Die Region Mestia liegt abgeschieden im Norden Georgiens im Großen Kaukasus. Markant für die Region Mestia ist der Doppelgipfel der Ushba. Dieser zieht Touristen an, welche Wandertouren und Erkundungen durchführen möchten. Um diese sicher gewährleisten zu können, ist eine Alpenvereinskarte dringend erforderlich. In dieser Arbeit wird eine Generalisierung des Gebäudedatenbestand der Region Mestia mit Hilfe der Geoinformationssoftware ArcGIS Pro für eine ebensolche Alpenvereinskarte erstellt. Als Ausgangsdaten werden OpenStreetMap-Datensätze verwendet. Es werden die für den Zweck dieser Karte relevanten Daten herausgefiltert und alle unwichtigen Elemente entfernt. Zudem werden alle Stützpunkte der Gebäude gebildet und deren Abstand zueinander mittels eines dichte basierten Clustering bestimmt. Im Anschluss werden die Stützpunkte den Gebäude-Polygonen zugewiesen. Anhand der Abstandsbestimmung kann im Folgenden eine Unterscheidung der Gebäude in zwei Kategorien vorgenommen werden. Einzelnstehende Gebäude bzw. Gebäude mit einer sehr geringen Anzahl an Gebäuden in der unmittelbaren Nachbarschaft werden der Kategorie „Einzelgebäude“ zugeordnet. Alle anderen Gebäude werden in die Kategorie „Siedlung“ eingegliedert, da diese Gebäude sehr zahlreich und dicht beieinanderstehen. Die beiden Kategorien werden unterschiedlich generalisiert. Die Gebäude, die der Kategorie „Einzelgebäude“ zugeordnet sind, werden vereinfacht und als Punktsignaturen dargestellt. Alle anderen Gebäude werden aggregiert und Polygone mit einem geringen Flächeninhalt eliminiert. Zudem werden die Außenkanten der Polygone geglättet, damit ein vereinfachter Grundriss der Gebäude vorliegt. In einer Evaluierung wird die erstellte Generalisierung des Gebäudebestandes mit einer weiteren Gebäudegeneralisierung, welche mit dem Programm QGIS erstellt ist, gegenübergestellt. Den Expert*innen werden zudem Bilder von den Gebäuden der Region und zwei Beispielkarten, auf denen die generalisierten Gebäude dargestellt sind, gezeigt. Es ist zu entscheiden, welche Karte die Gebäude auf dem Bild abbildet. In dieser Arbeit wird die unterschiedliche Generalisierung der Einzelgebäude und der Siedlungen betrachtet. Die Unterschiede dieser beiden Kategorien wird herausgearbeitet. Mittels der Evaluierung wird das Ergebnis von Expert*innen überprüft. / The Mestia region is in the north of Georgia in the Great Caucasus. A distinctive feature of the Mestia region is the double peak of the Ushba. It attracts tourists who want to go hiking and exploring. To be able to guarantee this safely, an alpine association map is urgently needed. In this work, a generalisation of the building data stock of the Mestia region is created with the help of the geoinformation software ArcGIS Pro for a similar alpine association map. OpenStreetMap datasets are used as source data. The data relevant for the purpose of this map are filtered out and all unimportant elements are removed. In addition, all support points of the buildings are formed and their distance to each other is determined using density based clustering. Subsequently, the support points are assigned to the building polygons. Based on the distance determination, the buildings can be divided into two categories. Single buildings or buildings with a very small number of buildings in the immediate vicinity are assigned to the category 'single building'. All other buildings are placed in the category 'Settlement', as these buildings are very numerous and close together. The two categories are generalised differently. The buildings assigned to the category 'single building' are simplified and represented as point signatures. All other buildings are aggregated and polygons with a small area are eliminated. In addition, the outer edges of the polygons are smoothed so that a simplified ground plan of the buildings is available. In an evaluation, the created generalisation of the building stock is compared with another building generalisation created with the QGIS programme. The experts are also shown pictures of the buildings in the region and two sample maps showing the generalised buildings. It must be decided which map depicts the buildings on the picture. In this paper, the different generalisation of individual buildings and settlements is considered. The differences between these two categories will be worked out. By means of evaluation, the result is checked by experts.

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 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