Die kartographische Generalisierung ist eines der zentralen Themengebiete der Kartographie. Seit den 1960er Jahren vollzieht sich ein Entwicklungsprozess in der Generalisierung vom freien praktischen Generalisieren in Abhängigkeit von den Fähigkeiten des Kartenbearbeiters hin zur regelhaften rechengestützten Automation. Bis heute sind viele Fragen in Bezug auf die vollautomatische Generalisierung offen. Die vorliegende Arbeit widmet sich dieser Thematik und liefert einen Lösungsansatz für die automatische Ableitung der Daten des Städtischen Vermessungsamtes Dresden in 1:25.000 und des ATKIS Basis-DLMs in kleinere Folgemaßstäbe. Dabei werden die einzelnen Generalisierungsprozeduren und -abläufe im Einzelnen sowie in ihrer gesamten Komplexität betrachtet. Elementare Vorgänge beim Generalisieren, wie das Auswählen, Klassifizieren, Zusammenfassen, Überdimensionieren, Verdrängen und Vereinfachen (insbesondere Linienglättung) werden beschrieben und zu einem Gesamtablauf zusammengefügt. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Flächenaggregation benachbarter Flächen unter Wahrung der topologischen Verhältnisse zu linienhaften Objekten. Das Ergebnis der Arbeit ist eine eigenständige Applikation, die zukünftig das Städtische Vermessungsamt Dresden bei der Laufendhaltung seiner Daten unterstützen wird. / Cartographic generalization is one of the most pivotal issues in cartography. From the 1960s on, a development from free practical map generalization depending on the abilities of the mapmaker towards a scale-determined computer assisted automation has taken place. By today, many open questions concerning the entirely automatic generalization are still remaining. This thesis addresses the issue of automatic generalization and provides a solution for the automatic derivation of data from Dresden’s Municipal Survey Office in 1:25.000 and ATKIS Base DLM into smaller scales. The generalization procedures will be considered both in detail and as a whole. Elementary generalization procedures, such as selection, classification, regrouping, amplification, displacement and simplification (particularly line smoothing) will be described and combined to form a complete process. The focus is set on aggregation of adjacent areas, while maintaining the topological relationship to line objects. The result is a stand-alone application being capable of supporting Dresden’s Municipal Survey Office in revising its data.

Die kartographische Generalisierung ist eines der zentralen Themengebiete der Kartographie. Seit den 1960er Jahren vollzieht sich ein Entwicklungsprozess in der Generalisierung vom freien praktischen Generalisieren in Abhängigkeit von den Fähigkeiten des Kartenbearbeiters hin zur regelhaften rechengestützten Automation. Bis heute sind viele Fragen in Bezug auf die vollautomatische Generalisierung offen. Die vorliegende Arbeit widmet sich dieser Thematik und liefert einen Lösungsansatz für die automatische Ableitung der Daten des Städtischen Vermessungsamtes Dresden in 1:25.000 und des ATKIS Basis-DLMs in kleinere Folgemaßstäbe. Dabei werden die einzelnen Generalisierungsprozeduren und -abläufe im Einzelnen sowie in ihrer gesamten Komplexität betrachtet. Elementare Vorgänge beim Generalisieren, wie das Auswählen, Klassifizieren, Zusammenfassen, Überdimensionieren, Verdrängen und Vereinfachen (insbesondere Linienglättung) werden beschrieben und zu einem Gesamtablauf zusammengefügt. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Flächenaggregation benachbarter Flächen unter Wahrung der topologischen Verhältnisse zu linienhaften Objekten. Das Ergebnis der Arbeit ist eine eigenständige Applikation, die zukünftig das Städtische Vermessungsamt Dresden bei der Laufendhaltung seiner Daten unterstützen wird.:Kurzfassung IV Abstract V Inhaltsverzeichnis VI Abbildungsverzeichnis IX Tabellenverzeichnis X Abkürzungsverzeichnis XII 1 Einleitung und Motivation 1 1.1 Allgemeine Einführung 1 1.2 Ziele und Abgrenzung der Arbeit 2 2 Grundlagen der Generalisierung 3 2.1 Generalisierung in der Kartographie 3 2.2 Kartographische Modelltheorie und Modellbildung im digitalen Umfeld 5 2.3 Modell- und kartographische Generalisierung 7 2.4 Rahmenmodelle der digitalen Generalisierung 8 2.4.1 Brassel-Weibel-Modell 9 2.4.2 McMaster-Shea-Modell 10 2.5 Elementare Generalisierungsvorgänge 11 2.5.1 Klassifikation 15 2.5.2 Flächenaggregation 15 2.5.3. Flächenexpansion und -reduktion durch morphologische Operatoren 16 2.5.4 Verdrängung 18 2.5.4.1 Nickerson-Algorithmus 19 2.5.4.2 Linienverdrängung mittels Energieminimierung 22 2.5.5 Geometrietypwechsel 26 2.5.5.1 Dimensionswechsel von Fläche zu Linie 27 Inhaltsverzeichnis 2.5.5.2 Dimensionswechsel von Fläche zu Punkt 29 2.5.6 Linienvereinfachung und Linienglättung 30 2.5.6.1 Douglas-Algorithmus 31 2.5.6.2 McMaster-Algorithmus 32 2.5.7 Generalisierungsoperatoren in ausgewählten kommerziellen GIS 33 3 Datenmodelle der Digitalen Übersichtskarte der Stadt Dresden 35 3.1 Datenmodelle des Städtischen Vermessungsamtes Dresden 35 3.1.1 Erweitertes Straßenknotennetz (ESKN) 35 3.1.2 Erweiterte Blockkarte (EBK) 36 3.2 ATKIS Basis-DLM 38 4 Generalisierungsverfahren und Parametrisierung 40 4.1 Anforderungen an das Generalisierungsergebnis und -verfahren 40 4.2 Gesamtablauf des Generalisierungsverfahren 41 4.3 Algorithmen- und Parameterwahl für die Generalisierungsoperatoren 44 4.3.1 Anpassung der Selektion 44 4.3.2 Anpassung der Klassifikation 47 4.3.3 Anpassung der Zusammenfassung 48 4.3.4 Anpassung der Überzeichnung 51 4.3.5 Anpassung des Geometrietypwechsels 52 4.3.6 Anpassung der Linienglättung und Linienvereinfachung 54 4.3.7 Anpassung der Verdrängung 56 5 Programmtechnische Umsetzung 58 5.1 Weiterentwicklungsmöglichkeiten von GIS-Applikationen durch objektorientiertes Programmieren 58 5.2 ArcObjects und FMEObjects 60 5.3 Programmaufbau 61 5.3.1 Oberflächengestaltung 61 5.3.2 Module 62 5.3.3 Prozeduren 64 5.3.3.1 Button1_Click 64 5.3.3.2 Prozeduren des Modules FMEObj 66 Inhaltsverzeichnis 5.3.3.3 Klassifikationsprozeduren 67 5.3.3.4 Zusammenfassungsprozeduren 70 5.3.3.5 Vergrößerungsprozedur 71 5.3.3.6 Morphologieprozeduren 72 5.3.3.7 Geometrietypwechsel- und Flächenaggregationsprozeduren 73 5.3.3.8 Kantenmodellprozedur 80 5.3.3.9 Punktsignaturenableitungsprozeduren 81 5.3.3.10 Linienglättungs- und Punktneuorientierungsprozeduren 82 5.4 Tabellen der Parameterdatenbank und ihre Strukturen 84 5.5 Handlungsanweisungen für den Nutzer 87 6 Evaluation der Ergebnisse 89 6.1 Evaluierung zur Nachbearbeitung 90 6.2 Numerisch beschreibende Evaluierung 91 6.3 Evaluierung zur Gütebestimmung 94 6.4 Individuelle subjektive Bewertung 96 6.5 Vergleich mit der amtlich-topographischen Karte 98 7 Fehleranalyse und Dokumentation interaktiv zu lösender Konflikte 100 8 Zusammenfassung und Ausblick 102 Literaturverzeichnis 104 Anhangsverzeichnis 110 / Cartographic generalization is one of the most pivotal issues in cartography. From the 1960s on, a development from free practical map generalization depending on the abilities of the mapmaker towards a scale-determined computer assisted automation has taken place. By today, many open questions concerning the entirely automatic generalization are still remaining. This thesis addresses the issue of automatic generalization and provides a solution for the automatic derivation of data from Dresden’s Municipal Survey Office in 1:25.000 and ATKIS Base DLM into smaller scales. The generalization procedures will be considered both in detail and as a whole. Elementary generalization procedures, such as selection, classification, regrouping, amplification, displacement and simplification (particularly line smoothing) will be described and combined to form a complete process. The focus is set on aggregation of adjacent areas, while maintaining the topological relationship to line objects. The result is a stand-alone application being capable of supporting Dresden’s Municipal Survey Office in revising its data.:Kurzfassung IV Abstract V Inhaltsverzeichnis VI Abbildungsverzeichnis IX Tabellenverzeichnis X Abkürzungsverzeichnis XII 1 Einleitung und Motivation 1 1.1 Allgemeine Einführung 1 1.2 Ziele und Abgrenzung der Arbeit 2 2 Grundlagen der Generalisierung 3 2.1 Generalisierung in der Kartographie 3 2.2 Kartographische Modelltheorie und Modellbildung im digitalen Umfeld 5 2.3 Modell- und kartographische Generalisierung 7 2.4 Rahmenmodelle der digitalen Generalisierung 8 2.4.1 Brassel-Weibel-Modell 9 2.4.2 McMaster-Shea-Modell 10 2.5 Elementare Generalisierungsvorgänge 11 2.5.1 Klassifikation 15 2.5.2 Flächenaggregation 15 2.5.3. Flächenexpansion und -reduktion durch morphologische Operatoren 16 2.5.4 Verdrängung 18 2.5.4.1 Nickerson-Algorithmus 19 2.5.4.2 Linienverdrängung mittels Energieminimierung 22 2.5.5 Geometrietypwechsel 26 2.5.5.1 Dimensionswechsel von Fläche zu Linie 27 Inhaltsverzeichnis 2.5.5.2 Dimensionswechsel von Fläche zu Punkt 29 2.5.6 Linienvereinfachung und Linienglättung 30 2.5.6.1 Douglas-Algorithmus 31 2.5.6.2 McMaster-Algorithmus 32 2.5.7 Generalisierungsoperatoren in ausgewählten kommerziellen GIS 33 3 Datenmodelle der Digitalen Übersichtskarte der Stadt Dresden 35 3.1 Datenmodelle des Städtischen Vermessungsamtes Dresden 35 3.1.1 Erweitertes Straßenknotennetz (ESKN) 35 3.1.2 Erweiterte Blockkarte (EBK) 36 3.2 ATKIS Basis-DLM 38 4 Generalisierungsverfahren und Parametrisierung 40 4.1 Anforderungen an das Generalisierungsergebnis und -verfahren 40 4.2 Gesamtablauf des Generalisierungsverfahren 41 4.3 Algorithmen- und Parameterwahl für die Generalisierungsoperatoren 44 4.3.1 Anpassung der Selektion 44 4.3.2 Anpassung der Klassifikation 47 4.3.3 Anpassung der Zusammenfassung 48 4.3.4 Anpassung der Überzeichnung 51 4.3.5 Anpassung des Geometrietypwechsels 52 4.3.6 Anpassung der Linienglättung und Linienvereinfachung 54 4.3.7 Anpassung der Verdrängung 56 5 Programmtechnische Umsetzung 58 5.1 Weiterentwicklungsmöglichkeiten von GIS-Applikationen durch objektorientiertes Programmieren 58 5.2 ArcObjects und FMEObjects 60 5.3 Programmaufbau 61 5.3.1 Oberflächengestaltung 61 5.3.2 Module 62 5.3.3 Prozeduren 64 5.3.3.1 Button1_Click 64 5.3.3.2 Prozeduren des Modules FMEObj 66 Inhaltsverzeichnis 5.3.3.3 Klassifikationsprozeduren 67 5.3.3.4 Zusammenfassungsprozeduren 70 5.3.3.5 Vergrößerungsprozedur 71 5.3.3.6 Morphologieprozeduren 72 5.3.3.7 Geometrietypwechsel- und Flächenaggregationsprozeduren 73 5.3.3.8 Kantenmodellprozedur 80 5.3.3.9 Punktsignaturenableitungsprozeduren 81 5.3.3.10 Linienglättungs- und Punktneuorientierungsprozeduren 82 5.4 Tabellen der Parameterdatenbank und ihre Strukturen 84 5.5 Handlungsanweisungen für den Nutzer 87 6 Evaluation der Ergebnisse 89 6.1 Evaluierung zur Nachbearbeitung 90 6.2 Numerisch beschreibende Evaluierung 91 6.3 Evaluierung zur Gütebestimmung 94 6.4 Individuelle subjektive Bewertung 96 6.5 Vergleich mit der amtlich-topographischen Karte 98 7 Fehleranalyse und Dokumentation interaktiv zu lösender Konflikte 100 8 Zusammenfassung und Ausblick 102 Literaturverzeichnis 104 Anhangsverzeichnis 110