Liste von Kartennetzentwürfen

Zweck und Grenzen der Liste

Die Liste ordnet bemerkenswerte Kartennetzentwürfe chronologisch. Ein Kartennetzentwurf ist eine Methode, die Oberfläche der Erde oder einer Kugel auf einer ebenen Karte darzustellen. Da die Zahl möglicher Kartenprojektionen nicht begrenzt ist, kann die Liste nicht vollständig sein. Jede Projektion setzt andere Prioritäten: Sie kann etwa Winkel, Flächen, Entfernungen, Richtungen oder einen möglichst ausgewogenen Gesamteindruck bewahren. Deshalb gibt es keinen für alle Zwecke besten Entwurf.

Grundformen von Projektionen

Zylindrische Projektionen zeigen in der Standarddarstellung regelmäßig beabstandete Meridiane als gleichmäßig beabstandete senkrechte Linien und Parallelen als waagerechte Linien.

Pseudozylindrische Projektionen haben einen geraden Zentralmeridian und gerade Parallelen; die übrigen Meridiane sind Kurven oder teils gerade Linien vom Pol zum Äquator. Bei konischen oder kegelförmigen Projektionen sind Meridiane gerade Linien und Parallelen Kreisbögen. Pseudokonische Projektionen haben einen geraden Zentralmeridian, komplexe übrige Meridiankurven und parallele Kreisbögen.

Azimutale Projektionen sind radial symmetrisch: Meridiane sind Geraden, Parallelen vollständige konzentrische Kreise. Richtungen vom Mittelpunkt bleiben in jedem Aspekt erhalten; Großkreise durch den Mittelpunkt erscheinen als Geraden. Pseudoazimutale Projektionen bilden Äquator und Zentralmeridian als sich rechtwinklig schneidende Geraden ab, alle anderen Linien als komplexe Kurven. Retroazimutale Projektionen bewahren die Richtung auf dem kürzesten Weg von einem Punkt A zu einem festen Punkt B.

Andere Projektionen werden typischerweise direkt aus einer Formel berechnet. Polyedrische Karten lassen sich zu einer polyedrischen Annäherung der Kugel falten; jede Fläche wird dabei mit geringer Verzerrung projiziert.

Wichtige Eigenschaften

Konforme oder winkeltreue Projektionen bewahren Winkel lokal. Dadurch bleiben lokale Formen erhalten, und der lokale Maßstab ist von einem gewählten Punkt aus in allen Richtungen konstant.

Flächentreue Projektionen erhalten das Flächenmaß überall. Kompromissprojektionen sind weder konform noch flächentreu; sie sollen die Gesamtverzerrung ausgleichen oder verringern.

Bei äquidistanten Projektionen sind alle Abstände von einem oder zwei bestimmten Punkten korrekt; weitere erhaltene Entfernungen werden jeweils in den Anmerkungen genannt. Gnomonische Projektionen bilden alle Großkreise als Geraden ab.

Prägende klassische Entwürfe

Zu den frühen azimutalen Entwürfen zählen die gnomonische Projektion, Thales möglicherweise um 580 v. Chr. zugeschrieben, und die von Hipparchos von Nicäa um 200 v. Chr. veröffentlichte stereografische Projektion. Die gnomonische Projektion zeigt alle Großkreise gerade, verzerrt aber weit vom Zentrum extrem und zeigt weniger als eine Hemisphäre. Die stereografische Projektion ist konform, wird wegen der stark aufgeblähten äußeren Hemisphäre oft als zwei Hemisphären verwendet und bildet alle kleinen Kreise als Kreise ab.

Die Mercator-Projektion von Gerhard Mercator aus dem Jahr 1569 ist zylindrisch und konform. Loxodromen, also Linien mit konstanter Peilung, sind gerade; das erleichtert die Navigation von Seeschiffen. Flächen blähen sich jedoch mit zunehmendem Breitengrad auf, sodass die Pole nicht dargestellt werden können.

Die sinusoidale Projektion von etwa 1570 ist pseudozylindrisch, flächentreu und äquidistant. Ihre Meridiane sind Sinuskurven, Parallelen gleich weit voneinander entfernt; das Seitenverhältnis beträgt 2:1. Die Mollweide-Projektion von Carl Brandan Mollweide aus dem Jahr 1805 ist ebenfalls flächentreu und hat elliptische Meridiane. Die Goode-Projektion von 1923 verbindet Sinusoidal- und Mollweide-Projektion und wird gewöhnlich unterbrochen verwendet.

Weitere wichtige Entwürfe des 18. und 19. Jahrhunderts sind Lamberts Zylinderprojektion von 1772, flächentreu mit einer Standardparallele am Äquator und dem Seitenverhältnis π (3,14), sowie Lamberts winkeltreue Kegelprojektion, die in Luftfahrtkarten verwendet wird. Die Gauss-Krüger-Projektion von 1822 ist eine konforme transversale, ellipsoide Mercator-Form und Grundlage der universalen transversalen Mercator-Projektion.

Neuere Weltkarten und besondere Anwendungen

Die Gall-Peters-Projektion von 1855 ist zylindrisch und flächentreu. Sie ist eine horizontal komprimierte Lambert-Zylinderprojektion mit Standardparallelen bei 45° N/S und einem Seitenverhältnis von etwa 1,6. Auf ihr beruhende Karten werden von der UNESCO gefördert und häufig an britischen Schulen verwendet.

Die Winkel-Tripel-Projektion von Oswald Winkel aus dem Jahr 1921 ist eine Kompromissprojektion, das arithmetische Mittel aus Plattkarte und Aitoff-Projektion. Sie ist seit 1998 Standard-Weltprojektion der NGS. Die Robinson-Projektion von Arthur H. Robinson aus dem Jahr 1963 ist ebenfalls eine pseudozylindrische Kompromissprojektion; sie wird durch Interpolation tabellarischer Werte berechnet und wurde von der NGS 1988–1998 eingesetzt. Die Equal-Earth-Projektion von Bojan Šavrič, Tom Patterson und Bernhard Jenny von 2018 ist pseudozylindrisch und flächentreu. Sie ist von der Robinson-Projektion inspiriert, erhält aber die relativen Flächengrößen. Im September 2026 stimmte die Generalversammlung der Vereinten Nationen dafür, insbesondere sie zu fördern.

Polyedrische Beispiele sind die Dymaxion-Projektion von Richard Buckminster Fuller aus dem Jahr 1943, bei der eine Weltkarte auf einem Ikosaeder entfaltet und abgeflacht wird, sowie die Authagraph-Projektion von Hajime Narukawa aus dem Jahr 1999, die annähernd flächentreu ist und Mosaike erlaubt.

Die Web-Mercator-Projektion von Google aus dem Jahr 2005 ist eine zylindrische Mercator-Variante. Sie ignoriert die Elliptizität der Erde für schnelle Berechnungen und beschränkt Breitengrade für Darstellungen auf etwa 85,05°. Sie ist De-facto-Standard für Web-Mapping-Anwendungen und wird unter anderem von Google Maps, Mapbox, Bing Maps, OpenStreetMap, Mapquest und Esri verwendet.