Zusammenfassung Topographische und thematische Kartographie PDF

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Zusammenfassung der topographischen und thematischen Kartographie...

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Kartographie Inhalt 24.10.2016 - Vorlesung I – Einführung ............................................................................................................................. 2 Definitionen, Kartenmerkmale, Kartenarten ................................................................................................................ 2 Zusammenfassung ........................................................................................................................................................ 5 Exkurs GIS...................................................................................................................................................................... 5 31.10.2016 – Vorlesung II – Maßstab & Generalisierung ................................................................................................. 5 Maßstab ........................................................................................................................................................................ 5 Klausurrelevante Übungsaufgaben:.............................................................................................................................. 7 Generalisierung ............................................................................................................................................................. 9 Zusammenfassung ...................................................................................................................................................... 11 WebCourse “Getting Started with GIS ............................................................................................................................ 11 07.11.2016 – Vorlesung III – Kartenabbildungen............................................................................................................ 15 Zusammenfassung ...................................................................................................................................................... 20 14.11.2016 – Vorlesung IV – Geodätische Koordinatensysteme, Farbgebung............................................................... 21 geodätische Koordinatensysteme............................................................................................................................... 21 Farbgebung in Karten.................................................................................................................................................. 21 Zusammenfassung ...................................................................................................................................................... 21 Hausaufgabe “Planning a Cartographic Project“ ............................................................................................................ 22 21.11.2016 – Vorlesung V – Thematische Karten I – Merkmale..................................................................................... 22 Zusammenfassung ...................................................................................................................................................... 22 Web Course “Working with Coordinate Systems”.......................................................................................................... 22 28.11.2016 – Vorlesung VI – Thematische Karten II – Choroplethen- vs. Punktdichtekarte.......................................... 27 Choroplethenkarte ...................................................................................................................................................... 27 Punktdichtekarte......................................................................................................................................................... 33 Zusammenfassung ...................................................................................................................................................... 35 05.12.2016 – Vorlesung VII – Thematische Karten III – Diagrammkarten, Kartenschrift ............................................... 35 Web Course “Map Design Fundamentals“ .....................................................................................................................37 12.12.2016 – Vorlesung VIII – Thematische Karten IV – Symbole, Isolinien, Kartenlayout ............................................ 48 Gestufte Symbole ........................................................................................................................................................ 48 Isolinienkarte ..............................................................................................................................................................50 Kartenlayout................................................................................................................................................................ 51 Zusammenfassung ...................................................................................................................................................... 52 Hausaufgabe “Working with Annotations“..................................................................................................................... 53 19.12.2016 – Vorlesung IX – Topographische Karten ..................................................................................................... 53 Bestandteile der Karte ................................................................................................................................................ 54

Geländedarstellung ..................................................................................................................................................... 56 Zusammenfassung ...................................................................................................................................................... 59 09.01.2017 – Vorlesung X – amtliche Kartenwerke, ATKIS ............................................................................................. 60 Konstruktion eines Höhenprofils ................................................................................................................................ 60 Kartenarten ................................................................................................................................................................. 61 Kartenbezeichnungen in amtlichen Kartenwerken ....................................................................................................63 Amtliches Topographisch-kartographisches Informationssystem (ATKIS) ................................................................. 65 Zusammenfassung ...................................................................................................................................................... 70 16.01.2017 – Vorlesung XI – Vermessungskunde ........................................................................................................... 70 Aufbau eines Höhenfestpunktfeldes durch Nivellement:...........................................................................................72 Zusammenfassung ...................................................................................................................................................... 73 23.01.2017 - Vorlesung XII – Satellitennavigationssysteme ........................................................................................... 74 Zusammenfassung ...................................................................................................................................................... 74 30.01.2017 – Vorlesung XIII – Karten in der Berufspraxis...............................................................................................75 06.02.2017 - Vorlesung XIV – Repetitorium....................................................................................................................75 15.02.2017 & 12.04.2017 - Klausuren ............................................................................................................................ 75

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24.10.2016 - Vorlesung I – Einführung Definitionen, Kartenmerkmale, Kartenarten Eine Karte ist ein verebnetes, maßstabgebundenes, generalisiertes und inhaltlich begrenztes Modell räumlicher Informationen. Eine Karte muss (1) (2) (3) (4) (5) (6)

einen Ausschnitt der Erde oder eines anderen Himmelskörper zeigen verebnet sein (zweidimensional) maßstäblich grundrisslich generalisierend eine Erläuterung durch Text und Legende bzw. Symbolisierung durch graphische Zeichen

enthalten.  Teilweise Erfüllung der Eigenschaften werden als kartenverwandte Darstellungen zusammengefasst (mental maps etc.) Ein Geographisches Informationssystem (GIS) dient der Erfassung, Verwaltung, Analyse und Präsentation (u.a. in Form von Karten) raumbezogener Daten (=Geodaten). Raumbezogene Daten vereinen Informationen zur Geometrie und zu den Eigenschaften von Objekten. Zur Gewährleistung der Lesbarkeit und Übersichtlichkeit von Karten ist eine Generalisierung (im weiteren Sinne) der Inhalte erforderlich. Hierzu gehören die Auswahl, Klassifizierung, Vereinfachung und Symbolisierung. Die sog. Landesaufnahme als Teil der Geodäsie dient der Erfassung und Vermessung aller sichtbaren Gegenstände an der Erdoberfläche und der Geländeformen (Topographie). Man unterscheidet extraterrestrische und terrestrische Verfahren der topographischen Vermessung. Kartenarten; Unterscheidung nach o o o o o o o o o

nach Inhalt (topographisch, thematisch) nach Maßstab (groß-, mittel-, kleinmaßstäbig) nach Art der Entstehung (Grund- und Folgekarten) nach Art des Verbundes (Einzelblatt, Kartenwerk) nach Art des Mediums (analoge Karten, digitale Karten) nach der äußeren Form (Atlas, Wandkarten, Handkarten) nach Herkunft (amtlich, privat) nach der zeitlichen Einstufung usw.

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Inhalt 



Topographische Karte: stellt alle sichtbaren und künstlichen Erscheinungen der Erdoberfläche, vermessen und lagerichtig kartiert dar: o orographisch Verhältnisse (Geländeform, Höhenverhältnisse) o hydrographische Verhältnisse (Gewässer) o Bodenbewuchs o Siedlungen und Wirtschaftsflächen o Verkehrswege o Grenzen o Einzelobjekte

Ausschnitt der Digitalen Topographischen Karte 1:25.000 (DTK 25), Blatt 5118

Thematische Karte: stellen raumbezogene Themen unterschiedlicher Art dar; alle unsichtbaren, abstrakten Erscheinungen; ohne Abbild der Erdoberfläche, trotzdem muss Raumtreue gewährleistet sein. o Isolinienkarte o Choroplethenkarte o Kartenanamorphose (Ländergröße an bestimmte Daten anpassen; ABER: kartenverwandte Darstellung) o Uvm.

Maßstab Maßstabsklassen:

Isolinienkarte - Vegetationsperioden in Nordeuropa

  

großmaßstäbige Karten: M ≥ 1:10.000 mittelmaßstäbige Karten: M > 1:500.000 und M < 1:10.000 kleinmaßstäbige Karten: M ≤ 1:500.000

Art der Entstehung  

Grundkarte (Primärkarte): unmittelbare, vollständige, exakte Wiedergabe der originalen Daten aus topographischen Vermessungen, thematischen Aufnahmen oder Bildauswertungen; Maßstab > 1:25.000 Folgekarte (Sekundärkarte): durch Verkleinerung, Generalisierung und Umgestaltung aus dem vorhergehenden größeren Maßstab abgeleitet; Maßstab ≤ 1:25.000

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links: Grundkarte (Primärkarte)

rechts: Folgekarte (Sekundärkarte)

Art des Verbundes 



Kartenwerk: Gesamtheit der Karten, die auf einer systematischen Grundlage von Kartennetz, Blatt-schnitt und –bezeichnungen einheitlicher Gestaltung und meist in gleichem Maßstab ein bestimmtes Gebiet lückenlos abdecken, bsp. Amtliches Topographisches Kartenwerk (TK25, TK50, TK100, TK200, TK500) Karten- oder Einzelblatt: einzelnes Stück eines Kartenwerkes

Art des Mediums  

analoge Karten digitale Karten

nach der äußeren Form   

Atlas, Wandkarten, Handkarten

nach nach Herkunft  amtlich  privat nach der zeitlichen Einstufung usw

Kartenverwandte Darstellungen sind keine Karten!

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Zusammenfassung Eine Karte ist eine verebnete, maßstäbliche, grundrissliche, generalisierte, durch Text und Legende erläuterte sowie durch graphische Zeichen symbolisierte Abbildung der Erdoberfläche, einschließlich mit ihr in Verbindung stehender Sachverhalte. Zur Gewährleistung der Lesbarkeit und Übersichtlichkeit von Karten ist eine Generalisierung (im weiteren Sinne) der Inhalte erforderlich. Hierzu gehören die Auswahl, Klassifizierung, Vereinfachung und Symbolisierung. Die sog. Landesaufnahme als Teil der Geodäsie dient der Erfassung und Vermessung aller sichtbaren Gegenstände an der Erdoberfläche und der Geländeformen (Topographie). Man unterscheidet extraterrestrische und terrestrische Verfahren der topographischen Vermessung. Karten können nach ihrer Art auf vielfältige Weise unterschieden werden. Zu den wichtigsten gehören: nach Inhalt (topographisch, thematisch), nach Maßstab (groß-, mittel-, kleinmaßstäbig), nach Art der Entstehung(Grund-und Folgekarten), nach Art des Verbundes (Einzelblatt, Karten-werk), nach Art des Mediums (analoge Karten, digitale Karten). Ein Geographisches Informationssystem (GIS) dient der Erfassung, Verwaltung, Analyse und Präsentation (u.a. in Form von Karten) raumbezogener Daten (=Geodaten). Raumbezogene Daten vereinen Informationen zur Geometrie und zu den Eigenschaften von Objekten. Zu den kartenverwandten Darstellungen gehören Globus, Luftbild, Relief, Blockdiagramm oder Blockbild und Panorama. Exkurs GIS Was ist ein Geographisches Informationssystem (GIS)? Geographische Informationssysteme (GIS) dienen der     

Erfassung, Verwaltung, (Fortführung), Analyse und Präsentation  Kartographie

raumbezogener Daten (= Geodaten). Raumbezogene Daten (= Geodaten) enthalten digitale Informationen zur Geometrie(Form, Größe, Lage) und zu den Eigenschaften (Sachdaten) von Objekten auf der Erdoberfläche.

31.10.2016 – Vorlesung II – Maßstab & Generalisierung Der Maßstab ist das Verhältnis zwischen der realen Länge einer Distanz und ihrer Darstellung auf einer Karte oder in einem Modell. Die Generalisierung steht in der Kartografie für eine vereinfachte Darstellung des Karteninhalts, damit die Lesbarkeit und Verständlichkeit einer Karte erhalten bleibt. Maßstab Der Maßstab M gibt das Verkleinerungsverhältnis zwischen Abbild und Urbild an, d.h. zwischen Kartenstrecke Sk und Naturstrecke S, gemessen in derselben Längeneinheit!

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Maßstabsdarstellungen numerischer Maßstab: 1:25.000 Maßstab als Text: 1 cm in der Karte entspricht 250 m in der Natur graphischer Maßstab: folgt den Dimensionsänderungen einer Karte

  

Je größer die Maßstabszahl m, desto kleiner ist der Maßstab. Unter großmaßstäbig versteht man einen großen Maßstab mit kleiner Maßstabszahl, z.B. 1:2. (naher Kartenausschnitt) Kleinmaßstäbig ist ein kleiner Maßstab und große Maßstabszahl, z.B. 1:1000. (weiter Kartenausschnitt)

𝑆𝑘 1 = 𝑚 𝑠

𝑀=

M = Maßstab m = Maßstabszahl Sk = Länger der Strecke auf der Karte s = Länge der Strecke in der Natur

Umformungen 𝑆 = 𝑚 ∗ 𝑆𝑘 𝑆𝑘 = 𝑚=

𝑆 𝑚

𝑁𝑎𝑡𝑢𝑟𝑠𝑡𝑟𝑒𝑐𝑘𝑒 = 𝑀𝑎ß𝑠𝑡𝑎𝑏𝑠𝑧𝑎ℎ𝑙 ∗ 𝐾𝑎𝑟𝑡𝑒𝑛𝑠𝑡𝑟𝑒𝑐𝑘𝑒 𝐾𝑎𝑟𝑡𝑒𝑛𝑠𝑡𝑟𝑒𝑐𝑘𝑒 =

𝑆 𝑆𝑘

𝑀𝑎ß𝑠𝑡𝑎𝑏𝑠𝑧𝑎ℎ𝑙 =

𝑁𝑎𝑡𝑢𝑟𝑠𝑡𝑟𝑒𝑐𝑘𝑒 𝑀𝑎ß𝑠𝑡𝑎𝑏𝑠𝑧𝑎ℎ𝑙

𝑁𝑎𝑡𝑢𝑟𝑠𝑡𝑟𝑒𝑐𝑘𝑒 𝐾𝑎𝑟𝑡𝑒𝑛𝑠𝑡𝑟𝑒𝑐𝑘𝑒

Umrechnung zwischen den Maßstäben zweier Karten 𝑆𝑘1 𝑆𝑘2

=

𝑚2 𝑚1

m1 | m2= Maßstabszahl von Karte 1 | Karte 2 Sk1 | Sk2 = Länge der Strecke auf Karte 1 | Karte 2

Die Maßstabsbestimmung anhand einer Vergleichsstrecke in einer Karte bekannten Maßstabs 𝑚2 =

𝑆𝑘1 𝑆𝑘2

∗ 𝑚1

m1 = bekannte Maßstabszahl m2= gesuchte Maßstabszahl Sk1 = Vergleichstrecke in der Karte des bekannten Maßstabs Sk2 = Strecke in der Karte, deren Maßstab gesucht ist

Flächenverhältnis

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Wenn Fk die Kartenfläche und F die Naturfläche bezeichnet, gilt also allgemein: 𝐹𝑘 𝐹

=

1 𝑚²

m = Maßstabszahl Fk = Größe der Fläche auf der Karte F = Größe der Fläche in der Natur

𝐹 = 𝑚² ∗ 𝐹𝑘

Berechnung der Naturfläche aus Maßstabszahl und Kartenfläche

𝐹𝑘 =

Berechnung der Kartenfläche aus Naturfläche und Maßstabszahl

𝐹

𝑚²

𝑚= √

𝐹

𝐹𝑘

Berechnung der Maßstabszahl aus Naturfläche und Kartenfläche

Bei Verdoppelung des Maßstabs (Halbierung der Maßstabszahl) vergrößert sich die Kartenfläche des dargestellten Ausschnitts um das Vierfache (= 2²). Die im Kartenausschnitt dargestellte Naturfläche verringert sich um das Vierfache.

Bei Vervierfachung des Maßstabs (Viertelung der Maßstabszahl) vergrößert sich die Kartenfläche des dargestellten Ausschnitts um das Sechzehnfache (= 4²). Die im Kartenausschnitt dargestellte Naturfläche verringert sich um das Sechzehnfache.

Klausurrelevante Übungsaufgaben: 1. Maßstabsberechnung Der Abstand zwischen Elisabethkirche (A) und Bismarckturm (B) beträgt 1900 m. Wie groß sind Maßstab und Maßstabszahl von Karte 1? 𝑚=

190.000 𝑐𝑚 = 30.158 ~ 30.000 6,3 𝑐𝑚

𝑀=

1 30.000

Die Maßstabszahl beträgt 30.000 und der Maßstab beträgt 1:30.000.

2. Längenverhältnis Wie groß sind Maßstab und Maßstabszahl von Karte 2? Abstand zwischen Landgrafenschloss und Elisabethkirche auf Karte 1 = sk1 und auf Karte 2 = sk2 𝑚2 = 𝑀2 =

1,85 𝑐𝑚 ∗ 30.000 = 15.000 3,7 𝑐𝑚 1

15.000

Die Maßstabszahl 15.000 lautet und der Maßstab lautet 1:15.00 7

3. Flächenverhältnis Auf Karte 1 besitzt die Oberstadt eine Fläche von 1,6 cm2. Wie groß ist ihre Fläche in der Natur (in m2 und in km2)? (Einheiten beachten!) 𝐹 = 𝑚² ∗ 𝐹𝑘 F = 30.000 cm² 1,6 cm² = 1.440.000.000 cm² = 144.000 m² = 0,144 km² Die Fläche beträgt 144.000 m² oder 0,144 km²

4. Flächenverhältnis Wie groß wäre die Fläche von Karte 1 (= 102,3 cm²) im Maßstab 1:10.000 (in cm²)? Vergrößerung des Maßstabs um den Faktor 3 bedeutet eine Vergrößerung der Kartenfläche des dargestellten Ausschnitts um den Faktor 3² = 9. 102,3 cm² * 9 = 920,7 cm² Die Fläche ist 920,7 cm² groß.

Maßstab und Längenverzerrungen Der Maßstab ist innerhalb des Kartenfeldes nicht konstant! Es gibt keine vollständig längentreue Abbildung der Erdoberfläche. Besonders auf Karten kleinen Maßstabs treten große Längenverzerrungen auf, bei großen Maßstäben hat dies praktisch keine Bedeutung. polständige Zylinderprojektion: Nur der Äquator wird längentreu abgebildet. Alle anderen Breitenkreise und Meridiane werden zum Pol hin verzerrt.

Wahrer Maßstab: innerhalb einer Karte nicht einheitlich; abhängig von der geographischen Breite und Richtung; nur in bestimmten Punkten oder auf bestimmten Linien mit Nennmaßstab identisch Nennmaßstab: auf Karten kleinen Maßstabs als Verkleinerungsverhältnis eines bestimmten Längen oder Breitenkreises oder des Erdmodells gegenüber der Erdkugel (Kugelmaßstab); auf Karten großen Maßstabs nahezu identisch zum wahren Maßstab (Maßstabstreue) Bsp. für einen Nennmaßstab auf einer Weltkarte: Scale 1:85,000,000 at 0° 8

Generalisierung Bei der Generalisierung wird der Karteninhalt vereinfacht, damit die Lesbarkeit und Verständlichkeit einer Karte erhalten bleibt. Das ist erforderlich, wenn bei kleinen Kartenmaßstäben die wirklichkeitsgetreue und vollständige Wiedergabe nicht mehr möglich ist. Bei der Generalisierung werden maßstabsgetreue Abbildungen durch vereinfachte Bilder, Symbole oder Signaturen ersetzt. Informationen werden ausgewählt, zusammengefasst und Wichtiges bevorzugt gegenüber dem Unwichtigen dargestellt. Für eine wirklichkeitsgetreue Abbildung müsste der Inhalt einer Karte fotografisch bis zur Unleserlichkeit verkleinert werden. Ergänzende Informationen wie zum Beispiel Ortsnamen überdecken dahinter liegende Karteninhalte. Deutlich lesbare Kartenzeichen sind weit größer als die maßstäbliche Verkleinerung des dargestellten Objektes. Sie konkurrie...