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Kartografie
Kartografie (auch Kartographie) ist die Wissenschaft und Technik zur Darstellung von Himmelskörpern in topografischen und thematischen Karten, …
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Aufgabe und Gegenstand
Kartografie (auch Kartographie) ist Wissenschaft und Technik, die Himmelskörper sowie raumbezogene Informationen in topografischen und thematischen Karten darstellt und vermittelt. Dazu gehören besonders die Erde und ihre Oberfläche mit Gelände, Gewässern, Bewuchs, Verkehrswegen, Landnutzung sowie geowissenschaftlichen, infrastrukturellen, sozialen, politischen und historischen Sachverhalten. Hersteller kartografischer Medien heißen Kartografen.
Man unterscheidet theoretische und angewandte beziehungsweise praktische Kartografie. Die praktische Kartografie umfasst unter anderem gewerbliche Kartografie in Kartenverlagen und amtliche Kartografie. Neben Karten gehören Globen, Panoramen und Reliefdarstellungen zu den traditionellen Medien. GIS und andere Computerprogramme können Geoinformationen außerdem als Grafiken, Bilder, Fotos, Filme oder dreidimensionale Modelle statisch oder interaktiv zeigen.
Karten als vereinfachte Modelle
Karten bilden komplexe Erscheinungen des Originalraums im Maßstab 1:1 auf stark verkleinerter Fläche, etwa einem Kartenblatt oder Bildschirm, ab. Deshalb wählen Kartografen wichtige oder typische Daten aus, fassen sie zusammen und generalisieren sie. Generalisierung bedeutet, Informationen für den jeweiligen Maßstab vereinfacht darzustellen.
Ein System kartografischer Zeichen, auch Signaturen genannt, veranschaulicht die ausgewählten Informationen. Auswahl, Generalisierung und Gestaltung sollen ermöglichen, dass Nutzende die Karte leicht verstehen. Das kartografische Produkt ist damit ein Modell des Originalraums und kann die kognitive Karte, also die innere räumliche Vorstellung eines Menschen, erweitern oder korrigieren.
Weil die Erde dreidimensional ist, benötigt ihre Darstellung auf einer zweidimensionalen Karte Kartenprojektionen; damit beschäftigt sich die mathematische Kartografie. Für große Räume werden geozentrische Koordinaten sowie Längen- und Breitengrade verwendet. Bei Objekten mit weniger als 800 km Ausdehnung in einer Richtung kann die Erdkrümmung vernachlässigt oder ausgeglichen werden; dann werden lokale kartesische Koordinatensysteme eingesetzt, etwa Gauß-Krüger-Koordinaten in Deutschland. Das UTM-System gliedert die Erde in 60 teilweise überlappende, je 800 km breite vertikale Streifen mit metrischen Koordinatensystemen.
Historische Entwicklung
Die ältesten Karten stammen aus dem Neolithikum. Eine Wandmalerei zeigt um 6200 v. Chr. eine Siedlung und den Vulkan Hasan Dağı. Um 541 v. Chr. unternahm Anaximander einen frühen Versuch einer Karte auf mathematisch-geometrischer Grundlage. Ptolemäus prägte mit seinem Weltbild und einem Verzeichnis astronomischer Breiten und Längen die weitere Entwicklung; seine Werke verbreiteten sich nach dem Buchdruck um 1450 stark. Die weltweite Seefahrt um 1500 und die Arbeiten Gerhard Mercators führten zu stärkerer Realitätsnähe.
Erhalten ist aus römischer Zeit die Tabula Peutingeriana, eine von West nach Ost verzerrte Straßenkarte des Römischen Reichs mit Militärstationen und Meilenangaben. Im Mittelalter korrigierten muslimische Geographen das ins Arabische übersetzte Werk des Ptolemäus anhand neuer Beobachtungen. Dazu zählen al-Istakhris Karten aus dem 10. Jahrhundert und Abu Abdallah al-Idrisis Charta Rogeriana von 1154. Wichtige europäische Weltkarten waren die Ebstorfer Weltkarte von etwa 1235 und die Hereforder Weltkarte von etwa 1270; zugleich gab es genaue Mittelmeer-Portolankarten. Martin Behaims Globus von 1492 zeigt den Stand am Ende des Mittelalters.
Seit dem 16. und 17. Jahrhundert ersetzten Entdeckungen zunehmend fabelhafte oder hypothetische Inhalte. Martin Waldseemüller und Matthias Ringmann veröffentlichten 1507 Globus, Weltkarte und eine Einführung in die Kosmografie. Zu den frühen modernen Atlanten gehören Abraham Ortelius’ „Theatrum Orbis Terrarum“ mit 70 Karten in der Erstausgabe von 1570 sowie Mercators zunächst unvollständiger Atlas mit 51 Karten von 1585. Ab 1750 bis 1793 führten Jacques und César Cassini die große Triangulation Frankreichs und eine darauf beruhende topografische Karte aus. Im 19. Jahrhundert ermöglichten Lithografie und Mehrfarbdruck anschaulichere Karten. Im 20. Jahrhundert wurden Luft- und Satellitenbilder durch Fernerkundung und Photogrammetrie wichtige Datenquellen; Computer, CD-ROM- und Online-Routenplaner sowie GPS-Navigation veränderten viele Produkte.
Qualität von Karten
Gedruckte Karten werden vor allem nach Vollständigkeit, Genauigkeit, Lesbarkeit und Verständlichkeit sowie ästhetischer Gestaltung bewertet. Vollständig ist eine Karte, wenn sie die für Zweck und Maßstab vorhandenen Gegenstände und Sachverhalte komplett wiedergibt.
Genauigkeit kann geometrisch oder semantisch sein. Geometrische Genauigkeit bedeutet, dass Signaturen Objekte innerhalb der durch Maßstab und Generalisierung möglichen Grenzen an richtiger Position und im richtigen geometrischen Zusammenhang zeigen. Semantische oder thematische Genauigkeit bedeutet, dass die Zeichen die Bedeutung der Objekte korrekt wiedergeben.
Lesbarkeit und Verständlichkeit liegen vor, wenn Nutzende schnell ein zutreffendes Bild der dargestellten Wirklichkeit erhalten. Hilfreich sind symbolkräftige Zeichen und sinnvolle Farben: In Stadtplänen steht ein rotes Kreuz für ein Krankenhaus, ein gelbes Posthorn für eine Postfiliale; Siedlungen werden meist rot, Gewässer blau und Wälder grün dargestellt. Auf einer Legende können höchstens drei Abstufungen derselben Farbe wiedererkannt werden.
Generalisierung verhindert Überladung und Unlesbarkeit. Im Maßstab 1:5000 kann jedes Gebäude erscheinen, bei 1:50.000 werden mehrere Gebäude zu einer Signatur zusammengefasst, bei 1:500.000 stellt eine farbige Fläche ein bebautes Gebiet dar. Eine 25 m breite Straße hat bei 1:10.000 2,5 mm Abstand zwischen den Begrenzungslinien, bei 1:100.000 nur 0,25 mm. Für die Lesbarkeit kann sie dort mit mindestens 1 mm Linienabstand gezeichnet werden, obwohl dies einer Breite von 100 m entspricht. Rein fotomechanisch oder digital verkleinerte Karten ohne Bearbeitung gelten als mangelhaft, wenn Inhalte nicht mehr richtig interpretierbar oder unlesbar sind.
Bei digitalen Karten reichen diese Kriterien nicht aus: Qualität betrifft zusätzlich Datenbanken, Programme und das gesamte Informationssystem. Dafür wird der Begriff Gebrauchstauglichkeit (usability) verwendet. Zensur, eingeschränkte Informationsfreiheit oder unzureichende Finanzierung und fehlende Fachleute können geometrische oder semantische Mängel verursachen. Reliefkarten und Alpenpanoramen sind weniger objektiv bewertbar, weil Perspektive und Vorstellungskraft besonders wichtig sind.
Amtliche Karten und Zuständigkeiten
Amtliche Kartografie wird von Behörden oder vergleichbaren öffentlichen Einrichtungen als öffentliche Aufgabe bearbeitet oder herausgegeben. Sie dient Landesverteidigung, öffentlicher Sicherheit und allgemeiner Daseinsvorsorge. Dazu gehören amtliche topografische Kartenwerke, Seekarten und hydrogeografische Karten, militärgeografische Kartenserien, geothematische und geowissenschaftliche Karten sowie detaillierte Liegenschaftskarten. Viele amtliche, besonders topografische Karten sind kaufbar, sofern kein öffentlicher Verwendungsvorbehalt gilt. Die Erfassung, Verarbeitung und grafische Präsentation der Geodaten werden teils aus Steuermitteln finanziert; der Kaufpreis deckt vor allem Druck, Lagerung, Vertrieb oder Datenbereitstellung.
In Deutschland sind die Länder für die amtliche topografische Kartografie zuständig und unterhalten Landesvermessungsämter oder ähnliche Einrichtungen. Das Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG) in Frankfurt am Main versorgt Bundeseinrichtungen mit Geobasisdaten und bearbeitet nach Vereinbarung mit den Ländern Karten und Daten für ganz Deutschland im Maßstab 1:200.000 und kleiner. Das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrografie (BSH) in Hamburg und Rostock erstellt amtliche Seekarten für die Navigation. In Österreich ist das Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV), in der Schweiz das Bundesamt für Landestopografie (swisstopo) zuständig.
Ausbildung, Verlage und neue Datenquellen
Kartenverständnis und Kartennutzung werden überwiegend in Heimatkunde- oder Sachkundeunterricht sowie Geographieunterricht vermittelt. Kartografie wird akademisch weltweit an fünf Universitäten und mehreren Fachhochschulen studiert; im deutschen Sprachraum unter anderem an TU Dresden, HTW Dresden, Hochschule München, Technischer Universität Wien und Universität Wien.
Seit 2001 sinkt der Marktanteil gedruckter Stadtpläne und Straßenkarten jährlich um etwa zehn Prozent. Schulkartografie bleibt jedoch als Basiskartografie für jedermann und für Unterrichtsmittel bedeutsam. Kartografische Medien werden auf Grundlage von Rahmenlehrplänen vorwiegend durch Schulbuchverlage in Zusammenarbeit mit Fachwissenschaftlern und pädagogischen Beratern entwickelt.
Neben kostenpflichtigen Daten kommerzieller Anbieter entstehen frei verfügbare Geodatenbanken in nicht-kommerziellen Projekten, etwa OpenStreetMap. Deren kartografische Qualitätsansprüche sind besonders in der Entstehungsphase nicht gewährleistet; in einigen Gebieten übertrifft ihre Aktualität aber bereits die großer Geodatenanbieter.
