Dossier GIS-Trends / Web-GIS / Multimedia

Der ÖREB-Kataster: eine optimale Nutzung der GISTechnologie, aber auch eine neue Kultur im Umgang mit Beschränkungen raumbezogener Rechte (Geomatik Schweiz 5/2009)

Le cadastre RDPPF: une exploitation optimale des technologies de l’information mais aussi une nouvelle culture en matière de restrictions de droits à référence spatiale (Géomatique Suisse 5/2009)

Neue Geoinformationsgesetzgebung: Konsequenzen für die Praxis (Geomatik Schweiz 6/2008)

Strategie der amtlichen Vermessung 2008–2011 (Geomatik Schweiz 6/2008)

Stratégie de la mensuration officielle 2008–2011 (Geomatik Schweiz 6/2008)

Stand nationale Geodaten-Infrastruktur NGDI und Impulsprogramm e-geo.ch (Geomatik Schweiz 4/2004)

Die Strategie 2004-2007 der Amtlichen Vermessung (Geomatik Schweiz 3/2004)

Die 3D-Landschaftsservertechnologie dilas (Digital Landscape Server) (VPK 3/2002)

Après GPS, voici LBS: services liés à la position ou géo-dépendants (MPG 3/2002)

Strategie für Geoinformation beim Bund (VPK 3/2002)

Stratégie pour l’information géographique au sein de l’administration fédérale (MPG 3/2002)

Ortsinformationssystem der Region Luzern im Internet (VPK 5/2001)

Geo-Informationssysteme und Raumplanung (VPK 4/2000)

INTERLIS und OpenGIS (VPK 4/2000)

Atlas der Schweiz – interaktiv: Ein Meilenstein in der Schweizer Kartographie (VPK 4/2000)

Atlas de la Suisse – interactif: Un nouveau jalon dans l'histoire de la cartographie suisse (MPG 4/2000)

Multimedialer Atlas der Schweiz (VPK 3/98)

Web Maps – Karten im Internet (VPK 8/98)


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Die 3D-Landschaftsservertechnologie dilas (Digital Landscape Server)

3D-Landschafts- und -Stadtmodelle gewinnen zunehmend an Bedeutung. Bisher fehlten aber Software-Werkzeuge zu deren effizienten Verwaltung und einfachen Visualisierung – eine wichtige Voraussetzung für eine optimale Nutzung und langfristige Nachführung dieser wertvollen und zukunftsträchtigen Geodaten. Im KTI-Forschungsprojekt dilas werden entsprechende Konzepte entwickelt und mit Hilfe des gleichnamigen Prototypsystems im Praxiseinsatz getestet.

Stephan Nebiker

Einleitung und Motivation

3D-Landschafts- und –Stadtmodelle entwickeln sich immer mehr vom optisch wirksamen Werbemittel zur wirtschaftlich interessanten Anwendung. So verfügen verschiedene Städte und Gemeinden im In- und Ausland über erste flächendeckende digitale 3D-Stadtmodellle oder arbeiten an deren Realisierung. Zudem befassen sich staatliche und private Organisationen mit dem Aufbau regionaler bis nationaler 3D-Landschaftsmodelle. Darauf basierende erste kommerzielle 3D-Geoinformationsdienste können sogar seit kurzem im Internet genutzt werden (z.B. www.obwalden-3d.ch).

Vorteile von 3D

3D-Geodaten ermöglichen im professionellen GIS-Umfeld eine Reihe von neuen oder verbesserten Anwendungen, beispielsweise in der Planung von Mobilfunknetzen, im Lärmschutz oder in der Raum- und Verkehrsplanung (Noack and Nebiker, 2002) (vgl. Abbildung 1). Wirtschaftlich von ebenso grosser Tragweite dürften jedoch die gesteigerte Attraktivität und die bessere Interpretierbarkeit von 3D-Geodaten für Nicht-Fachleute sein. Die Vorteile der dritten Dimension kommen in den folgenden Fällen besonders zum Tragen: in topographisch abwechslungsreichen Gebieten, in überbautem Gebiet und ganz generell in Kombination mit interaktiven, dynamischen Visualisierungen.

Entwicklungsstand

Eine wichtige Voraussetzung für den praktischen Einsatz von 3D-Stadtmodellen ist die Unterstützung der gesamten Prozesskette von der Erfassung bis zur Visualisierung durch geeignete Software-Werkzeuge. Auf Grund intensiver Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten werden heute bei der Erfassung und Generierung von 3D-Objekten bereits gute Resultate erzielt. Operationell sind die automatisierte Strukturierung und Generierung von 3D-Gebäudemodellen aus manuell erfassten Dachgeometrien (Grün et al., 2000). Eine weiter gehende Automatisierung dürfte in naher Zukunft die Verwendung hybrider Daten (Photogrammetrie und Laserscanning) bringen. Die Entwicklungen im Bereich der Verwaltung von 3D-Stadtmodellen setzten im Vergleich zur Datenerfassung um einiges später ein. So werden 3D-Stadtmodelle heute fast ausschliesslich grafikorientiert in der Form von CAD-Dateien verwaltet. Es fehlen somit Standardfunktionalitäten, wie zum Beispiel eine Datenbankunterstützung für den kontrollierten Datenzugriff und die Gewährleistung einer konsistenten Datennachführung, wie sie in 2D-GIS heute alltäglich sind. Schliesslich erforderte die Visualisierung grösserer 3D-Stadtmodelle bis anhin teure Spezialsoftware und -hardware sowie einen enormen Datenaufbereitungsaufwand. Auch die Nutzung über das Internet war bis vor kurzem ungelöst.

Das Forschungsprojekt

Mit dem Forschungsprojekt dilas (Digital Landscape Server) sollte ein Konzept zur effizienten Verwaltung und webbasierten Visualisierung beliebig grosser digitaler 3D-Landschafts- und -Stadtmodelle entwickelt werden. Schwerpunkt der Untersuchungen bilden die effiziente Unterstützung sehr vieler, komplexer 3D-Objekte (Gebäude, Brücken, Leitungen etc.) zusammen mit Bildtexturen, Hyperlinks und Animationen. Dieses Konzept sollte im Prototypsystem dilas umgesetzt und im Praxiseinsatz getestet werden.

Für die Durchführung des Forschungsprojekts konnten Partner aus der Privatindustrie mit Kompetenzen in den Bereichen Datenbank- und Internettechnologien (GEONOVA AG, Muttenz), 3D-Visualisierung (G-Graphix, Freiburg i. Br.) und 3D-Geodatenerfassung (Flotron AG, Meiringen) gewonnen werden. Das dilas-Projekt wird mitfinanziert von der Kommission für Technologie und Innovation (KTI) des Bundesamts für Berufsbildung und Technologie (BBT).

Das Projekt wurde am 1. Februar 2001 gestartet und dauert bis Ende Juli 2002. Auf Grund der rasanten Entwicklung in den Bereichen Geoinformatik und Internet, wurde das Projekt bewusst auf nur 18 Monate angesetzt, dafür mit den entsprechenden personellen Ressourcen ausgestattet.

Verwaltung von 3D-Landschaftsmodellen

3D-Landschafts- und -Stadtmodelle können aus einer ganzen Reihe von Komponenten aufgebaut sein: digitale Gelände- oder Oberflächenmodelle, Geländetexturen (Luft- und Satellitenbilder sowie Rasterkarten), 2D-Vektordaten, statische 3D-Objekte (Gebäude, Brücken, Sendemasten, etc.), dynamische 3D-Objekte (Fahrzeuge, zukünftig auch Personen), Objekttexturen, Beleuchtungsinformationen, Points of Interest, Hyperlinks und Animationen (z.B. Kamerafahrten).

Bei der Verwaltung und Visualisierung grosser 3D-Landschaftsmodelle treffen somit sehr gegensätzliche Welten aufeinander. Einerseits stehen den enormen Mengen an raumbezogenen Rasterdaten – in der Grössenordnung vieler Gigabytes bis Terabytes – Datennetzwerke mit beschränkten Bandbreiten gegenüber. Dies gilt insbesondere im Falle des (mobilen) Internets. Andererseits müssen sehr viele und komplexe Objekte auf Standard-PCs möglichst effizient und ruckfrei dargestellt werden können.

Lösungskonzept

Das im Rahmen des dilas-Projekts erarbeitete Lösungskonzept zeichnet sich durch die folgenden Merkmale aus (Nebiker, 2001a)

Datenverwaltung

dilas bietet eine umfassende Datenbankunterstützung für sämt­li­che Komponenten eines 3D-Landschafts­mo­del­ls. Zur Verwaltung und Bearbeitung beliebiger 3D-Objekttypen wurde ein sehr leistungsfähiges und flexibles objektorientieres 3D-Geometriemodell entwickelt. Für den Austausch von 3D-Objekten zwischen verschiedenen Softwarekomponenten und für die Objekt-Speicherung in der Datenbank wird der Objektserialisierungs­mechanis­mus von Java verwendet. Dieser wurde in ein eigenes Persistenz-Framework eingebettet, welches den Änderungszustand von Objekten überwacht und die Interaktion mit der objektrelationalen Datenhaltungskomponente sicherstellt.

Bei der Entwicklung von dilas wurde grosser Wert auf die Systemintegration und die Erweiterbarkeit gelegt. So wurde ein Konzept für eine optimale Integration in OpenGIS-konforme Geodatenbank- und GIS-Umgebungen entwickelt. Dadurch wird ein transparenter Zugriff auf den 3D-Landschaftsserver mit GIS-Clients verschiedener führender Hersteller ermöglicht. Für die Rasterdatenverwaltung wurde die Technologie des Vorgängerprojekts GRIDS integriert, welches vor zwei Jahren kommerzialisiert wurde und sich heute in der Praxis bewährt. Damit verfügt dilas über eine sehr leistungsfähige Lösung zur Generierung und Verwaltung beliebig grosser Bildmosaiken und digitaler Geländemodelle mit den dazu erforderlichen Datenstrukturen und Kompressionsalgorithmen.

Generierung und Bearbeitung von 3D-Objekten

Für den Praxiseinsatz eines 3D-Landschaftsservers ist die verfügbare Funktionalität zur Generierung, Bearbeitung und Nachführung von 3D-Objekten von zentraler Bedeutung. Deshalb wurden im Rahmen des dilas-Projekts eine Reihe von Verfahren und benutzerkonfigurierbaren Werkzeugen konzipiert und zu einem guten Teil bereits umgesetzt. Zu dieser Funktionalität gehören:

· die Objektstrukturierung (z.B. Zusammenfassung von CAD-Geometrien zu GIS-Objekten)

· die Geometrie- und Topologieprüfung (z.B. auf Planarität von Flächenelementen oder auf korrekte Definition der Flächennormalen)

· die Erhaltung bzw. Manipulation der 3D-Topologie (z.B. das topologieerhaltende Verschieben einer Fassade mit allen daran anschliessenden Geometrieobjekten)

· die Automatische Generierung von 3D-Gebäudemodellen aus unterschiedlichen Ausgangsdaten

· die Texturierung von 3D-Objekten

· die Abfrage und Editierung von thematischen Objektattributen

Als besonders leistungsfähig hat sich der Einsatz von XML bei der Definition von regelbasierten Konstruktions- und Prüfprozessen herausgestellt. Damit erhalten die Systemverantwortlichen die Möglichkeit, die Objektkonstruktion und -prüfung in dilas optimal an das Datenschema der eigenen Organisation (z.B. CAD-Levelbezeichnung und -zuweisung) anzupassen und diese den Operateuren als gebrauchsfertige Regeln in der Benutzeroberfläche zur Verfügung zu stellen.

Die vollständige Datenbankintegration und der direkte Zugriff auf Gelände- und Oberflächenmodelle eröffnen auch bei der 3D-Objektgenerierung neue Möglichkeiten. Zum einen können 3D-Gebäudemodelle aus photogrammetrisch erfassten 3D-Dachlandschaften automatisch generiert werden. Zum andern können beim Vorliegen eines Laserscanning-Oberflächenmodells aus Grundrissinformationen innert kürzester Zeit vollautomatisch 3D-Stadtmodelle über ganze Gemeinden oder Regionen generiert werden. Diese flächendeckenden 'Klötzchenmodelle' mit individuellen Gebäudehöhen bilden eine ideale Ausgangsbasis für den schrittweisen Aufbau eines immer detaillierteren 3D-Stadtmodells.

3D-Visualisierung

Wie eingangs bereits erwähnt, ist die effiziente 3D-Visualisierung ein wichtiger Bestandteil einer 3D-Geoinformationsinfrastruktur und dementsprechend wurde sie in das Lösungskonzept integriert (Nebiker, 2001b). Dazu wurde in enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern eine Lösung entwickelt, welche die automatische Generierung riesiger 3D-Landschaftsszenen direkt aus der dilas-Datenbank ermöglicht. Diese 3D-Szenen können anschliessend mit der Software G-Vista über das Internet oder ab CD/DVD visualisiert werden. Die Szenengenerierung und –visualisierung beruht auf einem streaming-fähigen, hierarchischen Datenformat für die Höhen- und die Texturdaten. Zusätzlich können 3D-Objekte mit unterschiedlichen Detaillierungsgraden automatisch aus der dilas-Datenbank exportiert und in die 3D-Szen integriert werden.

Die dilas-Systemarchitektur

Bei der Umsetzung von dilas wurde eine offene und modulare Systemarchitektur auf der Basis kommerzieller Datenbank­tech­nologien (Oracle 8i/9i) gewählt. Sie setzt sich zusammen aus der Datenbankerweiterung dilas Server, dem Administrationsmodul dilas Manager, dem 3D-Bearbeitungsmodul dilas 3D Modeler und dem 3D-Szenengenerierungsmodul dilas Scene Generator (vgl. Abbildung 2).

Um von Beginn weg ein Maximum an 3D-Funktionalität anbieten zu können, wurde der dilas 3D Modeler in die aktuellste CAD-Generation (MicroStation Version 8) von Bentley Systems integriert (vgl. Abbildung 3). Damit hat das 3D-Bearbeitungsmodul vollen Zugriff auf die CAD- und die Datenverwaltungsfunktionalität. Sämtliche Komponenten von dilas sind in Java implementiert, was im Umfeld von Datenbanken und Internet sehr flexible Lösungen ermöglicht.

Resultate

Die Machbarkeit des dilas-Konzepts konnte im Rahmen von Diplomarbeiten an der FHBB im Wintersemester 2000/2001 untersucht werden (Eugster and Henz, 2001). Mit diesen Erfahrungen und mit dem Know-how aus dem Vorgängerprojekt GRIDS konnte innerhalb von nur neun Monaten eine erste Prototypversion realisiert werden. Die ersten praktischen Untersuchungen ergaben sehr kurze Antwortzeiten bei sehr grossen Mengen von 3D-Objekten und eine exzellente 3D-Objektextraktionsrate, welche die Resultate aus vergleichbaren Projekten – mit konventionellen Datenverwaltungskonzepten – massiv übertrifft.

Die Prototypversion von dilas wurde im Herbst 2001 in der Diplomarbeit "3D-Stadtmodell Ergolztal" (Imoberdorf and Thöni, 2001) eingesetzt und einem ersten erfolgreichen Praxistest unterzogen. In diesem Projekt wurde im Auftrag des Raumplanungsamts des Kantons Baselland ein umfangreiches 3D-Stadtmodell über 4 Ortschaften im Raum Liestal – Sissach generiert. Dass 3D-Modell mit einer unkomprimierten Datenmenge von ca. 5 GB und mit mehreren Hundert Gebäuden kann mit G-Vista sogar auf einem modernen Notebook ruckfrei dynamisch visualisiert werden (vgl. Abbildung 1)

Offenbar stossen 'virtualisierte Realwelten' und das Forschungsprojekt dilas auch ausserhalb der Geomatik-Fachwelt auf Interesse. So konnte das Projektteam im Herbst den 'Forschungspreis 2001 des Kantons Basel-Landschaft' entgegennehmen und zu Beginn des Jahres wurde das dilas-Projekt mit dem 'Preis Technologiestandort Schweiz 2002' ausgezeichnet. Damit erhalten die Projektpartner die Gelegenheit, dilas an der CeBIT 2002 in Hannover als Produkt zu lancieren.

Fazit und Ausblick

Die Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt zeigen, dass die effiziente Verwaltung und Nachführung regionaler oder nationaler 3D-Landschaftsmodelle heute technisch machbar ist. Die Zwischenresultate aus dem Forschungsprojekt fliessen bereits in die Entwicklung des kommerziellen dilas-Systems ein, welches im zweiten Quartal 2002 als eine der weltweit ersten Systemlösungen zur vollständig datenbankgestützten Verwaltung und Nachführung von 3D-Landschaftsmodellen auf den Markt kommen dürfte.

Die Technologie der 3D-Stadtmodelle und der 3D-GIS befindet sich noch am Anfang ihrer Entwicklung – so wie etwa GPS und 2D-GIS vor über 10 Jahren. Dies hat zur Folge, dass einige Probleme noch nicht gelöst oder noch gar nicht erkannt sind. Zu den aktuellen offenen Fragestellungen gehören beispielsweise:

·     die optimale Integration von Kunstbauten (Über- und Unterführungen) und DGM

·     die optimale Integration von 3D-Gebäudemodellen in die 3D-Landschaft, speziell bei einer Erweiterung auf die Indoor-Navigation und -Visualisierung

·     der optimale Umgang mit Generalisierungsstufen (Levels of Detail) von 3D-Objekten

Erweiterbare Softwaretechnologien schaffen die Voraussetzung für die schrittweise Lösung dieser Probleme und für die Erfüllung zukünftiger Anforderungen. Der Übergang zur dritten Dimension ist jedoch nicht nur eine technische Herausforderung; er beinhaltet auch neue Herausforderungen an die fachliche Kompetenz der Geomatik-Fachleute. Die Zeit ist heute reif, diese neuen Chancen und Herausforderungen wahrzunehmen.

Prof. Dr. Stephan Nebiker
Abt. Vermessung und Geoinformation
FHBB Fachhochschule beider Basel
Gründenstrasse 40
CH-4132 Muttenz
s.nebiker@fhbb.ch

Vollständige Version siehe VPK 3/2002
Bestellung VPK: verlag@geomatik.ch


Après GPS, voici LBS: services liés à la position ou géo-dépendants

L'acronyme GPS pour Global Positioning System ne surprend plus personne. Que ce soit en avion, en voilier, en voiture ou à pied, le petit récepteur est de tous les voyages. Atteindre le bon port, acheminer de la marchandise selon le meilleur itinéraire, bref: naviguer, voilà un objectif qui a toujours mobilisé beaucoup d'énergie et de moyens. Les satellites GPS facilitent de telles tâches. Maintenant on combine GPS avec les services liés à la position ou géo-dépendants: Location Based Services.

Bertrand Merminod

En route par la campagne, il est midi et votre estomac se noue. «Ah! s'il suffisait d'appuyer sur une touche pour établir une liste d'auberges qui servent des röstis bien dorés». Toutes les auberges du pays? Non bien sûr, seulement celles qui se trouvent dans un rayon de quelques kilomètres. Mais au fait où suis-je? Pour passer du rêve à la réalité, il faut remplir quelques fonctions:

Disposer d'un répertoire d'auberges

avec leurs spécialités culinaires et leur adresse. De nombreux guides imprimés remplissent cette fonction. En passant au format numérique et en ajoutant les coordonnées, on peut même se passer du classement alphabétique.

Communiquer (sans fil)

L'accès au répertoire est direct si la base de données est embarquée, mais les menus du jour et les jours de fermeture changent plus vite que les cartes routières. Ainsi il faudra accéder à une base de données externe, en télécharger une partie ou remettre à jour une base de données interne.

Se localiser

On peut lire les coordonnées ou pointer un curseur sur une carte. Diverses techniques permettent d'automatiser cette tâche, mais aucune n'est applicable dans toutes les situations.

Traiter les données, via un processeur, un logiciel et une interface

pour sélectionner l'auberge qui répond le mieux aux critères demandés, puis pour indiquer le chemin le plus direct au moyen, par exemple, d'un écran ou d'une voix synthétique.

Le rêve s'arrête ici. Les bases de données sont améliorées sans répit et le logiciel de tri aussi. A l'exception de quelques glaciers, les réseaux cellulaires couvrent déjà tout le pays. Le navigateur de bord avec récepteur GPS n'est plus une option réservée aux voitures de luxe. En roulant à travers la campagne, juste avant la bifurcation pour Bottoflens, ne soyez pas trop surpris lorsque votre portable captera un message qui présente le menu du jour de l'auberge ... Il ne vous restera plus qu'à appuyer sur une touche pour réserver une table!

Information, communication, localisation, traitement, voici les ingrédients des LBS. Seule une combinaison judicieuse permet de remplir une fonction vraiment utile. L'exemple ci-contre peut être transposé dans de nombreux domaines. Swisscom propose déjà un service qui permet de rencontrer ses amis en déplacement, en signalant les porteurs de certains numéros qui se trouvent dans la même cellule. Des entreprises de services travaillent ferme pour étendre la palette: offre de spectacles accessibles en 15 minutes par les transports publics, réservation et payement en ligne. Le portable devient une carte de crédit? C'est déjà une réalité en Espagne. Les LBS sont promis à un avenir radieux, pour quelques raisons sans appel:

·      c'est un commerce prometteur;

·      il entre par les téléphones portables;

·      il n'est pas lié à une technique de localisation particulière.

Sous des formes diverses, les LBS vont certainement envahir notre vie quotidienne. Aux Etats-Unis, ceci commence par une exigence légale: à partir du 1er octobre 2001, les opérateurs de téléphonie mobile doivent fournir la position de la personne qui fait un appel de détresse (No 911, l'Europe n'exige pas la pareille pour le No 144). En même temps que l'utilité de tels services, on en voit aussi les dangers. Le long des routes, le nombre et le type d'affiches est sévèrement limité pour préserver le paysage et pour éviter des risques d'accident. Certes, les messages radiodiffusés ne menacent pas le paysage, mais ce sont des sources de distraction. Allons-nous réglementer? Allez-vous autoriser votre opérateur téléphonique à faire usage de votre position pour vous submerger d'offres? Même ceux qui indiquent leur refus de la publicité sur leur boîte aux lettres désirent parfois se renseigner sur des marchandises ou des services et souhaitent recevoir des offres ciblées.

Aucune formation spécifique ne conduit aux LBS, électroniciens, informaticiens, microtechniciens et géomaticiens doivent collaborer. L'approche des LBS par la géomatique - la science de l'information géographique - est privilégiée dans ce qui suit. En particulier, on abordera la localisation et la gestion de données spatiales (carte routière digitale, ...) au moyen d'un système d'information géographique.

Localisation

Actuellement, les défis scientifiques de la localisation concernent essentiellement deux domaines, la géodésie, c'est-à-dire l'étude de la forme de la Terre, et la navigation, tant dans l'air et dans l'espace que sur terre et sur mer. Dans ces deux domaines, l'apport de GPS est immense. On peut classer les diverses manières de l'utiliser selon 3 critères:

·     calcul en temps réel: alors que l'enregistrement de signaux bruts et leur traitement ultérieur convient pour des tâches de levé ou d'inventaire, la disponibilité de la position actuelle est primordiale pour naviguer.

·     modes absolu ou relatif: l'usage d'une station de référence à proximité permet de tenir comte des effets de la réfraction atmosphérique sur les signaux satellitaires, au prix bien sûr de contraintes logistiques et financières.

·     code ou phase: la mesure de la phase de l'onde porteuse permet d'obtenir une meilleure précision, mais elle est plus sensible à l'interruption du signal, requiert des équipements plus coûteux et complique la modélisation des observations.

Géodésie

Les applications concernent notamment la surveillance de la dérive des continents et de l'activité volcanique. On peut améliorer la précision de positions éloignées. Typiquement pour déterminer de longs vecteurs avec une précision de 10-7 voire 10-8 (1mm/100km). Dans ce contexte, modéliser la réfraction atmosphérique est la principale difficulté. On arrive au point où GPS devient le meilleur moyen de calibrer des modèles atmosphériques! Un nouveau chapitre de la collaboration géodésie - météorologie est en cours de rédaction.

Navigation

Générer spontanément des positions fiables, mais pas forcément précises (disons au mètre près) correspond à un besoin important. Lorsque la réception des signaux GPS est bonne, ce besoin est généralement couvert de façon adéquate. Toutefois, les signaux sont perturbés ou fortement atténués par des arbres et même bloqués par des constructions. Or le besoin de localisation est important en milieu urbain ainsi qu'à l'intérieur des bâtiments. Pour implanter un stand dans une grande foire commerciale, le rattachement cellulaire d'un téléphone portable est insuffisant et GPS ne sert à rien. Pour atteindre des personnes en danger dans un immeuble enfumé, les pompiers sont confrontés au même problème. Dans de telles situations, la solution passe par une combinaison de mesures diverses:

·     direction: compas ou boussole

·     changement de direction: gyroscope, mouvement du volant

·     vitesse: compte-tours, log, anémomètre, ...

·     information liée aux signaux de téléphonie mobile: cellule d'origine, intensité du signal, angle d'arrivée, distance et différence de distances.

·     comparaison du tracé parcouru avec la carte (map matching), afin de recaler la position selon une ou plusieurs caractéristiques marquantes.

Pour une automobile, ce qu'on appelle couramment "système de navigation par satellite" ou "navigateur GPS" comprend également des capteurs de roulement et de direction, ainsi que des algorithmes de comparaison avec la carte. Lorsque l'automobiliste a parqué sa voiture dans un garage souterrain, il redevient piéton, mais ne souhaite pas forcément renoncer aux services de son navigateur (voir ci-dessus). Ceci motive un intérêt certain pour l'analyse biomécanique de la marche. Dans de nombreux sports, une localisation efficace permet d'améliorer de comparer diverses techniques lors des entraînements et donc d'améliorer la performance. Par exemple si l'on peut déterminer la position d'un skieur 10 fois par seconde, on peut comparer 2 passages (du mêmes skieur ou de skieurs différents) avec de nombreux temps inermédiaires. Ainsi, le coureur peut optimiser le passage d'une porte ou l'adéquation du fart.

Bases de données géographiques

Pour naviguer, la position toute seule ne sert pas à grand-chose, il faut savoir à quoi elle correspond. Le livreur de produits pharmaceutiques, l'électricien et l'agent d'assurance ne visitent pas les mêmes lieux. Chacun souhaite extraire des données selon ses intérêts, choisir le contenu de sa propre carte. On apprécie aussi certaines informations qui ne figurent que rarement sur une carte imprimée, par exemple les sens interdits et les chantiers, or le stockage sous forme digitale permet une mise à jour plus flexible. Surtout, il faut faire une synthèse car on souhaite recevoir des indications simples pour atteindre la destination, telles que "prochaine rue à gauche". Dans ce domaine, de beaux défis sont encore à relever, par exemple concevoir un dispositif réellement utile aux aveugles.

L'acquisition des données géographiques, leur structuration et le développement des logiciels d'analyse et de visualisation est devenu un des segments majeurs de la géomatique. Presque toutes les activités humaines sont touchées plus ou moins directement. Dans les entreprises comme dans les administrations, 80% des décisions comportent des éléments liés à la position et la proportion est certainement aussi grande pour les loisirs.

Conclusion

Les services liés à la position reposent largement sur les progrès des technologies de l'information, de la communication et de la localisation. Certains de ces services peuvent sauver la vie ou du moins la faciliter, d'autres risquent fort d'envahir notre vie privée et il faudra veiller à la protection des données personnelles Sans aucun doute, l'accroissement des activités dans ce domaine est prévisible: il s'agit d'un débouché d'importance croissante pour les personnes formées en géomatique. Que ce soit pour constituer ou mettre à jour les bases de données géographiques, pour adapter les techniques de localisation à des applications particulières ou pour extraire, analyser et présenter l'information souhaitée, les perspectives sont bonnes pour les futur-e-s ingénieur-e-s.

Prof. Bertrand Merminod
Institut de Géomatique
ENAC – EPFL
CH-1015 Lausanne
bertrand.merminod@epfl.ch

Texte intégral: MPG 3/2002
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verlag@geomatik.ch


Strategie für Geoinformation beim Bund

Geoinformation ist ein zentrales Element der nationalen Infrastruktur jedes modernen Landes, vergleichbar mit dem Verkehrs- oder Kommunikationsnetz, und ein Wirtschaftsfaktor mit zunehmender Bedeutung. Transparente und nachvollziehbare Entscheidungen in Politik, Wirtschaft und Gesellschaft sind ohne diese Information heute nicht mehr denkbar, weil sie für die Modellierung und Analyse der räumlichen und zeitlichen Interdependenzen von natürlich und anthropogen bestimmten Prozessen und Ansprüchen an den immer begrenzt vorhandenen Raum unabdingbar sind. Die Verfügbarkeit von Geoinformation ist eine wesentliche Voraussetzung für eine gut funktionierende direkte Demokratie und die Beteiligung der Bürgerinnen und Bürger an den wichtigen politischen Entscheiden und gesellschaftlichen Entwicklungen eines modernen Staatswesens. Der Bundesrat hat die zunehmende Bedeutung von Geoinformation erkannt. Um dieser Entwicklung innerhalb der Bundesverwaltung genügend Rechnung zu tragen hat er die interdepartementale GI & GIS-Koordination (KOGIS) geschaffen und die Strategie der Bundesverwaltung für Geoinformation festgelegt.

Interdepartementale GI & GIS-Koordinationsgruppe (GKG)

Ziele und Vision

Ziel ist die Verfügbarkeit von qualitativ hochwertiger Geoinformation zu erhöhen, welche zum Wirtschaftswachstum, zu einer Verbesserung der Umwelt, zu einer nachhaltigen Entwicklung und zum sozialen Fortschritt beiträgt. Dies erfordert den Aufbau einer geografischen Dateninfrastruktur. Um den Schutz der Investitionen zu gewährleisten, die für die Erstellung und Nachführung der Daten gesprochen wurden, und um den Austausch und den Zugang zu den Benutzern und zur Öffentlichkeit zu vereinfachen, sind notwendig:

  • eine Organisation, welche die Zusammenarbeit zwischen allen Beteiligten gewährleistet und Doppelspurigkeiten verhindert;
  • die Festlegung von grundlegenden Geoinformationen, bei welchen die Nachführung gewährleistet ist und die Standards eingehalten werden;
  • die Unterstützung der Weiterbildung und der Forschung im Bereich der Geomatik;
  • Dienste und eine technische Infrastruktur, die den Besonderheiten der Geodaten entspricht;
  • eine Regelung, welche den Vertrieb, den Austausch und den Zugang zu Geoinformationen erleichtert, unter Einhaltung des Schutzes von Personendaten.

Grundsätze und Massnahmen zur Strategie für Geoinformationen

ZUGANG FÜR ALLE
Die Öffentlichkeit hat jederzeit und uneingeschränkt Zugang zu Geoinformationen, insofern damit die Teilnahme am politischen Prozess (Meinungsbildung) und die Beurteilung wichtiger Veränderungen der Umwelt zusammenhängen. Der Bund unterstützt die entsprechenden Anstrengungen. Insbesondere stellt er die dazu erforderlichen Daten und Informationen periodisch aktualisiert zur Verfügung und garantiert deren leichten und kostengünstigen Zugang.

GRUNDLEGENDE GEOINFORMATIONEN
Der Bund bezeichnet diejenigen Geoinformationen, die für die Verwaltungsführung unerlässlich sind und/oder deren Erfassung und Nachführung eine hoheitliche Aufgabe darstellen.

DATENSCHUTZ UND -SICHERHEIT
Der Schutz von Personendaten, des geistigen Eigentums, sowie die Datensicherheit sind bei Erstellung, Verwaltung, Bearbeitung, Vertrieb und Gebrauch von Geoinformationen gewährleistet.

INVESTITIONSSCHUTZ UND LANGFRISTIGEN ZUGANG GARANTIEREN
Die optimale und langfristige Nutzung von Geoinformationen wird mittels den erforderlichen Standards in den folgenden Bereichen sichergestellt:

Gerade weil Geoinformationen meist auf Interpretationen oder lückenhaften Grundlagen beruhen, sind sie nicht fehlerfrei. Eine Beschreibung der Entstehung der Geoinformationen ist deshalb wichtig und muss integrierender Bestandteil der Informationen sein. Ein Standard zur Informationsbeschreibung von geografischen Daten (Metadaten) ist zu definieren. Die Ersteller von Geoinformationen sorgen dafür, dass diese Metadaten aktuell und soweitmöglich öffentlich zugänglich sind. Über ein gemeinsames Portal wird der Zugang zu den Metadaten einfach gestaltet.

Geoinformationen werden mit Hilfe von Datenmodellen in einer einheitlichen konzeptuellen Beschreibungssprache umschrieben. Diese Modelle werden zusammen mit den Informationen mitgegeben.

Um den Geodatenbezug zu erleichtern und deren Nachhaltigkeit zu garantieren, wird ein Bezugsmechanismus und ein systemneutrales Format definiert. Das Format ist öffentlich und berücksichtigt internationale Standards. Bundesstellen, welche Geoinformationen vertreiben oder mit anderen Stellen teilen, garantieren die Lieferung ihrer Daten in diesem Format.

Standards tragen auch dazu bei, Kosten einzusparen. Der Bund setzt deshalb überall dort die erforderlichen Standards, wo er massgeblich an der Finanzierung der Datenerarbeitung beteiligt ist.

VERTRIEBS- UND PREISPOLITIK
Der Bund sorgt für eine gemeinsame und transparente Vertriebs- und Preispolitik sowohl hinsichtlich grundlegender Geoinformationen als auch auf dieser Basis erstellter Produkte.

DIENSTE UND INFRASTRUKTUR
Der Bund baut eine nationale geographische Dateninfrastruktur auf. Der Bund baut und unterhält ein Austauschzentrum, in welchem die Datenproduzenten, -verwalter und -nutzer elektronisch miteinander verbunden sind. Die Informatik-Strategie des Bundes trägt den spezifischen Gegebenheiten der Geoinformationen und der geografischen Informationssysteme Rechnung. Die technische Umsetzung der Strategie wird mit der Informatik-Strategie des Bundes abgestimmt.

AUSBILDUNG UND FORSCHUNG
Die Erarbeitung und die Verwendung von Geoinformationen bedingen spezielle Kenntnisse. Dies bedingt entsprechend geschultes Personal, adäquate Methoden und spezialisierte Instrumente. Die Bundesämter bezeichnen den entsprechenden Handlungsbedarf, schaffen entsprechende Arbeitsstellen und gehen die Aus- und Weiterbildung aktiv an. Der Bund fördert zusammen mit den Kantonen im Hochschulbereich Studiengänge zur Sicherstellung der Nachwuchskräfte im Bereich Geomatik für die öffentliche Verwaltung und die Wirtschaft.

KOORDINATION
Der Bund fördert die Koordination mit den Kantonen und Gemeinden bei der Erstellung und Nutzung der Geoinformationen. Der Bund ist in nationalen und internationalen Organisationen, die Fragen in Zusammenhang mit Geoinformationen behandeln, vertreten.

ORGANISATION
Der Bund schafft die organisatorischen Voraussetzungen, um die vorliegende Strategie langfristig umzusetzen und weiterzuentwickeln. Der Bund legt die Zuständigkeiten fest und koordiniert die Tätigkeiten unter den Bundesstellen hinsichtlich der Definition, der Erstellung, der Kontrolle, der Verwaltung und des Vertriebs von geografischen Daten und Informationen. Dafür ist beim Bund in erster Linie die GI & GIS-Koordinationsgruppe, bestehend aus Vertretern sämtlicher Departemente, zuständig. Sie ist Aufsichtsorgan der Koordinationsstelle für Geoinformationen und geografische Informationssysteme (KOGIS), welche ein bundesweiter Dienst ist.

FINANZIERUNG
Der Bund schafft die finanziellen Voraussetzungen, um die vorliegende Strategie langfristig umzusetzen und weiterzuentwickeln. In der unmittelbaren Zukunft sind vermehrt erhebliche Investitionen in den Ausbau einer geographischen Infrastruktur nötig, um das Potential von Geoinformationen in politischer und volkwirtschaftlicher Hinsicht nutzen zu können. Obwohl Koordination und zweckmässige Standards ein gewisses Sparpotential beinhalten, darf die politische Umsetzung der Geoinformations-Strategie nicht in eine reine Sparübung ausarten, falls das Potential, welches in den Geoinformationen liegt, in Zukunft vermehrt genutzt werden soll.

Weiteres Vorgehen

RICHTLINIEN DER POLITIK
Der Bund legt die Richtlinien hinsichtlich der Politik im Bereich der Geoinformationen fest und bietet einen Rahmen, um deren Förderung zu unterstützen, ihren Gebrauch innerhalb der Bundesverwaltung zu erleichtern und die Integration in Zusammenhang mit neuen Informations- und Kommunikationstechniken zu ermöglichen und dabei eine bessere Transparenz in der Bundesverwaltung und einen vereinfachten Zugang für die Öffentlichkeit an den Geoinformationen zu ermöglichen.

UMSETZUNG
Die interdepartementale GI & GIS-Koordinationsgruppe setzt mit Hilfe der Koordinationsstelle für Geoinformationen und geografische Informationssysteme (KOGIS) die Geoinformations-Strategie des Bundes um, in Zusammenarbeit mit dem Informatik Strategieorgan Bund (ISB).

Vollständige Version: www.cosig.ch

KOGIS
c/o Bundesamt für Landestopographie
Seftigenstrasse 264, Postfach
CH-3084 Wabern
kogis@lt.admin.ch

Vollständige Version siehe VPK 3/2002
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Stratégie pour l’information géographique au sein de l’administration fédérale

Pour un pays moderne, l’information géographique est un élément central de l’infrastructure nationale, au même titre que les réseaux de transports et de communication. Elle est un élément de plus en plus important en terme de croissance économique. Beaucoup de prises de décisions politiques, économiques et sociales transparentes et justifiables seraient aujourd’hui impensables sans ce type d’information. En effet, elle est indispensable à la modélisation et l’analyse des interdépendances territoriales et temporelles des processus naturels et anthropiques touchant un territoire existant limité. La disponibilité de l’information géographique est une condition préalable essentielle au bon fonctionnement de la démocratie directe, facilitant la participation de la population aux décisions politiques et aux développements de société importants d’un état moderne. Le conseil fédéral a reconnu l’importance croissante de l’information géographique. Pour tenir suffisamment compte de cette évolution au sein de l’administration fédérale, il a crée un groupe de coordination IG & SIG interdépartementale (COSIG) et la stratégie suivante pour l’information géographique au sein de l’administration fédérale.

Groupe de coordination interdépartementale IG & SIG (GCS)

Objectif et vision

L’objectif est d’assurer la disponibilité d’une information géographique de qualité, contribuant par-là à la croissance économique, à un environnement de qualité, au développement durable et au progrès social. Ceci implique l’existence d’une infrastructure de données géographiques. Assurer la préservation des importants investissements consentis pour l’acquisition des données et leur tenue à jour, en faciliter les échanges et l’accès aux utilisateurs et au public, nécessite à la fois :

  • une organisation à même d’assurer une bonne coopération entre tous les acteurs et d’éviter la duplication des efforts ;
  • la disponibilité de jeux de données géographiques « fondamentaux » complets respectant des standards et dont la mise à jour est assurée ;
  • un soutien important de la formation continue et la recherche dans le domaine de la géomatique ;
  • des services et une infrastructure technique adaptée aux spécificités des données géographiques ;
  • une réglementation à même de faciliter la diffusion, les échanges et l’accès à l’information géographique tout en respectant les droits des personnes.

Principes de la stratégie pour l’information géographique (IG) et mesures

ACCÈS À L’INFORMATION GÉOGRAPHIQUE POUR TOUS
La population a en tout temps un accès illimité à l’information géographique pour autant qu’il s’agisse de la participation du citoyen aux processus politiques (formation de l’opinion) ou en relation avec l’appréciation de changements importants touchant à l’environnement. La Confédération supporte les efforts requis pour cela. En particulier, elle met à disposition les données et informations requises, périodiquement actualisées, et en garanti l’accès facilité et à un coût supportable.

DONNÉES GÉOGRAPHIQUES FONDAMENTALES
La Confédération défini quelles sont les données géographiques indispensables à la conduite de l’État et pour lesquelles l’acquisition et la mise à jour ont un caractère officiel.

PROTECTION ET SÉCURITÉ DES DONNÉES
La protection des données personnelles, la propriété intellectuelle de même que la sécurité des données sont garanties lors d’acquisition, de gestion, de traitement, de diffusion et d’utilisation des données géographiques.

PRÉSERVER LES INVESTISSEMENTS ET GARANTIR L’ACCÈS À LONG TERME
L’utilisation optimale et à long terme des données géographique doit être garantie via des standards tout spécialement dans les domaines suivants :

Du fait que l’information géographique soit le résultat d’interprétations ou s’appuie parfois sur des bases incomplètes, elle peut être entachée d’erreur. Une description de son origine est importante et fait partie intégrante de l’information elle-même. Un standard concernant les informations sur les données géographiques (métadonnées) est défini. Les producteurs d’informations géographiques ont la responsabilité de la tenue à jour et de la diffusion publique de ces métadonnées. Pour faciliter l’accès à ces informations, une plate-forme de diffusion commune est créée.

Les données géographiques sont décrites de façon uniforme à l’aide de modèles de données basés sur un langage de modélisation conceptuelle commun. Ces modèles sont livrés avec les données.

Afin de faciliter l’échange de données géographiques et d’en garantir la pérennité, un mécanisme et un format neutre d’échange de données sont définis. Ce format est public et s’appuie sur des standards internationaux. Les unités administratives diffusant des données géographiques ou les partageant avec d’autres garantissent la livraison de leurs données dans ce format.

L’usage de standards est également un facteur d’économie important. C’est pourquoi la Confédération fixe les standards nécessaires lorsqu’elle participe au financement de projets en rapport avec les données géographiques.

POLITIQUE DE DIFFUSION ET TARIFICATION
La Confédération défini une politique de diffusion et de tarification des données géographiques commune et transparente pour les données géographiques fonda-mentales et les produits qui en découlent.

SERVICES ET INFRASTRUCTURE
La Confédération met en place une infrastructure nationale pour les données géographiques. La Confédération crée et maintient un centre d’échange réunissant producteurs de données géographiques, gestionnaires et utilisateurs liés électroniquement. La stratégie informatique de l’administration fédérale tient compte des spécificités liées à l’information géographique et aux systèmes d’information géographique. En ce sens, la mise en oeuvre technique de la stratégie s’effectue en coopération avec la stratégie informatique de l’administration fédérale.

FORMATION ET RECHERCHE
Le traitement et l’interprétation de l’information géographique exigent des compétences spécifiques. Ceci nécessite un personnel très qualifié, des méthodes rigoureuses et une instrumentation spécialisée. Les unités fédérales définissent les mesures à prendre en ce sens et favorisent activement la formation et créent des postes correspondant à ces exigences. La Confédération, en collaboration avec les cantons, favorise ces domaines au niveau des hautes écoles afin d’assurer une relève de haut niveau tant pour l’administration publique que pour l’économie.

COORDINATION
La Confédération encourage la coordination avec les cantons et les communes dans les domaines de la production et le partage de données géographiques. La Confédération est active dans les instances nationales et internationales traitant de questions liées à l’information géographique.

ORGANISATION
La Confédération maintient une organisation capable d’assurer la mise en oeuvre de la stratégie pour l’information géographique, sa pérennité et son évolution à long terme. La Confédération défini les responsabilités et coordonne les activités entre toutes les unités administratives quant à la définition, l’acquisition, le contrôle, la gestion et la diffusion de données et informations géographiques. Responsabilité est donnée pour cela à un groupe de coordination composé de représentants de tous les départements. Il est l’organe de surveillance du centre de coordination pour l’information géographique et les systèmes d’information géographique (COSIG), lequel est au service de l’ensemble de l’administration.

FINANCEMENT
La Confédération assure le financement nécessaire à la mise en oeuvre de la stratégie pour l’information géographique, sa pérennité et son évolution à long terme. Un investissement important doit être consenti pour la construction d’une infrastructure pour les données géographiques en vue de réellement exploiter tout le potentiel lié à l’information géographique tant sur le plan politique que socio-économique. Bien que la coordination et des standards adéquats offrent un certain potentiel d’économie, la mise en œuvre politique d’une stratégie pour l’information géographique ne peut pas se traduire en un simple exercice d’économie. Il s’agit bien plutôt de promouvoir et de faciliter une meilleure exploitation du potentiel de l’information géographique.

Perspectives

POLITIQUE
La Confédération fixe les lignes directrices de la politique fédérale en matière d’information géographique et elle offre un cadre propice à une meilleure promotion, l’encouragement et la facilitation de son utilisation au sein de l’administration fédérale et son intégration au contexte des nouvelles technologies de l’information et de la communication, conditions nécessaires à une meilleure transparence de l’administration fédérale et un accès du public facilité à l’information géographique.

MISE EN APPLICATION
Le groupe interdépartemental de coordination IG & SIG est chargé de la mise en application de cette stratégie avec l’aide du centre de coordination pour l’information géographique et les systèmes d’information géographique (COSIG), ceci en collaboration avec l’organe fédéral de la stratégie informatique (ISB).

Version complete : www.cosig.ch

COSIG
c/o Office fédéral de topographie
Seftigenstrasse 264, Postfach
CH-3084 Wabern
kogis@lt.admin.ch

Texte intégral: MPG 3/2002
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Ortsinformationssystem der Region Luzern im Internet

Der Regionalplanungsverband Luzern mit seinen 21 Verbandsgemeinden (Stadt Luzern und Agglomerationsgemeinden) hat seit einem Jahr einen eigenen Internetauftritt (www.region-luzern.ch). Schwerpunkte sind regionale Informationen inklusive Regionalplanung mit dem Entwurf des Regionalentwicklungsplanes REP 21 sowie Grundinformationen zu den Regionsgemeinden Jetzt wird für alle Gemeinden ein gemeinsames Ortsinformationssystem aufgebaut. Grundlage bildet die amtliche Vermessung. Die Gemeinden können das Angebot nach eigenen Wünschen ausbauen.

Th. Glatthard, R. Michelon

Gemeinden und öffentliche Verwaltungen bekunden vermehrt das Bedürfnis, verschiedenste Sachverhalte geografisch zu visualisieren. Mit flächendeckenden interaktiven Ortsplänen sollen die vorhandenen geografischen Daten unterschiedlichster Fachbereiche einem breiten Publikum zugänglich gemacht werden. Interaktive Ortspläne informieren z.B. die Bewohner und weitere Interessierte über die Infrastruktureinrichtungen der Gemeinde, Touristen über das aktuelle touristische Angebot und verwaltungsinterne Sachbearbeitende über den Zustand von Leitungen und Strassen. Nicht für die Öffentlichkeit bestimmte Informationen, wie z.B. Liegenschaftseigentümer, können über passwortgeschützte Bereiche dem berechtigten Benutzerkreis zur Verfügung gestellt werden. Die Gemeinde Kriens hat einzelne Anwendungen in ihrem Internetauftritt bereits realisiert (www.kriens.ch).

Ziele und Anwendungsmöglichkeiten

Interaktive Ortspläne sind mehr als nur herkömmliche Pläne mit viel Informationen. Sie stellen einen Bezug her zwischen Sachinformationen (z.B. Postadresse, Strassennamen, Daten zu Leitungsnetz) und einem Plan (z.B. Vermessungspläne). Mit den interaktiven Ortsplänen der Region Luzern werden folgende Ziele angestrebt:

  • anwenderfreundliche Internettechnologie, damit die bis anhin hoch komplexen geografischen Informationssysteme einer breiten Anwenderschaft zugänglich gemacht werden können; auch Laien wird es dadurch möglich sein, verschiedenste geografische Fragestellungen auszuwerten (verschiedene Planinhalte lassen sich ein- und ausblenden, der Plan ist nicht überladen und trotzdem hat man jederzeit Zugriff auf alle wichtigen Informationen; die BenutzerInnen können sich den gewünschten Planinhalt selber zusammenstellen)
  • möglichst vielfältiger Nutzen der Ortspläne, in dem sie für Internetanwendungen der öffentlichen Hand aller Stufen zur Verfügung gestellt werden
  • möglichst vielseitige, individuelle Nutzung derselben Datengrundlagen
  • Möglichkeit zur flächendeckenden Abfrage von Planinhalten (z.B. Strassensuche, Adressen, öffentliche Gebäude) über die ganze Region
  • Darstellung von Parzellen und Gebäuden von besonderem Interesse (freie Liegenschaften, öffentliche Gebäude etc.)
  • Hilfsmodul für bestehende Internetauftritte der Region Luzern (Verlinkung und Darstellung von Internetinhalten mit geografischem Bezug etc.)
  • Möglichkeit, einzelne Datensätze nur gezielt einzelnen Benutzern zu öffnen
  • optimales Kosten-/Nutzen-Verhältnis durch Sammelbestellung

Die Liste liesse sich beliebig erweitern. Das Angebot kann auf die jeweiligen Bedürfnisse optimiert werden.

Daten

Die Daten der amtlichen Vermessung stellen das Grundlagemodul der geografischen Darstellung dar. Sie sind bereits im Besitz der Gemeinden. Die Gemeinden erhalten einen Situationsplan im Internet, der etwa dem Grundbuchplan entspricht. Ausbauoptionen mit weiteren digitalen Plänen sind mit verhältnismässig kleinem Aufwand möglich und individuell auf die Bedürfnisse der einzelnen Gemeinden abzustimmen. So können z.B. der Zonenplan oder der Leitungskataster mit der Datengrundlage der amtlichen Vermessung dargestellt werden, bei Bedarf mit Zugriffsbeschränkungen. Der Server wird jeweils mit den aktuellsten Versionen der Daten gespiesen, so dass eine hohe Aktualität gewährleistet ist. Die Datengrundlagen, das Internetmodul und der Datenserver werden durch die Firma GeoSwiss AG in Luzern (www.geoswiss.ch) zur Verfügung gestellt.

Kosten

Die Kosten können zeitlich in zwei Phasen aufgeteilt werden:

  • Im ersten Jahr (2001) fallen die einmaligen Kosten für die notwendigen Grundlagedaten, die Aufbereitung der Vermessungsdaten der Gemeinden sowie die Programmierung des Moduls an.
  • Ab dem zweiten Jahr (2002) muss jährlich für die wiederkehrenden Unterhaltskosten und Updates aufgekommen werden.

Der Regionalplanungsverband hat ein grosses Interesse an der Realisierung flächendeckender interaktiver Ortspläne. Dies nicht zuletzt auch deshalb, weil sich die Region damit als aktive Region mit gemeinsamer Identität positionieren kann. Daher übernimmt er einen Teil der Gesamtkosten: im ersten Jahr die Beschaffung der übergeordneten Grundlagedaten wie Strassen, Gewässer, Wälder etc., in den folgenden Jahren das Update der übergeordneten Grundlagedaten und den Betrieb der Datenbank (Hosting: Serverbetrieb, Wartung, Datensicherung, Softwarelizenzen etc.). Die Gemeinden übernehmen im ersten Jahr die Kosten für die Aufbereitung ihrer Vermessungsdaten, in den folgenden Jahren für das Update der Gemeindedaten. Die Kosten pro Gemeinde werden dabei abgestuft nach Einwohnerzahl erhoben.

Option Wirtschaftslinks

Den Gemeinden steht es frei, weitere Dienstleistungen, auch kostenpflichtige, in ihren Internetauftritt zu integrieren. Die Stadt Thun (www.thun.ch) bietet beispielweise interessierten Betrieben die Verlinkung auf dem Internet-Situationsplan an: Der Internet-Besucher erhält damit Informationen zum Betrieb (Homepage, E-Mail-Adresse, Infos zum Betrieb). Pro Eintrag kostet dies zwischen 100-300 Franken, dazu der jährliche Unterhalt Fr. 150.-. Dadurch finanziert die Stadt Thun einen Teil des Budgets für das jährliche Gesamt-Update.

Nutzflächenkataster der freien Liegenschaften und Gebäude als Instrument der Wirtschaftsförderung

Die Fachstelle für Wirtschaftsfragen des Kantons Luzern (FWF) führt eine Datenbank der freien Geschäftsliegenschaften und Geschäftsräume. Diese Daten waren bis anhin nicht frei zugänglich. Der Regionalplanungsverband Luzern will nun auf dem Internetauftritt der Region Luzern diese für die Wirtschaft interessanten Daten öffentlich zugänglich machen. Dazu wird eine internetfähige Datenbank aufgebaut, in die die Daten der kantonalen Fachstelle für Wirtschaftsfragen eingebunden und mit zusätzlichen raumplanerischen Inhalten ergänzt werden. Künftig werden die Gemeinden die Daten selbständig online erfassen. Die Benutzer der Datenbank können mit verschiedensten Suchkriterien die Parzellen und Gebäude ihrer Wahl finden und in Verbindung mit dem Ortsinformationssystem im Plan darstellen. Der Zugang zu dieser Datenbank wird auf Kantons-, Regions- oder Gemeindeebene möglich sein.

Die Datenbank wird so konzipiert, dass die Einbindung in verschiedenste Internetauftritte leicht möglich sein wird. Das Datenmodell basiert auf den beiden Grundpfeilern «Arbeitsnutzungen» und «Wohnnutzungen». In beiden können sowohl Parzellen, als auch Gebäude (bestehende und projektierte) aufgenommen werden.

Mit dem Nutzflächenkataster im Internet will der Regionalplanungsverband

  • den öffentlichen Zugang zu aktuellen flächendeckende Daten anbieten,
  • Interessenten einen regionalen und kantonalen Vergleich mit ersten Informationen ermöglichen und
  • den Gemeindebehörden, kantonalen Amtsstellen und regionalen Wirtschaftsförderungen ein ausbaufähiges Arbeitsinstrument zur Verfügung stellen.

Obwohl die Region Luzern die Grundinvestitionen tätigt, steht der Nutzflächenkataster allen Gemeinden des Kantons Luzern zur Verfügung. Er ist so angelegt, dass sich bei entsprechender finanzieller Beteiligung, die Gemeinden resp. Regionen ausserhalb der Region Luzern sofort anschliessen können. In der Zwischenzeit führt die FWF wie bis anhin die Daten dieser Gemeinden.

Thomas Glatthard
dipl. Ing. ETH/SIA
Museggstrasse 31
CH-6004 Luzern
thomas.glatthard@swissonline.ch

Roger Michelon
Dipl. Ing. ETH/FSU
Planteam S A
Bahnhofstrasse 19 a
CH-6204 Sempach-Station
roger.michelon@planteam.ch

 

Vollständige Version siehe VPK 5/2001
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Geo-Informationssysteme und Raumplanung

Geo-Informationssysteme (GIS) gewinnen auch in der Raumplanung an Bedeutung. Immer mehr raumbezogene Daten liegen in digitaler Form vor. Die meisten Kantone verfügen über kantonale GIS bzw. bauen solche auf. Zu den wichtigsten kantonalen Anwendungen zählen die kantonalen Richtpläne. Aber auch die kommunalen Zonenpläne liegen oft schon digital vor und können teilweise bereits über das Internet konsultiert werden. Und zu allen Sachplanungen liegen immer mehr digitale Daten vor, die es für Raumplanung zu nutzen gilt. Die Schweizerische Vereinigung für Landesplanung (VLP) hat dazu eine neue Broschüre herausgegeben.

Th. Glatthard, B. Künzler, M. Tschannen, H. Zimmermann (2000)

GIS-Trends

Die Akteure der Raumplanung arbeiten – wie andere hoheitliche und private Entscheidungsträger – mit raumbezogenen Informationen und Daten. Solche Daten – oft Geodaten genannt – werden mittels Geo-Informationssystemen (GIS) effizient verwaltet, bearbeitet und verbreitet. Waren GIS früher Spezialisten vorbehalten, werden sie heute mehr und mehr Arbeitsinstrument der Anwender in den unterschiedlichsten Bereichen – auch in der Raumplanung und in den Gemeinden.

Der Nutzen und die Notwendigkeit von Geo-Informationssystemen ist sowohl von Kantonen und Städten als auch mittleren und kleinen Gemeinden erkannt worden. Die meisten Kantone und Städte und auch viele mittlere und kleinere Gemeinden arbeiten bereits erfolgreich mit GIS und zahlreiche weitere Gemeinden stehen mitten im Entscheidungsprozess.

Dabei erleichtern vor allem zwei Trends den Umgang mit GIS: das Internet und die Entwicklung offener Systeme. Mit dem Internet steht eine Technologie zur Verfügung, die herkömmliche teure Vernetzungen überflüssig macht. Das Internet dient sowohl als "Intranet" innerhalb der verschiedenen Abteilungen der Kantone, Gemeinden und Firmen als auch als "Extranet" zum GIS-Betreiber und zu Datenlieferanten und Datennutzern. Das Internet erlaubt den Austausch der Geodaten innerhalb der Unternehmen, mit den Kunden und der breiten Öffentlichkeit.

Der zweite, ebenso wichtige Trend ist die Integration der Geo-Informationssysteme in die Informatikumgebung der Kantone, Gemeinden und Unternehmen. Durch offene Systeme wird die Nutzung der Geo-Information überall dort möglich, wo damit gearbeitet werden muss. Geo-Daten bleiben nicht länger Spezialisten vorbehalten, sondern werden so selbstverständlich genutzt wie Office-Programme.

Mit dem Internet und offenen Systemen bieten sich nun sowohl den Kantonen und Gemeinden als auch weiteren Benützern der Geodaten neue und kostengünstige Möglichkeiten. Auch kleinere Gemeinden können mit diesen Daten arbeiten, und zwar in allen Abteilungen und durch die bisherigen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, und brauchen sich nicht selbst um das GIS zu kümmern. Wie bei vielen anderen Aufgaben, die kleine und mittlere Gemeinden traditionellerweise durch externe Stellen bearbeiten lassen – z.B. in Zweckverbänden oder durch private Büros – werden auch Geo-Informationssysteme sinnvollerweise von mehreren Gemeinden gemeinsam (z.B. LIS AG Kanton Nidwalden) oder durch externe Büros (z.B. Gemeindeingenieurbüro, Geometer) betrieben. Die Gemeinde hat jederzeit Zugriff zu den Daten und kann damit in allen Abteilungen die erforderlichen Aufgaben lösen.

GIS-Datenquellen

Beim Bund und den Kantonen sind zahlreiche GIS-Daten vorhanden und auch für weitere Interessierte zugänglich. Die wichtigsten Stellen beim Bund sind das Bundesamt für Landestopographie, das Bundesamt für Statistik (GEOSTAT), das Bundesamt für Raumplanung und die Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (vgl. Kasten).

Die Koordinationsstelle Grundlagedaten GIS (KOGIS) koordiniert innerhalb der Bundesverwaltung die Geographischen Informationssysteme und Geodaten. Ziel der GIS-Koordination ist das Vermieden von Doppelspurigkeiten in der Datenerfassung, die Zusammenarbeit zwischen GIS-Projekten, und das Nutzen vorhandenen Wissens und Erfahrungen für neue Projekte. Die Geschäftsstelle KOGIS ist administrativ dem Bundesamt für Landestopographie zugeteilt. Die KOGIS ist seit 1.1.2000 operativ tätig (siehe: http://www.kogis.ch).

Die Arbeitsgruppe Geographische Informationssysteme der Schweizerischen Informatikkonferenz (SIK-GIS) führt seit 1997 ein Inventar der Metainformationen der kantonalen GIS-Daten. Seit Ende 1999 ist das Inventar auf dem Internet zugänglich: http://www.kogis.ch/sikgis.htm.

Richtplan und Bauzonenpläne des Kantons Aargau im Internet

Seit 1992 beteiligt sich die Abteilung Raumplanung am Aargauischen Geographischen Informationssystem (AGIS). Sie digitalisiert Bauzonen- und Kulturlandpläne, den kantonalen Richtplan, Wanderwege und vieles mehr. Ein Teil dieser Daten ist im Internet allgemein zugänglich. Die interaktiven Pläne erfreuen sich grosser Beliebtheit und gehören zu den am häufigsten abgefragten Seiten des Internet-Angebotes der Abteilung Raumplanung. 300 bis 400 Benutzerinnen und Benutzer fragen diese Seiten monatlich ab.

Richtplan

Der Richtplan des Kantons Aargau wurde am 17. Dezember 1996 vom Grossen Rat beschlossen und am 14. Januar 1998 vom Bundesrat genehmigt. Die letzte Version der Richtplan-Gesamtkarte und des Richtplantextes wurde im Frühjahr 1997 gedruckt. Es war der Wille des Grossen Rates, den Richtplan nicht in einer Schublade verstauben zu lassen, sondern laufend zu erneuern und den veränderten Verhältnissen anzupassen. Diese Fortschreibungen und Anpassungen wurden für die Jahre 1997 und 1998 in Änderungsheften dokumentiert. Aus Kostengründen war es aber nicht möglich, die Gesamtwerke neu zu drucken. Deshalb wurde die aktuelle Richtplan-Gesamtkarte 1998 und der aktuelle Richtplantext 1999 im Internet publiziert.

Wenn Sie sich die aktuelle Richtplan-Gesamtkarte, den aktuellen Richtplantext oder einen Auszug der Bauzonenpläne anschauen wollen, benötigen Sie nur einen gewöhnlichen Internetbrowser (Microsoft Internet Explorer oder Netscape Communicator) sowie den Adobe Acrobat Reader der Versionen 3 (besser Versionen 4.0 und höher).

Wählen Sie die Website der Abteilung Raumplanung http://www.ag.ch/raumplanung. Aus den vier Rubriken, die Ihnen zur Auswahl angeboten werden, wählen Sie "Daten und Fakten", klicken weiter zu "Richtplan" und gelangen so zur Einstiegsseite. Sie haben nun die Möglichkeit, über die Karte einzusteigen und sich den Ausschnitt der Richtplan-Gesamtkarte einer Aargauer Gemeinde anzeigen zu lassen. Durch Klicken auf das Kartenbild werden ihnen die betreffenden Elemente (Grundnutzungen und maximal drei überlagerte Nutzungen) direkt angezeigt. Nun haben Sie die Möglichkeit, direkt auf den betreffenden Richtplanbeschluss zu springen.

Die andere Möglichkeit besteht darin, das interessierende Kapitel des Richtplantextes über das Inhaltsverzeichnis oder ein Stichwortverzeichnis auszuwählen und anzeigen zu lassen und anschliessend auf die Karte zu wechseln.

Bauzonenpläne

Wenn Sie die Vergrösserungsstufe "4 x vergrössert" wählen, verlassen Sie den Richtplan. Nun wird ein Auszug aus den Bauzonenplänen angezeigt mit dem kantonalen Übersichtsplan als Kartenhintergrund.

Die 232 Gemeinden des Kantons Aargau weisen unterschiedliche Bauzonenpläne und Bauordnungen auf. Die Abteilung Raumplanung hat deshalb eine einheitliche Legende mit 14 Kategorien geschaffen; sie erscheint, wenn Sie die Schaltfläche "Legende anzeigen" betätigen. Zusätzlich wird angezeigt, ob eine Zone einer Sondernutzungsplanpflicht unterliegt.

Wenn Sie mit der Maus auf eine Bauzone klicken, wird Ihnen in einem Fenster die Originalzonenbezeichnung, die Ausnützungsziffer, die Lärmempfindlichkeitsstufe nach Lärmschutzverordnung (LSV) und der Name der angewählten Gemeinde angezeigt.

Die Pläne im Internet sind rechtlich nicht verbindlich. Sie sollen nur einen ersten Überblick über die aktuelle Zonierung liefern, ohne dass man sich auf die Gemeindekanzlei bemühen muss, wo der rechtlich verbindliche Bauzonenplan aufliegt.

Das Projektinformationssystem Raumplanung im Kanton Bern

Der Name sagt es: Das Projektinformationssystem Raumplanung (PIS) bietet bei der Bearbeitung von raumplanerischen Projekten Unterstützung. Dabei ist der Fokus auf die einzelnen Projekte in allen Bereichen der Kantonsplanung gerichtet und – zumindest im Moment – noch weniger auf die Übersicht über alle Projekte.

Die Erfahrung zeigt, dass die Nutzung von GIS in der Kantonsplanung je nach Projekt sehr unterschiedlich sein kann: Zum Beispiel werden im Bereich Landschaft oft neue Daten aus der Analyse von bestehenden geografischen Daten erzeugt – wie etwa die genaue Abgrenzung der Moorlandschaftsperimeter. Im Bereich Siedlung werden dagegen meistens Daten für einzelne, schon festgelegte Standorte bearbeitet, wie beispielsweise die Daten der wirtschaftlichen Entwicklungsschwerpunkte. Vor allem für diese zweite Art von Projekten wurde das Projektinformationssystem Raumplanung entwickelt.

GIS-Programme wie ArcView, das im Kanton Bern im Einsatz steht, verfügen zwar über einen Datenbankteil. Dieser bietet jedoch nur geringe Funktionalitäten und wenig Benutzerkomfort. Insbesondere kann auch kein Fliesstext eingegeben werden. Diese Beschränkungen werden durch das Projektinformationssystem Raumplanung aufgehoben. Mit einem PIS-Projekt wird eine Ebene in ArcView erzeugt und mit der entsprechenden Datenbank (in MS Access) verknüpft. Dies wird mit der ArcView-Erweiterung gisLINK ausgeführt, die von der Firma Meteotest im Auftrag des Amtes für Gemeinden und Raumplanung programmiert wurde und von ihr nun als ein Standardprodukt vertrieben wird.

Durch diese Verknüpfung werden die Funktionalitäten der beiden Programme vollumfänglich erhalten. Das heisst, dass sowohl im GIS- wie auch im Datenbankteil komfortabel gearbeitet werden kann. Wird ein Element im GIS neu erzeugt oder angeklickt, öffnet sich automatisch die entsprechende Datenmaske in Access. Die Daten, die dort eingegeben werden, stehen anschliessend automatisch auch im GIS zur Verfügung. Das heisst, dass Abfragen wie bisher im GIS gemacht werden können (z.B. Anzeige aller Entwicklungsschwerpunkte, in welchen der Kanton Grundeigentum besitzt).

Das PIS ist kein Ersatz für eine Geschäftskontrolle, sondern ein Werkzeug, um jederzeit über den Stand der Projekte informiert zu sein. Es wurde so programmiert, dass neue Projekte abteilungsintern erstellt werden können und dafür kein externer Support nötig ist. Den Anspruch, dass jede Projektleiterin und jeder Projektleiter ihre Projekte selber eröffnen, wurde allerdings nicht umgesetzt. Es ist effizienter, wenn ein bestimmter Projektleiter diese Arbeiten ausführt und damit auch zu genügend Routine kommt.

Im Moment sind verschiedene PIS-Projekte operativ. Es hat sich gezeigt, dass dieses Werkzeug bewusst in den Ablauf der raumplanerischen Projekte eingefügt werden muss. Noch ungelöst ist die Frage, wie den Mitarbeitenden der Planungskreise Einblick in die PIS-Projekte gewährt werden kann. In Zusammenarbeit mit der Fachstelle GEODAT des Kantons Bern soll ein entsprechendes Abfragewerkzeug auf Internetbasis entwickelt werden.

Der Anspruch, ein Werkzeug für die Projektarbeit zu erhalten, das sich durch hohe Flexibilität und hohen Benutzerkomfort auszeichnet, konnte mit dem Projektinformationssystem Raumplanung erfüllt werden.

 

Thomas Glatthard
dipl. Ing. ETH/SIA
Museggstrasse 31
CH-6004 Luzern
e-mail: thomas.glatthard@swissonline.ch

Bernhard Künzler
Projektleiter Abteilung Kantonsplanung
Amt für Gemeinden und Raumplanung
Nydeggasse 11/13
CH-3011 Bern
e-mail: bernhard.kuenzler@jgk.be.ch

Martin Tschannen
Baudepartement Kanton Aargau
Abteilung Raumplanung
Entfelderstrasse 22 (Buchenhof)
CH-5001 Aarau
e-mail: martin.tschannen@ag.ch

Dr. Hans Zimmermann
Bundesamt für Raumplanung
Einsteinstrasse 2
CH-3003 Bern
e-mail: hans.zimmermann@brp.admin.ch

 

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INTERLIS und OpenGIS

INTERLIS ist ein Werkzeug, das die Kompatibilität und langfristige Sicherstellung von qualitätsgeprüften Geodaten ermöglicht. Für professionelle GIS-Anwender ist die Möglichkeit, sich präzise über Geodatenstrukturen zu unterhalten und in einem offenen Markt Verträge über die Geodatenerfassung und -verwaltung abschliessen zu können (Outsourcing), von grundlegender Bedeutung. Dies geschieht mit einer Datenbeschreibungssprache und einer direkt daran gebundenen, öffentlich dokumentierten und systemneutralen Datenschnittstelle (sog. modell-basierter Transfer). Der Bericht stellt INTERLIS vor und vergleicht mit der OpenGIS-Strategie.

Stefan F. Keller (2000)

Was ist INTERLIS?

Die vom Bundesamt für Landestopographie gepflegte und von der schweizerischen Normen-Vereinigung (SNV) herausgegebene INTERLIS-Spezifikation erlaubt den Austausch und die Archivierung von Geodaten in einer heterogenen Umgebung. Damit können Entwickler kompatible Softwarekomponenten schreiben (z.B. Konverter, Prüfprogramme oder Datenserver), mit denen Geodaten informationsverlustfrei abgegeben, bzw. gemeinsam genutzt werden können.

Wie in der allgemeinen Datenbanktechnologie sollen die Anwender die für sie zentralen Geodaten selber mitbestimmen können. Die Geodateninhalte (das "Was?") werden mit INTERLIS über klare Anwendungsmodelle (Schemas) definiert. INTERLIS dient dabei als Kommunikationswerkzeug für eine klare Verständigung zwischen Anwendern in einem multidisziplinären, föderativen Umfeld. Ein präzis und einheitlich beschriebenes Anwendungsmodell ist die unabdingbare Grundlage für die "Interoperabilität" zwischen Geoinformationssystemen. Mit INTERLIS eng verbunden ist eine anwenderorientierte Denkweise, bei der der Investitionsschutz, die Wiederverwendung von Geodaten (Nachhaltigkeit) sowie die Realisierbarkeit von Softwarekomponenten im Zentrum steht.

Die INTERLIS-Spezifikation ist als Norm SN 612‘030 erhältlich (SNV 1998) und wird von allen marktgängigen Geoinformationssystemen unterstützt (V+D/L+T 1999a). Zur Zeit existiert ein Transferdienst über sequentielle ASCII-Dateien. Demnächst ist INTERLIS Version 2 erhältlich (V+D/L+T 1998), die u.a. folgendes enthält:

  • Erweiterbarkeit (z.B. Datenmodell-Hierarchien Bund-Kanton-Gemeinde)
  • Nachführung (inkrementelle Nachlieferung)
  • systemübergreifende grafische Darstellung und Symbolbibliotheken
  • sowie weitere Zusätze wie verbesserte Konsistenzbedingungen ("Constraints"), Masseinheiten und Referenzkoordinatensysteme

Was ist OpenGIS?

Die OpenGIS-Initiative hat sich zum Ziel gesetzt, über eine Sammlung von offenen Programmschnittstellen-Spezifikationen (application interfaces, API) einen Standard zu etablieren, der es den Herstellern ermöglicht, interoperable Softwarekomponenten zu schreiben. Die OpenGIS-Spezifikationen definieren einem transparenten Zugriff auf verteilte Systeme in einer vernetzten Umgebung. OpenGIS verspricht auf werbewirksame Weise mehr als "nur" die Datenübertragung, nämlich die Standardisierung von GIS-Operationen (wie z.B. Flächenverschnitt, Interpolation, etc.) und will die GIS-Entwicklung generell beeinflussen. Als Basisdatentypen werden zurzeit Koordinaten, Linienzüge und Einzelflächen angeboten. Der Vorteil von OpenGIS ist, dass der Anwender einen direkten Zugriff auf verteilte Systeme erhalten soll. Dabei wird vorausgesetzt, dass ein gemeinsames Datenmodell besteht und die Datenkonversion vom Sendersystem durchgeführt wird.

Das OpenGIS Consortium ist eine international ausgerichtete Non-Profit-Organisation mit Hauptsitz in den USA und einer stark von den (amerikanischen) Herstellern geprägten Denkweise. Das Consortium wird über Mitgliederbeiträge einer grossen Anzahl bekannter Softwarehersteller, dem amerikanischen Verteidigungsministerium und weiteren Organisationen finanziert. OpenGIS ist ein eingetragenes Markenzeichen und urheberrechtlich geschützt. Seit 1998 sind erste Implementationsspezifikationen für sogenannte "Simple Features" (einfache Objekte mit Punkten, Linien, Polygonen) verabschiedet worden und zwar je separat für folgende "Rechnerplattformen": SQL, OLE/COM und CORBA. Wie bei ISO sind Bücherregale voller Spezifikationen im Entstehen ("the OpenGIS bookshelf"). Die heute (Ende 1999) verfügbare OpenGIS-kompatible Software beschränkt sich auf einzelne Server-Applikationen. Geplant sind weitere Spezifikationen wie z.B.:

  • Zugriffsfunktionen auf Katalogdienste
  • Zugriffsfunktionen auf Rasterdaten
  • Beziehungen zwischen Objekten und komplexe Objekte

In vielen Arbeitsgruppen werden verschiedenste Themen aus dem gesamten GIS-Bereich bearbeitet: von den Metadaten bis zu branchenspezifischen Applikationsschnittstellen. Bei einer solchen Vielfalt ist der Fortschritt (und die Harmonisierung!) dann sehr vom Engagement der aktiven Mitglieder abhängig. Es gibt auch unorthodoxe Arbeitsgruppen, wie z.B. diejenige des "Web Mapping Testbed". Dort geht es darum, mit Browsern und einfachen Viewern, Karten und Pläne übers Internet zur publizieren und zu manipulieren. Die teilnehmenden Hersteller können dort ohne grosse Absprachen eigene Spezifikationsteile vorschlagen, über die dann abgestimmt wird, bis die "Testplattform" (testbed) den Vorstellungen der Hersteller entspricht. Der OpenGIS-Initiative ist vor allem zugute zu halten, dass sie die Bedeutung der Standardisierung ins Bewusstsein der Anwender, Hersteller und auch der Forscher gerückt hat.

Gemeinsamkeiten

Die INTERLIS- und OpenGIS-Spezifikationen haben das gemeinsame Ziel, Geodaten austauschen bzw. gemeinsam nutzen zu können und zwar systemübergreifend in einer heterogenen Umgebung. Interoperabilität und Kompatibilität bzw. Datenaustausch und Transferdienste bedeuten dasselbe. Beide lösen das Problem der Datenübertragung (das "Wie?"). Bei INTERLIS werden die Geodaten über eine Datei mit systemneutralem ASCII-Format übertragen (Dateischnittstelle), bei OpenGIS über "offene" Programmschnittstellen. Der erste Ansatz ist robust und hat sich seit langem bewährt, während der zweite durch den Trend zur Vernetzung (Internet) zurzeit mehr in den Vordergrund getreten ist. Das INTERLIS-Transferformat und die OpenGIS-API sind auf jeden Fall zwei "Protokolle", die sich gut ergänzen – entsprechende Software vorausgesetzt.

Unterschiede

Die einheitliche Datenbeschreibung durch den Anwender hat wenig zu tun mit den Datei- oder Applikationsschnittstellen: Mit INTERLIS wird zuerst das Datenmodell bestimmt, und dann kann man sich entweder für den Datentransfer gemäss INTERLIS-Transferdatei oder für die OpenGIS-kompatible Online-Schnittstelle entscheiden. Der Austausch von Geodaten im Internet zum Beispiel kann sowohl mit INTERLIS-Transferdateien als auch mit OpenGIS-APIs realisiert werden; entsprechende auf INTERLIS aufbauende Client-Server-Software ist heute bereits erhältlich. Neue Servertechnologien profitieren von der Vernetzung und erlauben einen direkten Zugriff (z.B. über OpenGIS-Schnittstellen) auf Geodaten. Doch ersetzt diese Architektur nicht die Notwendigkeit eines vorgegebenen konzeptionellen Anwendungsschemas (z.B. beschrieben in INTERLIS), denn die Datenbeschreibung ist ja die Voraussetzung für den Aufbau von Geodatenbanken. Ausserdem kann die Qualitätsprüfung und die Archivierung von Geodaten nur über Transferdateien (Dateischnittstellen) geschehen, nicht aber über Programmschnittstellen (siehe dazu z.B. die Datensicherheits-Norm SN 612‘010).

Es ist wichtig, dass zwischen dem mit dem Internet aufkommenden Massen-Markt und den Bedürfnissen des professionellen Marktes unterschieden wird; oft spricht man auch von den Bereichen "Business-to-Market" und "Business-to-Business". Beim "Business-to-Market" werden fertige Produkte "über die Gasse" angeboten, ohne explizite Verträge, während beim "Business-to-Business" explizite Verträge mit möglichst klar definierten Produkten abgeschlossen werden. Im ersten Fall braucht es kein explizit bekanntes Datenmodell, doch beim zweiten, professionellen Markt hilft die Kenntnis des Datenmodells, besser zu kalkulieren und Kosten (bzw. böse Überraschungen) zu sparen. Es muss auch beachtet werden, wo die Interessen der Anwender und der Hersteller liegen: Mit INTERLIS werden im "Business-to-Business"-Markt vor allem die Anliegen der Anwender – unter Berücksichtigung der Möglichkeiten der Hersteller – unterstützt und nicht umgekehrt. Dies sind einige Unterschiede von "de-jure"-Normen wie INTERLIS im Vergleich zu "de-facto"-Normen wie z.B. OpenGIS.

INTERLIS ist eine immer bekannter werdende Schweizer Norm und in der amtlichen Vermessung fester Bestandteil des Bundesrechts. Dieser modell-basierte Transfer-Ansatz entspricht demjenigen, der auch von der internationalen Normungsorganisation ISO verfolgt wird. Die Teilnahme von Schweizer Vertretern in den internationalen Normungsinitiativen ISO und OpenGIS ermöglichte, dass die Ideen in INTERLIS eingeflossen sind. Dabei besteht ein wichtiger Unterschied: INTERLIS (Version 1) ist heute auf verschiedensten Systemen implementiert und ermöglicht den Datenaustausch zwischen Systemen verschiedenster Hersteller; INTERLIS Version 2 ist fertig spezifiziert und wesentliche Werkzeuge sind implementiert; dagegen werden Ergebnisse der Normung bei ISO/TC211 bzw. OpenGIS, wenn überhaupt, erst in weiterer Zukunft realisierbar sein.

Die Einfachheit – und damit die Realisierbarkeit in den Systemen – ist eine wichtige Eigenschaft, die INTERLIS gegenüber den meisten anderen Initiativen auszeichnet. Damit kann eine Transfergemeinschaft (z.B. ein Verband oder eine Behörde) ein gemeinsames Datenmodell definieren und es ist möglich, die Daten direkt auf sekundären Speichern sicherzustellen (Archivierung). Neben den Basisdatentypen werden im Unterschied zu OpenGIS zusätzlich u.a. Linienzüge mit Kreisbogengeometrien, Linienattribute, Objektbeziehungen und Gebietseinteilungen (topologische Netze) angeboten. Der Vorteil von INTERLIS ist, dass es vernetzte Computerumgebungen unterstützt, aber nicht zwingend voraussetzt. Folgende bei GIS-Projekten zentralen Anforderungen werden von INTERLIS abgedeckt:

  1. Definition und Dokumentation von Geodaten (Anwendungsschema) durch die genormte Beschreibungssprache
  2. klare Verträge für Erfassung, Verwaltung und Verbreitung von Geodaten (Outsourcing und Merchandising)
  3. langfristige, systemneutrale Datenhaltung auf sekundären Medien (CD, Harddisk, etc.)
  4. automatisierte Datenverifikation und Qualitätsprüfung (Konsistenzprüfung)
  5. robuster Transfer von Geodaten, auch wenn nicht in Echtzeit auf die Systeme zugegriffen werden kann.

Weiter ist in INTERLIS Version 2 z.B. einheitliche, grafische Darstellung von Geodaten und systemübergreifende Nutzung von Symbolbibliotheken und inkrementelle Nachlieferung (Nachführung) enthalten. Diese Punkte werden heute und auch in naher Zukunft von OpenGIS nicht gelöst werden. Auf der anderen Seite werden vordefinierte (einfache) Abfrageoperationen, Online-Katalogdienste und Rasterdatenformate von OpenGIS aber kaum von INTERLIS angeboten.

Erfahrungen und Stand von INTERLIS

Über ein Dutzend Hersteller bieten seit Jahren die auf INTERLIS basierende amtlichen Vermessungsschnittstelle (AVS) an. In einer heterogenen, föderalistisch organisierten Systemlandschaft schliessen damit ihre Anwender Verträge zur Geodatenerfassung ab, tauschen Geodaten informationsverlustfrei aus und verteilen sie nach klaren Verifikationskriterien in qualitätsgeprüfter Form. Die Liste von Anwenderschemas, mit denen offene Systeme unterschiedlichster Hersteller in den letzten Jahren mit Hilfe der Schweizer Norm INTERLIS interoperabel gemacht wurden, umfasst an die 100 Projekte (V+D/L+T 1999b). Seit über zehn Jahren sitzen Hersteller und Berater im Bereich der Geoinformationssysteme zwei- bis dreimal jährlich zusammen, um gemeinsam über offene Systeme zu sprechen ("Spirgartentreffen").

Im Zusammenhang mit der AVS wurden verschiedene Erfahrungen mit der Verwaltung von Metadaten gesammelt (Herkunft, Qualität, Ersteller/Nachführung, Massstab etc.). Wertvolle Vorarbeiten werden ebenso im gemeinsamen Umgang mit der grafischen Präsentation (Objektbeschriftungen, Signaturen, Hilfslinien) und Layoutdaten (Legende, Koordinatenbeschriftung etc.) geleistet. Wenn die Anwender von Geodaten noch mehr von den Vorteilen des modell-basierten Transfers mit INTERLIS überzeugt werden können, dann ist zu erwarten, dass diese Erfahrungen als gute Basis für die Weiterentwicklung und Verbreitung von INTERLIS genutzt und z.B. auch an die Raumplanung weitergegeben werden können.

Anmerkung:
Der Begriff "Interoperabiltät" wird gemäss einer aktuellen – explizit auf OpenGIS bezugnehmenden – Dissertation fast gleichbedeutend gesetzt mit "Kompatibilität" (Vckovski, 1998, S.9-10).

Quellen:

  • OpenGIS Consortium (OGC) (1999). (www.opengis.org)
  • SNV – Schweizerische Normen-Vereinigung (1998): Norm SN 612‘030 (INTERLIS). (www.snv.ch)
  • V+D/L+T (1991): INTERLIS – ein Daten-Austausch-Mechanismus für Land-informations-Systeme. Eidg. Vermessungsdirektion, Bern, 1991; INTERLIS Version 1 Revision 1, 1997*
  • V+D/L+T (1998): Draft INTERLIS Version 2. Eidg. Vermessungsdirektion, Bern, Mai 1998*
  • V+D/L+T (1999a): INTERLIS-Softwareanbieter. Eidg. Vermessungsdirektion; Kompetenzzentrum INTERLIS*
  • V+D/L+T (1999b): INTERLIS-Schemas. Eidg. Vermessungsdirektion; Kompetenzzentrum INTERLIS*
  • Vckovski (1998): Interoperable and Distributed Geoprocessing in GIS, Taylor & Francis.

* www.gis.ethz.ch; Bezug: interlis@lt.admin.ch

Stefan F. Keller
Kompetenzzentrum INTERLIS
Bundesamt für Landestopographie
Seftigenstrasse 264
CH-3084 Wabern
e-mail: stefan.keller@lt.admin.ch
www.swisstopo.ch
INTERLIS.net: www.gis.ethz.ch

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Atlas der Schweiz – interaktiv
Ein Meilenstein in der Schweizer Kartographie

Der «Atlas der Schweiz», das thematische Standardkartenwerk der Schweiz, hat den exklusiven Schritt zum interaktiven Atlas auf CD-ROM vollzogen. Aufgrund veränderter Wahrnehmungsgewohnheiten und neuer technischer Möglichkeiten ist der seit 1965 bestehende Landesatlas der Schweiz komplett überarbeitet worden. Er erlaubt es nun, auf individuell veränderbaren Karten Statistikdaten zu über 250 Themen räumlich zu visualisieren und zu analysieren. Beliebige Landschaftsausschnitte der Schweiz können dreidimensional präsentiert werden – und dies in bisher unerreichter Spitzenqualität. Das bereits international prämierte Werk markiert damit einen neuen Meilenstein in der Schweizer Kartografie.

L. Hurni, A. Grossenbacher (2000)

Vom gedruckten Kartenwerk zum Multimedia-Atlas

Das Institut für Kartographie der ETH Zürich wurde 1961 vom Bundesrat mit der Redaktion des «Atlas der Schweiz» betraut. Dieser Landesatlas setzte sich zum Ziel, die Vielfalt der Strukturen und Prozesse aus vielen Lebensbereichen zu visualisieren. Unter der Leitung der Professoren Eduard Imhof, Ernst Spiess und Lorenz Hurni wurden bis 1997 dreizehn Lieferungen mit 129 Tafeln und rund 600 qualitativ hochstehenden Karten zu folgenden Bereichen herausgegeben: Topografische und politische Übersichten, Natur des Landes, geschichtliche Entwicklung, Bevölkerung, Siedlungen und Stadtgeografie, Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Bodenschätze, Energie, Industrie und Gewerbe, Dienstleistungen, Aussenhandel, Verkehr, Schulwesen usw. Der Atlas wurde in enger Zusammenarbeit mit dem Bundesamt für Statistik (Datenbereitstellung) und dem Bundesamt für Landestopographie (Produktion, Druck, Verlag) erstellt.

Aktuelle Themen und Probleme, Innovationen auf dem Gebiet der neuen Medien (Multimedia und Internet), verbesserte digitale Produktionstechniken, erweiterte Darstellungsmöglichkeiten sowie veränderte Interessen und Ansprüche der Benutzer verlangen jedoch heute eine Weiterentwicklung des Nationalatlas. Deshalb wurde 1995 ein neues, duales Konzept für den «Atlas der Schweiz» formuliert, welches eine überarbeitete Print-Version und eine digitale Multimedia-Version vorsah, die sich gegenseitig ergänzen. Damit können die Themen optimal auf die verwendeten Medien umgesetzt und einem breiten Benützerkreis präsentiert werden. Die Detailkonzepte und Kernfunktionen wurden bis 1998 in einem ETH-Forschungsprojekt entwickelt. Als Resultate lagen somit für den Print-Teil ein durchgestalteter Entwurf und für den Multimedia-Teil ein funktionsfähiger interaktiver Prototyp vor. Als Vorteile des digitalen Systems erwiesen sich insbesondere die Möglichkeit des interaktiven «Dialogs» zwischen dem Benützer und dem Programm. Im Gegensatz zur statischen Papierkarte können gezielte Abfragen nach Themen und Kombinationen durchgeführt werden. Ebenfalls ist es möglich, die kartografische Darstellungsart nach Wunsch zu beeinflussen.

Aufgrund der sehr guten Erfahrungen, welche mit dem Prototypen bei Demonstrationen und Tests gewonnen werden konnten, ging das Redaktions- und Entwicklungsteam der ETH Zürich noch im gleichen Jahr daran, den Multimedia-Teil zu einer kommerziellen Version weiterzuentwickeln. Nach eineinhalb-jähriger Zusammenarbeit des Instituts für Kartographie (IKA), des Bundesamts für Landestopographie (L+T), des Bundesamts für Statistik (BFS) und des Basler Grafik-Ateliers DUPLEX kann nun die erste CD-ROM-Ausgabe des «Atlas der Schweiz» der Öffentlichkeit vorgestellt werden. Das inhaltliche Schwergewicht dieser ersten Version liegt bei der interaktiven Darstellung von statistischen Daten sowie der dreidimensionalen Visualisierung beliebiger Landschaftsausschnitte der Schweiz. Aufgrund seiner innovativen Konzepte und der hohen kartografischen Darstellungsqualität gilt der neue Atlas deshalb bereits jetzt national wie international als Spitzenprodukt der Schweizer Kartografie. Er wurde schon vor seiner Publikation im Sommer 1999 anlässlich des Kartografie-Kongresses der «International Cartographic Association» (ICA) in Ottawa mit dem Anerkennungspreis «Excellence in Cartography - Honourable Mention» ausgezeichnet. In den nächsten Jahren wird das multimediale Kartenwerk mit Unterstützung des ETH-Rats sukzessive thematisch ergänzt und ausgebaut. Es sind weitere Karten zu Themengruppen wie Natur und Umwelt, Bevölkerung und Gesellschaft, Politik, Wirtschaft, Verkehr und Aussenbeziehungen geplant.

Statistische Information + interaktive Kartografie = eine Reise durch die Schweiz mit überraschenden Einblicken

Räumlich auf einer Karte der Gemeinden, Kantone oder auch Grossregionen dargestellte statistische Themen sind einem breiten Publikum durch zahlreiche Publikationen bereits ein gewohntes Bild. Bisher kaum bekannt ist dagegen die interaktive thematische Kartografie, wie sie im neuen multimedialen «Atlas der Schweiz – interaktiv» auf CD-ROM zur Verfügung steht: Beliebige Ausschnitte aus dem Gebiet der Schweiz lassen sich einfach auswählen, und für diese Regionen können so unterschiedliche Themen wie zum Beispiel die Bevölkerungsentwicklung, das Abstimmungs- und Wahlverhalten der letzten Jahre oder auch die wirtschaftlichen Schwerpunkte analysiert werden. Für jede, auch über einen Index anwählbare Gemeinde oder Region werden unter dem Cursor die zugehörigen statistischen Informationen samt einem gesamtschweizerischen Vergleichswert angezeigt. Insgesamt werden in der vorliegenden ersten Version des interaktiven Atlas der Schweiz rund 250 Themen präsentiert, die weitgehend aus dem Datenbestand des Bundesamtes für Statistik (BFS) stammen.

Die thematische Kartografie im neuen Atlas beschränkt sich jedoch nicht auf blosse statische Darstellungen. Im Bevölkerungsbereich lassen sich beispielsweise die gemeindeweisen Entwicklungen in Form eines ablaufenden Filmes von 1850 bis 1990 anschaulich und eindrücklich verfolgen. Analytisch interessierte Nutzerinnen und Nutzer können sich individuelle Auswertungen zusammenstellen und anzeigen lassen, z. B. eine Karte mit jenen – farblich besonders hervorgehobenen – Gemeinden, die mehr als 90% Ja-Stimmen in einer bestimmten Abstimmungsvorlage oder mehr als 100'000 Gäste-Übernachtungen pro Jahr aufweisen. Die Möglichkeiten der thematischen und regionalen Auswertungen anhand von statistischem Material sind im «Atlas der Schweiz» äusserst vielfältig, sie führen zu einer Reise durch die Schweiz und zu Einblicken in unser Land, die in dieser benützerfreundlichen und teilweise sogar spielerischen Form bisher nicht möglich waren. Das Werk eignet sich damit als populäres Informationsmedium für räumliche, politische und sozio-ökonomische Zusammenhänge und Prozesse, als Unterrichtsmittel, als Entscheidungsgrundlage, aber auch als interdisziplinäres Forschungsinstrument.

Die kartografische Erschliessung der dritten Dimension

Auch die dritte Dimension lässt sich im interaktiven «Atlas der Schweiz» problemlos visualisieren: Die CD-ROM enthält unter anderem das flächendeckende digitale Höhenmodell DHM25 des Bundesamts für Landestopographie mit einer Auflösung von 25 Metern und damit insgesamt gegen 100 Millionen Punkten. Die Software erlaubt es, in Sekundenschnelle senkrecht projizierte, schattierte Karten – ähnlich den bekannten Schweizer Reliefzeichnungen – sowie perspektivische Ansichten und Panoramen beliebiger Standorte, Blickrichtungen, Ausschnitte und Beleuchtungswinkel in höchster grafischer Qualität zu berechnen. Gebiets- und Gipfelnamen lassen sich direkt interaktiv vom Bildschirm abfragen. Eine Überlagerung der Landschaft mit einer selbst definierten farbigen Höhenstufenskala ist jederzeit möglich. Standardmässig wird die durch den Schweizer Kartografen Eduard Imhof entwickelte naturähnliche Farbskala angezeigt. Sie dokumentiert so eindrücklich die Vereinigung bestehenden kartografischen Fachwissens mit neuen Technologien. Der «Atlas der Schweiz – interaktiv» darf damit zu Recht als neuer Meilenstein in der 500-jährigen Schweizer Kartentradition bezeichnet werden.

Atlas der Schweiz – interaktiv

  • Kartographische Visualisierung von 250 aktuellen Themen aus Gesellschaft, Wirtschaft, Staat und Politik
  • Interaktive 3D-Panoramen und Blockbilder aus dem Höhenmodell der Schweiz
  • Hybride CD-ROM in Box (Win95/98/NT/2000 und MacOS8/OS9 kompatibel)
  • Mindestanforderung: Pentium/PowerPC-Prozessor mit 35 MB freiem RAM
  • Der «Atlas der Schweiz – interaktiv» wird vom Bundesamt für Landestopographie vertrieben (www.swisstopo.ch) und ist im Buchhandel, in Papeterien, im Softwarehandel und teilweise in Warenhäusern erhältlich.
  • Schulen können den «Atlas der Schweiz – interaktiv» beim Schweizerischen Schulsoftwarezentrum SSSZ in Bern (www.schulsoft.ch) beziehen.
  • ISBN 3-302-09520-1
  • Preis: Fr. 248.–, Spezialpreis für Schulen
  • Das bisherige gedruckte Kartenwerk "Strukturatlas der Schweiz" ISBN 3-85823-629-2 ist ebenfalls weiterhin lieferbar.

Prof. Lorenz Hurni
Institut für Kartographie ETHZ
CH-8093 Zürich
Tel. 01/633 30 33
e-mail: hurni@karto.baug.ethz.ch

Armin Grossenbacher
Pressesprecher BFS
CH-2010 Neuchâtel
Tel. 032/713 60 10
Armin.Grossenbacher@bfs.admin.ch
www.statistik.admin.ch

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Atlas de la Suisse – interactif
Un nouveau jalon dans l'histoire de la cartographie suisse

L'«Atlas de la Suisse», l'ouvrage thématique de référence dans le domaine de la cartographie suisse a achevé sa transformation en un atlas interactif sur CD-ROM. L'Atlas national de la Suisse, dont la création remonte à 1965, a été complètement remanié pour satisfaire à l’évolution de nos comportements dans notre manière de nous informer et intégrer les techniques actuelles. Il permet maintenant de visualiser, sur des cartes modifiables à souhait, des données statistiques portant sur plus de 250 thèmes. N'importe quelle portion du territoire suisse peut être reproduite en trois dimensions, dans une qualité inégalée pour l'heure. L'atlas interactif, qui a déjà reçu un prix international, marque une nouvelle étape dans l'histoire de la cartographie suisse.

L. Hurni, A. Grossenbacher (2000)

De l'ouvrage cartographique imprimé à l'atlas multimédia

En 1961, l'Institut de cartographie de l'EPF de Zurich a été chargé par le Conseil fédéral de réaliser un «Atlas de la Suisse» permettant de visualiser toute la diversité des structures et des processus dans de nombreux domaines. Sous la direction des professeurs Eduard Imhof, Ernst Spiess et Lorenz Hurni, ce sont au total 129 planches et 600 cartes de très bonne qualité qui ont été publiées jusqu'en 1997 dans les domaines suivants : vues d'ensemble topographiques et politiques, nature du pays, évolution historique, population, habitat et géographie urbaine, agriculture, économie forestière, matières premières, énergie, industrie, arts et métiers, services, commerce extérieur, transports, éducation, etc. L'atlas est le fruit d'une étroite collaboration avec l'Office fédéral de la statistique (préparation des données) et l'Office fédéral de topographie (production, impression, édition).

La refonte de l'atlas national a été rendue nécessaire par l'apparition de nouveaux thèmes et problèmes d'actualité, les innovations dans le domaine des médias (multimédia et Internet), l'amélioration des techniques de production digitales, l'extension des possibilités de présentation ainsi que l'évolution des intérêts et des exigences des utilisateurs. C'est la raison pour laquelle il a été décidé, en 1995, d'élaborer un nouvel Atlas de la Suisse, comportant une version imprimée remaniée et une version multimédia, toutes deux complémentaires. De la sorte, il est possible de présenter les thèmes de manière optimale en fonction des médias utilisés et de toucher un large public. Les concepts détaillés et les fonctions principales ont été développés jusqu'en 1998 dans le cadre d'un projet de recherche EPF. Ce travail a abouti à un projet structuré pour la partie imprimée et à un prototype interactif pour la partie multimédia. Par rapport à l'imprimé, ce dernier offre notamment l'avantage de permettre un «dialogue» interactif entre l'utilisateur et le programme. L'utilisateur peut procéder à des recherches ciblées par thème, en combinant à loisir les critères de sélection. Il peut également redéfinir, par le biais de certaines fonctions, le type de présentation cartographique.

Sur la base des très bonnes expériences faites avec le prototype lors des démonstrations et des tests, l'équipe de rédaction et de développement de l'EPF de Zurich s'est attelée sans tarder au développement d'une version commerciale de la partie multimédia. Ainsi, après une année et demie de collaboration entre l'Institut de cartographie de l'EPF de Zurich, l'Office fédéral de la topographie, l'Office fédéral de la statistique (OFS) et l'atelier bâlois de graphisme DUPLEX, la première édition sur CD-ROM de l'Atlas de la Suisse voit le jour. Dans cette première version, l'accent a été mis, pour ce qui est du contenu, sur la présentation interactive de données statistiques ainsi que sur la visualisation en trois dimensions de n'importe quelle portion du territoire suisse. Grâce à ses concepts novateurs et à la haute qualité de ses présentations cartographiques, le nouvel atlas est déjà considéré comme un produit de la cartographie à la pointe du progrès tant sur le plan national qu'international. Avant même d'avoir été publié, il a reçu, lors du congrès de cartographie de l’Association Cartographique Internationale (ACI), qui s'est tenu à Ottawa en été 1999, le prix «Excellence in Cartography - Honourable Mention». Au cours des années à venir, cet ouvrage multimédia sera peu à peu complété par différents thèmes, avec le soutien du Conseil des EPF. De nouvelles cartes sont prévues, consacrées à des groupes thématiques tels que la nature et l'environnement, la population et la société, la politique, l'économie, les transports et les relations extérieures.

Informations statistiques + cartographie interactive = une balade à travers la Suisse avec des vues étonnantes

Les publications où l'on présente des thèmes statistiques sur une carte des communes, des cantons ou des grandes régions sont nombreuses et ne représentent donc pas une nouveauté pour le grand public. Il n'en va toutefois pas de même pour la cartographie thématique interactive utilisée dans le nouvel Atlas de la Suisse : on peut sélectionner de manière simple n'importe quelle portion du territoire suisse, puis afficher à l'écran des informations portant sur des thèmes aussi divers que l’évolution démographique, le comportement des électeurs de la région sélectionnée lors des votations fédérales de ces dix dernières années ou encore les points forts de l'économie locale. On peut faire apparaître les informations statistiques se rapportant à une commune ou à une région en positionnant le curseur à l’endroit en question, ou en sélectionnant le lieu dans l’index des noms. A chaque fois, la valeur désirée apparaît, accompagnée de la valeur moyenne pour la Suisse. Cette première version de l'Atlas interactif de la Suisse présente au total quelque 250 thèmes, alimentés dans une large mesure par des données fournies par l'Office fédéral de la statistique.

Mais la cartographie thématique ne se limite pas, dans ce nouvel atlas, à de simples présentations statiques. Dans le domaine de la population, les évolutions démographiques dans les différentes communes sont retracées de 1850 à 1990 de manière animée et peuvent donc être suivies comme un film. Les utilisateurs intéressés ont la possibilité de réaliser leurs propres analyses et de les faire apparaître à l’écran. Ils peuvent par exemple créer une carte où les communes qui ont voté à raison de plus de 90% en faveur de tel ou tel objet sont indiquées en couleur. De la même manière, ils peuvent faire ressortir les communes comptant plus de 100'000 nuitées par année. Les possibilités d’effectuer des analyses thématiques et régionales à l'aide de matériel statistique sont très variées dans ce nouvel atlas; elles offrent à l'utilisateur un voyage à travers la Suisse et des vues de cette dernière dont il n'était pas possible de bénéficier jusqu'à présent sous une forme aussi conviviale, et parfois même ludique. Cet ouvrage constitue un média d'information qui permet au grand public de se faire une bonne idée des rapports et des processus aux niveaux géographiques, politiques et socio-économiques. Il représente également un moyen didactique, une référence pour la prise de décisions ainsi qu'un instrument de recherche interdisciplinaire.

La représentation cartographique de la troisième dimension

On peut facilement visualiser la troisième dimension dans l'Atlas interactif de la Suisse : le CD-ROM contient notamment le modèle numérique de terrain DHM25 pour l'ensemble du territoire suisse. Ce logiciel de l'Office fédéral de topographie présente une résolution de 25 mètres et comporte ainsi quelque 100 millions de points au total. Il permet de calculer en quelques secondes et de reproduire dans une très bonne qualité graphique des cartes ombrées en relief ainsi que des vues en perspective et des panoramas à partir de n'importe quel endroit, selon différents angles de vue et d'éclairage. En déplaçant le curseur sur la carte, on peut afficher directement les noms des lieux et des sommets. L’utilisateur peut aussi faire figurer sur la carte les altitudes, grâce à une échelle de couleurs qu’il aura lui-même définie. En mode standard, l'échelle affichée, aux couleurs proches de celles de la nature, a été conçue par le cartographe suisse Eduard Imhof. Elle est le résultat probant du savoir cartographique associé à de nouvelles technologies. L'«Atlas de la Suisse - interactif» peut être qualifié à juste titre de nouveau jalon dans l'histoire déjà longue de 500 ans de la cartographie suisse.

Atlas de la Suisse – interactif

  • Visualisation cartographique de 250 thèmes actuels touchant la société, l'économie et la politique
  • Panoramas et blocs-diagrammes créés à l’aide du modèle numérique de terrain de la Suisse
  • CD-ROM hybride (compatible Win95/98/NT/2000 et MacOS8/OS9)
  • Configuration minimale : processeur Pentium/PowerPC avec 35 MB de RAM
  • L'«Atlas de la Suisse – interactif» est distribué par l'Office fédéral de topographie (www.swisstopo.ch) et vendu en librairie, dans les papeteries, dans les commerces de logiciels et dans certaines grandes surfaces
  • Les écoles peuvent obtenir l'«Atlas de la Suisse – interactif» auprès du Schweizerisches Schulsoftwarezentrum SSSZ à Berne (www.schulsoft.ch)
  • ISBN 3-302-09520-1
  • Prix : 248 francs, prix spécial pour les écoles
  • L'édition imprimée actuelle de l'«Atlas structurel de la Suisse» est toujours disponible

Prof. Lorenz Hurni
Institut de cartographie EPFZ
CH-8093 Zurich
tél. 01/633 30 33
e-mail: hurni@karto.baug.ethz.ch

Armin Grossenbacher
chef de l'information OFS
CH-2010 Neuchâtel
tél. 032/713 60 10
Armin.Grossenbacher@bfs.admin.ch
www.statistique.admin.ch

Texte intégral: MPG 4/2000
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Web Maps – Karten im Internet

Anhand einer Klassierung von bestehenden Internetkarten Typen soll deren Vielfältigkeit aufgezeigt werden. Dabei spielt auch der qualitative – visuelle Aspekt eine wichtige Rolle. Die Qualität vieler Internetkarten vermag schon geringen Anforderungen nicht zu genügen. Mit dem Einsatz neuer Techniken können aber auch hochstehende Produkte erstellt werden. Auch am Institut für Kartographie der ETH Zürich wird mit einem Atlas Prototypen ein Schritt Richtung Internet-Kartographie gewagt.

Daniel Richard, Institut für Kartographie ETHZ (1998)

Die Flut von Karten im Internet ist riesig gross. Schon seit einiger Zeit werden über das Web weltweit am meisten Karten vertrieben (Peterson 1997). Das Internet und insbesondere das WWW hat somit den Kartenproduzenten ein neues Marktsegment geöffnet. Allerdings ist dieses zur Zeit nur sehr schwer kommerziell nutzbar. In der nahen Zukunft wird man sicher diverse interessante Lösungsansätze zu diesem Problem zu sehen bekommen.

Kartentypen

Das aktuelle Angebot an Karten im Internet kann in vier Typen gegliedert werden. Am häufigsten sind einfache Rasterkarten anzutreffen, daneben existieren viele Rasterkarten mit geringer Interaktivität. Diverse Karten werden vektoriell in speziellen Formaten angeboten und eine relativ kleine Anzahl basiert auf interaktiven Kartenservern.

Rasterkarten

Die grosse Mehrheit aller Karten im Web sind reine Rasterkarten. Die meisten sind nur eingescannt, jedoch nicht auf das Web angepasst. (Abbildung 1). Eine grosse Sammlung guter Rasterkarten findet sich in der «Perry-Castañeda Library Map Collection» (http://www.lib.utexas.edu/Libs/PCL/Map_collection/). Diese Karten können aus qualitativer Sicht nur als Basis für weitere Arbeiten dienen, dürfen aber nicht als «Web-Karten» bezeichnet werden. Sie bieten neben der meist geringen Qualität auch kaum einen Mehrwert für den Benutzer gegenüber einer Printkarte. Der einzige Vorteil ist die schnelle Verfügbarkeit der in der Karte dargestellten Information.

Interaktive Rasterkarten

Diverse Rasterkarten im Internet werden mit dem Einsatz von «clickable maps» interaktiv. Dabei ist es möglich, mit einem Mausklick auf einen Kartenausschnitt auf ein weiteres Bild, z.B. eine detailliertere Ansicht zu wechseln. Häufig sieht man in diesem Zusammenhang speziell für den Bildschirm gestaltete Karten. Diese erfüllen dann auch eher die Qualitätsanforderungen von guten Bildschirmkarten wie gute Lesbarkeit und abgestimmte Darstellung der Kartenelemente. Die Steuerung der interaktiven Funktionen kann auch bei diesem Typ auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Neben HTML stehen Technologien wie Javascript und Java im Einsatz. Je nach eingesetzter Scriptsprache kann das Laden der Seiten zudem unterschiedlich lang dauern. Ein Beispiel einer solchen Karte ist in Abbildung 2 zu sehen. 

Neben einfachen «clickable maps» sind auf dem Web auch verschiedenste Navigationssysteme, teilweise gar mit Suchfunktionen versehen, zu finden. Ein sehr schönes Beispiel dafür findet sich auf der Homepage der Stadt Winterthur (Abbildung 3). Hier wird auf Basis der Pixelkarte der Landestopographie ein dynamischer Stadtplan zur Verfügung gestellt. Dabei kann nach verschiedenen Strassen und Gebäuden gesucht werden. Diese werden anschliessend mit einer roten Linie oder einem Punkt auf dem entsprechenden Ausschnitt der Karte markiert. Weiter kann in alle vier Richtungen um ein oder zwei Kartensegmente gescrollt werden. Die drei verfügbaren Zoomstufen basieren auf den Massstäben 1:25 000, 1:50 000 sowie 1:100 000 der Pixelkarte. Dieses Beispiel wird mit einem CGI-Script gesteuert. Damit wird auf dem Server, der die Webseite anbietet, ein Programm ausgeführt, das die nötige Funktionalität zur Verfügung stellt. Dadurch muss nicht der gesamte Programmcode vom Benutzer auf seinen Computer geladen werden. Die Ausführung der Funktion läuft somit in der Regel um einiges schneller ab als mit einem Java-Applet, da jenes zuerst über das Netz übertragen werden muss.

Solche und ähnliche Navigationssysteme werden immer häufiger, aber auch die Funktionalität wird immer ausgefeilter. Für den Entwickler interessant ist die Tatsache, dass fast jedes System mit einer unterschiedlichen Technologie aufgebaut worden ist. Es gibt somit keine Fertiglösung, die einfach übernommen werden könnte.

Vektorielle Karten

Zur Darstellung von vektoriellen Karten müssen zur Zeit Plug-Ins eingesetzt werden. Plug-Ins sind Zusatzprogramme zu Webbrowsern, die den Funktionsumfang der Browser erweitern. So können mit den meisten Plug-Ins zusätzliche Datenformate gelesen werden; in diesem Fall handelt es sich um Vektorformate. Bekannt und entsprechend häufig ist das PDF Plug-In (Portable Document Format) von Adobe und das Shockwave Plug-In (für Freehand-, Director-, Flash- und Authorwarefiles) von Macromedia. Beispiele von PDF-Karten finden sich unter http://www.avenza.com/PDFmaps.html. Die beiden erwähnten Plug-Ins haben den Vorteil, dass sie die Daten als Vektoren (Shockwave) resp. im Postscriptformat (PDF) zum Benutzer transportieren. Dadurch werden entsprechend kürzere Ladezeiten erreicht und somit die Wartezeit des Benutzers reduziert. Durch den Einsatz dieser Plug-Ins kann der Funktionsumfang der Webbrowser fast beliebig erweitert werden. Neben Zoom- und Scroll-Möglichkeiten werden häufig auch Suchfunktionen integriert. Dies eröffnet neue Möglichkeiten auf dem Web. Allerdings bietet speziell die Zoomfunktion häufig keinen Mehrwert, da die identische Information vergrössert dargestellt wird. Bei der Schrift, die häufig in der Standardauflösung kaum lesbar ist, verbessert das Zoomen die Lesbarkeit jedoch merklich. Der Kartograph hat mit Plug-Ins auch die Möglichkeit, dem Benutzer die Karten für einen Ausdruck zur Verfügung zu stellen und diese entsprechend aufzubereiten. Bei Rasterkarten ist von einem Ausdruck abzuraten, da die Auflösung zu gering und das Druckresultat meist unbefriedigend wird. Mit PDF-Files kann diese Schranke elegant umgangen werden, da es sich um Postscriptfiles handelt, und der Benutzer kann hochwertige Ausdrucke erstellen.

Diese Vorteile bedingen jedoch, dass der Benutzer das entsprechende Plug-In laden muss bevor eine Karte angezeigt werden kann. Durch die Grösse dieser Plug-Ins von bis zu 1.5 MB können für die Benutzer aber sehr lange Downloadzeiten entstehen. Das kann zur Folge haben, dass der Ladevorgang abgebrochen wird und somit die Karte nicht angezeigt werden kann.

Es wird sich zeigen, ob in Zukunft diverse Plug-Ins direkt in die Internet-Browser integriert werden und ein Download somit hinfällig wird. Eine solche Entwicklung wäre sicher wünschenswert.

Interaktive Kartenserver

Unter diesem Begriff versteht man Programme, die meistens auf einem GIS aufbauen. Sie ermöglichen dem Benutzer, eine Karte nach seinen Vorstellungen selber zusammenzusetzen oder einen Ort suchen und ihn anzeigen zu lassen. Die meisten dieser Anwendungen sind auf CGI-Programmen aufgebaut und benötigen meist nur eine einfache HTML-Oberfläche. Es existieren aber auch mehrere Lösungen, bei denen Java-Applets zum Einsatz kommen. Als Beispiele für solche Kartenserver seien hier die «Yahoo-Maps» (Abbildung 4) oder VirtualMap.Com (http://www.virtualmap.com/) erwähnt. Sie bieten die Möglichkeit der Suche nach Adressen in den gesamten USA. Eine angezeigte Karte kann daraufhin mehrfach vergrössert oder verkleinert werden, wobei sich der Inhalt der Karte dem Massstab anpasst.

Der grosse Nachteil von Kartenservern besteht darin, dass das Resultat vielfach als reine «GIS-Spaghetti» angezeigt wird. Das heisst, die Linien haben alle die gleiche Stärke und unterschieden sich nur durch die Farbe. Häufig hat der Benutzer dann die Möglichkeit, beliebige Themen miteinander zu kombinieren. Bei ungeübten Benutzer kann dies aber schlussendlich zu einem chaotischen Kartenbild führen. Durch den Verzicht auf Rasterbilder wird die Anzeige zwar beschleunigt, das Kartenbild kann dadurch aber noch zusätzlich leiden.

Bei der Programmierung von Speziallösungen im Kartographiebereich, kommt immer häufiger die Programmiersprache Java zum Einsatz. Java sollte eigentlich plattformunabhängig sein, d.h. auf allen Computertypen laufen. Im Grafikbereich gibt es hier jedoch diverse Probleme, da leider nicht alle Funktionen von beiden grossen Internet-Browsern unterstützt werden. Dies führt dazu, dass eine Programmversion nicht auf allen Browsern funktioniert und zudem ein teilweise unterschiedliches Verhalten aufweist. In der Zukunft muss für dieses Problem zwingend eine Lösung gefunden werden, ansonsten wird sich Java nie richtig im Internet durchsetzen können.

Die Programmierung mit CGI-Skripten scheint dagegen mit viel weniger Problemen behaftet zu sein. Dies wird erkennbar, durch die grössere Häufigkeit von CGI-Anwendungen gegenüber Java-Applets in der Kartographie.

Internet Atlanten

Unter den Sites, die während den Recherchen zu diesem Artikel besucht wurden, gibt es auch sehr viele, die mit «Atlas» betitelt sind. Betrachtet man diese Atlanten dann genauer, so bestehen sie häufig nur aus ein bis zwei Karten, ein paar Bildern und einem Begleittext. Hier stellt sich die Frage, ob man den Begriff Atlas für das Internet neu definieren muss. Atlanten im herkömmlichen Sinn sind im Internet bisher nicht zu finden. Ansätze von virtuellen Atlanten sind z.B. beim «Virtual Atlas» von S. Ashdowne auf http://www.srl.rmit.edu.au/va/ zu sehen. Es handelt sich dabei um ein Verzeichnis von Links zu qualitativ meist guten Karten.

Ein anderer Ansatz wird beim «Internet Atlas der Schweiz» verfolgt, der sich an die multimediale Neufassung des «Atlas der Schweiz» anlehnt und dieselbe Oberfläche benutzt (Hurni & Sieber 1998). Damit wurde der Schritt weg vom typischen Internet-Dokument gewagt und dem Atlas eine eigene Programmoberfläche gegeben. So wird dem Benutzer der Eindruck vermittelt, er sei in einem eigenständigen Programm und nicht in einem Webbrowser.

Eine Testreihe bei Projektbeginn hat den Bedarf eines definierten Formats ausgewiesen. Daher ist der Atlas nur in einer Grösse von 1024x768 Pixel verfügbar. Eine Anpassung der Grösse an die jeweilige Bildschirmauflösung ist in dieser Version somit nicht möglich. In einer späteren Version sollte diese Option aber bestehen.

Nachdem in diversen Betaversionen noch Plug-Ins verwendet wurden, sind diese in der momentan im Web verfügbaren Version nicht mehr eingesetzt. Dies heisst jedoch nicht, dass deren Einsatz in gewissen Fällen nicht doch sinnvoll wäre. Da durch den Wegfall von Plug-Ins nur noch die beiden Rasterformate GIF und JPEG unterstützt werden, sind die im Atlas integrierten Karten somit alles Rasterkarten. Bei der Kartengestaltung wurde auf qualitativ hochstehende Kartengrafik Wert gelegt. Der Atlas stellt eine Mischung zwischen einem herkömmlichen

Papieratlas und einem Internet-Karten-Informationssystem dar. Es werden neben den Karten auch noch entsprechende Informationen, häufig aus dem «Atlas der Schweiz», und mit Hilfe von Links ins Internet weitere aktuelle Information angeboten. So ist z.B. ein direkter Link zum SBB-Fahrplan möglich, während der Plan des ZVV am Bildschirm angezeigt wird. Weiter steht im Atlas eine Bodenkarte zur Verfügung, die verwandt ist mit der Tafel 7a des «Atlas der Schweiz». Bei dieser Karte wird mit Hilfe einer quadratischen Lupe eine detailliertere Version der Karte vergrössert angezeigt. Dadurch sind bedeutend mehr Einzelheiten erkennbar (siehe Abb. 5). Neben der Karte wird ein ausführlicher Text angezeigt und es können auf Wunsch erklärende Grafiken zu einzelnen Bodentypen sowie eine kurze Erläuterung zur Bodenbildung eingeblendet werden. Solche Karten mit Zusatzinformationen sind mehrfach im Atlas vorhanden. Ein weiterer thematischer Ausbau ist geplant. Ebenso werden neue Funktionen hinzukommen, so z.B. eine Möglichkeit zur direkten Kartenerstellung ab statistischen Daten. Diese Files werden mit einem Java-Applet eingelesen und direkt in thematische Karten umgesetzt. Der Benutzer hat danach noch die Möglichkeit, die Karten nach seinen Wünschen zu verändern und allenfalls auszudrucken. Interessierte finden den Internet Atlas der Schweiz unter http://www.geod.ethz.ch/karto/atlas.

WWW-Kartenverzeichnis

Da dieser Artikel keineswegs dazu dienen kann, einen Grossteil der im Internet verfügbaren Adressen von Karten aufzulisten, wird hier auf eine sehr umfangreiche Webseite verwiesen. Die sogenannten «Oddens's Bookmarks» sind eine Sammlung von mehr als 4900 Links zu Karten unterschiedlichster Art im Internet. Zu finden ist «The Fascinating World of Maps and Mapping» der Universität Utrecht unter http://kartoserver.frw.ruu.nl/html/staff/oddens/oddens.htm. Dies ist das wohl mit Abstand umfangreichste Verzeichnis für kartographisch Interessierte. Zu bemängeln gibt es hier wohl nur die Tatsache, dass sehr viele Links bereits nicht mehr aktuell sind, aber dies ist ein bekanntes Übel vieler Internetsites und muss leider hingenommen werden.

Schlussfolgerung

Zur Zeit sind sehr viele Karten im WWW vorhanden. Die Qualität derselben ist jedoch häufig schlecht. Mit Hilfe von neuen Techniken oder Eigenentwicklungen versuchen viele Kartenautoren die neuen Möglichkeiten der Kartenverbreitung auszuschöpfen. Dadurch sind auch immer mehr gute Beispiele zu sehen. Es ist jedoch noch ein langer Weg, bis Internetkarten über eine vergleichbare Qualität und Funktionalität wie gedruckte Karten verfügen. Dieser Artikel soll Kartographen auch dazu ermuntern sich mit dem Medium intensiv zu befassen und gute
Internetkarten zu erarbeiten.

 

Daniel Richard
Dipl. Geograph
Institut für Kartographie ETHZ
ETH Hönggerberg
CH-8093 Zürich
e-mail: drichard@geod.ethz.ch
http://www.geod.ethz.ch/karto

Vollständige Version siehe VPK 8/98
Bestellung VPK: verlag@geomatik.ch


Multimedialer Atlas der Schweiz

Der «Atlas der Schweiz» ermöglicht der Eidgenossenschaft in einzigartiger Weise die Darstellung räumlicher und zeitlicher Zustände und Prozesse, politischer und sozio-ökonomischer Zusammenhänge. Er dient der anschaulichen, nachhaltigen Vermittlung übergeordneter Ziele und dem Verständnis für integrative Aufgaben, sowie als vielseitig einsetzbare Grundlage für wissenschaftliche Arbeiten.

L. Hurni, R. Sieber, Atlas der Schweiz ETHZ (1998)

1. Interesse der Eidgenossenschaft an einem innovativen, multimedialen thematischen Nationalatlas

Der «Atlas der Schweiz» ist zugleich:

  • Medium zur Identifikation mit der Schweiz
  • Mittel zur regionalen Integration und Kohäsion, zum Verständnis der Regionen untereinander
  • Mittel zum Verständnis der Schweiz europa- und weltweit
  • ein nachhaltig wirkendes und aktuelles Informationsmedium
  • Animations- und Informationsmedium im Rahmen von Grossereignissen: als Bestandteil der Ausstellung «150 Jahre Bundesstaat» 1998 und des Moduls «Metropole Schweiz» an der EXPO 2001
  • populärwissenschaftliches Kommunikationsmedium
  • Lenkungs- und Führungsinstrument für Bundesaufgaben
  • Visualisierungsmittel für die amtliche Statistik
  • wesentlicher Bestandteil der schweizerischen Kartographie
  • Instrument zur Umsetzung von Leitlinien und strategischen Zielsetzungen der ETH (Mehrjahresplan 2000-2003)
  • multimediales Lehr- und Unterrichtsmittel für verschiedene Schulstufen
  • Beitrag der Schweiz zur Förderung eines hohen internationalen Standards in der Atlaskartographie
  • transdisziplinärer, wissenschaftlicher Forschungszweig der Kartographie
  • Entwicklungsplattform zur Anwendung neuer Medien: Multimedia und Internet
  • und schliesslich auch eine Dokumentation der kulturellen Vielfalt der Schweiz.

2. Neue Entwicklungen in einem veränderten Umfeld

Neue Medien wie Computer, Video, Multimedia, Internet haben seit etwa zehn Jahren einen Innovationsschub in vielen Disziplinen ausgelöst. In der Kartographie finden digitale Bearbeitungstechniken, Geographische Informationssysteme (GIS) und spezielle Visualisierungen mit neuen Medien vermehrt Anwendung. Eine riesige Flut an neuen Daten (Inventare, Zählungen usw.) wird laufend von verschiedenen Stellen erhoben und angeboten. Dieses Überangebot erfordert zusammen mit erweiterten Darstellungsmöglichkeiten (Dreidimensionalität, Animationen usw.) die Produktion attraktiver und informativer Karten und Atlanten. Zunehmend verschiebt sich auch die Auswahl und Gewichtung der Themen: aktuelle Bereiche wie Auslandsbeziehungen, Umwelt, Energie, Freizeitverhalten usw. sollten eingebunden und vertieft behandelt werden.

Die stark veränderten Ansprüche und Gewohnheiten des Zielpublikums müssen bei einer Neuausrichtung des «Atlas der Schweiz» ebenfalls beachtet werden. Die Benutzer lassen sich leicht ablenken und sind sich gewöhnt an kurze Aufmerksamkeitszeiten. Zugleich werden sie aber oft überfordert durch die fehlende objektive Gewichtung der Information. Diese Information muss auch im richtigen Kontext erklärt werden, um sie für die Benutzer zugänglich zu machen.

Einige moderne Atlanten beruhen auf fortschrittlichen Konzepten mit einer Funktionsaufteilung in einen gedruckten und einen digitalen Teil, um diese vielfältigen Anforderungen optimal zu erfüllen.

3. Das neue multimediale Konzept

Das neue Konzept des «Atlas der Schweiz» berücksichtigt die markanten Veränderungen im Informatikbereich und die Ansprüche des Zielpublikums. Die Neuedition wird auf unterschiedliche Interessen und Bedürfnisse, vom Laien bis zum Wissenschaftler ausgerichtet. Diese Ansprüche können heute nur mit einem Atlas erfüllt werden, der die Informationen durch mehrere Medien - also multimedial - vermittelt.

Die Neuedition basiert auf einem dualen Konzept, das im Rahmen eines transdisziplinären ETH-Forschungsprojekts entwickelt wurde. Sie ist formal in einen Print-Teil und in einen digitalen Multimedia-Teil gegliedert, die sich beide funktional zu einem Gesamtwerk ergänzen. So können die Themen optimal auf die verwendeten Medien umgesetzt und präsentiert werden. Die Medien Karten, Skizzen, Graphiken, Bilder, Videosequenzen, Animationen, Ton usw. werden multimedial und interaktiv eingesetzt. Der Lebensraum Schweiz kann aktiv erforscht und erfahren werden. Bei der graphischen Gesamtgestaltung wird auf Ästhetik und ein durchdachtes Layout Wert gelegt; sie dient letztlich der optimalen Präsentation und Wissensvermittlung. Der konsequent digitale Aufbau des Atlas ermöglicht neben einer Vielzahl zweidimensionaler, interaktiv veränderbarer Karten auch dreidimensionale Darstellungen sowie Animationen. Die erarbeiteten digitalen Grundlagekarten dienen verschiedensten Fachdisziplinen und Anwendern als Arbeitsbasis. Starkes Gewicht wird auf regionale und zeitliche Vergleiche, Aufzeigen von Veränderungen, Verknüpfung der Themen und ihre Analyse gelegt.

Die Neuedition wird in den vier Sprachen Deutsch, Französisch, Italienisch und Englisch erscheinen, womit der «Atlas der Schweiz» national wie auch international Verbreitung finden kann.

4. Die thematische Vielfalt

Die inhaltliche Vielfalt des Atlas widerspiegelt sich in der Themenauswahl. Themen werden neu aufgegriffen oder ausgebaut, verknüpft sowie Querbezüge aufgezeigt. Der handelnde Mensch wird stärker in den Mittelpunkt gerückt. Die Strukturierung der Themen folgt dem Prinzip, dass primär eine vergleichbare oder gar die gleiche Themengliederung sowohl im Print- wie auch im Multimedia-Teil vorhanden ist, was die thematische Orientierung sehr erleichtert. Dazu sollten auch Kombinationsmöglichkeiten von Themen erlaubt sein, was wiederum die Betrachtung eines einzelnen Themas nach verschiedenen Gesichtspunkten ermöglicht. Eine dreistufige Gliederung mit sinnvollen Thema-Bezeichnungen erhöht die Verbeitung des Atlas, weil sie verschieden tief gehende Interessen abdecken kann. Auf jeder Stufe wurde ein Limit von sieben Begriffen eingeführt, um die Merkfähigkeit und damit die Benutzerfreundlichkeit zu erhalten. Die gewählte Form der Strukturierung erlaubt die Integration der bereits vorhandenen Karten und Themen aus der ersten und zweiten Auflage des Atlas, aber auch einen flexiblen Ausbau.

Die Themenstruktur ist flexibel und gliedert sich in sieben Themenbereiche:

Themenbereich «Internationale Schweiz»:

  • Naturraum
  • Gesellschaft
  • Aussenwirtschaft
  • Infrastruktur und Siedlung
  • kulturelle und politische Beziehungen
  • Umwelt

Themenbereich «Naturraum»:

  • Topographie
  • Böden und Vegetation
  • Geologie und Tektonik
  • Klima und Wetter
  • Gewässer und Hydrologie

Themenbereich «Bevölkerung und Gesellschaft»:

  • Demographie
  • Arbeit und Freizeit
  • Wohnen
  • Gesundheit
  • Sozialwesen
  • Schulwesen und Bildung

Themenbereich «Wirtschaft»:

  • Landwirtschaft
  • Industrie und Gewerbe
  • Dienstleistungen
  • Tourismus
  • Finanzen

Themenbereich «Infrastruktur und Siedlung»:

  • Energie
  • Verkehr
  • Versorgung und Entsorgung
  • Kommunikation
  • Siedlungen

Themenbereich «Kultur und Politik»:

  • Geschichte
  • Sprachen und Religionen
  • Sport
  • Wissenschaft
  • Politik

Themenbereich «Umwelt»:

  • Natürliche Ressourcen
  • Fauna und Flora
  • Naturgefahren
  • Naturschutz
  • Umweltbelastung

5. Hintergrundinformationen im Print-Teil

Der Print-Teil besteht aus einem separaten Kartenteil und Begleitinformationen in Einzelheften zu den Karten und zur CD-ROM. Die Stärke der grossformatigen Karten im Hauptmassstab 1:600'000 liegt im schnellen Gewinnen des räumlichen Übersicht und in ihrem gleichzeitig hohen Detaillierungsgrad. Die Themenhefte werden durch das Zusammenspiel von Texten, Übersichtskarten, Diagrammen, Profilen usw. Abwechslungsreich aufgebaut. Damit wird der Grundsatz verfolgt, nutzbringende Informationen den Benutzern aktiv und übersichtlich anzubieten.

Die Aufgaben des Print-Teils bestehen aus dem Vermitteln von fundiertem Hintergrundwissen und der Analyse und Erklärung von Strukturen und Prozessen in verständlicher Form. Bildhafte, «sprechende» Karten finden vor allem in diesem Teil Verwendung. Nach dem Prinzip der «zwei Geschwindigkeiten» werden unterschiedliche Informationstiefen angeboten: für den schnellen Überblick dient eine Zusammenfassung, für den vertieften Einblick stehen detailliertere Erläuterungen und Karten sowie Querverweise zu anderen Themen bereit.

6. Interaktivität im Multimedia-Teil

Als multimediale Erweiterung zum Print-Teil schliesst sich ein CD-Atlasteil an. Seine Stärken liegen im explorativen und interaktiven Umgang mit den Themen. Er gestattet eine freie thematische Navigation durch eine übersichtliche, hierarchische Gliederung der Themen und einen schnellen Zugriff auf verwandte Themen. Zur räumlichen Navigation ist in einer Referenzkarte das gewünschte Gebiet direkt wählbar. Ebenso sind präzise Lokalisierungen von Orten in der Karte möglich. Der Atlas verfügt zudem über ein stufenloses Zooming mit angepasster Informationsdichte und eine Lupen-Funktion. Zur Visualisierung werden zwei- und dreidimensionale Darstellungen, Bildsequenzen und Animationen eingesetzt. Die Benutzer besitzen zudem die Option, Karten interaktiv selbst zu verändern. Zur Analyse können Funktionen wie raumbezogene und thematische Abfrage, Verschneidung, Überlagerung, Zonenbildung und auch die Berechnung abgeleiteter Grössen aus zwei- und dreidimensionalen Modellen verwendet werden.

Das für diesen Atlas graphisch gestaltete Interface ermöglicht einen leichten Zugang zu den Themen und Funktionen. Der Qualitätsanspruch an den Atlas äussert sich auch in der sorgfältigen Gestaltung der Bildschirmkarten, die speziell für den interaktiven Einsatz konzipiert werden. Eigens entwickelte Programm-Module gestatten es, direkt aus einer integrierten Datenbank statistische Karten und 3D-Darstellungen zu erzeugen und zu visualisieren. Dadurch erweitern sich die zukünftigen Möglichkeiten der Interaktivität und Funktionalität des Atlas deutlich.

Der Prototyp des multimedialen Teils stellt eine Eigenentwicklung der Projektgruppe des «Atlas der Schweiz» dar. Weltweit werden - wie am Internationalen Kartographiekongress 1997 in Stockholm festgestellt werden konnte - kaum Produkte mit vergleichbarer Funktionalität, Bedienungsfreundlichkeit und graphischer Qualität angeboten.

7. Vom Projekt zur Publikation

Die Spitzenstellung der schweizerischen Atlaskartographie zeigt sich auch in den Bestrebungen vieler Länder (u.a. Deutschland und Österreich), ihre neuen Nationalatlanten nach dem Vorbild des Prototyps des «Atlas der Schweiz» zu entwickeln. Um die erarbeitete Spitzenstellung in Forschung und Entwicklung zu behaupten und auszubauen, ist eine langfristig wirksame Investition dringend notwendig. Zur Weiterentwicklung der beiden Atlasteile wird anfangs 1998 an den Bundesrat (als Auftraggeber) ein Antrag zur Realisierung einer umfassenden Neuedition gestellt.

Die Neuedition des «Atlas der Schweiz» ist als Gemeinschaftsproduktion des Instituts für Kartographie (IKA), des Bundesamtes für Landestopographie (L+T) und des Bundesamtes für Statistik (BFS) konzipiert. Das Konzept erfordert eine erweiterte, neue Organisationsstruktur mit definierten Kernaufgaben. Diese sind mit personellen, infrastrukturellen und sachbezogenen Aufwendungen verbunden, welche teils über bestehende oder zugesicherte Ressourcen abgedeckt werden, teils zusätzlich erbracht werden müssen.

Das Publikationsprogramm der geplanten Neuedition sieht regelmässig erscheinende Lieferungen im jährlichen Rhythmus vor. Diese Lieferungen bestehen aus Kartenteil, Begleitheft und CD-ROM in einer Sammelbox. Für den Print-Teil werden vier separate Ausgaben in Deutsch, Französisch, Italienisch und Englisch angeboten. Die hybride CD-ROM für PC und Macintosh enthält alle Sprachversionen; sie können beliebig gewählt werden. In jeder Lieferung wird einer der Themenbereiche behandelt. In den Folgelieferungen wird der Atlas mit weiteren Themenbereichen ergänzt und ausgebaut. Aktualisierungen der Daten sind auch über Internet möglich. Damit wird den Benutzern sowohl im Print-Teil wie auch im Multimedia-Teil ein Spektrum an vernetzten Themen angeboten. Der Themenumfang und die Informationstiefe werden den hohen Ansprüchen des Atlas gerecht.

8. Breite Befürwortung einer Neuedition

Eine Neuedition des «Atlas der Schweiz» in der beantragten Form wird auf nationaler Ebene ideell unterstützt durch zahlreiche wissenschaftliche Institutionen und auch durch den Präsidenten der ETH Zürich. In einer Kampagne wurden weitere Organisationen, Gremien und Institutionen um Unterstützung angegangen, darunter Bundesämter, Forschungsinstitute, Fachorganisationen, Verbände und politische Parteien. International sprechen sich ebenfalls viele kartographische und geographische Institutionen aus Deutschland, Frankreich, Italien, Niederlande, Österreich, Spanien, Schweden, Tschechien, Kanada und den USA für einen aktuellen, thematischen Nationalatlas der Schweiz in der beantragten Form aus.

Die Neuedition des multimedialen «Atlas der Schweiz» ist als aktuelles und vielfältig nutzbares Produkt konzipiert. Durch die inhaltliche Substanz und Verknüpfung, die Aufbereitung relevanter Informationen und die graphische Gestaltung soll ein qualitativ hochwertiges Produkt entstehen. Damit wird eine politisch integrative und nachhaltig wirkende Neuausgabe geschaffen.

 

Prof. Dr. Lorenz Hurni
Dr. René Sieber
Atlas der Schweiz
Institut für Kartographie
ETH Hönggerberg
CH-8093 Zürich
www.geod.ethz.ch/karto
e-mail: lhurni@geod.ethz.ch; rsieber@geod.ethz.ch

Vollständige Version siehe VPK 3/98
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18.04.2014