Kartenprojektionen sind ein oft übersehenes, aber entscheidendes Element der Geographie, das durch Verzerrungen und falsche Größenverhältnisse die Wahrnehmung der Erdoberfläche beeinflussen kann. In diesem Beitrag erfahren Sie, worauf Sie bei der Projektion ihrer Karten achten sollten.
Kartenprojektionen sind ein faszinierendes, aber oft übersehendes Element in der Welt der Geographie und Kartographie. Diese scheinbar unscheinbaren Darstellungen der Erdoberfläche können jedoch die Wahrnehmung der Betrachter erheblich beeinflussen. Von Verzerrungen bis hin zu falschen Größenverhältnissen können Kartenprojektionen subtile, aber bedeutende Probleme verursachen.
In diesem Blogartikel werden wir genauer untersuchen, warum Kartenprojektionen die Realität verzerren, wie dies die Wahrnehmung von Geographie beeinflusst und welche Auswirkungen dies auf unser Verständnis der Welt haben kann. Tauchen wir ein in die faszinierende Welt der Kartenprojektionen sowie Koordinatensysteme und entdecken Sie, warum sie mehr sind als nur bunte Landkarten.
Was sind eigentlich Projektionen?
Doch warum gibt es so viele unterschiedliche Projektionen? Es ist unmöglich, ein dreidimensionales Objekt wie unsere Erde ohne Informationsverluste auf eine zweidimensionale Karte zu übertragen. Der Globus ist wegen seiner Kugelform eine relativ genaue Abbildung der Erde. Um den Informationsverlust bei der Übertragung von einem 3D-Objekt auf eine 2D-Karte zu minimieren, haben Kartograph*innen verschiedene Methoden entwickelt, um Karten mit hohem wissenschaftlichem Standard zu erstellen.
Schon seit Jahrtausenden nutzt die Menschheit Karten, beispielsweise zur Navigation auf dem Wasser und den Landmassen, zur Festlegung von Grenzen sowie zur Erkundung der Umwelt. Genaue und verlässliche Karten waren und sind daher lebenswichtig. Auch in der heutigen Zeit beruhen viele unserer alltäglichen Bedürfnisse, wie Warenlogistik, Krankenversorgung und Energieversorgung, auf wissenschaftlich korrekten Karten.
Ein Globus ist nahezu längen-, flächen- und winkeltreu. Das bedeutet, dass die Längen von Strecken, die Flächen im gleichen Maßstab sowie die Abstände von Orten zueinander korrekt abgebildet sind. Die Winkeltreue ist besonders relevant für die Navigation. Bei der Übertragung oder Projektion der Erde auf eine Karte geht mindestens eine dieser Abbildungseigenschaften verloren.
Die wohl bekannteste Kartendarstellung oder Projektion ist die Mercator-Projektion. Diese Darstellung ist winkeltreu, jedoch werden die Flächen je weiter sie vom Äquator entfernt sind ungenauer und in die Länge gezogen, wie an dieser Anwendung zu erkennen ist. Die Behrmann-Projektion zeigt die Welt mit ihren wahren Flächen, kann aber nicht für die Navigation genutzt werden. Die Sinusoidal-Projektion ist ein Beispiel für eine längentreue Darstellung der Erde. ArcGIS Pro unterstützt eine Vielzahl an weiteren Kartenprojektionen.
Wahrnehmung von Karten
Projektionen stellen die Erdoberfläche unterschiedlich dar. Alle Projektion und Darstellungen haben ihren Nutzen, dennoch erzeugen sie ein verzerrtes Bild von der Realität. Karten und ihre Projektionen erfüllen meist einen bestimmten Zweck, wie z.B. die Darstellung von Informationen, Analyse und Planung oder die Navigation. Dennoch können Karten auch Informationen mitliefern, die nicht beabsichtigt sind.
Für eine globale Darstellung der Erdoberfläche oder aller Nationen, wird meistens eine eurozentrische Karte genutzte, die Europa im Zentrum und überproportional groß darstellt. Um dieser möglichen Interpretation der Erde entgegenzuwirken, gibt es beispielsweise die „Upside-Down“ Weltkarte, in der Australien im Zentrum steht und der Südpol am oberen Rand der Karte dargestellt ist.
An dem Beispiel von Grönland kann die Macht von Projektionen gut erkannt werden. In der Mercator Projektion wird Grönland, man kann es nicht anders sagen, als riesig dargestellt. Auf der Karte ist Grönland so groß wie die USA. Ohne Alaska wirkt Grönland mindestens doppelt so groß. In der Realität ist die USA jedoch 4,5- Mal so groß wie Grönland. Zugleich ist Grönland 81% von Eis bedeckt und ist dementsprechend eine der größten Eismassen der Erde. Informationen über das Gletscherschmelzen auf Grönland in Bezug zum menschengemachten Klimawandel, kann die von der Mercator-Projektionen geprägten Wahrnehmung zu der Vorstellung führen, dass eine Eisfläche in der Größe von Afrika schmelzen kann. Die Albers-Projektion stellt die Erdoberfläche flächentreu dar und zeigt die realistischen Proportionen zwischen Grönland und den USA.
Auch auf kleinräumiger Ebene kann eine Projektion die Wahrnehmung verzerren. In der folgenden Abbildung ist Deutschland in zwei verschiedenen Koordinatensystemen dargestellt: einmal in der UTM-Zone 32N (grün) und einmal in einem geographischen Koordinatensystem (blau). Die Unterschiede sind deutlich erkennbar und sollten bei Analysen und Berechnungen berücksichtigt werden. Für globale Analysen eignen sich beispielsweise geographische Koordinatensysteme, während das UTM-Koordinatensystem die lokalen Räume besser beschreibt.
Projektionen in ArcGIS
Bei der Arbeit mit ArcGIS und der Analyse sowie Darstellung von Geodaten ist es wichtig, auf den räumlichen Bezug, also der Projektion, Ihrer Karten und Daten zu achten. Jede Feature Class oder Shapefile, die Sie in ArcGIS Pro laden, hat einen räumlichen Bezug. Unter “Eigenschaften” -> “Quelle” und dem Abschnitt “Raumbezug” wird das Koordinatensystem, die Projektion sowie die Well-Known ID (WKID) angezeigt. Jede Projektion hat eine eigene WKID.
Die Projektion der Karte bestimmt, mit welchem Koordinatensystem ihre Daten angezeigt werden. Wenn ihre Daten in einem anderen Raumbezug vorliegen, werden diese trotzdem automatisch an die Projektion Ihrer Karte angepasst. Aber Achtung: Die Daten behalten bei einem Export trotzdem ihren Raumbezug!
Wenn Sie Ihren importierten Daten ein neues Koordinatensystem zuweisen möchten, müssen Sie das Werkzeug “Projizieren” in den Data Management Tools aufrufen. Fügen Sie beispielsweise Ihre zu projizierende Feature Class in das Eingabe-Dataset-Feld ein und erstellen Sie eine Ausgabedatei. Im Feld “Ausgabe-Koordinatensystem” können Sie unter dem Dropdown-Menü das Koordinatensystem der eingefügten Layer und Karte auswählen. Zudem können Sie auf das Globus-Symbol rechts neben der Eingabe klicken, um weitere Referenzsysteme zu finden. Wenn Sie die WKID im Suchfeld eingeben, können Sie direkt Ihr gewünschtes Koordinatensystem finden.
Auch Ihre Karte in ArcGIS Pro (im Store erhältlich) hat einen räumlichen Bezug. In den Karteneigenschaften können Sie unter “Koordinatensystem” das aktuelle Koordinatensystem einsehen. In diesem Fenster haben Sie auch die Möglichkeit, das Koordinatensystem der Karte zu ändern. Unter den verfügbaren XY-Koordinatensystemen finden Sie eine Vielzahl von Systemen, die Sie auf Ihre Karte anwenden können.
Im Reiter “Layer” wird Ihnen angezeigt, welches Koordinatensystem Ihre geladenen Layer haben. Sollten die Karte und die Layer unterschiedliche Referenzsysteme haben, können Sie durch einen Klick auf das gewünschte Koordinatensystem und den Button “Übernehmen” das System der Karte ändern.
Welche Projektion nutzen?
Wie dieser Blogeintrag zeigt, ist es relevant sich über die Projektion ihrer Karte und den Raumbezug ihrer Daten Gedanken zu machen. Mit einer guten Datenpflege und Kenntnissen über Projektionen können Sie Fehler im weiteren Verlauf Ihrer Analyse oder Kartendarstellung vermeiden. Des Weiteren beeinflussen Projektionen die Wahrnehmung der Kartenlesenden auf die Erde. Seien Sie sich also im Klaren, welche Informationen ihre Karte unbewusst reproduziert.
Für detailliertere Informationen zur Auswahl der passenden Projektion für Ihr Projekt empfehlen wir Ihnen das Lernprogramm von Esri.
