Karte (Kartografie)

Begriff und kartografischer Prozess

Eine Karte ist ein digitales oder analoges Medium zur Darstellung der Erdoberfläche, anderer Himmelskörper, des Sternhimmels oder fiktiver Welten. Sie bildet räumliche Gegenstände, Sachverhalte oder Prozesse eingeebnet, verkleinert, maßstäblich generalisiert und mit Beschreibungen und Zeichen ab. Generalisierung bedeutet, dass Inhalte passend zum Maßstab ausgewählt, vereinfacht und zusammengefasst werden. Karten machen damit auch abstrakte räumliche Daten und schwer beschreibbare Zusammenhänge verständlich. Die Wissenschaft und Technik ihrer Herstellung heißt Kartografie.

Am Anfang des kartografischen Prozesses stehen Basisdaten oder Geodaten. Dazu gehören Raumphänomene wie Gelände, Meerestiefen, Küsten, Gewässer, Verkehrswege und Siedlungsgebiete sowie räumliche Eigenschaften wie Bodenarten, Bodennutzung, Bewuchs, Niederschlag, Wasserstände, Klima, Einwohnerdichte oder Wirtschaftsdaten. Diese Primärdaten entstehen durch Vermessung, Luftbilder, besondere Messungen, Erhebungen oder Zählungen.

Mithilfe grafischer Gestaltungsregeln, Signaturenkatalogen und Vorgaben zur Generalisierung werden die Primärdaten in darstellbare Sekundärdaten umgewandelt. Daraus entstehen kartografische Zeichen wie Punkte, Signaturen, Linien, Grenzlinien, Flächen und Farbcodes. Sie repräsentieren die räumlichen Erscheinungen auf Papier oder Bildschirm.

Da die nahezu kugelförmige Erdoberfläche auf einer Ebene dargestellt wird, sind Verzerrungen unvermeidlich. Besonders bei großen Gebieten muss ein Kartenentwurf einen Kompromiss zwischen maßstäblicher Wiedergabe von Entfernungen und Formähnlichkeit ausgedehnter Objekte wie Länder, Seen oder Küsten finden. Eine ebene Karte kann nicht gleichzeitig flächen-, längen- und winkeltreu sein. Nur ein Globus gibt diese geometrischen Beziehungen naturgetreu wieder, allerdings in sehr kleinem Maßstab.

Kartentypen und Maßstäbe

Karten werden nach mehreren Merkmalen eingeteilt:

• Nach Datenhaltung und Präsentation gibt es analoge und digitale Karten. Analoge Karten werden auf einem Zeichenträger geführt und gewöhnlich auf Papier gedruckt. Digitale Karten liegen im Raster- oder Vektorformat auf einem Datenträger vor und können beispielsweise auf einer Druckplatte, einem Bildschirm, einem Navigationsgerät oder einem Mobiltelefon ausgegeben werden.

• Nach dem Inhalt unterscheidet man vor allem topografische Karten beziehungsweise Basiskarten und thematische Karten. Topografische Karten zeigen grundlegende Gelände- und Ortsinformationen. Thematische Karten stellen ein bestimmtes Thema dar, etwa Politik, Geologie, Wirtschaft, Geschichte, Wetter oder Bevölkerungsmerkmale. Weitere Formen sind unter anderem Luftfahrt- und Seekarten. Der Ausdruck „historische Karte“ bezeichnet fachlich eine geschichtswissenschaftliche Karte und nicht einfach eine veraltete Karte.

• Der Maßstab beschreibt das Verhältnis zwischen einer Strecke auf der Karte und der Wirklichkeit. Ein großer Maßstab besitzt einen kleinen Maßstabsnenner, ein kleiner Maßstab einen großen Nenner. Topografische Karten bis 1:10.000 gelten als großmaßstäbig oder als topografische Grundkarten. Maßstäbe von 1:25.000 bis 1:100.000 heißen mittelmaßstäbig. Karten im Maßstab 1:200.000 oder kleiner gelten als kleinmaßstäbige topografische Übersichtskarten. Erzwingt die Verkleinerung eine Generalisierung, spricht man von einer Karte. Nahezu ungeneralisierte, meist großmaßstäbige Darstellungen heißen Pläne, beispielsweise Lage- oder Bebauungspläne.

Weitere Einteilungen richten sich nach dem dargestellten Raum, etwa Welt-, Europa-, Länder-, Stadt-, Himmels-, Mond- oder Marskarten, nach Aktualität sowie nach Nutzergruppen und Anwendungen. Dazu zählen Auto-, Rad-, Wander-, Binnenschifffahrts-, Schul- und taktile Blindenkarten. Panoramakarten zeigen ein Gebiet anschaulich als Winter- oder Sommerpanorama, häufig mit Skiabfahrten oder Wanderwegen. Topogramme wie Liniennetzpläne vereinfachen den Raum besonders stark; Kartenanamorphoten verzerren Flächen gezielt entsprechend einem dargestellten Wert.

Nach dem Herausgeber unterscheidet man amtliche Karten und Karten der gewerblichen Verlagskartografie. Amtliche Karten erfüllen öffentliche Aufgaben der Daseinsvorsorge und Sicherheit und beruhen häufig auf Gesetzen oder Verordnungen. Verlagskarten sind für den Markt bestimmt. Hochschulen und Forschungsinstitutionen erstellen außerdem wissenschaftliche Spezialkarten für meist begrenzte Nutzerkreise.

Aufbau gedruckter und digitaler Karten

Eine gedruckte Karte ist stets auf ein begrenztes Kartenblatt beschränkt. Für größere Gebiete werden mehrere nahtlos anschließende oder sich überlappende Blätter verwendet. Kartenblätter mit denselben geodätischen Grundlagen, derselben Projektion, demselben Maßstab, Blattschnitt sowie Zeichen- und Gestaltungssystem bilden ein Kartenwerk. Gedruckte Karten bestehen gewöhnlich aus Kartenfeld, Kartenrahmen und Kartenrand.

Das Kartenfeld enthält das eigentliche Kartenbild. Seine Zeichen werden durch eine Zeichenvorschrift, ein Musterblatt oder einen Signaturenkatalog festgelegt. Die Legende erklärt die wichtigsten Zeichen. Der Kartenrahmen begrenzt den Blattschnitt und enthält vor allem die Zahlen des Koordinatensystems sowie Hinweise auf Zeichen, die sich auf benachbarten Blättern fortsetzen. Viele ältere europäische Karten verwendeten Ferro, etwa 20 Grad westlich von Paris, als Nullmeridian; der Meridian von Greenwich wurde erst ab 1923 in deutsche Kartenwerke übernommen.

Der Kartenrand enthält unter anderem Titel, Bezeichnung des Kartenwerks und Kartenblatts, Maßstab, Legende, Herausgeber, Auflage, Erscheinungsjahr, Aktualitätsstand, Urheberrechtshinweise und gegebenenfalls die ISBN. Der Maßstab kann numerisch, etwa 1:25.000, und grafisch durch eine Maßstabsleiste angegeben sein. Bei konfektionierten Verlagskarten kann der Kartenumschlag diese Funktionen übernehmen.

Der Blattschnitt teilt ein großes Gebiet durch ein meist regelmäßiges Raster auf mehrere Kartenblätter auf. Das Raster kann dem geografischen Gitter oder dem ebenen Koordinatensystem der Kartenabbildung folgen. Digitale Karten sind dagegen grundsätzlich blattschnittfrei und lassen sich durch Scrollen betrachten.

Eine Bildschirmkarte wird von einem Speichermedium oder aus dem Internet geladen. Ihr innerer Aufbau steckt meist in Software und Kartendaten. Sie erlaubt gewöhnlich Interaktionen wie Vergrößern und Verkleinern, Maßstabswechsel, Ein- und Ausblenden thematischer Ebenen, Entfernungsmessungen, Profilschnitte, eigene Kartenzeichen und Datenabfragen. Digitale Ebenen wie Gelände, Flüsse, Straßen oder Wald werden in Datenbanken beziehungsweise Geoinformationssystemen gespeichert, lassen sich leichter aktualisieren und können durch Bilder, Ton und weitere Medien ergänzt werden.

Herstellung und technische Entwicklung

Frühe Karten wurden in Tontafeln oder Tierknochen geritzt und später auf Papyrus oder Pergament gezeichnet. Erst die Drucktechnik des 15. Jahrhunderts ermöglichte größere Auflagen. Holzschnitt und Kupferstich sind seit dem letzten Viertel des 15. Jahrhunderts belegt. Der Kupferstich ermöglichte besonders scharfe, feine Linien und hohe Auflagen, war bei Korrekturen aber zeit- und kostenaufwendig. Der um 1820 eingeführte Stahlstich eignete sich für sehr große Auflagen, wurde jedoch wegen schwieriger Plattenkorrekturen später kaum noch verwendet.

Die Lithografie oder der Steindruck stammt vom Anfang des 19. Jahrhunderts und ermöglichte mit Schnellpressen eine preiswerte, auch farbige Produktion. Fotografische Verfahren wie Fotolithografie und Heliografie konnten Originalzeichnungen direkt auf Stein oder Kupfer übertragen sowie vergrößern oder verkleinern. Die typografische Kartenherstellung mit beweglichen Lettern wurde 1478, 1777, 1839 und 1862 versucht, aber jeweils wieder aufgegeben. Bis in die 1990er Jahre arbeiteten Kartografen unter anderem mit Gravierwerkzeugen, Leuchttisch und Tuschefeder auf Folien oder Glasplatten.

Um 1989 ermöglichte die Computertechnik den Übergang von der analogen zur digitalen Kartenherstellung. Voraussetzungen waren hochauflösende farbige Bildschirme, ausreichende Grafikleistung, Scanner sowie Maus und später Grafiktablett. Auf Grafikprogramme folgten kartografische Spezialprogramme und Komplettlösungen. Heute entstehen die meisten Karten mit Geoinformationssystemen wie ArcGIS auf Grundlage von Geobasisdaten, beispielsweise ATKIS, und weiteren Geodaten. Geodäsie und Fernerkundung liefern die Daten, Kartografen setzen sie gestalterisch um.

Der Artikel nennt als Nachteile der computerbasierten Herstellung mögliche Verluste an Detailtreue, natürliche Linienführungen und Orientierungspunkten sowie eine schematische Darstellung von Küsten, Straßen, Pässen, Ortschaften und Beschriftungen. Zudem könne die Zuverlässigkeit leiden, wenn Karten nur grafisch überarbeitet, aber nicht mit ausreichender Ortskenntnis und Prüfungen im Gelände kontrolliert werden. Diese Aussagen sind als Kritik an neueren Kartenbearbeitungen dargestellt, nicht als notwendige Eigenschaft jeder digitalen Karte.

Gedruckte Karten werden je nach Gebrauch gerollt, etwa Seekarten, gefaltet, etwa Wanderkarten, oder als Atlanten gebunden. Es gibt wasserfestes und weitgehend reißfestes Spezialpapier; Wand- und Außenkarten werden auf feste oder wetterbeständige Träger aufgezogen beziehungsweise direkt darauf gedruckt.

Nutzung, 3D-Darstellung und kritische Prüfung

Karten dienen der räumlichen Orientierung, der Navigation an Land, auf dem Wasser und in der Luft sowie der Planung. Mit ihnen lassen sich Entfernungen, Winkel und Flächen messen oder schätzen. Hilfsmittel sind beispielsweise Kompass, Streckenteiler, Planimeter, Kurvimeter und Lineal. Für den genauen Vergleich mit der Umgebung oder zur Standortbestimmung muss eine Karte nach Norden orientiert werden. Das kann anhand des zurückgelegten Weges, des Sonnenstands oder durch Anpeilen von ein bis zwei entfernten Kartenpunkten wie Gipfeln, Orten, Straßen oder Bahnlinien geschehen. Verzerrungen müssen je nach Kartenentwurf rechnerisch oder grafisch berücksichtigt werden.

Echt-3D-Karten können mit Lentikulartechnik, bekannt als „Wackelbild“ oder „Linsenraster-Bild“, Höhenverhältnisse, Hangneigungen und Reliefformen sichtbar machen. Zwei stereoskopisch aufgenommene Bilder werden in feine Streifen zerlegt und abwechselnd angeordnet. Darüber liegt eine transparente Folie mit parallelen, vertikalen Mikrolinsen. Für eine Karte von 60 cm × 45 cm wird als Beispiel eine Folie mit 70 Linsen pro Inch, also rund 0,36 mm Rasterweite, genannt. Je nach Blickwinkel sieht jedes Auge ein anderes Bild, sodass ohne zusätzliche Sehhilfe ein räumlicher Eindruck entsteht. Reliefschummerung und Geländeüberhöhung verstärken ihn; Beschriftungen können über dem Relief zu schweben scheinen. Zweiäugiges Sehen und eine ungefähr parallele Ausrichtung der West-Ost-Achse zur Verbindungslinie der Augen sind erforderlich.

Karten sind keine vollständig neutralen Abbilder. Auswahl, Generalisierung, Projektion, Symbole und Farben beeinflussen die Wirkung. Manipulation kann dazu dienen, Informationen aus Gründen nationaler Sicherheit zu verbergen, politische Propaganda zu betreiben oder wirtschaftliche Interessen zu unterstützen. Möglich sind etwa falsche Größenverhältnisse, suggestive Farben, ausgelassene Verkehrswege oder ungenaue Angaben. Unter Josef Stalin wurden ab den 1930er Jahren veröffentlichte Karten seines Machtbereichs aus politischen und militärstrategischen Gründen verfälscht. Deshalb sollten Ersteller, Herausgeber und Zweck einer Karte kritisch geprüft werden.

Zur Kennzeichnung unerlaubter Kopien können fiktive Straßen, sogenannte Trap Streets, erfundene Details, Schreibfehler oder Wasserzeichen eingebaut werden. Gröbere Verfälschungen können Gebiete absichtlich verzerren und Karten lokal zur Orientierung unbrauchbar machen.

Ohne andere Angabe werden Karten erst seit der Neuzeit üblicherweise nach Norden ausgerichtet. Bis ins späte Mittelalter war besonders bei Seekarten häufig Osten oben. Auch die Mitte einer Weltkarte ist eine Auswahl: In Europa und Afrika steht meist Europa im Zentrum, während manche Länder Amerikas oder Asiens den eigenen Kontinent mittig zeigen. Politische Karten zusammenhängender Gebiete lassen sich nach dem Vier-Farben-Satz mit vier Farben so gestalten, dass benachbarte Länder unterschiedliche Farben besitzen.