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Die Bilder dieser Seite sind lediglich verkleinerte Illustrationen in Jpeg. Darunter und durch Anklicken erreichbar sind Tiff-Bilder (bzw. Fix) mit den tatsächlichen Daten. Achtung, diese sind teilweise bis 360 MByte groß, also etwas Downloadzeit einrechnen. Dies Daten bleiben bis 31.03.2018 auf dem Server. Daten bitte selbst sichern, es erfolgt keine Datensicherung durch den Auftragnehmer. 10.02.2018

 

Demonstration Globensegmentprojektion

Umprojektion einer Erdkarte aus van-der-Grinten-Projektion in Globussegmente.

 

Überblick

Die Umprojektion einer Weltkarte auf eine Globusoberfläche gehört zu den anspruchssvollsten Aufgaben der Kartennetzentwurfslehre überhaupt und ist perfekt mit Vimage zu bewältigen. Die Lösung der Aufgabe erfolgt in 2 Hauptschritten. Zunächst ist die vorhandene Projektion auf eine „Geographic Projection“ („Plate caree“, quadratische Plattkarte) zu projizieren. Dies ist im Kern eine Rückprojektion Kartenebene auf Erdkugel. Weil eine gegebene Karte immer gewisse Maßstabs- und Lageungenauigkeiten aufweist, ist hierfür eine Entzerrung nach Passpunkten die genaueste und hochwertigste Methode. Um eine hohe Qualität zu erreichen, sollte hier nicht zu wenig Aufwand getrieben werden. In unserem Fall wurden 689 Passpunkte gesetzt. Im zweiten Hauptschritt wird die quadratische Plattkarte in die Globussegmente projiziert. Das erfolgt mit den Vimge-Funktionen „Große Globen“. Hier die üblichen Einzelschritte laut Dokumentation ausführen: Wenn erforderlich Import aus Tiff in Fix, dann Erzeugung des Generatorbildes, dann Sektorierung, dann Projektion aller Sektoren, dann Export aller Seiten aus Fix in Tiff.

Wir demonstrieren das Verfahren anhand der vom Auftraggeber bereitgestellten sehr hochwertigen Karte „welt1“. Die Bearbeitung erfolgt in 6 einzelnen Arbeitsschritten 01 bis 06.


 

Arbeitsschritt 01: Vorbereitung

Folgende Einstellungen für die Globusprojektion:

Segmentanzahl:                       12
Globusdurchmesser:                   400 mm
Symmetriemodus                       1 („odd“=Projektion mit mittiger Segmentachse)
Auflösung:                           300 dpi
Layoutparameter (Überlappung usw.):  2 mm, 2 mm, 2 mm, 2 mm
Sektorenanzahl:                      4 (Sektoren/Seiten mit je 3 Segmenten = insgesamt 12 Segmente)
Sektorenüberlappungspixel:           600

Wir nennen diesen Globus „Globus 1 400“. Auflösung 600 dpi oder gar 800 dpi ist ebenfalls möglich, für diese reservieren wir schon einmal die Bezeichnung „Globus 2 600“ und „Globus 3 800“.

Weiterhin werden in Arbeitsschritt 01 diverse Leerbilder erzeugt, die benötigt werden, um die Zielbildgrößen festzulegen. Es würde hier zu weit führen, das näher zu erläutern.


 

Arbeitsschritt 02: Gegebenes Erdbild übernehmen

Gegebene Erdkarte „welt1“ vom Auftraggeber, 9165×5831 Pixel, 300 dpi. Netzentwurf wohl van-der-Grinten-Projektion. (Da das Bild beim Auftraggeber vorhanden ist, hier nur Jpeg.)


Gegebene Erdkarte „welt1“ mit 689 Passpunkten (Jpeg)
Given earth map „welt1“ wioth 689 Pass points (Jpeg)


 

Arbeitsschritt 03: Erdkarte mit 689 Passpunkten in Geographic Projection entzerren

Das gegebene Erdkarte reicht von etwa -210 bis +210 Grad geographischer Länge, also im Osten und Westen je bis 30 ° über die Datumsgrenze hinaus. Man erkennt dies daran, dass die Beringstraße (Bering bogazi) doppelt vorhanden ist. Kartengröße 16801×7201 Pixel, ein Pixel wird nach der Entzerrung exakt 0,025×0,025 Grad groß sein, also 40 Pixel pro Grad. Die Pixel stimmen exakt mit den Gradkoordinaten überein.

Die Passpunktentzerrung ist ein sehr aufwändiger Vorgang, der üblicherweise vom Auftragnehmer als Dienstleistung ausgeführt werden muss, denn hierfür ist sehr viel Erfahrung erforderlich. Wir können das Verfahren hier nur skizzieren: Zunächst Eingabe der Passpunkte „Geometrie/Passpunktdialog“. Hinzu kommt eine Eingabe sog. Basispunkte, das sind die Punktpositionen, auf die die Passpunkte transformiert werden. Diese wurden per Texteditor/Excel eingegeben. Nun Passpunktentzerrung, was im Allgemeinen mit der Vimage-Funktion „Geometrie/Beliebige Passpunkte (multiquadratisch).“ erfolgen kann. Wegen der immensen Bildgröße ist dafür aber der Arbeitspeicher nicht ausreichend. Das ist aber kein Problem, denn Vimage verfügt zusätzlich über sog. Großbild-Algorithmen. Im vorliegenden Fall führt die Funktion „Geometrie/Großbild-Algorithmen/Beliebige Passpunkte (multiquadratisch)“ zum Erfolg. Nach einem Vorversuch mit 589 Passpunkten, der noch Ungenauigkeiten in Polnähe aufwies, haben wir noch einmal 100 Passpunkte hinzugefügt. Damit konnte eine hochwertige Entzerrung ausgeführt werden. Die Rechenzeit dafür betrug 13 Stunden.

Die Passpunkteingabe muss sehr sorgfältig erfolgen. Wenn nur ein einziger Punkt von den 689 Punkten falsch ist, wird das gesamte Ergebnis unbrachbar sein. Wir verfügen hier aber über genügend Erfahrung um ein korrektes Arbeiten sicherzustellen.

Passpunktdatei (Import in Vimage mit Vimage „Geometrie/Passpunktdialog“ und dann im Passpunktfenster „Bearbeiten/Passpunktsatz laden“)
Passpunktdatei mit 689 Passpunkten
Passpoiuint file (689 points)

Karte „welt1“ in Geographic Projection (Plate Carree):


Erdkarte in Plattkarte zurückprojiziert, „große Zielgeometrie“ von -210 ... +210 ° geographischer Länge;
Source map projected into Geographic Projection, „big size“, longitude -210 ... +210 °

Für die Projektion wird eine Geographic Projection von -180 bis +180 ° benötigt. Dazu werden einfach je 1200 Pixel links und rechts abgeschnitten:


Roherde für Globusprojektion in Plattkarte
Raw earth map for Globe projection in Geographic Projection

Ds Bild ist nun 14401×7201 Pixel groß. Mit diesem Bild kann die Globenprojektion erfolgen.


 

Arbeitsschritt 04: Generatorbild „Globus 1 400“

Mit den in Arbeitsschritt 01 vorgenommenen Einstellungen wird das Generatorbild erzeugt. Dies erfolgt mit den Fuktionen „Große Globen“ (siehe Dokumentation). Dieses Bild muss unbedingt ein Fixbild sein, Import über Tiff ist nicht möglich:


Generatorbild für „Globus 1“
Generator image „globe 1“


 

Arbeitsschritt 05: Projektion

Nun gewohnte Globenprojektion (siehe Dokumentation). Die in Arbeitsschritt 03 hergestellte Plattkarte wird sektoriert und dann unter Nutzung des Generatorbildes projiziert. Im Ergebnis entstehen zunächst vier Fixbilder, die sogenannten Seiten. Diese werden in den nächsten Arbeitsschritt exportiert ...


 

Arbeitsschritt 06: Vier Bilder („Seiten“) mit je 3 Segmenten

Schließlich Export in Tiff. Damit ist der Globus fertiggestellt. Es gibt 4 Seiten mit je 3 Segmenten:


Globussegmente 1 bis 3
Globe segment 1 to 3


Globussegmente 4 bis 6
Globe segment 4 to 6


Globussegmente 7 bis 9
Globe segment 7 to 9


Globussegmente 10 bis 12
Globe segment 10 to 12

Dateien ausplotten und auf eine Kugel mit 400 mm aufkleben.


 

PDFs Dokumentation

Globussegmente I (Grundlagen)
Globussegmente II (Große Globen)
Globussegmente III (Glossar)
Globussegmente IV (Dokumentation des Entwicklers)

[Ende]


08.02.2018

Dr.-Ing. Rolf Böhm
Ingenieurbüro für Kartographie
Niederweg 5
01814 Bad Schandau
Germany
Tel. (035022) 40100
Fax (035022) 40101
info-at-boehmwanderkarten.dot-de
www.boehmwanderkarten.de

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