DK 528.425.4(084.3-12)+528.93 (084. 3-13/15) (436):681.327. 6. 061 06/.3(497.12):528 Geodaetcntag „ 1993" NEUESTE EN C UNGEN IN DER OESTER EICHISCHEN 1 LANDESAUFNAHME Viktor Zill Bundesamt fuer Eich- und Vermessungswesen, Wien, Oeste1reich Eingetroffen fuers Publizieren: 3. November 1993 Zusammenfassung Jm Bundesamt.fuer Eich- und Vermessungswesen (BEV) beschaeftigt sich schon seit einiger Zeit eine Projektgruppe mit dem Aufbau von topographischen und kartographichen Datanbestaenden. Es wird versucht, der verstaerkten Nachfrage nach digitaler topographischer In.formation durch den Au.fbau eines Topographischen ModeJJs und von Kartographischen Modellen zu begegnen. Das Konzept fuer den Aufbau dieser Modelle, deren Realisierung und die daraus resultiereden Auswirkungen auf die Kartenfortfuehrung sind Gegenstand diese Vortrages. Stichwoerter: Bled, Definition des kartographischen Model/s, Definition des topographischen Modells, Datenbestaende, Digitaldaten, Geodaetentag, Oestmeich, 1993 1. EINLEITUNG Dic topographische Landesaufnahme und die Herstellung der staatlichen Landkarten wird in Oesterreich vom Bundesamt fuer Eich- und Vermessungswesen (BEV), Gruppe Landesaufnahme, wahrgenommen. Im wesentlichen bedeutet dies die oesterreichweite Erfassung der dreidimensionalen Gestalt der Erdoberflaeche und der topographisch bedeutsamen natuerlichen und kuenstlichen Objekte, sowie Verarbeitung, interessensneutrale Verwaltung, laufende Aktualisierung und Bereithaltung zur Abgabe dieser topographischen Informationen an Bedarfstraeger zur weiteren Nutzung. D abei koennen drei wesentliche Produktionszweige unterschieden werden: Landkarten, Luftbilder, digitale topographische und kartographische Daten. Landkarten waren urspruenglich die einzige From, in der die Ergebnisse der Landesaufnahme der Oeffentlichkeit zur Verfuegung gestellt werden konnten. Sie haben einen hohen Grad an kartographischer Vollkommenheit _erreicht und werden auch in absehbarer Zukunft ergaenzend neben digitalen Formen Traeger raumbezogener Informationen sein. In Oesterreich werden folgende staatlichen Landkarten hergestellt: o Oesterreichische Karte 1:50 000 o Oesterreichische Karte 1:25 000 V o Oesterreichische Karte 1:200 000 Geodetski vestnik 37 (1993) 4 o Oesterreichische Karte 1:500 000 o Ocsterreichische Karte 1:300 000 V o Gebietskarten. Orthophotos und Luftbildkarten haben eine enorme Erweitenmg Informationsangebotes gebracht. Zusaetzliche Vorteile liegen in deutlich hoeherem Aktualitaetsgrad und der absoluten Authentizitaet der photographischen Abbildung. Produkte aus diesem Produktionszweig sind: o Oesterreichische Luftbildkarte 1: 10 000 o Oesterreichische Basiskarte 1:5 000. er Anteil der topographischen und kartographischen Daten (Geo-Basisdaten mit Raumbezug), die in digitaler Form verfuegbar sind, waechst seit einigen Jahren durch die Anpassung an geaenderte Beduerfnisse unserer Informationsgesellschaft stetig. Der schnelle und selektive Datenzugriff, die Unabhaengigkeit von Blattschnittsystemen, die Flexibilitaet im Massstab, · die vielfaeltigen Visualisierungstechniken und die Verknuepfbarkeit mit anderen Daten eroeffnen ungeahnte Moeglichkeiten. Der daraus resultierende steigende Bedarf hat die Gruppe Landesaufnahme veranlasst, sowohl die vorliegenden Datenbestaende (z.B. Digitales Gelaendemodell) auszubauen als auch jene ungehetuen Datenmengen, die in analoger Form in den bestehenden Kartenoriginalen enthalten sind, einer der automationsgestuetzten Datenverarbeitung gerechten Nutzung zuzufuehren. 2. AUSGANGSSITUATION eben der erhoehten Nachfrage nach topographischer Information in digitaler Form beeinflussten in wesentlichem Ausmass auch die derzeitigen Rahmenbedingungen der Produktion die Entscheidung, automationsunterstuetzte Verfahren bei der Herstellung und Fortfuehrung der staatlichen Kartenwerke einzufuehren. Schwachpunkte bei der derzeitigen Verarbeitung: 2.1 Bei den derzeit angewendeten analogen Herstellungsverfahren der staatlichen Landkarten sind sehr viele Reproduktionsvorgaenge notwendig. Diese Reproduktionen sind jedoch mit starken E.inbussen an geometrischer und graphischer Qualitaet verbunden, sodass nach 3 bis 4 Fortfuehrungszyklen eine Neugravur der gesamten Karte erforderlich wird. Das bedeutet, dass anstelle der Eintragung der Fortfuehrungsfaelle jeweils der gesamte Karteninhalt bearbeitet werden muss. Derzeit stehen bereits Kartenblaetter fuer eine derartige Neugravur heran, was jedoch aus Kapazitaetsgruenden nur zu einem geringen Teil bewaeltigt werden kann. 2.2 Aufgrund der Aktivitaeten zur Steigerung der Aktualitaet der staatlichen Kartenwerke durch Massnahmen wie z.B. die verstaerkte Durchfuehrung einzelner Nachtraege tritt zasaetzlich zur bereits mangelhaften geometrischen Struktur ein Qualitaetsverlust ein. 2.3 Fuer die Herstellung und Fortfuehrung der staatlichen Kartenwerke ist ein beachtlicher Personal-, Material- und Geraeteeinsatz erforderlich. 2.4 Die Zeitdauer von der Begehung durch den Topographen bis zur Fertigstellung der Druckoriginak betraegt bei der PKF (Periodische Geodetski vestnik 37 (1993) 4 Kartenfortfuehrung) durchschnittlich drci Jahre, bei den EN (Einzelne N achtraege) durchschnittlich ein halbes J ahr. enoetigt werden daher neue Verarbeitungstechniken, die fuer die Kartenproduktion folgendes sicherstellen: • die Steigerung der Aktualitact • Erhaltung der geometrischen und graphischen Qualitact • Rationalisierungseffekt im Bereich der konventionellen Reproduktion durch Minimierung in Bezug auf Material- und Personaleinsatz. Uinerseits dcn o.a. Gesichtspunkten Rechnung tragend, andererseits den personellen 1 ... Amd geraetetechnischen Moeglichkeiten entsprechend, erfolgte die Konzeption bzw. der Aufbau von topographischen und kartographischen Datenbestaenden. 3. FUER DIE TOPOGRAPHISCHE LANDESAUFNAHME em in einer Projektgruppe entwickeltem Konzept fuer den Aufbau von topographischen und kartographischen Datenbestaenden im BEV liegt die in der modernen Kartographie vertretenen Modelltheorie zu Grunde. Darauf basierend werden die Ergebnisse der topographischen Landesaufnahme nicht mehr nur in Form von gedruckten Karten praesentiert sondern primaer in einem digitalem Landschaftsmodell (Topographisches Modell - abgelegt. Definition des Topographischen Modells: das Topographische Modell beinhaltet demnach das Abbild der Erdoberflacche nach topographischen Gesichtspunkten. Es besteht aus Originaerdaten in Vektorform, die nicht durch kartographische Bearbeitung (wie z.B. Generalisieren und die symbolhafte Darstellung mittels Zeichenschluessel) veraendert wurden. Um die Landschaft in das Topographische Modell abbilden und in Form digitaler Daten speichern zu koennen, muss sie vor ihrer Erfassung in speicherbare Elemente (Objekte) zerlegt werden. Dic Gesamtheit diescr Objekte laesst sich nach sachlichen Merkmalen zu Objektarten zusammenfassen. Diese werden in Objektgruppen gegliedert, auss welchcn sich z.B. folgende Objektbereiche aufbauen lassen: Verkehr, Siedlung, Raumgliederung, Gewaesser, Bodenbewuchs, Gelaende, Namen. Fuer die Datenerfassung kommt nur das Original selbst ( die Erdoberflaeche) oder unveraenderte Abbildungen dieser ( das sing Luftbilder und Orthophotos) in Frage (Abbildung 1). A us einem Topographischen Modell koennen durch automatische, J-\Jialb-automatische oder interaktive Generalisicrung, je nach Generalisierungsgrad verschiedene Kartographische Modelle (KMe) abgeleitet werden. Dabei werden die Objekte des TM entsprechend den Vorschriften eines Zeichenschluessels symbolisiert. Das jeweilige Kartographische Modell kann bei Bedarf in Form einer „Digitalen Karte" auf entsprechenden Datentraegern abgegeben werden, oder es koennen aus ihm durch Belichtung mit einem Laserbelichter die Druckoriginale eines Kartenwerkes abgeleitet werden. Definition eines Kartographischen Modells: ein Kartographisches Modell beinhaltet ein Abbild der Erdoberflaeche nach kartographischen Gesichtspunkten. Es umfasst bereits kartographisch bearbeitete Daten (generalisierte Daten) der Erdoberflaeche. Bei der Realisienmg sprechen wir von nun an vom Kartographischens Modell 1:50 000, das dem Inhalt nach der Ocsterreichischen Karte 1:50 000 entspricht 50). Geodetski vestnik 37 (1993) 4 Originaerdaten - Luftbilder - Ortophotos - Fernerkundungsdaten - Namensdatenbank - Uebemahme digitaler Daten DATENBESTAENDE TM Topogra- phisches Modeli KMe Kartogra- phische Modelle Kartographische Produkte analog digitai Abbildung 1 Digitalisiemng der OeKs 4. REALISIERUNG Realisierung des Topographischen Modells und der Kartographischen erfolgt grundsaetzlich getrennt. 4.1 Realisienm.g-TM TM soll: von Amts wegen o ebenenweise o flaechendeckend fuer ganz Oesterreich o unter Beruecksichtigung vem Interessenten ( also problemloesungs- und bedarfsorientiert) verwirklicht werden. In einer ersten Realisierungsphase des TM wurde vorerst die Erfassung des gesamten oesterreichischen Strassen- und Eisenbahnnetzes in Angriff genommen. Erfasst werden dabei die Koordinaten aller Strassen- und Eisenbahnachsen und verschiedene Zusatzinformationen wie z.B. Bruecken, Tunnels, verwaltungstechnische Klassifizierung nach Autobahnen, Schnell-, Bundes-, Landes- und sonstige Strassen, Bahnhofs- und Haltestellenbereiche, u. dgl. Als Erfassungsverfahren wurde eine Kombination von manueller Digitalisierung von Orthophotos und digitaler photogrammetrischer Auswertung an analytischen Auswertegeraeten mit einheitlicher Erfassungssoftware gewaehlt. Die Erfassungszeit fuer diese erste Realisierungsphase betraegt zwei Jahre, der Erfassungsbeginn war der l. Dez. 1992 (Abbildung 2). Paralle dazu wird der Objektbereich Gewaesser durch halbautomatische Digitalisierung der Gewaesserfolie der Oesterreichischen Karte 1:50 000 realisert (OeK 50). Dies ist deshalb im Einklang mit der Dcfinition des TM, weil nach den bei dcr Hestellung der OeK 50 angewendeten Generalisierungsrichtlinien das Gewaesser das einzige Element ist, das ungeneralisiert in die Karte aufgenommen wird. Geodetski vestnik 37 (1993) 4 8 fcrtig DATENERFASSUNG fuer TM (11.10.1993) 8 in Arbeit Q Vorlagen best. • Abbildung 2 4.2. Realisierung - KM Die Erstellung des Kartographischen Modells 50 (KM 50), wird als vordringlich angesehen. Das KM 50 wird vorerst noch nicht durch Ableitung aus dem TM, dies ist erst nach vollstaendigem Aufbau des TM moeglich, sondern parallel zum Aufbau des TM, durch automatische Digitalisierung (Scannen) der Druckoriginale der OeK 50 aufgebaut. Bei digitaler Bearbeitung der Kartenoriginale wird die manuelle Gravur durch interaktive Dialogverfahren und modernen Rasterplotteroutput ersetzt. Vorteil dieser Methode ist, dass die Aktualisierung der Karteninhalte rasch und der Output mit dem jeweils neuesten Stand der Technik vorgenommen werden kann. Die Einfuehrung von digitalen Verfahren stellt dic bisher gewaltigste Umstellung im staatlichen Kartenwesen dar. Daher erfolgt die Realisierung in mehreren Phasen und ermoeglicht einen stufenweisen Uebergang von der analogen zur digitalen Kartenproduktion. Beim Aufbau des KM 50 sind folgende Phasen vorgesehen (Abbildung 3): Phase A: Umsetzung der derzeit bestehenden Kartenoriginale in digitale Form - digitalisienmg der bestehendcn Originalfolien der OeK 50 durch Scanner und Archivierung im Rasterdatenarchiv. Phase B: Verbesserung der graphischen und geometrischen Qualitaet der bestehenden Kartenoriginale durch digitale Verfahren - autornatische und interaktive Ueberarbeitung des Karteninhaltes. Phase C: Fortfuehrung der staatlichen Kartenwerke durch Kornbination von digitalen und analogen Verfahren - herkoernrnliche Bearbeitung der Kartenfortfuehrungsentwuerfe einschliesslich Gravur. Scannen der gravierten Entwuerfe und interaktive Anpassung an urspruengliche Daten aus Phase A bzw. B. Phase D: Kartenfortfuehrung rnittels durchgehend digitaler Methoden scannen der Kartenfortfuerungsentwuerfe und interaktive Einarbeitung in die bereits gescannten Daten aus Phase A bzw. B. Mit der Erfassung der Kartengrundlagen mittels Scanner (Phase A) wurde irn Februar 1993 begonnen. Diese arbeiten konnten irn Sornrner 1993 bereits abgeschlossen werden, d.h. seit August 1993 sind alle Folien dcr OeK 50 digital mit einer Aufloesung von 508 dpi verfuegbar. Gleichzeitig erfolgt aufbauend auf den digitalen Daten auch ein sukzessiver Umstieg der Kartenherstellung von den herkoemrnlichen Techniken der Gravur des Karteninhalts, sowie photographischer und kopiertechnischer Verfahren auf digitale Herstellung an interaktiven graphischen Arbeitsplaetzen (Abbildung 4 ). Geodetski vestnik 37 ( 1993) 4 1 1 Originalfolien OeK 50 (aktuell) 7 Qualitaets- verbessenmg Interaktive Raster- Daten- Archiv o B Namen DE + Geometrie Pb.ase C KF Entwuerfe 1 Gravur 1 1 1 1 KF Entwuerfe Vekforda!en aus TM ( SCAN () 1 In!ernktive kartogrnfische Symbolisierung Rasterretuscb.e 1 r LASER- Raster- plotter- Dmck- Vorlagen Offsetdruck Abbildung 3 ... OeK 50 (ne111) Geodetski vestnik 37 (1993) 4 Q fertig 508 dpi ®) fertig 1016 dpi ~ Orig. i. Arb. Abbildung 4 SCAN-STAND Oktober o N etzkonfiguration Fileserver 6405 Optical Disc 32 MB Memory ClD - ROM 1 GB Feslplatte Exabyte - Laulwerk 1 GB Wcchselplatte ClD - Writer Workstation Elektrostatplotter IA 6480 ~ Versatec 8900 64 MB Memory 91 cm breit, bel. Laenge 1 GB Festplattc his 400 cipi Workstation IA 2020 32 MB I\!Iemory MapseUer 4000 426 I\!IB Fcstplatte ControHer Scanner/Recordler l GB Festplattc 27,9 x 43,2 cm Workstation bis 400 dpi II" 2503 64 MB Memory 2 GB Festplatte Workstation Ffachbettscanner IA 2430 - Jl140 cs I"C 486/50 1 48 MB Memory 27,9 x 43,2 cm 426 MB Festplatte bis 400 dpi 16 MB Memory 240 MB Festplatte i Workstation I"C 486/50 II" 2503 16 MB Memory 64 MB Memory , 240 MB Festplatte 1 GB Festplatte I"C 486/50 i 16 MB Mcmory ' 240 MB Festplatte I"C 486/66 16 MB Memory 540 MB Festplattc I"C 486/66 16 MB Memory 540 MB Festplattc PC 486/66 16 MB Memory 540 MB Festplatte I"C 486/66 16 MB Mcmory 540 MB Festplatte ~