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Entwicklung eines Internet Atlas der Schweiz
 
Daniel Richard
Institut für Kartographie
ETH Hönggerberg, CH-8093 Zürich
drichard@geod.ethz.ch
 
1. Einleitung
2. Konzept
    2.1 Benutzeroberfläche
    2.2 Anbindung ans Internet
3. Techniken
    3.1 Die HTML-Scriptsprache
    3.2 Die Frame Technologie
    3.3 Daten
    3.4 Interaktivität
4. Ausblick
Referenzen
 
 
 
1. Einleitung
 
Seit rund zwei Jahren steigt die Popularität des Internets immer weiter an. Neben Email, dem noch immer am häufigsten benutzten Service, werden immer häufiger auch andere Dienste wie gopher, ftp und WWW benutzt. Speziell das World Wide Web mit den Möglichkeiten von Interaktivität und Darstellung von graphischen Informationen am Bildschirm bietet auch Kartographen ein neues Betätigungsfeld. Das Institut für Kartographie der ETH Zürich mit einer langen Tradition in der Atlas-Kartographie entwickelt zur Zeit einen neuen Atlas-Typ für das Internet. Ein solcher Atlas bietet neue, flexible Möglichkeiten wie sofortiges Nachführen, Aktualität sowie Interaktivität, die in einem gedruckten Atlas nicht möglich sind. Die Entwicklung dieses Internet-Atlas der Schweiz steht in direktem Zusammenhang mit der Entwicklung des Multimedia-Atlas der Schweiz auf CD-ROM. Beide Produkte bedienen sich einer ähnlichen Benutzerschnittstelle, welche in den letzten zwei Jahren entwickelt worden ist. Die Interaktivität dieser Schnittstelle wird mit den Möglichkeiten des Internets und der WWW-Browser kombiniert.
 
2. Konzept
2.1 Benutzeroberfläche
Die grafische Gestaltung des "Internet-Atlas der Schweiz" basiert auf einem ähnlichen visuellen Konzept wie der Multimedia Atlas. Figur 1 zeigt die Benutzeroberfläche des "Internet-Atlas der Schweiz". Um eine hohe Funktionalität und eine klare und markante Struktur zu erreichen, wird die Bildschirmoberfläche in mehrere Segmente aufgeteilt: Orientierungs- und Navigations-, Interaktions- , Karten- sowie Informationssegment . Im Gegensatz zum Multimedia Atlas der Schweiz wird das Segment für permanente Aktionen hier nicht eingesetzt, da die Internet-Browser einige dieser Techniken bereits zur Verfügung stellen. Sollte Segment  und  zu klein sein um alle vorhandenen Informationen darzustellen, z.B. bei einer geringeren Bildschirmauflösung oder sehr vielen Informationen, so erscheinen an der entsprechenden Seite Scrollbalken. Im Kartensegment sind die Karten der Grösse des Fensters angepasst oder sie werden in ein Freehand-Shockwave Dokument integriert wo sie scroll- und auch zoombar sind. In Zukunft werden in diesem Segment auch interaktive und online erstellte Karten darstellbar sein (s. a. Figur 4).
Figur 1: Das Layout des "Internet Atlas der Schweiz" mit seinen Segmenten.
Der Rahmen des Layouts ist durch den Internet-Browser gegeben: Am oberen Rand steht der Header, der den Namen des Browsers und der gerade gezeigten HTML-Seite enthält. Direkt darunter sind die Pulldown-Menüs für diverse Operationen verfügbar. Am unteren Rand steht der Browser-spezifische Statusbalken, wo wichtige Informationen und durch Benutzermanipulationen hervorgerufene Statusmeldungen erscheinen.
Das Navigationssegment  erlaubt einem Benutzer durch das dreistufige, hierarchische Menü zu navigieren. Die gewählten Schritte werden immer angezeigt, dienen somit auch als dauernde Orientierungshilfe und erlauben es schnell das Thema zu wechseln.
Das Interaktions-Segment  enthält zusätzliche Informationen zum Thema und je nach Seite stehen weitere Auswahlmöglichkeiten zur Verfügung.
Das grösste Segment ist das Kartensegment  . Karten und Bilder werden hier angezeigt. Um einen optimalen Bildausschnitt zu gewährleisten wurde dieses Fenster in den Proportionen der Schweiz dargestellt.
Im Informationssegment  werden Legenden und weitere Information wie Text, Graphiken, Tabellen oder Bilder dargestellt. Um solche Informationen anzuzeigen, können aber auch weitere Fenster geöffnet werden, siehe Figur 2.
Figur 2: Ein neues Fenster mit einem Bild wurde geöffnet.

 
2.2 Anbindung ans Internet

Der wichtigste Punkt im Konzept des "Internet-Atlas" ist die Art der Anbindung an das Internet. Sowohl Browser-spezifische Charakteristiken wie die Menü- und die Statusleiste als auch bereits im Internet existierende Ressourcen, wie Homepages von Firmen, privaten und öffentlichen Institutionen können als zusätzliche Information zu Karten benutzt werden. Durch die Verknüpfung von Karten und Bildern mit aktuellen Daten aus dem Netz kann ein hoher Grad an Aktualität erreicht werden. Im Gegensatz zu anderen bereits bestehenden "Internet-Atlanten" oder interaktiven Kartenservern wird hier versucht, dem Benutzer nicht nur selbst gestaltete Karten am Bildschirm anzubieten, sondern auch geobezogene Daten wie Statistiken, Karten, Bilder und Texte unter einer einheitlichen und an eine Desktop- Anwendung erinnernde Benutzeroberfläche zu präsentieren.
Ein Beispiel (Figur 3): Der Benutzer des "Internet Atlas der Schweiz" hat die Möglichkeit die Karte des Zürcher Verkehrsverbundes anzeigen zu lassen. Ein Link zur Homepage der Schweizerischen Bundesbahnen SBB erlaubt nun dem Interessierten die Suche nach den entsprechenden Fahrplaninformationen und deren Anzeige im Informationssegment.
Figur 3: Die Karte des Zürcher Verkehrsverbundes im Kartensegment. Der interaktive Link
zum Online-Fahrplan der SBB erscheint im Informationssegment.
3. Techniken
3.1 Die HTML-Scriptsprache
Um im "Internet-Atlas" möglichst viele Funktionen einsetzen zu können, wird immer mit der aktuellen Version von HTML und mit Java-Script gearbeitet. Zur Zeit ist dies die Version 3.2. So besteht die Möglichkeit, Frames und Client-Side-Maps (Erklärung siehe unten) zu benutzen. Es wird generell auf spezielle und nicht allgemein zugängliche Erweiterungen verzichtet, um zu möglichst vielen Browsern kompatibel zu bleiben, sofern sie den HTML-Standard voll unterstützen. Zusätzliche für die Darstellung von Karten relevante Techniken wie Shockwave von Macromedia und Java gelangen zum Einsatz, ebenso fraktale Kompression, allerdings bedingen diese teilweise den Einsatz von Plugins. Für die Zukunft sind neue Techniken denkbar: Interaktive Kartenserver, Datenbank-Anbindungen sowie weitere Java-Applikationen. Ein erster Teil von solchen Applikationen ist in Entwicklung und basiert grösstenteils auf Java und C.
3.2 Die Frame Technologie
Damit die Gestaltung der Atlasseiten möglichst einfach ist, wurde mit Frames gearbeitet. Dies erlaubt es, nur einen Teil der ganzen Seite neu zu laden, falls dies durch eine Benutzereingabe nötig sein sollte. Dadurch kann auch die zu ladende Datenmenge teilweise stark reduziert werden und somit wird die Wartezeit des Benutzers ebenfalls kürzer.
Der Einsatz von Frames bringt aber auch Nachteile mit sich. So muss z.B. die Grösse der Anwendung fix definiert werden, im Fall des Atlasses ist die Seite auf 1024 x 768 Pixel beschränkt. Das bedeutet auch, dass die Seite nicht verkleinert werden kann und somit auf kleineren Monitoren mit einer geringeren Auflösung nicht lauffähig ist. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Navigation innerhalb der Frames nur mit dem Einsatz von Javascript vernünftig möglich ist, was für den Programmierer mit zusätzlichem Aufwand verbunden ist und die Applikation im Ablauf verlangsamt. Es existieren zwar auch andere, reine HTML-Lösungen, diese würden aber die Flexibilität in der Steuerung der Seiten zu stark einschränken.
3.3 Daten
Bei der Kartengestaltung werden die beim Multimedia-Atlas gemachten Erfahrungen ergänzt durch die Möglichkeiten, die das Internet und HTML (Hypertext Markup Language) bieten. Ein Mittelweg zwischen hochstehender Kartengrafik und kleinen Datenmengen wurde mit Rasterbildern im GIF- und JPG-Format, einer Auflösung von 72 dpi und reduziertem Farbumfang erreicht, die Resultate sind aber noch nicht in jeder Beziehung zufriedenstellend. Zudem können Probleme im Farbbereich entstehen, wenn ein Benutzer an seinem PC nur 256 Farben sehen kann, dies führt dann zu unerwünschten Farbveränderungen. Der wichtigste Punkt ist aber immer noch, die Dateigrösse möglichst klein zu halten, da grosse Datenmengen ein Hindernis für hohe Interaktionsgeschwindigkeiten darstellen. Dies hat dann aber auf die Attraktivität eines Internet-Atlas direkte Auswirkungen.
Karten im Vektorformat ins Internet zu bringen, ist zur Zeit nur mit Plugins oder mit Java-Applets möglich. Freehand-Dateien können mit Hilfe des Shockwave Plugins in einem Browser angezeigt werden, dieses Verfahren bietet dem Benutzer eine Lupen- und eine Scrollfunktion die detaillierte Ansichten einer Karte erlauben. Allerdings ist der Inhalt der Karte nicht dem jeweiligen Massstab anpassbar. Ein weiterer Schritt in Richtung Kartenmanipulation und -erstellung ist bisher nur mit der Programmierung von Java-Applets möglich. Zur Zeit wird ein solches Modul entwickelt, mit dem der Benutzer anhand von statistischen Daten eigene thematische Karten generieren kann. Ein erster Ansatz dazu ist in Figur 4 ersichtlich. In einer weiteren Phase sollte es dann auch möglich sein, eine Datei des Benutzers mit dem Programm zu bearbeiten und so eine individuelle Karte an den Bildschirm zu bringen.
Die im Internet-Atlas bis jetzt enthaltene Thematik stellt lediglich eine Auswahl dar, mit deren Hilfe die möglichen Techniken erprobt und gezeigt werden.
3.4 Interaktivität
Um dem Benutzer eine gewisse Interaktivität zu bieten, wurde einerseits das interaktive, dreistufige Menü entwickelt, andererseits sollten aber auch die angebotenen Karten interaktiv sein. Mit den zur Zeit zur Verfügung stehenden Mitteln besteht eine eingeschränkte Möglichkeit, den Benutzer am Geschehen auf dem Bildschirm teilhaben zu lassen. Einerseits kann mit sogenannten Client Side Image Maps innerhalb einer Karte auf Mausclicks des Benutzer reagiert und weitere Information irgendwelcher Art in einem beliebigen Frame angezeigt werden. Andererseits bieten HTML und Javascript die Möglichkeit, dem User beim Überfahren eines Punktes mit der Maus Informationen anzuzeigen. Daneben besteht in der jetzigen Version nur die Möglichkeit, Freehand- und Director-Dateien zu laden. Director-Dateien erlauben es auf Benutzeraktionen zu reagieren sowie auch Animationen ablaufen zu lassen, die Dateigrössen sind aber relativ gross und somit langsam. Mit Freehand-Dateien stehen, wie bereits erwähnt, Zoom- und Scrolltools zur Verfügung, eine weitere Interaktivität ist jedoch dort ausgeschlossen.
 
4. Ausblick
Momentan sind die Arbeiten soweit fortgeschritten, dass erste Seiten des Internet-Atlas im Erscheinungsbild der Mulimedia-Version zu Testzwecken auf einem Server installiert werden konnten. Das Benutzerinterface und einige Beispiel-Karten mit dazugehörigen Texten und Legenden sind bis jetzt implementiert worden. In einem nächsten Schritt werden die zur Zeit bestehenden Seiten erweitert, so dass in einigen Monaten eine erste Version auf dem Internet zur Verfügung stehen wird. Parallel dazu werden weitere Techniken um den Internet-Atlas sowohl inhaltlich wie auch technisch vielseitiger gestalten zu können.
Figur 4: Thematische Karte des Kanton Waadt, erstellt mit einem Java-Applet ab einem statistischen File.
Flächenfarben: Kantonsgebiete, Kreissektordiagramme: Fiktive Daten

 
Referenzen

Buziek, G. (1997): Das Potential moderner Informations- und Kommunikationstechnologien aus Sicht der Kartographie. In: DGfK (Hrsg.): Kartographische Schriften Band 2: GIS und Kartographie im multimedialen Umfeld, 17-25, Bonn: Kirschbaum.
Cartwright, W.E. (1995): Multimedia and Mapping: Using Multimedia Design and Authoring Techniques to Assemble Interactive Map and Atlas Products. Proceedings 17th Int. Conference of the ICA, Barcelona, 1, 1116-1127.
Christ, F. (1994): Elektronische Karten und ihre Herstellung. In: W. Leibbrand (Hrsg.): Kartenherstellung auf Mac, PC und Workstation. 218-224, Bonn: Kirschbaum.
Dransch, D. (1994): Kartographische Animation. In: DGfK (Hrsg.): Kartographische Schriften, Band I: Karten- und Geo-Informationssysteme, 39-44, Bonn: Kirschbaum.
Dransch, D. (1997): Medienpsychologische Aspekte beim Einsatz von Multimedia in GIS. In: DGfK (Hrsg.): Kartographische Schriften, Band 2: GIS und Kartographie im multimedialen Umfeld, 26-30, Bonn: Kirschbaum.
Gartner, G. (1996): Kartographie und Internet. In: Kartographie im Umbruch - neue Herausforderungen, neue Technologien; Beiträge zum Kartographiekongress Interlaken 1996.
Oberholzer, C. und Python, G. (1996): Visualisierungstechniken dynamischer Prozesse am Beispiel von Bodenrutschungen - Ein Beitrag für den Interaktiven Multimedia Atlas der Schweiz. Diplomarbeit, Institut für Kartographie, ETH Zürich.
Ormeling, F. (1993): Ariadne’s Thread - Structure in Multimedia Atlases. Proceedings 16th Int. Conference of the ICA, Köln, 2, 1093-1100.
Richard, D. und Oberholzer, C. (1997): Development of an Internet-Atlas of Switzerland. Proceedings 18th Int. Conference of the ICA, Stockholm, 2,989-995‘‘
Sieber, R. und Bär, H. R. (1996): Das Projekt «Interaktiver Multimedia Atlas der Schweiz». In: Kartographie im Umbruch - neue Herausforderungen, neue Technologien; Beiträge zum Kartographiekongress Interlaken 1996.
Spiess, E. (1994): Some Problems with the Use of Electronic Atlases. 9. Konferenz der LIBER-Gruppe der Kartenbibliothekare, Zürich, 6 S.
 
 
Internet-Adressen:
- Institut für Kartographie der ETH Zürich: http://www.geod.ethz.ch/karto/
- IRIS: http://allanon.gmd.de/and/and.htm
- Magellan Geographix - Digital Maps: http://www.magellangeo.com/
- Map Maker (Charles Sturt University, USA): http://lorenz.mur.csu.edu.au/cgi-bin/gis/Map
- NAIS-Map (G-Map Internet Mapping Software, Geomatics Canada): http://www-nais.ccm.emr.ca/schoolnet/issuemap/Home.html
- Xerox PARC Map-Viewer (Xerox Palo Alto Research Center, USA): http://pubweb.parc.xerox.com/map/
- Yahoo-Maps http://www1.proximus.com/yahoo/