Wie eine Landkarte entsteht
Übersicht
Die meisten von uns haben schon eine Landeskarte benützt, sich wahrscheinlich über den recht hohen Preis im Laden gewundert, aber sich vielleicht auch schon gefragt, wie denn die Landeskarten überhaupt entstehen. Hier möchte ich euch zeigen, wie aufwendig es ist, eine Karte herzustellen: von der Triangulation, den Luftaufnahmen, der Geländebegehung, der Druckplattenherstellung bis zur fertigen Karte.
Ein Blick zurück
Bereits von den frühen Kulturen in Mesopotamien sind kar tenähnliche Darstellungen auf Tontäfelchen bekannt. Die Ägypter wie auch die Griechen brachten es mit der Vermes sung schon recht weit. Berühmt ist die Erdmessung des Griechen Erastothenes, der mit einfachen Mitteln einen Erdumfang berechnete, der erstaunlich nahe am wahren Wert von ca. 40'000 km liegt. Im Mittelalter entstanden kaum brauch bare Karten und die Gelehrten waren sich nicht mal über die Form der Erde einig. Um 1845 erschien die erste genaue Karte unseres Landes, die Dufourkarte im Massstab 1:100'000. Auf Grund eines Bun desgesetzes «über die Erstellung von neuen Landeskarten» von 1935 wurden in den darauffolgenden Jahren und Jahrzehnten die heute bekannten Landeskarten in den verschiedenen Massstäben erstellt.
Erster Schritt: Fixpunktvermessung
Als erster Schritt in der Kartenherstellung werden die Dimensionen der Erde und die genaue Lage von Fixpunkten (Triangulationspunkten) bestimmt. Diese Fixpunkte bilden dann das Gerüst für topographische Detailvermessungen. Die Triangulationspunkte sind idealerweise auf Berggipfeln, von denen man sie sehr weit sieht. Sicher hat jeder von euch schon einmal eine solche Pyramide gese hen. Alle Triangulationspunkte sind im Gelände durch Granitsteine oder Bolzen verankert und die Koordinaten auf den Zentimeter genau ausgemessen. Durch Messen der Winkel von zwei Punkten aus kann nun die genaue Lage eines dritten Punktes bestimmt werden. Für die Lagebestimmung werden heute mehr und mehr Satelliten eingesetzt (vor allem das GPS-System). Der Vorteil des GPS liegt darin, dass die Genauigkeit höher und die Messung nicht von den Witterungsverhältnissen abhängig ist (z.B. schlechte Sicht), und ausserdem können Fixpunkte auch in Siedlungen gewählt werden. Alle diese Messungen werden nun leider nicht auf einer ebenen Fläche durchgeführt, sondern auf der Erdkugel. Man könnte zwar meinen, für ein so kleines Land wie die Schweiz mache das nichts aus, aber bereits auf der Länge des Bodensees von 46 km macht die Erdkrüm mung 41 Meter aus. Die Schweiz muss also durch eine sog. Projektion flachgemacht werden, um sie vernünftig auf eine Landkarte zu bringen. Für die Schweiz verwen det man eine Zylinderprojektion, deren Ausgangspunkt die alte Sternwarte in Bern ist (Koordinaten 600 000 / 200 000)
Zweiter Schritt der Kartenherstellung: Geländeaufnahme
Im «Skelett» der Triangulationspunkte müssen nun «Fleisch und Knochen», d.h. die Elemente der Landschaft eingemessen werden. Schon kurz nach der Jahrhundertwende verwendete man dafür die sog. Photogrammetrie (Bildmessung). Zwei von leicht verschobenen Standorten aus aufgenommene Photos wurden mit einem besonderen Gerät ausgemessen und so die genaue Position bestimmt. Die noch heute übliche Methode, mit Flugzeugen aus der Luft zu photographieren, wurde bereits 1930, damals noch von Hand aus offenen Doppel decker praktiziert. Heute überfliegt das Vermessungsflugzeug pro Jahr rund ein Sechstel der Schweiz in einer Höhe von 4000 Metern. Die Photos werden so geschossen, dass sie sich zu rund 80 % überlappen, so kann man das Gebiet später stereoskopisch (dreidimensional) betrachten. Voraussetzung für einwandfreie Aufnahmen ist ein wolkenloser Himmel ohne Dunst. Im Mittelland wartet man, bis die Bäume Blätter tragen, um Waldränder eindeutig zu erkennen. In den Alpen sollte möglichst aller Schnee geschmolzen sein und es darf noch kein neuer liegen. Die guten Flugtage beschränken sich so auf rund 10 bis 20 pro Jahr.
Vom Luftbild zur Karte
Wie kommt man nun vom Luftbild zur Karte? Ein einzelnes Luftbild ist eine sog. Zentralprojektion, d.h. alle Abbildungsstrahlen gehen durch einen Punkt. Das ergibt am Bildrand «schiefe» Berge, ausserdem sind Dinge, die höher und damit näher bei der Kamera sind auch grösser abgebildet als sie in Wirklichkeit sind. Hier kommt der Stereoeffekt ins Spiel. Unser Gehirn ist nämlich in der Lage, aus den zwei leicht unterschiedlichen Bildern, die unsere Augen liefern, ein einziges zu machen und aus den kleinen Bilddifferenzen zu erkennen, was näher und was weiter weg liegt. In den Büchern «Das magische Auge» sind diese beiden unterschiedlichen Bilder in ein einziges umgerechnet worden, aber unser Gehirn ist trotzdem noch in der Lage, (mit etwas Übung) ein dreidi mensionales Bild zu erkennen. Bei der Kartenerstellung betrachtet man nun mit einem Stereoskop die Bilder so, dass das linke Auge einen Ausschnitt aus dem linken Bild und das rechte den gleichen Ausschnitt im rechten Bild sieht. Jetzt verschmelzen diese Bilder und wir erhalten die dritte Dimension zurück. Mit einem speziellen Gerät fährt man nun z.B. einer Strasse oder einem Waldrand nach, die Bewegungen werden in einem Computer gespeichert, der daraus die genaue Lage (und die Höhe) der Kartenelemente errechnet.
...und doch am Boden
Auf den Luftbildern sieht man viel, aber doch nicht alles. Für die Karte muss man genau wissen, ob das Strässchen mit einem Jeep noch befahrbar ist, ob die kleine Hütte im Wald noch steht... Nach dem Ausmessen der Luftbilder geht aus diesem Grund ein Topograph ins Gelände, um sämtliche neuen Elemente zu identifizieren und den übrigen Karteninhalt zu überprüfen. Das Hauptgewicht bei dieser Feldbegehung liegt auf dem Verkehrsnetz. Es müssen aber auch Details angesehen werden wie z.B. Einmündungen, Unter führungen, Treppen, provisorische Bauten. Es muss uns Kartenlesern aber bewusst sein, dass es unmöglich ist, jedes einzelne Objekt zu überprüfen, dass auch ab und zu Fehler passieren können und dass die Bearbeitungszeit für eine Karte ungefähr zwei Jahre dauert.
Wie heisst das genau?
Namen und Bezeichnungen sind ganz wesentliche Bestandteile einer Karte. Sie geben zumeist eindeutige Objekt- und Ortsbezeichnungen an. Erst mit den Namen wird die Karte zum allgemein verständlichen Kommu nikationsmittel. Die Namen der Gemeinden, der Bahnstationen und der Postautohaltestellen sind geschützt und fest vorgegeben. Bei der Schreibweise sämtlicher Flurnamen dagegen hält man sich an den lokalen Dialekt. So lassen sich in einer Karte die verrücktesten Ausdrücke finden: Baron, Löli, Rösli, Zeus, Wurst, Filet, Hackbrett, Müsli, Gugger, Kamel, Prag, Bethlehem, Paradisli usw.
Dritter Schritt der Kartenherstellung: Originalherstellung und Reproduktion
In dieser Phase geht es darum, die Resultate der Vermessung in eine graphisch ansprechende und einfach zu reproduzierende Form zu bringen. Das ist die Aufgabe des Kartographen. Er verbindet künstlerisches Geschick mit der Genauigkeit eines Uhrmachers. Im Bereich der Kartenherstellung hat eine enorme Entwicklung stattgefunden. Die Dufourkarte wurde noch in Kupfer gestochen, das Original war gleichzeitig die Druckform. Später wechselte man zur Lithographie, d.h. die Originale wurden in Stein graviert. Seit 1952 graviert man die Originale bei der Landestopographie auf Glasplatten, die mit einer dünnen Kunstharzschicht überzogen sind. Der Kartograph entfernt nun mit speziellen Werkzeugen diese Schicht. So erhält man ein Negativ der Karte, das direkt weiterkopiert werden kann. Die Karte wird natürlich nicht nur auf eine Platte graviert, sondern für jede Farbe auf eine eigene. Auf der ersten Platte entsteht die sog. Situation: Bahnen, Strassen, Wege, Häuser, Grenzen. Dabei muss der Kartograph das Bild «generalisieren», das heisst Überflüssiges weglassen (siehe weiter unten). Auf der zweiten Platte graviert er anschliessend die Gewässerlinien: Bäche, Flüsse, Seen mit Ufern und Höhenkurven unter Wasser, Gletscher und Hochspannungsleitungen. Auf der dritten Platte entstehen die Geländeformen: Höhenkurven, Böschungen sowie Skilifte. Die Waldränder, Einzelbäume und Gebüschflächen werden auf die vierte Platte eingraviert. Schliesslich fehlen noch die Flächentöne für Seen und Wälder. Aufgrund der Höhenkurven und der Felsen werden auf weiteren Platten die Reliefschummerung und Schraffen erstellt (siehe weiter unten). Leistungsfähige Computer erlauben es heute, ganze Kartenwerke am Bildschirm zu erstellen. Es wird aber immer den Kartographen brauchen, der aus den rohen Daten ein anschauliches und übersicht liches Bild gestaltet.
Schraffen und Schummerung
Eine senkrechte Wand von 300 Metern Höhe braucht in der Karte theoretisch keinen Platz. In der Praxis ist sie jedoch für den Wanderer beispielsweise sehr wichtig, so dass nach einer Darstellungs form gesucht werden muss. Aus diesem Grund werden die Fels- und Geröllgebiete mit sog. Schraffen dargestellt. Je nach Steilheit, Exposition und Lichteinfall wendet der Kartograph verschiedene Schraffen an und achtet darauf, das das Resultat möglichst dreidimensional wirkt. Bei der Darstellung des Gerölls wird jeder einzelne Punkt von Hand graviert. Es erstaunt daher nicht, dass auf Karten mit grossen Fels- und Geröllanteil alleine für diese Gravur bis zu 5000 Arbeitsstunden eingesetzt werden. Eine weitere Spezialität ist die Schummerung. Neben den Höhenkurven zeigt ein schattiertes Bild der Geländeoberfläche sofort, wo es bergauf und bergab geht. Dieses Relief wird vom Kartographen mit einer feinen Spritzpistole modelliert. Die Beleuchtung des Geländes wird aus Nordwesten angenom men, weil wir uns gewohnt sind, das Licht von oben und von links zu haben. Dieses Relief dient auch als Vorlage für den «Sonnenton». Ein helles Gelb verstärkt die Wirkung des Reliefs und gibt der Karte einen wärmeren Ton.
Zuwenig Platz - Generalisierung
Für eine Landeskarte im Massstab 1:25'000 muss bereits viel Unwichtiges weggelassen werden und wichtige Objekte einfacher dargestellt werden. Dafür verwendet man Signaturen. Je kleiner der Massstab ist, desto grösser werden die Probleme, das Gebiet genau abzubilden. In einer Karte 1:100'000 ist das gleiche Gebiet 16x kleiner dargestellt, als auf einer Karte 1:25'000, d.h. für die Darstellung hat man 16x weniger Platz. Man kann eine Karte nicht einfach verkleinern, sie würde dadurch unleserlich, zu dicht und zu fein. Der Kartograph muss die Ansicht also generalisieren, d.h. nur das Charakteristische bewahren (Streusiedlung, Strassen, Taleinschnitte). In einer Karte 1:100'000 sind beispielsweise nur noch 30% der Häuser dargestellt.
Bogen um Bogen
Von den gravierten Glasplatten geht es nun im sog. Offset-Druckverfahren aufs Papier. An das Kartenpapier werden ganz besondere Anforderungen gestellt: es muss knickfest sein (in der Test maschine hält es rund 1500 Faltungen aus), und es darf, wenn es feucht wird, nicht auseinanderfallen. Das große Problem für den Drucker ist es, die acht verschiedenen Farben einer Karte möglichst passgenau aufeinander zu drucken. Nach dem Druck werden die Bogen geschnitten und gefalzt. Jetzt stehen sie für den Verkauf bereit.
Die Landschaft verändert sich
Vor allem durch menschliches Zutun ändert sich heute die Landschaft dramatisch und schnell. Gletscher ziehen sich zurück, der Wald leidet unter den Luftschadstoffen, Lawinen und Stürmen, es entstehen neue Quartiere, Strassen, Autobahnen, Skilifte usw. Die Hauptarbeit der Landestopographie besteht heute darin, die Karten den veränderten Gegebenheiten anzupassen. Seit 1968 werden darum sämtliche Landeskarten in einem Rhythmus von sechs Jahren überarbeitet. Alle Daten werden im Massstab 1:25'000 gesammelt und verarbeitet, später dienen sie auch für die Nachführung der Karten in kleineren Massstäben. Für die Nachführung verwendet man wie bei der Neuerstellung Luftauf nahmen, statt auf das Gerippe der Fixpunkte kann man sich aber nun auf die bestehende Karte abstützen.
