Die mapChart GmbH bietet einen Softwaredienst an, der es ermöglicht, auf der Grundlage von teilweise kundenspezifischen Basisgeometrien vektorbasierte Karten zu erstellen. Primäres Ausgabemedium ist dabei die Bildschirmkarte des JAVA-Clients im Webbrowser. PDF-Export und Druck sind ebenso möglich. Bei der Kartenerstellung ist der Anwender nicht an vorgegebene Maßstäbe gebunden, sondern kann frei wählen, welches Gebiet in welcher Größe dargestellt werden soll. Hierdurch ergeben sich komplexe Aufgabenstellungen für die kartografische Generalisierung. Diese Probleme und deren bisherige Lösungen durch das Unternehmen werden im ersten Teil der Arbeit diskutiert, wobei verschiedene wissenschaftliche Arbeiten für spezielle Teilaufgaben der Generalisierung kurz vorgestellt werden. Selektion und Formvereinfachung gelten als die wichtigsten Generalisierungsschritte. Während die Selektion mit den vorhandenen Methoden von Geodatenbanken relativ problemlos realisiert werden kann, stellt die Formvereinfachung ein umfangreiches Problem dar. Das Hauptaugenmerk der Arbeit richtet sich deswegen auf die rechnergestützte Liniengeneralisierung verbunden mit dem Ziel, überflüssige Stützpunkte mit Hilfe von Algorithmen zur Linienvereinfachung einzusparen. Ergebnis sind schnellere Übertragungszeiten der Kartenvektordaten zum Anwender sowie eine Beschleunigung raumbezogener Analysen, wie z. B. Flächenverschneidungen. Des weiteren werden Verbesserungen in der Darstellung angestrebt. Ein geeigneter Algorithmus zeichnet sich durch eine geringe Beanspruchung der Ressourcen Zeit und Speicherbedarf aus. Weiterhin spielt der erreichbare Grad der Verringerung der Stützpunktmenge bei akzeptabler Kartenqualität eine entscheidende Rolle. Nicht zuletzt sind topologische Aspekte und der Implementierungsaufwand zu beachten. Die Arbeit gibt einen umfassenden Überblick über vorhandene Ansätze zur Liniengeneralisierung und leitet aus der Diskussion der Vor- und Nachteile zwei geeignete Algorithmen für die Implementierung mit der Programmiersprache JAVA ab. Die Ergebnisse der Verfahren nach Douglas-Peucker und Visvalingam werden hinsichtlich der Laufzeiten, des Grades der Verringerung der Stützpunktmenge sowie der Qualität der Kartendarstellung verglichen, wobei sich für die Visvalingam-Variante leichte Vorteile ergeben. Eine Parameterkonfiguration für den konkreten Einsatz der Vereinfachungsmethode in das GIS der mapChart GmbH wird vorgeschlagen. Die Vereinfachung von Polygonnetzen stellt eine Erweiterung des Problems der Liniengeneralisierung dar. Hierbei müssen topologische Aspekte beachtet werden, was besonders schwierig ist, wenn die Ausgangsdaten nicht topologisch strukturiert vorliegen. Für diese Aufgabe wurde ein neuer Algorithmus entwickelt und ebenfalls in JAVA implementiert. Die Implementierung dieses Algorithmus und damit erreichbaren Ergebnisse werden anhand von zwei Testdatensätzen vorgestellt, jedoch zeigt sich, dass die wichtige Bedingung der Echtzeitfähigkeit nicht erfüllt wird. Damit ergibt sich, dass der Algorithmus zur Netzvereinfachung nur offline benutzt werden sollte.:1 Einleitung 2 Kartografische Generalisierung 3 Algorithmen zur Liniengeneralisierung 4 Implementierung 5 Ergebnisse 6 Ausblick 7 Zusammenfassung / MapChart GmbH offers a software service, which allows users to create customized, vector-based maps using vendor as well as customer geometric and attributive data. Target delivery media is the on-screen map of the JAVA client within the web browser. PDF export and print are also supported. Map production is not limited to specific scales. The user can choose which area at which scale is shown. This triggers complex tasks for cartographic generalization. Current solutions by the company are discussed and scientific work for selected tasks will be presented shortly. Selection and Simplification are known as the most important steps of generalization. While selection can be managed sufficiently by geo databases, simplification poses considerably problems. The main focus of the thesis is the computational line generalization aiming on reducing the amount of points by simplification. Results are an increased speed of server to client communication and better performance of spatial analysis, such as intersection. Furthermore enhancements for the portrayal of maps are highlighted. An appropriate algorithm minimizes the demands for the resources time and memory. Furthermore the obtainable level of simplification by still producing acceptable map quality plays an important role. Last but not least efforts for the implementation of the algorithm and topology are important. The thesis discusses a broad overview of existing approaches to line simplification. Two appropriate algorithms for the implementation using the programming language JAVA will be proposed. The results of the methods of Visvalingam and Douglas-Peucker will be discussed with regards to performance, level of point reduction and map quality. Recommended parameters for the implementation in the software of MapChart GmbH are derived. The simplification of polygon meshes will be an extension of the line generalization. Topological constraints need to be considered. This task needs a sophisticated approach as the raw data is not stored in a topological structure. For this task a new algorithm was developed. It was also implemented using JAVA. The results of the testing scenario show that the constraint of real-time performance cannot be fulfilled. Hence it is recommended to use the algorithm for the polygon mesh simplification offline only.:1 Einleitung 2 Kartografische Generalisierung 3 Algorithmen zur Liniengeneralisierung 4 Implementierung 5 Ergebnisse 6 Ausblick 7 Zusammenfassung

Die vorliegende Arbeit widmet sich den Möglichkeiten, Nutzer bei der touristischen Navigation besser zu unterstützen. Dabei werden zum einen Methoden einer nutzerorientierten thematischen Routenplanung aufgezeigt und zum anderen kartographische Anamorphoten als visuelle Navigationshilfe diskutiert. Der erste Teil der Arbeit beschäftigt sich mit Methoden zur nutzerorientierten semantischen Filterung themenrelevanter Gebiete im Allgemeinen und zur individuellen thematischen Rou-tenplanung im Besonderen. Derzeit existieren verschiedene technische Ansätze für Routenplanungen, die touristisch relevante Orte zu einem spezifischen Thema auf Basis nutzergenerierter Webinhalte bestimmen und zu Themenrouten kombinieren. Es existiert jedoch, nach Auffassung des Autors, kein Ansatz für eine wirklich individuelle Routenplanung, bei der Nutzer frei das Thema und den Start- und Endpunkt einer Route definieren können. Die erste Methode, Kontinuummethode, basiert auf der Generierung eines thematischen Pseudokontinuums. Hier werden Daten der Plattformen Wikipedia, Flickr und Panoramio kombiniert und mittels der Kerndichteschätzung zu Pseudodichtekontinua transformiert. Mithilfe der Explicit Semantic Analysis (ESA) als Methode der semantischen Ähnlichkeitsbestimmung werden dann den Pseudodichtekontinua Themenrelevanzwerte zugeordnet und so relevante geographische Gebiete zu einem nutzerdefinierten Thema gefiltert. Für eine thematische Routenplanung werden diese Themenrelevanzwerte auf ein Wegenetz übertragen. Die zweite Methode, Sequenzmethode, baut auf der semantischen Ähnlichkeitsbestimmung auf und ordnet georeferenzierte Wikipedia-Artikel entsprechend ihrer Themenrelevanz. Diese werden dann sequenziell in die Routenberechnung integriert. Eine durchgeführte Nutzerbefragung bestätigt, dass beide Methoden geeignet sind, um themenrelevante Routen zu bestimmen. Der zweite Teil der Arbeit widmet sich der Eignung anamorphotischer Darstellungen als Navigationshilfe. Navigation als Problemlösungsprozess lässt sich hierarchisch-sequenziell in Teilprozesse unterteilen, die je nach Aufgabe bzw. Problemstellung unterschiedliche Visualisierungsformen fordern. Anamorphoten können das Kartenbild hinsichtlich eines bestimmten Sachbezuges verzerren und so die Karteninterpretation bei diesen unterschiedlichen Navigationsprozessen erleichtern. In der Arbeit wird zum einen eine umfassende deutschsprachige Taxonomie zu Anamorphoten eingeführt und zum anderen eine empirische Untersuchung zur Nutzung epizentrisch-gerichteter Distanzwertanamorphoten für die Navigation vorgestellt. Dabei liegt der Fokus der Studie auf dem Einfluss der Egozentrizität und Verzerrung bei der Karteninterpretation in einzelnen Navigationsprozessen und inwieweit zeitbe-schreibende Darstellungen bei der Navigation und Wegfindung hilfreich sind.:Erklärung I Kurzfassung III Abstract V Danksagung VI Inhaltsverzeichnis VII Abbildungsverzeichnis X Tabellenverzeichnis XIII Formelverzeichnis XIV Abkürzungs- und Symbolverzeichnis XV 1 Einleitung 1 1.1 Motivation 1 1.2 Forschungsfragen 2 1.3 Gliederung der Arbeit 2 2 Navigation und Wegfindung 4 2.1 Definition von Navigation und Wegfindung 4 2.1.1 Navigationskontext 6 2.1.1.1 Navigationsaufgaben und -strategien 8 2.1.1.2 Mentale Karte und räumliche Vorstellung 11 2.1.1.2.1 Räumliches Wissen und Elemente der mentalen Vorstellung 12 2.1.1.2.2 Modelle räumlichen Wissens 13 2.1.1.3 Navigations- und Wegfindungshilfen 15 2.1.1.3.1 Karten und kartenähnliche Darstellungen als Navigationshilfe 17 2.1.1.3.2 Mobile Karten 18 2.1.1.3.3 Adaption in der mobilen Kartographie 19 2.1.1.3.4 Empirische Untersuchungen zu Karten als Navigationshilfe 22 2.1.1.3.5 Empirische Untersuchungen zu kartenähnlichen Darstellungen als Navigationshilfe 22 2.1.1.4 Entfernungs- und Zeitschätzung in der Navigation 24 2.1.2 Navigation als Problemlösungsprozess 24 2.2 Navigationsmodell des Autors 25 3 Semantische Ähnlichkeitsbestimmung nutzergenerierter Daten für touristische Routenplanungen 29 3.1 Stand der Wissenschaft 29 3.1.1 Individuelle Routengenerierung und themenbezogene Ortsidentifikation 29 3.1.2 Semantische Ähnlichkeitsbestimmung im Kontext von Wikipedia 30 3.1.3 Generierung von thematischen Oberflächen und Dichtebestimmung von verteilten Daten 33 3.2 Räumliche Präsenz von Geoobjekten 34 3.3 Methodik 35 3.3.1 Datenaufbereitung 35 3.3.1.1 Datenextraktion und Ähnlichkeitsbestimmung 35 3.3.1.2 Navigationsgraph aus OpenStreetMap 36 3.3.2 Routenbestimmung und Kostenwertermittlung 39 3.3.2.1 Routenberechnung auf Basis eines semantischen Pseudokontinuums 39 3.3.2.2 Routenberechnung auf Basis eines Rankings der semantischen Ähnlichkeiten 44 3.3.2.3 Routenberechnung auf Basis eines Hybridalgorithmus 46 3.4 Methodenvergleich 46 3.5 Nutzerbefragung zu themenbezogenen Routen 50 3.5.1 Aufbau der Nutzerbefragung 50 3.5.2 Nutzerbewertung 51 3.5.2.1 Klassifizierung der Teilnehmer 51 3.5.2.2 Vergleich der Benutzerbewertungen und semantischen Ähnlichkeiten 51 3.5.2.3 Vergleich berechneter Themenrouten mit Nutzervorstellungen 53 4 Anamorphoten als Navigationshilfe 56 4.1 Begriffsbestimmung zu Anamorphoten 56 4.1.1 Abgrenzung Kartogramm und Anamorphote 59 4.1.2 Taxonomie für anamorphotische Darstellungen 60 4.1.2.1 Einteilung nach dem Fokus der Verzerrung 60 4.1.2.2 Einteilung nach dem Sachwertbezug 62 4.1.2.3 Einteilung nach dem Grad der Abstraktion 66 4.1.2.4 Einteilung nach dem visuellen Zusammenhang/Kontinuität 67 4.1.2.5 Einteilung nach der Art der Zentrizität und Ausrichtung 68 4.2 Empirische Untersuchung zu Distanzwertanamorphoten als Navigationshilfe 69 4.2.1 Ziel, Aufbau und Forschungshypothesen 69 4.2.2 Kartendarstellungen 72 4.2.2.1 Darstellungen ohne Weginformationen 73 4.2.2.2 Darstellungen mit Wegdistanzinformationen 73 4.2.2.3 Darstellungen mit Wegzeitinformationen 75 4.2.3 Analyse und Auswertung der Testergebnisse 77 4.2.3.1 Planungsprozess auf globaler Ebene 79 4.2.3.2 Evaluierungsprozess auf globaler Ebene 83 4.2.3.3 Planungsprozess auf lokaler Ebene 85 4.2.3.4 Evaluierungsprozess auf lokaler Ebene 88 4.2.4 Diskussion 91 5 Zusammenfassung und Ausblick 95 5.1 Beantwortung der Forschungsfragen 95 5.2 Fazit 103 6 Literaturverzeichnis 107 7 Anhang 117 / This thesis deals with means of a better support to touristic navigation processes. Methods for a user-orientated thematic route planning are presented on the one hand and, on the other hand, the usabilty of distorted cartograms as visual navigation aids are discussed. In the first part of the thesis, two methods are presented for a user-orientated semantic selection of theme-relevant areas in general and for an individual thematic routing in particular. Several technical approaches to a touristic tour planning, which connects popular locations to specific theme routes based on user-generated web content have been published in the recent years. However, no approach exists to the author’s knowledge, which allows truly individual theme route planning in a way that a user can define a theme as well as a starting and end point of the route. The first method, continuum method, is based on the generation of a thematic pseudo continuum. Here, data of the web platforms of Wikipedia, Flickr and Panoramio are combined and transformed to a pseudo continuum by using the kernel density estimation. A semantic similarity analysis based on the Explicit Semantic Analysis (ESA) is carried out to predict thematic-relevance values, which are matched to the pseudo continuum and, thus, to select relevant geographic areas concerning a specific theme. These thematic-relevance values are transferred to a road network for the purpose of a thematic routing. The second method, sequence method, is based on a semantic similarity analysis as well and ranks Wikipedia articles according to their thematic relevance. These ranked articles are sequentially integrated into the routing. A completed user survey confirms the suitability of both methods to generate theme-relevant routes for touristic purposes. The second part of the thesis deals with the usability of distorted visualisations as navigation aids. Navigation as a problem-solving process can be hierarchically-sequentially divided into subtasks, whereas visualisation can be optimised for a certain task or problem. Cartograms in forms of distorted visualisations can adapt to a certain semantic focus and effectively support users in the navigation process. Within the scope of this thesis, an extensive German-language taxonomy of distorted cartograms has been compiled. Moreover, an empirical study on the usability of epicentrically directed distance cartograms in navigation processes is covered. The focus of this study is set on the influence of distortion and egocentricity of visualisations in the map interpretation and how time-describing representations can help the user in navigation and wayfinding processes.:Erklärung I Kurzfassung III Abstract V Danksagung VI Inhaltsverzeichnis VII Abbildungsverzeichnis X Tabellenverzeichnis XIII Formelverzeichnis XIV Abkürzungs- und Symbolverzeichnis XV 1 Einleitung 1 1.1 Motivation 1 1.2 Forschungsfragen 2 1.3 Gliederung der Arbeit 2 2 Navigation und Wegfindung 4 2.1 Definition von Navigation und Wegfindung 4 2.1.1 Navigationskontext 6 2.1.1.1 Navigationsaufgaben und -strategien 8 2.1.1.2 Mentale Karte und räumliche Vorstellung 11 2.1.1.2.1 Räumliches Wissen und Elemente der mentalen Vorstellung 12 2.1.1.2.2 Modelle räumlichen Wissens 13 2.1.1.3 Navigations- und Wegfindungshilfen 15 2.1.1.3.1 Karten und kartenähnliche Darstellungen als Navigationshilfe 17 2.1.1.3.2 Mobile Karten 18 2.1.1.3.3 Adaption in der mobilen Kartographie 19 2.1.1.3.4 Empirische Untersuchungen zu Karten als Navigationshilfe 22 2.1.1.3.5 Empirische Untersuchungen zu kartenähnlichen Darstellungen als Navigationshilfe 22 2.1.1.4 Entfernungs- und Zeitschätzung in der Navigation 24 2.1.2 Navigation als Problemlösungsprozess 24 2.2 Navigationsmodell des Autors 25 3 Semantische Ähnlichkeitsbestimmung nutzergenerierter Daten für touristische Routenplanungen 29 3.1 Stand der Wissenschaft 29 3.1.1 Individuelle Routengenerierung und themenbezogene Ortsidentifikation 29 3.1.2 Semantische Ähnlichkeitsbestimmung im Kontext von Wikipedia 30 3.1.3 Generierung von thematischen Oberflächen und Dichtebestimmung von verteilten Daten 33 3.2 Räumliche Präsenz von Geoobjekten 34 3.3 Methodik 35 3.3.1 Datenaufbereitung 35 3.3.1.1 Datenextraktion und Ähnlichkeitsbestimmung 35 3.3.1.2 Navigationsgraph aus OpenStreetMap 36 3.3.2 Routenbestimmung und Kostenwertermittlung 39 3.3.2.1 Routenberechnung auf Basis eines semantischen Pseudokontinuums 39 3.3.2.2 Routenberechnung auf Basis eines Rankings der semantischen Ähnlichkeiten 44 3.3.2.3 Routenberechnung auf Basis eines Hybridalgorithmus 46 3.4 Methodenvergleich 46 3.5 Nutzerbefragung zu themenbezogenen Routen 50 3.5.1 Aufbau der Nutzerbefragung 50 3.5.2 Nutzerbewertung 51 3.5.2.1 Klassifizierung der Teilnehmer 51 3.5.2.2 Vergleich der Benutzerbewertungen und semantischen Ähnlichkeiten 51 3.5.2.3 Vergleich berechneter Themenrouten mit Nutzervorstellungen 53 4 Anamorphoten als Navigationshilfe 56 4.1 Begriffsbestimmung zu Anamorphoten 56 4.1.1 Abgrenzung Kartogramm und Anamorphote 59 4.1.2 Taxonomie für anamorphotische Darstellungen 60 4.1.2.1 Einteilung nach dem Fokus der Verzerrung 60 4.1.2.2 Einteilung nach dem Sachwertbezug 62 4.1.2.3 Einteilung nach dem Grad der Abstraktion 66 4.1.2.4 Einteilung nach dem visuellen Zusammenhang/Kontinuität 67 4.1.2.5 Einteilung nach der Art der Zentrizität und Ausrichtung 68 4.2 Empirische Untersuchung zu Distanzwertanamorphoten als Navigationshilfe 69 4.2.1 Ziel, Aufbau und Forschungshypothesen 69 4.2.2 Kartendarstellungen 72 4.2.2.1 Darstellungen ohne Weginformationen 73 4.2.2.2 Darstellungen mit Wegdistanzinformationen 73 4.2.2.3 Darstellungen mit Wegzeitinformationen 75 4.2.3 Analyse und Auswertung der Testergebnisse 77 4.2.3.1 Planungsprozess auf globaler Ebene 79 4.2.3.2 Evaluierungsprozess auf globaler Ebene 83 4.2.3.3 Planungsprozess auf lokaler Ebene 85 4.2.3.4 Evaluierungsprozess auf lokaler Ebene 88 4.2.4 Diskussion 91 5 Zusammenfassung und Ausblick 95 5.1 Beantwortung der Forschungsfragen 95 5.2 Fazit 103 6 Literaturverzeichnis 107 7 Anhang 117

Der Bodenschutz in städtischen Ballungsräumen wie Berlin hat die Ziele, den Flächenverbrauch zu minimieren und noch vorhandene Bodenfunktionen zu sichern. Vor diesem Hintergrund ist eine Neufassung eines überregional und allgemein anwendbaren großmaßstäbigen Bewertungssystems erforderlich, das die Wiederherstellung von Bodenfunktionen und die Aspekte des vorsorgenden Bodenschutzes in Planungs- und Zulassungsverfahren in Großstädten verstärkt berücksichtigen muss. Um dieses Bewertungssystem für Stadtböden zu entwickeln, werden hier die Bewertungsmethoden von Verfahren in Berlin, Hamburg und München auf ausgewählten Testflächen in der Stadt Berlin angewendet, durch Erstellung der Bodenfunktionskarten bei großmaßstäbigen Bewertung verglichen und unter fachlichen Gesichtspunkten in einer strukturierten Weise im Rahmen des Vergleichs überprüft. Die fachlichen Merkmale von untersuchten Bewertungsmethoden auf der Basis der gewonnenen Erkenntnisse und Bewertungsergebnisse werden hergeleitet und das Bewertungsverfahren für Stadtböden mit seinem Inhalt entwickelt. Für die Anpassung dieses vorgeschlagenen Verfahrens an Berliner Böden zu einem räumlichen Planungsfall wird hier eine Methode zur aggregierten Gesamtbewertung dieser Böden hinsichtlich ihrer bewerteten Boden(teil)funktionen erarbeitet. Abschließend lässt sich sagen, dass das vorgeschlagene großmaßstäbige Bewertungsverfahren, das für die Anwendung im großen Maßstabsbereich (>_ 1: 10.000) konzipiert, hinsichtlich der Ergebnisse, die für den Einsatz im Bodenschutz und in der Planungspraxis für Großstädte abgeleitet werden, dem Planungsträger Empfehlungen als „Entscheidungsgrundlage“, insbesondere für planerische Fragestellungen - ob ein Standort mit seinen Böden mehr oder weniger schützenswert ist, liefern kann. / The soil conservation in urban agglomerations such as Berlin aims to minimize the consumption of land and to preserve existing services and functions. It is against this background that a revision of nationwide and commonly applicable large scale evaluation systems is required, which will take greater account of the restoration of soil functions and aspects of preventing soil conservation within planning and approval procedures. In order to develop an evaluation system for soil functioning in urban areas, the valuation methods of different procedures in Berlin, Hamburg and Munich have been practically applied, through the preparation of soil maps for large scale evaluation compared and reviewed with regard to technical aspects in a structured manner in the context of the comparison. The technical characteristics of the assessed evaluation methods are derived based on the knowledge gained from this study and the evaluation system for urban soils is developed in a content oriented manner. A method of overall aggregate assessment of soils relating to their (sub) functions was developed for the adaptation of the proposed procedure to soils of Berlin to a spatial planning purpose. In conclusion, the proposed assessment procedures, which are designed for use on the scale of 1:10,000 or larger, based on the results, which are derived for the application in soil conservation and planning in big cities, serve the purpose of supporting cities and their development bodies as “planning recommendations”, especially for planning issues such as, making a decision, if the soils found at one specific location are of higher conservational value than the soils found at another location.

Autostereoskopische Monitore ermöglichen das spontane dreidimensionale Betrachten des gezeigten Inhaltes, ohne dass zusätzliche Betrachtungshilfen notwendig sind. Eine solche räumliche Wahrnehmung kann auch für die Kartographie vielfaltige neue Visualisierungsmöglichkeiten bieten. Allerdings wurden dafür bisher kaum Gestaltungsregeln formuliert. Gerade das ist aber notwendig, um das Potential dieser 3D-Monitore richtig nutzen zu können. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Gestaltung kartographischer Inhalte auf autostereoskopischen Monitoren und soll damit einen Beitrag leisten, solche Monitore in naher Zukunft optimal für kartographische Zwecke einsetzen zu können. Nach der Beschreibung des Forschungsstandes hinsichtlich 3D-Visualisierungstechniken und Minimaldimensionen kartographischer Inhalte an Monitoren behandelt die vorliegende Arbeit zwei empirische Untersuchungen. Im ersten Teil werden verschiedene graphische Elemente hinsichtlich ihrer Mindestgröße untersucht. Angelehnt an bereits vorhandene Empfehlungen für 2D-Monitore sowie Untersuchungen an gedruckten Lentikulardisplays werden Schrift, Linien und einfache Zeichen verschiedener Größe bzw. Strichstarke bezüglich ihrer Lesbarkeit an einem Lentikularmonitor getestet. Um eine Mindestgröße sinnvoll festzulegen, soll hierbei das Kriterium erfüllt sein, dass 90 % der Befragten die gezeigten Wörter, Linien bzw. Zeichen in mindestens dieser Größe lesen konnten. Neben den Mindestgrößen wird in dieser ersten Studie zudem die Erkennbarkeit und Unterscheidbarkeit von verschiedenen Tiefenebenen untersucht. Anhand von Positionssignaturen, die sich blockweise in unterschiedlichem Abstand zum Betrachter befinden, d.h. in verschiedenen Tiefenebenen liegen, wird ermittelt, ob und wie gut eine Unterscheidung dieser Ebenen möglich ist. Insgesamt werden in dieser ersten Studie neun Hypothesenpaare überprüft. Die zweite empirische Untersuchung, die in dieser Arbeit vorgestellt wird, befasst sich mit der Wahrnehmungsleistung in thematischen Karten an 2D-Monitoren und an 3D-Monitoren. Anhand von einfach gestalteten thematischen Karten werden die Antwortzeit und die Antwortgenauigkeit bei der Lösung einfacher Aufgaben analysiert. Getestet wird an dem gleichen Monitor, der bereits für die Untersuchung zu den Minimaldimensionen genutzt wurde und vergleichend dazu an einem ähnlich großen 2D-Monitor. In dieser zweiten Studie werden zwei Hypothesenpaare überprüft. Darüber hinaus werden die Ergebnisse mit einer parallel am Geografischen Institut der Ruhr-Universität Bochum stattgefundenen Studie verglichen. Die Projektpartner testeten unter sehr ähnlichen Bedingungen einen zweiten Lentikularmonitor. Anhand des Vergleichs beider Studien werden erste Schlussfolgerungen gezogen, die für eine Gestaltung kartographischer Inhalte an Lentikularmonitoren im Allgemeinen gültig sind. Die Ergebnisse der ersten Untersuchung zeigen, dass die Minimaldimensionen von Schrift, Linien und einfachen Zeichen am untersuchten 3D-Monitor weniger stark von den Empfehlungen für normale 2D-Monitore abweichen als im Vorfeld vermutet wurde. Bei der zweiten Studie hingegen lässt sich anhand der untersuchten thematischen Karte hinsichtlich der Wahrnehmungsleistung schlussfolgern, dass eine Visualisierung am 3D-Monitor zwar keine Verbesserung der Antwortgenauigkeit bewirkt, wohl aber eine deutliche Reduzierung der Antwortdauer. In der zweiten empirischen Untersuchung liegen Daten zu weiteren Testkarten vor, die die in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse verifizieren konnten. In weiterer Analysearbeit sollen diese Erkenntnisse in naher Zukunft zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus wird empfohlen, die Untersuchungen auf verschiedene 3D-Monitore auszuweiten, um eine Allgemeingültigkeit der ermittelten Erkenntnisse verifizieren zu können bzw. um detailliertere Empfehlungen zur Gestaltung thematischer Inhalte auf 3D-Monitoren geben zu können. / Autostereoscopic monitors allow spontaneous three-dimensional perception of the visualised content without the need of any additional viewing aids. Such a kind of spatial perception can also allow multiple new visualisation options in the field of cartography. So far, there are hardly any rules given for an optimal design of such cartographic visualisations. But, this is essential in order to use the potential of these 3D monitors correctly. Therefore, this work deals with the design of cartographic content on autostereoscopic monitors. Thus, it shall contribute to an optimal use of such a monitor for cartographic purposes in the near future. After describing the state of research regarding 3D visualisation techniques and minimum dimensions of cartographic content on monitors in general, the present work discusses two empirical studies. In the first study, several graphic elements are analysed regarding their minimal legible size. Some lettering, lines and simple symbols are tested regarding their legibility on a monitor which uses the lenticular foil technology. The test patterns are based on existing recommendations for 2D monitors and studies on printed lenticular foil displays. A simple rule was chosen to be able to specify minimum sizes for the tested elements: at least 90 % of the test persons have been able to read the test words, lines or symbols in this size. Furthermore, the first study investigated the ability to differentiate several depth planes. With the help of point symbol blocks which are located in different distances to the viewer, i.e. which are located in different depth planes, it is examined if the participants can differentiate these planes easily. Altogether, nine pairs of hypotheses are analysed during this study. The second empirical study which is presented in this work, deals with the map reading performance in thematic maps visualised on 2D monitors and on 3D monitors. Using thematic maps of simple design the response time and response accuracy are analysed for solving simple map reading tasks. The used 3D monitor was the same as for the first study. Further, the same questions were asked for the thematic maps shown on a normal 2D monitor with nearly the same size as the 3D monitor. In this second study two pairs of hypotheses are analysed. Moreover, the findings are compared with a similar study which was conducted at the Geographic Institute of the Ruhr University Bochum. The project partners tested the thematic maps on a second lenticular monitor under very similar conditions. Based on a comparison of both studies an attempt will be made to draw some conclusions that are generally valid for a design of cartographic content on lenticular monitors. The results of the first study show that for the examined 3D monitor the minimum dimensions of lettering, lines and simple symbols differ less from the recommendations for normal 2D monitors than assumed before the studies. The findings of the second study for map reading efficiency on thematic maps show that the visualisation on a 3D monitor reduces the response time of the questions. However, the correctness of the answers does not improve between the 2D monitor and the 3D monitor. In the second empirical study data of more test maps than used in this work is available. It shall be used in further analyses for trying to verify the results presented here. In addition, it is recommended to extend the studies on different 3D monitors to verify a general applicability of the findings or to give more detailed recommendations for the design of thematic content on 3D monitors.

Die visuelle Kommunikation ist eine effiziente Methode, um dynamische Phänomene zu beschreiben. Informationsobjekte präzise wahrzunehmen, einen schnellen Zugriff auf strukturierte und relevante Informationen zu ermöglichen, erfordert konsistente und nach dem formalen Minimalprinzip konzipierte Analyse- und Darstellungsmethoden. Dynamische Raumphänomene in Geoinformationssystemen können durch den Mangel an konzeptionellen Optimierungsanpassungen aufgrund ihrer statischen Systemstruktur nur bedingt die Informationen von Raum und Zeit modellieren. Die Forschung in dieser Arbeit ist daher auf drei interdisziplinäre Ansätze fokussiert. Der erste Ansatz stellt eine echtzeitnahe Datenerfassung dar, die in Geodatenbanken zeitorientiert verwaltet wird. Der zweite Ansatz betrachtet Analyse- und Simulationsmethoden, die das dynamische Verhalten analysieren und prognostizieren. Der dritte Ansatz konzipiert Visualisierungsmethoden, die insbesondere dynamische Prozesse abbilden. Die Symbolisierung der Prozesse passt sich bedarfsweise in Abhängigkeit des Prozessverlaufes und der Interaktion zwischen Datenbanken und Simulationsmodellen den verschiedenen Entwicklungsphasen an. Dynamische Aspekte können so mit Hilfe bewährter Funktionen aus der GI-Science zeitnah mit modularen Werkzeugen entwickelt und visualisiert werden. Die Analyse-, Verschneidungs- und Datenverwaltungsfunktionen sollen hierbei als Nutzungs- und Auswertungspotential alternativ zu Methoden statischer Karten dienen. Bedeutend für die zeitliche Komponente ist das Verknüpfen neuer Technologien, z. B. die Simulation und Animation, basierend auf einer strukturierten Zeitdatenbank in Verbindung mit statistischen Verfahren. Methodisch werden Modellansätze und Visualisierungstechniken entwickelt, die auf den Bereich Verkehr transferiert werden. Verkehrsdynamische Phänomene, die nicht zusammenhängend und umfassend darstellbar sind, werden modular in einer serviceorientierten Architektur separiert, um sie in verschiedenen Ebenen räumlich und zeitlich visuell zu präsentieren. Entwicklungen der Vergangenheit und Prognosen der Zukunft werden über verschiedene Berechnungsmethoden modelliert und visuell analysiert. Die Verknüpfung einer Mikrosimulation (Abbildung einzelner Fahrzeuge) mit einer netzgesteuerten Makrosimulation (Abbildung eines gesamten Straßennetzes) ermöglicht eine maßstabsunabhängige Simulation und Visualisierung des Mobilitätsverhaltens ohne zeitaufwendige Bewertungsmodellberechnungen. Zukünftig wird die visuelle Analyse raum-zeitlicher Veränderungen für planerische Entscheidungen ein effizientes Mittel sein, um Informationen übergreifend verfügbar, klar strukturiert und zweckorientiert zur Verfügung zu stellen. Der Mehrwert durch visuelle Geoanalysen, die modular in einem System integriert sind, ist das flexible Auswerten von Messdaten nach zeitlichen und räumlichen Merkmalen. / Visual communication is an efficient method to describe dynamic phenomena. Perceiving information objects precisely and facilitating quick access to structured and relevant information requires consistent analysis and presentation methods conceived according to the formal minimisation principle. Because of the lack of conceptual optimisation adaptations due to their static system structure, dynamic space phenomena in geoinformation systems can only model the information of time and space conditionally. This is why research in this paper focuses on three interdisciplinary approaches. The first approach represents data collection close to real-time which is administered in geodatabases in a time-oriented manner. The second approach looks at analysis and simulation methods that analyse and forecast dynamic behaviour. The third approach conceives visualisation methods that model dynamic processes in particular. Where required, the symbolising of processes adapts to the various development phases depending on the process flow and the interaction between databases and simulation models. This allows dynamic aspects to be developed and visualised in a timely manner using modular tools with the help of proven geoscience functions. The analysis, intersection and data administration functions are intended to serve as utilisation and analysis potential as an alternative to static chart methods. For the time component, linking new technologies such as simulation and animation is significant based on a structured time database in connection with statistical methods. Modelling approaches and visualisation techniques are methodically developed and transferred to the traffic field. Dynamic traffic phenomena that cannot be modelled cohesively and comprehensively are separated into a service-oriented modular architecture in order to present them visually on different levels of space and time. Past developments and forecasts are modelled and visually analysed using various calculation methods. Linking a micro-simulation (modelling individual vehicles) to a network-controlled macro-simulation (modelling an entire road network) makes it possible to simulate and visualise mobility behaviour regardless of scale without time-consuming analysis model calculations. In the future, the visual analysis of space-time changes for planning decisions will be an efficient tool in order to make comprehensive, clearly structured and appropriate information available. The flexible analysis of measurement data according to time and space criteria represents the added value of visual geoanalysis integrated into a system with a modular structure.

Mobile applications are becoming more and more important in the daily life and offer interesting and completely new aspects to the field of cartography. The technological possibilities provided by computer science have had a large impact on cartography and therefore cartographers must be familiar with the development of software to present geographic information and make it accessible. With the recent rise of mobile devices like smartphones, it is inevitable that this has to include mobile platforms as well. The main focus of this Bachelor thesis is on the conceptual design and implementation of tutorials to teach the development of mobile applications or 'apps' for the Android platform. The tutorials are going to be part of exercises in a practical course that accompanies the lecture 'Mobile Cartography' held at the Institute of Cartography at the Dresden University of Technology. Five exercises have been created covering key aspects of Android programming with Java. The theoretical part of this thesis starts with providing definitions of important terms of mobile computing and mobile cartography that will play an important role throughout the thesis. After that possibilities of interaction with mobile and web applications are introduced and discussed briefly. Location-based services and their usage in the context of social networks are discussed in the following section before the sensors of mobile devices are analyzed. A brief discussion of the potential for augmented reality applications is also given. The following second section deals with mobile software platforms and focuses on the Android operating system for mobile devices. Within this section, the features of the Android framework are described and some specific characteristics of software development are explained. The third section is all about the conceptual design and implementation of the tutorials. Considering the requirements for the practical course and different aspects of learning, the pedagogical approach is described. Additionally the ECLASS model which has evolved in the context of E-Learning is explained as it provided the structure of the exercises. After that, the content of the five exercises which include basics, layout, internal interaction of components, database access and the integration of maps is reflected. Finally, a brief outlook on further possible exercises is given.

Die Kartographie ist eine Wissenschaft, die in ihrem Charakter starke interdisziplinäre Züge aufweist. Sie zeigt sich in den verschiedensten Facetten und wird darum in den unterschiedlichsten Wissenschaften angewandt. Markantester Charakter ist, schon per Definition, die Modellierung von geowissenschaftlichen Ereignissen und Sachverhalten. „A unique facility for the creation and manipulation of visual or virtual representations of geospace – maps – to permit the exploration, analysis, understanding and communication of information about that space.“(ICA 2003) Aus dieser Definition wird die Charakteristik einer Kommunikationswissenschaft (Brassel) deutlich. Gerade seit dem Paradigmenwechsel der 1970er Jahre fließen zahlreiche weitere Aspekte wie Informatik, Semiotik und Psychologie in das Verständnis von Kartographie ein. Dadurch wird die Karte nicht mehr als reines graphisches Mittel verstanden, sondern als Träger und Übermittler von Informationen verstanden. Der Kartennutzer und dessen Verständnis von Karten rücken dabei immer weiter in den Vordergrund und werden „Ziel“ der kartographischen Verarbeitung. Aus diesem Verständnis heraus, möchte ich in der folgenden Arbeit einen relativ neuen Einfluss und Aspekt der Kartographie vorstellen. Es handelt sich um das Modell der Self-Organizing Maps (SOM), welches erstmalig Anfang der 1980er Jahre von Teuvo Kohonen vorgestellt wurde und deshalb auch, von einigen Autoren, als Kohonenmaps bezeichnet wird. Dem Typus nach, handelt es sich dabei um künstliche neuronale Netze, welche dem Nervensystem des menschlichen Gehirns nachempfunden sind und damit allgemein als eine Art selbständiger, maschineller Lernvorgang angesehen werden können. Im Speziellen sind Self-Organizing Maps ein unüberwachtes Lernverfahren, das in der Lage ist völlig unbekannte Eingabewerte zu erkennen und zu verarbeiten. Durch diese Eigenschaft eignen sie sich als optimales Werkzeug für Data Mining sowie zur Visualisierung von hochdimensionalen Daten. Eine Vielzahl von Wissenschaftlern hat diesen Vorteil bereits erkannt und das Modell in ihre Arbeit einbezogen oder auf dessen Verwendbarkeit analysiert. Deshalb möchte in dieser Arbeit, einige dieser Verwendungsmöglichkeiten und den daraus resultierenden Vorteil für die Kartographie aufzeigen.

Although proprietary and free web map applications have become an important part of daily life, individual map styling has been neglected for a fairly long time. With the latest possibilities of custom adjustment provided by many services and some interesting artistic experiments, this is about to change. In the context of artistic cartography and custom map styling, this work explores the possibilities of employing an automated process for the generation of WMTS compatible map tiles with an artistic styling. Web mapping standards and techniques of non-photorealistic rendering (NPR) are considered as well as traditional cartographic representations. Furthermore, existing vector- and raster-based processes are analyzed including an interactive workflow with the open-source image editing software GIMP, which is examined with respect to its drawing capabilities. Based on this, a concept for an automated rendering process is developed and influencing factors along with input parameters are discussed. An experimental automated processing is implemented using GIMP and its Python scripting interface to create single maps and seamless map tiles for the use in a WMTS application. Different drawing techniques of GIMP, such as brushes, dynamics and masks are applied during the rendering process. Geodata is taken from the freely available OpenStreetMap project and it is stored in a geodatabase. Furthermore, the GIS capabilities of the database are used to implement custom query procedures for the creation of seamless tiles, feature simplification and generalization that makes a preprocessing of the data unnecessary. Additionally randomization methods for the estrangement and abstraction of the SVG vector graphics geometry to emulate a hand-drawn appearance are created based on non-photorealistic rendering techniques. As a result, various rendering and abstraction processes are evaluated and discussed regarding their contribution to an artistic appearance. Map tiles are created using these stylings which are WMTS compatible and can be presented in a web mapping application.

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Diese Arbeit beschreibt im ersten Kapitel ein Zeitbild des Reisens im 19. und beginnenden 20. Jahrhunderts und erläutert im zweiten Kapitel mittels der Geschichten und kartographischen Produkte der Familiengeschichten Baedeker und Wagner & Debes die Entwicklung der Reiseführerliteratur. Sie ist ab dem dritten Kapitel eine quantitative und qualitative Erforschung der Karten einiger baedeckerscher Reisehandbücher zwischen 1828 und 1945. Diese werden dokumentiert, analysiert und bewertet. Detailliert beschrieben werden die Kartenelemente des Layouts, die topographischen Elemente und die kartographischen Situationen auf den Karten. Dabei wird jeweils unterschieden zwischen groß-, mittel und kleinmaßstäbigen Karten, Stadtplänen, Grundrissen und Panoramen. Im vierten Kapitel finden die Lesenden die Analyse und den Vergleich mit den Karten in vergleichbaren Büchern anderer zeitgenössischer Verlage besonders (Grieben und Meyer) sowie anhand eines Beispiels die Veränderungen eines Bandes in Zeitschnitten. Den Abschluss bilden im fünften Kapitel Vorschläge für Wikipedia-Einträge der großen Kartographen Eduard Wagner, Heinrich Wagner und Ernst Debes; deren Lebenswerk dort bislang noch nicht auf deutsch gewürdigt wird.