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Die Wasser teilen

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Auf dem letzten Hack Weekend in Karlsruhe habe ich einige Fortschritte bei einem Projekt gemacht, welches mir schon eine Weile im Kopf herum ging und mit etwas mehr Arbeit in den letzten Wochen kann ich jetzt auch ein paar Ergebnisse präsentieren.

Die Hauptmotivation hierfür war das Problem der Darstellung der Gewässer im OpenStreetMap-Standardstil bei den niedrigen Zoomstufen. Seit langem wird in der Standard-OSM-Karte die Küstenlinie von der untersten Zoomstufe an dargestellt – auf Grundlage der von Jochen und mir bereitgestellten Verarbeitung der Daten. Die übrigen Wasserflächen jedoch werden erst ab Zoomstufe 6 gezeigt. Der Grund hierfür liegt darin, dass die Darstellung in der selben Form wie bei den höheren Zoomstufen sehr aufwändig in Bezug auf die Computer-Ressourcen wäre.

Verschiedene Lösungen – oder besser: Abhilfen – wurden für diesen Problem vorgeschlagen:

  • Die Verwendung eines anderen, wenig detaillierten Datensatzes für die niedrigen Zoomstufen – dass ist der übliche bequeme weg, welcher von vielen Kartenproduzenten gegangen wird, jedoch mit schlechten Ergebnissen, was die Genauigkeit und die Konsistenz über die verschiedenen Maßstäbe angeht. Die üblicherweise hierfür verwendeten Datensätze wie Natural Earth sind oft sehr ungenau nach heutigen Maßstäben.
  • Die Verwendung aggressiver Filterung in Bezug auf die Polygon-Größe, man stellt also nur die Größten Geometrien da – ein Ansatz der für OSM-Daten nicht zu empfehlen ist, denn so wie Wasserflächen in OpenStreetMap erfasst werden führt dies zu starken Verzerrungen in der Dastellung.
  • Dass man große und bedeutende Wasserflächen anders erfasst, entweder als Küstenlinie oder mit einem neu zu wählenden Attribut – natürlich ist es generell eine schlechte Idee, die Datenbank zu manipulieren nur um mit den technischen Einschränkungen des gewählten Systems zur Kartendarstellung klarzukommen.

Ganz allgemein wären meine Methoden zur Generalisierung kartographischer Daten schon in der Lage, dieses Problem zu lösen, allerdings machen die sehr subjektiven Entscheidungen, die in diese Prozesse eingehen, dies etwas heikel. Und eine ordentliche Generalisierung der Inland-Wasserflächen erfordert im Grunde eine strukturelle Analyse des Flussnetzwerkes, was ein aufwändiger Vorgang ist und nicht einfach täglich durchgeführt werden kann. Ein praktikabler Ansatz sollte also weniger aufwändig und konservativer und neutraler in Bezug auf das Ergebnis sein. Die Lösung, welche ich jetzt vorstelle, habe ich mir in den Grundzügen schon vor längerer Zeit überlegt, habe jedoch bis vor kurzem nicht die Zeit gefunden, dies wirklich mal umzusetzen.

Beispiel der Gewässerdarstellung auf Grundlage des neuen Verfahrens

Wenn ich jetzt auf die ganze Sache zurückblicke, erkenne ich, dass was dabei herausgekommen ist von einem technischen Standpunkt betrachtet eigentlich ziemlich merkwürdig scheint. Es dürfte nützlich sein für eine ganze Menge Leute, die digitale Karten bei diesen Maßstäben produzieren, dass dem so ist sagt jedoch auch etwas ziemlich grundsätzliches über die Art und Weise aus, wie wir heute im Allgemeinen Karten berechnen und die Grenzen dieser Verfahren.

Falls das verwirrend klingt – die Details und den Hintergrund dazu gibt es zum nachlesen. Dort finden sich auch Links zu den (im Moment noch etwas experimentellen) bearbeiteten Daten.

Die Implementierung des vorgestellten Verfahrens ist auch verfügbar.

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