Kartografie

Tabula Peutingeriana (Ausschnitt)

Die ältesten Karten stammen bereits aus dem Neolithikum. Eine Wandmalerei zeigt eine Siedlung um 6200 v. Chr. mit ihren Häusern und dem Doppelgipfel des Vulkans Hasan Dağı (Grenzgebiet der Provinzen Aksaray und Niğde (Region Kappadokien) in der Türkei). Bedeutende frühe Zeugnisse stammen aus der babylonischen Zeit. Den ersten ernsthaften Versuch, eine brauchbare Karte unter mathematischen und geometrischen Kenntnisse anzufertigen, unternahm Anaximander, ein Schüler des Thales, um 541 v. Chr.

Als für die weiteren Epochen prägend sollte das Weltbild des Griechen Ptolemäus (um 100 n. Chr.) werden. In den ältesten Manuskripten seiner Kosmografie finden sich Handzeichnungen von Karten. Das Werk war jedoch im Kern ein Verzeichnis astronomischer Positionen mit der astronomischen Breite und astronomischen Länge. Die Werke von Ptolemäus, obwohl noch stark fehlerhaft, erfuhren nach über 1000 Jahren durch den einsetzenden Buchdruck um 1450 eine erhebliche Verbreitung. Erst die verstärkte weltweite Seefahrerei um 1500 und die Werke Gerhard Mercators läuteten eine Wende hin zu mehr Realitätsnähe bei der Kartografie ein.

Ferner ist aus römischer Zeit die Tabula Peutingeriana erhalten, eine von West nach Ost unnatürlich verzerrte Straßenkarte des römischen Reichs mit Angabe der Militärstationen und Entfernungsangaben in Meilen.

Im Mittelalter entstanden die ersten Kartenwerke von muslimischen Geographen, die auf der Grundlage neuerer Beobachtungen, Messungen und Entdeckungen das im 8. Jahrhundert ins Arabische übersetzte Werk des Ptolemäus korrigierten und die europäische Kartografie erheblich beeinflussten.[3] Hervorzuheben sind hier al-Istakhris Karten aus dem 10. Jahrhundert, und die im Auftrag König Rogers II. von Sizilien 1154 angefertigte Weltkarte Charta Rogeriana von Abu Abdallah al-Idrisi (auch Weltkarte des Idrisi genannt).

Im späten Mittelalter entstanden die mappae mundi mit ihren bekanntesten Vertretern, der Ebstorfer Weltkarte (ca. 1235) und der Hereforder Weltkarte (ca. 1270). Parallel gab es bereits recht genaue Karten des Mittelmeeres, die sog. Portolankarten. Das Bild am Ende des Mittelalters zeigt der Globus des Nürnberger Gelehrten Martin Behaim von 1492.

Deutliche Fortschritte machte die Kartografie ab dem 16. und 17. Jahrhundert. Allmählich vollzog sich die Emanzipation von Ptolemäus, die Adaption bestimmter Kartenprojektionen, die Auswechslung fabelhafter und hypothetischer Ausfüllung mit den Ergebnissen neuer Entdeckungen im Bereich des asiatischen[4] und amerikanischen Kontinents.

Im Jahre 1507 gab Martin Waldseemüller zusammen mit Matthias Ringmann einen Globus und eine Weltkarte sowie eine „Einführung in die Kosmografie“ heraus. Die ersten modernen Atlanten entstanden. Ein Meilenstein ist der Atlas von Abraham Ortelius (Theatrum Orbis Terrarum) mit 70 Karten in der Erstausgabe (1570). Die Niederländer gaben nun in der Kartografie den Ton an. Der von Gerhard Mercator konzipierte Atlas erschien zunächst als unvollständige Fassung mit 51 Karten (1585).

In der frühen Neuzeit kam es auch in der Kartografie benachbarten Sektoren zu Neuerungen, die vor allem für Reisende von praktischem Nutzen waren. Die Reisekarte (ein Vorläufer des Straßenatlas), die Meilenscheibe (eine Frühform der Entfernungstabelle), der Stadtplan und der Vogelschauplan, die Stadtansicht aus der Vogelschau, eröffneten Druckern und Verlegern Verdienstchancen.

Im 18. Jahrhundert war der Landkartenstich, wie der Buchdruck, ein Gewerbe geworden. Bedeutend waren deutsche Zentren wie Nürnberg (Johann Baptist Homann) und Augsburg (Matthäus Seutter).

Bern auf der Dufourkarte

Durch die an seine früheren geographischen Schriften angelehnte Herausgabe der Curieusen Gedancken von den vornehmsten und accuratesten Land-Charten wurde der Geograph und Universalgelehrte Johann Gottfried Gregorii alias MELISSANTES im Jahr 1713[5] neben Caspar Gottschling und etwas später Eberhard David Hauber[6] zum Mitbegründer der Kartenkunde[7] und initiierte endgültig die Aufarbeitung der Kartografiegeschichte.[8] In diesem Grundlagenwerk schlägt Gregorii Karteneinteilungen, Signaturen und Qualitätsmerkmale vor, beschreibt den Stand der Kartographie um 1700 und präsentiert mehr als 120 Biogramme bedeutender Kartographen. Der mit Johann Baptist Homann kooperierende Kartografietheoretiker vertextete selbst kleinformatige Schulatlanten, welche Johann Christoph Weigel ab 1717 in Nürnberg unter dem Titel ATLAS PORTATILIS herausgab.

Mit Jacques und César Cassini, welche 1750 bis 1793 die große Triangulation von Frankreich und die darauf begründete große topografische Karte vollendeten, begann die Zeit der genauen topografischen Landesaufnahmen und der kritischen Bearbeitung der Karten. Französische Wissenschaftler und Offiziere beeinflussten die Kartografie nun entscheidend.

Genauere Landesvermessungen beschränkten sich damals jedoch auf flache Landstriche, während das Hochgebirge allenfalls schematisch dargestellt wurde. Erst die innovative Tätigkeit der zwei ersten Bauernkartografen aus Tirol, Peter Anich und Blasius Hueber, überwand diesen Mangel mit den Arbeiten zum Atlas Tyrolensis (1760–1774) durch geeignete Triangulationen, gut tragbare Messinstrumente, eigene Bergprojektionen und Lichteinfall aus dem Süden oder Westen. Erstmals stellten sie auch Gletscher- und Almregionen präzise dar.

Mitte des 19. Jahrhunderts wurde von General Guillaume-Henri Dufour ein Kartenwerk 1:100 000 der Schweiz mit einer Beleuchtungsrichtung aus Nordwest erstellt. Diese Beleuchtungsrichtung wurde in der Folge von vielen Kartografen übernommen. Es wurde dank der Erfindung der Lithografie auch möglich, Karten mehrfarbig zu drucken. Dadurch wurde das Kartenbild anschaulicher. Das 19. Jahrhundert ist ferner die Hochblüte der Atlaskartografie in Deutschland. Bedeutende Namen in diesem Kontext sind Adolf Stieler und Richard Andree.

Wie in anderen Bereichen auch brachte das 20. Jahrhundert mehrfach einen radikalen Umbruch der kartografischen Originalherstellung und Reproduktion. Mit der Fernerkundung und Photogrammetrie wurde eine neue reichhaltige Datenquelle, das Luft- und Satellitenbild, gefunden, die heute nicht mehr wegzudenken ist. Mit dem Aufkommen des Computers nach dem Zweiten Weltkrieg hat sich das Bild der Kartografie stark gewandelt. Im Rahmen der Etablierung von Routenplanern auf CD-ROM und als Online-Dienst sowie von GPS-Navigationssystemen hat sich die Entwicklung in vielen Produkten niedergeschlagen.

Die Qualität herkömmlicher (gedruckter) Karten wird meistens an Eigenschaften wie Vollständigkeit des Karteninhalts, Genauigkeit, Lesbarkeit und Verständlichkeit der Kartendarstellung sowie Ästhetik der kartografischen Gestaltung festgemacht.

Vollständigkeit ist gegeben, wenn die Karte – gemessen an der Zweckbestimmung und dem Maßstab – die in der Wirklichkeit vorhandenen Gegenstände und Sachverhalte komplett wiedergibt.

Bei der Genauigkeit einer Karte wird im Allgemeinen nach geometrischer und semantischer (thematischer) Genauigkeit unterschieden. Eine Karte ist geometrisch genau, wenn die benutzten Kartenzeichen (Signaturen) die ihnen entsprechenden raumbezogenen Objekte im Rahmen der maßstabs- und generalisierungsbedingten Darstellungsmöglichkeit an der richtigen Position und im korrekten geometrischen Zusammenhang abbilden. Sie ist semantisch genau, wenn die in der Karte benutzten Kartenzeichen die Bedeutung der ihnen entsprechenden raumbezogenen Objekte korrekt wiedergeben.

Lesbarkeit und Verständlichkeit einer Karte treffen zu, wenn der Kartenbenutzer sich beim Lesen der Karte schnell und leicht ein zutreffendes Bild von der dargestellten Wirklichkeit machen kann. Dies lässt sich an verschiedenen Merkmalen festmachen. Grafisch gut gestaltete Kartenzeichen mit hoher Symbolkraft und sinnvoller Farbgebung erleichtern das Verständnis („selbsterklärende“ Karte oder naturrealistische Karte). Eine gute Generalisierung trägt dazu bei, dass die wesentlichen und typischen Objekte oder Sachverhalte wiedergegeben werden und die Karte weder zu leer, noch zu überladen wirkt. (Dies darf nicht damit verwechselt werden, dass eine Karte auf Grund unterschiedlicher darzustellender Gegebenheiten – z. B. dicht besiedelte Gebiete und große Landwirtschaftsflächen – naturgemäß unterschiedlich dicht wirkt.)

Beispiele zur Lesbarkeit und Verständlichkeit:

• Symbolkraft: In einem Stadtplan wird ein Krankenhaus durch ein rotes Kreuz, eine Postfiliale durch ein gelbes Posthorn versinnbildlicht.
• Farbgebung: Auch Farben haben eine große Symbolwirkung, die bei der Gestaltung einer Karte eingesetzt werden kann. So werden z. B. Siedlungen in der Regel rot, Gewässer blau, Wälder grün dargestellt. Dabei ist darauf zu achten, dass Farben nicht zu fein abgestuft werden, denn ein Benutzer kann höchstens drei verschiedene Abstufungen derselben Farbe auf der Kartenlegende wiedererkennen. Die Farberkennbarkeit ist stark abhängig von der benachbarten Farbe und von der Kontrastwirkung.
• Generalisierung von bebauten Gebieten: Während in einer Karte 1:5000 noch jedes Gebäude dargestellt wird, müssen im Maßstab 1:50.000 mehrere Gebäude zu einer Gebäudesignatur zusammengefasst dargestellt werden. Im Maßstab 1:500.000 können überhaupt keine Gebäude mehr dargestellt werden; hier wird ein bebautes Gebiet durch eine farbige Fläche dargestellt.
• Generalisierung von Straßen: Die Begrenzungslinien einer 25 m breiten Straßenanlage haben im Maßstab 1:10.000 einen Abstand von 2,5 mm. Eine solche Doppellinie ist gut lesbar. Im Maßstab 1:100.000 hätten die beiden Linien bei maßstäblicher Darstellung aber nur einen Abstand von 0,25 mm und wären nicht mehr als Doppellinie erkennbar. Damit die Karte verständlich bleibt, wird die Straße durch eine doppellinige Signatur dargestellt, deren beide Linien einen Abstand von mindestens 1 mm haben, auch wenn dies im Maßstab 1:100.000 einer viermal zu großen Straßenbreite von 100 m entspricht
• Mangelhafte Generalisierung: Eine Karte muss immer dann als mangelhaft beanstandet werden, wenn sie ohne kartografische Bearbeitung und Generalisierung fotomechanisch oder digital verkleinert worden ist, so dass ihre Inhalte nicht mehr richtig interpretiert werden können oder gar unlesbar geworden sind.

Obwohl nicht alle Menschen über ein gleiches ästhetisches Empfinden verfügen, lassen sich doch einige Merkmale nennen, an denen man eine den Betrachter ansprechende, schöne Karte erkennen kann. Abgesehen von den oben genannten Merkmalen, die erfüllt sein sollten, sprechen wohlgestaltete, harmonisch aufeinander abgestimmte Signaturen und eine dezente, aber aussagestarke und wirkungsvolle Farbgebung für eine gelungene Karte.

Die Qualität einer Karte kann generell auch dadurch beeinträchtigt sein, dass Staaten, in denen die Informationsfreiheit stark eingeschränkt ist, kartografische Produkte einer Zensur oder Beeinflussung unterwerfen. Trotz sorgfältiger kartografischer Arbeit und ansprechender Gestaltung können sie dann erhebliche geometrische oder semantische Mängel aufweisen.

Aus wirtschaftlichen Gründen setzen nicht alle Hersteller kartografischer Produkte Fachleute ein oder statten einen Auftrag finanziell angemessen aus. So kann es auch aus diesem Grunde zu qualitativ unbefriedigenden Ergebnissen kommen.

Hingegen ist die qualitative Beurteilung bei den – meist ebenfalls der Kartografie zugeordneten – Reliefkarten und Alpenpanoramen kaum mehr objektiv möglich. Hier spielen die alpine Geländedarstellung und die in jedem Gebirge stark verzerrte Perspektive des Betrachters sowie seine Vorstellungskraft eine entscheidende Rolle. Die Mehrzahl der Nutzer können sich jedoch bei guten Panoramen die Berg- und Talschaften besser vorstellen als mittels noch so genauer Karten.

In der modernen digitalen Kartografie, bei der raumbezogene Informationen an Bildschirmen und Displays statisch oder dynamisch angezeigt werden und Benutzer interaktiv kommunizieren können, reichen die Qualitätsmerkmale analoger Karten zur Beurteilung von Qualität nicht aus. Hier muss sich Qualität zusätzlich auf das gesamte Informationssystem und seine Komponenten, wie z. B. Datenbanken und Programme, beziehen. Man spricht hier deshalb zutreffender auch von Gebrauchstauglichkeit (engl. usability).

In Deutschland gehört die amtliche topografische Kartografie verfassungsrechtlich in die Gesetzgebungskompetenz der Länder. Diese nehmen die Aufgabe auf der Grundlage von Vermessungsgesetzen wahr und unterhalten dazu Landesvermessungsämter oder vergleichbare Einrichtungen. Zur Wahrnehmung übergeordneter geodätischer Aufgaben und vor allem für die Versorgung von Bundeseinrichtungen mit Geobasisdaten hat der Bund das Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG) mit Sitz in Frankfurt am Main eingerichtet. Die Länder haben mit dem Bund durch Verwaltungsabkommen vereinbart, dass das BKG die topografischen Karten und Daten 1:200 000 und kleinerer Maßstäbe für ganz Deutschland bearbeitet und herausgibt.

Amtliche geothematische Karten werden vom Bund, den Ländern und den Gemeinden je nach rechtlicher Zuständigkeit bearbeitet und herausgegeben. Hierzu zählen z. B. geowissenschaftliche Karten, Raumordnungs- und Landesplanungskarten oder Karten der Bauleitplanung.

Amtliche Seekarten insbesondere für die Navigation werden vom Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrografie (BSH) mit Sitz in Hamburg und Rostock bearbeitet und herausgegeben. Dies hat der Bund im Seeaufgabengesetz festgeschrieben.

In der DDR waren der Topographische Dienst Dresden mit der Außenstelle für Photogrammetrie (Luftbildauswertung) in Leipzig, der Topographische Dienst Erfurt und der Topographische Dienst Schwerin für das Landeskartenwerk (Ausgabe Volkswirtschaft), die Landeslage- und Landeshöhennetze und das Schwerenetz zuständig. Ab 1971 war das Kombinat Geodäsie und Kartographie mit der Verwaltung Vermessungs- und Kartenwesen, die dem Ministerium des Innern der DDR unterstellt war, für die amtliche Geodäsie und Kartografie zuständig. Darüber hinaus lagen verschiedene Aufgaben, wie beispielsweise das Landeskartenwerk (Ausgabe Staat) beim Militärtopographischen Dienst der NVA mit dem Militärkartographischen Dienst in Halle und dem Kartographischen Dienst Potsdam. Die amtlichen topografischen Karten basierten auf der Topographischen Karte der DDR mit einem Maßstab von 1 : 10.000 als Grundmaßstab.

Das Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV) ist in Österreich für die amtliche Kartografie zuständig.

Das Bundesamt für Landestopografie (swisstopo) ist in der Schweiz für die amtliche Kartografie zuständig.