel des Empowerments geschaffen wurde, indem Menschen überall auf der Welt mit Information versorgt werden, um sich für den Schutz der Waldflächen einzusetzen. GFW ist eine Partnerschaft von über 40 globalen Unternehmen, u. a. Google, Unilever und Esri, sowie Organisationen, die Daten, Expertise oder eine Finanzierung zur Verfügung stellen. Ganz uneigennützig dürfte die Beteiligung großer Konzerne nicht sein, sie haben ein Interesse sich gegen Vorwürfe der Rodung etc. im Zuge der Produktion von z. B. Palmöl rechtzufertigen. Einberufen wurde die Initiative vom World Resources Institute einer globalen Forschungsorganisation.

Die Rückgang (pink) sowie Zuwachs (blau) der globalen Waldflächen in einer Auflösung von 30 m. Durch die Vermischung der beiden Farben zu Lila, werden Orte mit einer dynamischen Waldflächenveränderung erkennbar. In der Leiste unten kann der Zeitraum der Visualisierung gewählt werden und eine Animation gestartet werden. (Global Forest Watch)

Aktive Feuer der letzten 7 Tage, auf Basis von Daten des NASA MODIS Satelliten, werden beinahe in Echtzeit gezeigt. (Global Forest Watch)

Im Zentrum der Plattform, die in 15 Sprachen zur Verfügung steht, ist eine interaktive Weltkarte in der diverse Daten als Layer eingeblendet werden können. Zur Verfügung stehen in einem Menü Layer zum Thema Waldflächenveränderung, Waldbedeckung, Waldnutzung, Naturschutz, Bevölkerung und „Stories“. Unter jedem Punkt befinden sich diverse Informationen, die „ein- und ausgeschaltet“ werden können, was sehr übersichtlich ist und eine unkomplizierte Handhabung der Layer ermöglicht. In der Legende befindet sich neben jeder Ebene ein kleines Icon, mit dem genaue Informationen zum Datensatz aufgerufen werden können. Dadurch wird die Plattform ziemlich detailliert und umfangreich, was so manchem Laien zu viel sein kann, v. a. weil diese wenig Hintergrundwissen zu den verwendeten Fachbegriffen haben dürften. Andererseits ist ein Verständnis der Inhalte ohne diese Hintergrundinformation nicht möglich. Als grafische Variable wird durchwegs Farbe eingesetzt, teilweise in Helligkeitsstufen und mit Transparenz, was beim Einblenden zu vieler Layer zu starker Überdeckung führen kann.

Zugegeben, hier haben wir es mit der Anzahl der eingeblendeten Layer ein bisschen übertreiben. Anhand des Menüs (oben) erkennt man, wie die Layer organisiert sind. (Global Forest Watch)

Die beiden größten flächendeckenden Datensätze sind „tree cover gain“ und „tree cover loss“, die von Wissenschaftlern der University of Maryland und von Google aus Landsat 7 ETM+ Satellitenbilddaten für die Jahre 2001 bis 2012 gewonnen wurden. Dafür wurden 650.000 Satellitenbilder mit einer Auflösung von 30 m in der Google Earth Engine verarbeitet, was in einem sehr hohen Detailgrad, auch für lokale Untersuchungen, resultiert. Die Daten zeigen weltweit einen Rückgang von 2,3 Mio. km² Waldfläche aufgrund von Stürmen, Feuer und Abholzung sowie eine Zunahme von 800 000 km². Ein Artikel in der Zeitschrift Science beschreibt die Aufarbeitung und Interpretation der Daten.

Die Plattform ermöglicht den Nutzern eine Vielzahl von Einstellungen und auch nutzerdefinierte Gebiete zu analysieren. (Global Forest Watch)

Die Initiative ist ein Beispiel dafür, wie Erkenntnisse aus der Wissenschaft durch Unterstützung großer Unternehmen wieder in die Gesellschaft zurückgelangen, zur Information, als Datenbank und auch als Grundlage für weitere Entwicklungen. Denn wider Erwarten sind die Global Forest Watch Webseite und API open-source und bei GitHub gehostet. Das heißt Interessierte können ihre Projekte auf Bestehendes aufbauen, auf die Daten haben sie ebenso Zugriff. Den gewähren die Wissenschaftler des Department of Geographical Sciences der University of Maryland. Sie sind unter der Creative Commons Lizenz frei und für jeden Zweck verfügbar.

Sogenannte „User Stories“, Beiträge von Interessierten werden in einem eigenen Layer angezeit. (Global Forest Watch)

Zum Mitmachen werden Nutzer, wie die lokale Standortgemeinde oder Aktivisten, auch in anderer Hinsicht aufgerufen, sie können ihre „Stories“, zum Beispiel beobachtete illegale Vorgehen, posten, die dann im Layer „User stories“ einzublenden sind, in Diskussionsforen diskutieren, Benachrichtigungen abonnieren oder Daten beisteuern.

Die Webseite wurde von Vizzuality umgesetzt, einer Firma mit Sitz in den USA und Spanien, bei der leider kein einziger Kartograph beschäftigt zu sein scheint. Dennoch Gratulation zu diesem gelungenen Produkt, das sicher vielen Menschen Lust darauf macht, sich einmal mit den globalen Waldflächen zu beschäftigen und sich vor eine ansprechende kartenbasierte Webanwendung zu setzen – denn die Daten alleine sind nicht hübsch, wie ein Vergleich mit der Visualisierung der University of Maryland zeigt, den Erstellern des Datensatzes. (BW)

Weitere Informationen

Google Tree Cover Loss Daten des Department of Geographical Sciences der University of Maryland

BBC Berichterstattung zu Global Forest Watch

BBC Berichterstattung zum Datensatz

Artikel der den Datensatz und die Auswertung beschreibt: M. C. Hansen1, P. V. Potapov, R. Moore, M. Hancher, S. A. Turubanova, A. Tyukavina, D. Thau, S. V. Stehman, S. J. Goetz, T. R. Loveland, A. Kommareddy, A. Egorov, L. Chini, C. O. Justice, and J. R. G. Townshend (2013). High-Resolution Global Maps of 21st-Century Forest Cover Change, Science, November 2013, Vol. 342, no. 6160, pp. 850-853. http://www.sciencemag.org/content/342/6160/850

Global tree cover als “gridded cartogram“

Serie „Karten und Gesellschaft“

Karten haben schon immer die Gesellschaft geprägt und umgekehrt – als Datenspeicher und Hilfsmittel zur Orientierung, aber auch als Mittel des Ausdrucks von Einheit oder Macht. Unsere Beiträge der Serie „Karten und Gesellschaft“, zum Start des International Map Year, skizzieren diese Wechselwirkung zwischen Gesellschaft und Karte. Wir stellen Ihnen drei Weltkarten vor, die einerseits das Weltbild der Zeit der Erstellung bzw. der Ersteller kristallisieren, die Sicht der Menschen auf die Welt beeinflussen und die Interaktion der Menschen mit der physischen Umwelt thematisieren.

Verwendung der Peters-Projektion für eine Satellitenbildkarte (Public domain, via Wikimedia Commons)

Von Seiten der Experten der Deutschen Gesellschaft für Kartographie heißt es: „Grundsätzlich kann die dreidimensionale Kugeloberfläche der Erde nicht in einer exakt übereinstimmenden, wirklichkeitsgetreu-objektiven Abbildung in die zweidimensionale Ebene eines Kartenblattes übertragen werden (mathematischer Beweis von L. Euler, 1777)“ (DGfK, 1985, S. 1). Jede Abbildung verzerrt entweder die Flächengröße, die Strecken oder die Winkel zwischen zwei Orten, was in einem veränderten Aussehen der Umrisse der Landmasse resultiert.

Je nach Zweck der Kartennutzung ist somit eine funktionsgerechte Projektion zu wählen. Von den Kartenerstellern nicht zu vergessen ist jedoch die Information, die durch die Kartenprojektion und das Kartendesign zusätzlich zum Karteninhalt an die Kartenleser weitergegeben wird. Die Frage hier ist, was wollen wir vermitteln? Für die meisten Anwendungen soll ein möglichst genaues Abbild der Erde vermittelt werden. Hierfür muss aber bestimmt werden, wodurch sich dieses Abbild auszeichnet: Realgetreue Größe der Flächen, realgetreue Strecken oder realgetreue Winkel und was soll im Zentrum der Karte und somit der Aufmerksamkeit stehen? Es ist nicht zu verleugnen, dass eine Entscheidung darüber politische und ideologische Gründe haben kann.

Auch wenn das Thema Projektionen für Kartographen ein alter Hut ist und die DGFK bereits 1985 bestätigte, dass die Fachwissenschaft für den Entwurf von Weltkarten längst sachgerechte Lösungen entwickelt hat, so ist Nicht-Kartographen die Vielfalt an Möglichkeiten oftmals nicht bewusst. Besondere Aufmerksamkeit erhielt daher die Peters-Projektion, die in den siebziger Jahren von Arno Peters vorgestellt wurde. Sie basiert allerdings auf Vorarbeiten anderer Kartographen, daher wird im Englischen auch die Bezeichnung „Gall-Peters Projection“ verwendet.

Die Eigenschaft, die von Peters besonders beworben wurde, ist ihre Flächentreue, d. h. die dargestellten Flächen entsprechen ihrer wahren relativen Größe, anders zum Beispiel als in der Mercator Projektion, die oft als Sparringspartner gesehen wird. Das ist jedoch ein unangebrachter Vergleich, denn deren Zweck lag aufgrund der Winkel- und Streckentreue in der Navigation. Vielfach wird die Peters-Projektion sogar als „einzige korrekte Darstellung“ propagiert, da sie z. B. Afrika in wahrer Größe darstellt und nicht die Flächen der nördlichen Hemisphäre stärker hervorhebt, was ideologische Diskussionen auslösen kann. Die Deutsche Kartographische Gesellschaft äußert sich kritisch zur Flächentreue der Projektion und gibt Abweichungen von bis zu 12 Prozent zu den tatsächlichen Flächen an (DGfK, 1985).

Die strecken- und winkeltreue Mercator Projektion zeigt Flächen im Bereich des Äquators kleiner als in Nähe der Pole, was immer wieder zu politischen Diskussionen über Kartenprojektionen führt (© DGfK, 1985, S. 4).

Verzerrungsellipsen zeigen die starken Verzerrungseigenschaften der Mercator Projektion (Stefan Kühn, CC-BY-SA-3.0, via Wikimedia Commons).

Ein weiterer Kritikpunkt an der Projektion ist die starke Verzerrung, die u. a. daraus resultiert, dass die Karte rechteckig ist: Die Gebiete um den Äquator sind stark in die Länge gezogen, während die Gebiete an den Polen stark in die Breite gezogen sind, was bei einem Vergleich mit einem Globus nicht als originalgetreu zu bewerten ist.

Die orangen Verzerrungsellipsen zeigen die Verzerrungseigenschaften der Peters-Projektion: Am Äquator besteht ein Seitenverhältnis von 2:1, Afrika und Südamerka sind dadurch stark in die Länge gezogen (Eric Gaba, CC BY-SA 4.0-3.0-2.5-2.0-1.0, via Wikimedia Commons)

Die flächentreue Mollweide Projektion (© DGfK, 1985, S. 5)

Die flächentreue Eckert Projektion (© DGfK, 1985, S. 5)

Die flächentreue Behrmann Projektion (© DGfK, 1985, S. 4)

Verzerrungsellipsen zeigen die Verzerrungseigenschaften der Behrmann Projektion (Stefan Kühn, CC-BY-SA-3.0, via Wikimedia Commons).

Die vermittelnde Wagner Projektion (© DGfK, 1985, S. 5)

Verzerrungsellipsen zeigen die Verzerrungseigenschaften der vermittelnden Robinson Projektion (Stefan Kühn, CC-BY-SA-3.0, via Wikimedia Commons).

Links und weiterführende Informationen

Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Kartographie (DGfK) und des Verbandes der Landkartenverlage in Deutschland zur Peters-Projektion, 1985

ARTE, Die Karten der Anderen, Erstausstrahlung März 2009

Kai Krause, The true size of Africa (PDF) und eine Gegenschrift von Kenneth Field unter Verwendung einer flächentreuen Projection.

Video von National Geographic „Selecting a Map Projection“ (EN)

Comic „What your favourite map projection says about you“ (EN)

The West Wing Episode “Why are we changing maps?” (Video, EN)

Spiel von Oxfam für Kinder, das das Thema Projektionen thematisiert (EN)

Artikel über die Präferenzen der Nutzer bei Projektionen für Weltkarten: B. Šavrič, B. Jenny, D. White  und D. R. Strebe (2014). User preferences for world map projections. CAGIS.

Serie „Karten und Gesellschaft“

Karten haben schon immer die Gesellschaft geprägt und umgekehrt – als Datenspeicher und Hilfsmittel zur Orientierung, aber auch als Mittel des Ausdrucks von Einheit oder Macht. Unsere Beiträge der Serie „Karten und Gesellschaft“, zum Start des International Map Year, skizzieren diese Wechselwirkung zwischen Gesellschaft und Karte. Wir stellen Ihnen drei Weltkarten vor, die das Weltbild der Zeit der Erstellung bzw. der Ersteller kristallisieren, die Sicht der Menschen auf die Welt beeinflussen und die Interaktion der Menschen mit der physischen Umwelt thematisieren.

Mappae mundi sind mittelalterliche Weltkarten, die uns heute wichtige Einblicke in das Weltbild der Ersteller geben. Die größte erhaltene mittelalterliche Weltkarte, die wir hier vorstellen, ist die Hereford mappa mundi aus dem 13. Jahrhundert, die heute in der Kathedrale von Hereford (GB) ausgestellt wird und zum Dokumentenkulturerbe zählt. Beispiel einer deutschen mappa mundi ist die Ebstorfer Weltkarte, die im Benediktinerkloster Ebstorf in der Lüneburger Heide wiederentdeckt wurde, aber 1943 verbrannte.

Ansicht der gesamten Karte © Hereford Cathedral

Die Hereford-Karte wurde von Richard of Haldingham und Lafford kreisförmig mit Asien oben, Europa links und Afrika rechts – also „geostet“ – auf Kalbspergament gemalt. Diese Anordnung der damals bekannten Kontinente entspricht dem im Mittelalter üblichen, sogenannten T-O-Schema. Die Karte spiegelt vor allem das religiöse, aber auch geographische Weltbild des mittelalterlichen christlichen Europas, sowie auch das Wissen der damaligen Zeit. Dementsprechend befindet sich Jerusalem im Zentrum der Karte, über den Kontinenten befinden sich eine Abbildung Christi und der Garten Eden. Zusätzlich zu den Kontinenten zeigen sich ungefähr 500 detaillierte Zeichnungen und Beschriftungen, 420 Städten, 15 biblischen Ereignissen, 33 Pflanzen, Tiere und Kreaturen, 32 Bilder der Völker der Erde und 8 Zeichnungen der klassischen Mythologie (Hereford Cathedral, Januar 2015). So ist beispielsweise Sizilien mit dem feuerspeienden Ätna dargestellt.

Die Insel Sizilien mit dem feuerspeienden Ätna in einer farbveränderten Version © The Folio Society

Besonders eindrücklich und interaktiv lassen sich diese Details auf der Webseite der Karte erkunden. Hier werden sie in Großaufnahme gezeigt und erklärt, sowie eine kontrastverstärkte Variante und ein 3D Scan zusätzlich zum vergilbten Original angeboten. Die Erstellung dieses Scans wurde in einer kurzen Dokumentation aufbereitet.

Detailausschnitt: Jerusalem, im Bild als kreisförmiges Symbol links oben, befindet sich im Zentrum der Karte, darunter ist das Mittelmeer zu sehen und rechts außen der Nil. © Hereford Cathedral

Die Anordnung der Kontinente folgt einem modifiziertem T-O-Schema mit Asien oben, Europa links und Afrika rechts, die Abbildung rechts verdeutlicht die Struktur. Links ist eine kontrastverstärkte Reproduktion zu sehen. © atlantismaps.com

Die Reproduktion eines Kartenausschnitts der britischen Inseln. Deutlich werden der hohe Detailgrad der Zeichnungen und die wechselnde Orientierung, sodass Häuser aus verschiedenen Perspektiven im Aufriss dargestellt werden. © lizenziert unter Public Domain über Wikimedia Commons

Weitere Information

Mappa Mundi Hereford Cathedral: offizielle interaktive Seite zur Exploration der Karte
Link zur Hereford Cathedral
Video Podcast über die Hereford mappa mundi (EN, 4:29 Min.)
Video der Erstellung eines 3D Laserscans der Karte (EN, 11:52 Min.)
Brotton, Jerry (2012). A History of the World in Twelve Maps, Kapitel 3, Faith: Hereford Mappamundi, ca. 1300, Penguin Books: London.

Abb. 1: Die Bevölkerungsdichte der USA © TIME graphic by Feilding Cage

Nachteilig kann sich je nach Datenlage die Überdeckung durch herausragende Katenelemente auswirken, weshalb es Sinn macht die Karte entsprechend zu kippen und gegebenenfalls zu drehen. Die zugespitzten „Stacheln“ bieten jedoch im Gegensatz zu klassischen Stäben den Vorteil, etwas weniger Inhalt abzudecken.

Obwohl die Darstellung der Höhe eines Wertes anhand eines „Stachels“ oder Stabes sehr intuitiv ist, ist dadurch ein direkter Vergleich zweier Werte aufgrund der Lage auf der Karte schwer möglich. Präzise Werte können nicht vermittelt werden, dafür kann ein Überblick über ein Gebiet erlangt werden, wobei die starken Kontraste zwischen den Extremwerten die Interpretation unterstützen. Im vorgestellten Beispiel werden daher zusätzlich ausgewählte Bevölkerungszahlen nach Auswahl mit dem Cursor angezeigt.

Eine etwas grafischere Variante desselben Kartentyps hat James Cheshire in seiner „Population Lines“ Karte geschaffen (Abb. 2). Beruhend auf Daten von NASA SEDAC zeigt sie die Bevölkerungsdichte entlang der Breitengrade und schafft somit ein lebendiges Bild der Bevölkerungsverteilung auf der Erde.

Abb. 2: Die „Population Lines“ Karte zeigt die Bevölkerungsdichte entlang der Breitengrade © James Cheshire

Beiden Karten gemeinsam ist, dass außer wenigen Städtenamen keine topographischen Elemente gezeigt werden. Das ist sehr wichtig, denn bei einem Beibehalten der ursprünglichen Topographien werden diese durch die Schaffung der neuen „Topographie“ verzerrt und unlesbar, wie dieses Beispiel zeigt. (BW)

Links

http://content.time.com/time/interactive/0,31813,1549966,00.html

http://spatial.ly/2014/08/population-lines/

OpenMapSurfer in mittlerer Zoomstufe in Italien

OpenStreetMap, das „Poster Child“ der Neokartographie bietet eine Unmenge geografischer Daten, von Landesgrenzen über Straßengeometrien bis hin zu Standorten von Telefonzellen oder Hundekot-Tüten-Spendern (ein Running Gag der beteiligten Entwickler). Dank Open Database License können diese Daten von jedermann für fast jede Anwendung benutzt werden.

Endnutzer dynamischer Onlinekarten haben gerne den Anspruch, dass diese Karten am besten viele detaillierte Zoomstufen haben und ihnen die ganze weite Welt anzeigen können. All dies stellt Kartografen vor eine schwere Aufgabe. Denn wie kann für einen weltweiten Kartenstil sinnvoll entschieden werden, welche Elemente die Karte wie in welchem Maßstab zeigt? Aufgrund dieser Problemstellungen gibt es viele spezifische Spezialkarten oder auch „Basemaps“, also Hintergrundkarten, welche nur grundlegende Elemente darstellen. Dass der Versuch möglichst viele Informationen im Kartenbild darzustellen eine besondere Herausforderung darstellt, zeigt etwa die Standardkarte des OpenStreetMap-Projektes.

OpenMapSurfer in mittlerer Zoomstufe in Berlin

Der OpenMapSurfer der Universität Heidelberg hat im Vergleich zu anderen OpenStreetMap-basierten Onlinekarten einige kartografische Besonderheiten, welche im Folgenden vorgestellt werden sollen.

Auf den höchsten Zoomstufen werden in OpenMapSurfer Points of Interest wie Telefonzellen oder öffentliche Toiletten dargestellt. Sogar dreidimensionale Gebäudemodelle werden gezeigt, sofern sie in den Daten vorliegen. Auf niedrigen Zoomstufen sieht man Landesgrenzen, große Flüsse und wichtige Orte, wie etwa Hauptstädte.

Dreidimensionale Gebäude in Berlin in OpenMapSurfer

Außer OpenStreetMap werden noch weitere globale Datensätze verwendet, was besonders in den niedrigeren Zoomstufen auffällt. So zeigt sich beim Blick auf einen ganzen Kontinent sowohl eine Indikation für die Vegetation als auch ein Relief der Höhen. Auch bathymetrische Elemente werden in OpenMapSurfer dargestellt. Auf höheren Zoomstufen können (mithilfe des Layer-Menüs am rechten Bildschirmrand) Höhenlinien auf Basis der ASTER GDEM2 Daten eingeblendet werden.

Bathymetrie der Biskaya in OpenMapSurfer in niedriger Zoomstufe

Ihre wohl größte Besonderheit und damit einer der Gründe für das individuelle Kartenbild ist die ausgeklügelte Behandlung von Beschriftungen. Diese werden nach mehreren Kriterien ausgewählt und platziert. Beschriftungen von Orten werden zum Beispiel nach der politischen Art des Ortes (Hauptstadt, Ortschaft), der „Wichtigkeit“ und der Einwohnerzahl gewichtet. Ihre Platzierung entscheidet sich zunächst nach den Regeln von Imhof, wird dann aber auch durch den Kartenhintergrund beeinflusst. Findet sich innerhalb eines Schriftzuges ein starker Kontrastunterschied, etwa am Gebirgsrand, so wird vollautomatisch versucht, eine günstigere Platzierung zu finden. Zusätzlich wird bei dicht benachbarten Beschriftungen versucht, diese so zu verteilen, dass ihre Zuordnung zu Karteninhalten unmissverständlich ist. Beschriftungen an Küsten werden nach Möglichkeit „im Wasser“ platziert. Durch diese automatische Optimierung enthält die Karte nicht nur ansprechend platzierte Beschriftungen, sondern im Vergleich zu anderen Karten auch verhältnismäßig viele davon.

OpenMapSurfer in niedriger Zoomstufe in Afrika

OpenMapSurfer zeichnet sich damit sowohl im globalen Kontext als auch lokalen, sowohl in städtischen, als auch in ländlichen Gebieten durch eine hohe Informationsdichte und dennoch eine ästhetisch äußerst ansprechender Darstellung aus.

OpenMapSurfer basiert auf dem ursprünglich von Maxim Rylov entwickelten MapSurfer.NET, einem in C# geschriebenen Framework zum Rendern und Bereitstellen von Karten. Der Kartenstil wurde (und wird) von Maxim Rylov und Andreas Reimer entwickelt. (JK)

Links und weitere Informationen:
OpenMapSurfer (standardmäßig werden administrative Grenzen angezeigt, diese lassen sich im Layer-Menü am rechten Bildrand ausblenden)

Informationen zu OpenMapSurfer

Maxim Rylov: Lettering Maps by considering Basemap Detail

Einträge zu OpenMapSurfer im GIScience News Blog

Reimer, A. and Rylov, M.(2014): Point-feature lettering of high cartographic quality: A multi-criteria model with practical implementation.

Rylov, M and Reimer, A (2014): Improving Label Placement Quality by considering Basemap Detail with a Raster-Based Approach. GeoInformatica.

Rylov, M and Reimer, A (2014): A Practical Algorithm for the External Annotation of Area Features. The Cartographic Journal 51(3).

Rylov, M and Reimer , A (2014): A Comprehensive Multi-Criteria Model for High Cartographic Quality Point-Feature Label Placement. Cartographica. The International Journal for Geographic Information and Geovisualization 03/2014.

Standardansicht der earth-Karte
© Cameron Beccario

earth ist ein Hobbyprojekt von Cameron Beccario, welches der Programmierer nutzte, um „Javascript und Browserprogrammierung zu lernen“. Er wurde dabei von der US-spezifischen hint.fm wind map inspiriert.

Auf der animierten Karte strömen feine Linien in der jeweils lokalen Windrichtung über einen schematisch dargestellten Globus. Durch die Verwendung einer höheren Anzahl schnellerer Linien an Orten starken Windes entsteht eine pseudo-realistische Simulation der globalen Luftströme. Als Hintergrundfarbe zeigt eine Farbskala wahlweise die absolute Windgeschwindigkeit oder andere Wetterparameter an.

Der Globus kann gedreht werden, man kann hinein- und hinauszoomen. Mit einem Klick auf „earth“ lassen sich weitere Optionen einblenden. Hier lassen sich etwa die Herkunft des angezeigte hPa-Werts, der Zeitraum der Daten oder die Kartenprojektion wählen. Auch Oberflächenströmungen auf dem Wasser sind hier verfügbar.

Windströmungen auf dem Pazifik am 26. April 2014 © Cameron Beccario

earth lädt zur explorativen Erkundung der globalen Windverhältnisse ein. Große Stürme etwa treten sofort in den Blick, Wetteranomalien und den Betrachter möglicherweise unbekannte Phänomene überraschen. Unabhängig vom aktuellen Wetter lassen sich zum Beispiel die Polarwirbel um die Antarktis beobachten.

Windströmungen um Tiefdruckgebiete auf dem Atlantik am 29. April 2014 in längentreuer Kegelprojektion
© Cameron Beccario

Die Wetterdaten stammen vom Global Forecast System des US National Weather Service, die Geometrien der Kontinente von Natural Earth. Die Für die grafische Darstellung wird D3.js verwendet. Der Quelltext des Projektes sowie weitere technische Details der Implementierung sind unter der freien MIT-Lizenz verfügbar.

earth ist ein Beispiel für die Verwendung freier Daten und Software in Verbindung mit moderner Technologie zur Darstellung dynamischer, animierter Online-Kartographie.

Da die Karte im Einklang mit den zugrundeliegenden Daten alle drei Stunden aktualisiert wird und somit fast in Echtzeit das globale Wetter anzeigt, ist sie immer aktuell. Spätestens wenn der nächste Tropensturm die Medienlandschaft durchweht, sollten sie ihr einen erneuten Besuch abstatten. (JK)

Die „Mercatorprojektion“ von 1569 ist ein Kartennetzentwurf in normaler Lage, bei dem erstmals ein gesteuerter navigierter Kurs als Gerade eingezeichnet werden konnte. Diese als winkeltreu bezeichnete Eigenschaft beinhaltet zwangsläufig Verzerrungen in der Fläche, ist also nicht flächentreu. Der Kartennetzentwurf wirkt bis in unsere heutige Zeit hinein und findet als Weiterentwicklung mit dem Gauß-Krüger-Koordinatensystem in der Landesvermessung und mit dem UTM-Sytem (Universal Transversal Mercator Projection) als globales Referenzsystem Verwendung. (Ha)

(Quelle: Wikipedia)

Diese Bild- oder Mediendatei ist gemeinfrei, weil ihre urheberrechtliche Schutzfrist 70 Jahre nach dem Tod des Urhebers abgelaufen ist.

Links

• Karte: http://de.wikipedia.org/wiki/Mercator-Projektion#Normale_Mercatorprojektion
• Wikipedia-Artikel: http://de.wikipedia.org/wiki/Gerhard_Mercator

Weitere Artikel und Veranstaltungen:

• http://www.mercator500.de/
• http://www.mercator2012.be/
• http://hcl.harvard.edu/libraries/maps/exhibits/mercator/
• http://www.stadtmuseum-duisburg.de/mercator/download/MercInternet.doc
• Link zum Video über den Kartographen Gerhard Mercator: http://www.youtube.com/watch?v=0l_QRndjNmE