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Oktober 2021

Wohin des Weges?

Wir möchten immer wissen, wo wir sind und wie wir anderswo hinkommen. Karten helfen uns dabei. Ein kleiner Einblick in die spannende Geschichte der Kartografie bis zur heutigen Navigation.

Dass jeder Mensch per Google Street View heute direkt in den Vorgarten eines Unbekannten schauen kann, der vielleicht am entgegengesetzten Ende der Welt wohnt – bis dahin war es ein langer Weg. Ebenso, dass manche Zeitgenossen hin und wieder mit ihrem Auto über einen Badesteg in einen See fahren, weil sie lieber blind ihrem Navigationssystem vertrauen anstatt der eigenen Wahrnehmung der Außenwelt.

Für beide Beispiele gilt aber: Am Anfang stand die Kartografie.

Ganz selbstverständlich verwenden wir, die in der Neuzeit leben, seit Jahrzehnten Hilfsmittel wie Auto-Atlanten (legendär etwa der ÖAMTC-Straßenatlas), Stadtpläne für bisher noch unbesuchte Reiseziele oder – seit rund 15 Jahren – einschlägige Smartphone-Apps zur täglichen Orientierung.

Landkarten gibt es aber schon seit Tausenden von Jahren. Und selbst wenn die Beschäftigung mit diesen vermeintlichen Relikten in Zeiten von Satellitenaufnahmen und mobiler Navigation für viele auf den ersten Blick höchst anachronistisch wirkt, stellt sich dennoch die Frage: Wie kam es überhaupt dazu, dass Menschen begannen, Pläne von Städten, Ländern oder der ganzen Welt zu zeichnen?

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Die Menschen glaubten wirklich, dass die Erde eine Scheibe sei und Seefahrer am Ende eines Ozeans in ihr Verderben stürzen würden.

Vom Stein zur Karte

Starten wir vielleicht kurz mit einer zugegeben sperrigen, aber zum Verständnis der doch recht komplexen Materie nötigen Definition: Die klassische Kartografie ist demnach die Wissenschaft, Technik und Kunst der Herstellung von Karten. Ausgehend von Beobachtungen und der Auswertung von Daten beschäftigen sich Kartografen mit der strukturierten Wiedergabe georäumlicher Informationen und ihrer Veranschaulichung in kartographischen Darstellungen. Dr. Karel Kriz, Leiter der Arbeitsgruppe Kartographie und Geoinformation an der Uni Wien (Interview unten), nennt das "den Raum kommunizieren". Und außerdem sagt er: "Karten erzählen Geschichten."

Diese Geschichten sind gleichzeitig auch die Historie der Menschheit samt all ihrer Errungenschaften und Irrungen: Bereits in der Steinzeit haben unsere Vorfahren beispielsweise versucht, geografische Gegebenheiten festzuhalten, indem sie Symbole in Felswände, Steine oder Knochen geritzt haben, um sich besser orientieren zu können.

Was allerdings die nach unserem heutigen Verständnis allererste Karte war, darüber wird in Fachkreisen debattiert. Man vermutet, dass es eine Wandmalerei aus dem Jahr 6200 v. Chr. war, auf der die Siedlung Çatalhöyük in der heutigen Türkei abgebildet ist.

Im 6. Jahrhundert v. Chr. erkannte der kluge griechische Philosoph und Mathematiker Pythagoras dann als angeblich erster Mensch der Antike, dass die Erde eine Kugel ist. Er schloss dies aus Beobachtungen und Messungen der Erdkrümmung, die er gemeinsam mit seinen Schülern gemacht hatte.

Dass seine Erkenntnisse später nicht überall auf Wohlwollen stießen, ist bekannt. Schließlich glaubten die Menschen ja einige Zeit lang wirklich, dass die Erde eine Scheibe sei und unternehmungslustige Seefahrer am Ende eines Ozeans irgendwo ins Verderben stürzen würden. Speziell christliche Philosophen dürfen sich in dieser Sache etwa ab 250 n. Chr. nicht nachhaltiger Weisheit rühmen: Ein Denker mit dem Namen Lucius Caecilius Firmianus Lactantius etwa war der Ansicht, dass geografische Unwissenheit sogar verdienstvoll und gottgefällig sei. Nun ja, so kann man sich täuschen.

Kartenhistorie

Meilensteine. Von den ersten kartenähnlichen Wandmalereien bis zur Satellitennavigation – ein langer Weg.

Karten der Machthaber

Generell gilt: Mächtige Institutionen wie Kirche und Militär haben bei der Entwicklung der Karten, wie wir sie kennen, eine entscheidende Rolle gespielt – auch wenn die Absichten, die dahintersteckten, nur in den seltensten Fällen mit einer humanistischen Weltanschauung einhergingen.

Insbesondere die großen Kriege aller Epochen haben mit dem ihnen innewohnenden Drang zur Expansion der eigenen Ländereien dazu geführt, dass geografische Darstellungen immer genauer wurden.

Der französische General, Kaiser und Diktator Napoleon Bonaparte war zum Beispiel, so heißt es, der erste militärische Führer, der die Kartografie revolutioniert hat, indem er auf seinen extrem genauen Schlachtplänen auch erstmals Höhenlinien einzeichnen ließ. Sie zeigten an, wo sich Gelände-Erhebungen befanden, von denen man einen besseren Überblick hatte. Nicht umsonst spricht man heute noch vom "Feldherrenhügel".

Eine Vorgehensweise übrigens, die später auch von Österreich-Ungarn in der Zeit der k.u.k. Monarchie eingesetzt wurde – was wiederum ein Mitgrund dafür war, dass Österreich im Bereich der topografischen Kartografie auch danach noch federführend bleiben sollte, so Dr. Kriz: "In der Monarchie wurden sogenannte Mappeure in die Provinzen geschickt, um die Gegend zu vermessen. Nicht etwa für Wanderer, sondern vielmehr, um den Besitz zu erfassen und Geld einzutreiben. Aus diesen wunderschönen Karten von damals sind in der Folge dann die ersten Alpenvereins-Karten konzipiert worden."

Prunksaalgloben_CMS.jpg Österreichische Nationalbibliothek © Österreichische Nationalbibliothek
Globus-Form: die einzig korrekte und unverzerrte Darstellung unseres Planeten.

Interview mit Dr. Karel Kriz

Leiter Arbeitsgruppe Kartographie und Geoinformation, Universität Wien.

Foto-Kriz CMS.jpg Kriz privat © Kriz privat
Dr. Karel Kriz.

— Was genau ist die Kartografie?

Dr. Karel Kriz: Es ist die Wissenschaft, die sich mit der Geokommunikationbeschäftigt. Das bedeutet, man kommuniziert den Raum. Ich "selbstbetrachte" mich als Geograf und Kartograf, quasi als "grafischer Dolmetscher".

— Es gibt viele Arten von Karten...

Dr. Karel Kriz:Insofern ist die Definition einer Karte wichtig. Karten sind nicht nur Wander- oder Straßenkarten, sondern jegliche räumliche Darstellung. Aufgrund einer Karte hat man die Möglichkeit zu handeln und Erkenntnis zu gewinnen. So gelingt es, alles zu erklären: Das beginnt bei der Wandmalerei über mündliche Wegbeschreibungen bis hin zu Virtual Reality. Das alles gehört zur Kartografie.

— Welche Karte ist die älteste?

Dr. Karel Kriz:Darüber wird in Fachkreisen debattiert. Die auf zirka 6200 v. Chr. datierte Wandmalerei der Stadt Çatalhöyük in Anatolien gilt aber unter Experten als eine der ersten kartenverwandten Darstellungen.

— Wie entstand das Handwerk des Kartografen?

Dr. Karel Kriz: Das ursprüngliche Handwerk war das Vermessen, der Begriff Kartograf entstand später. Ein Vermesser – oder später Mappeur – fuhr in die Provinz, um das Land zu vermessen und graphisch darzustellen. Diese Mappeure waren Raumvermittler, Raumkommunikatoren. Schon während der Monarchie beispielsweise wurden sie ausgesendet, um die Ländereien aufzunehmen. Nicht für Wanderer, sondern um den Besitz zu erfassen oder um die Finanz bei der Steuereintreibung zu unterstützen.

— Welche Aufgaben hat ein Kartograf eigentlich heute?

Dr. Karel Kriz: Es geht darum, raum-zeitliche Sachverhalte verständlich zu kommunizieren.

— Wie bringt man Kindern Karten näher?

Dr. Karel Kriz: Indem man mit ihnen ins Gelände geht und am besten eine analoge Karte mitnimmt. Es ist aber egal, ob digital oder analog, sie sollten Karten lesen können, da diese komplexe Sachverhalte vereinfacht darstellen.

— Worauf kommt es bei einer Karte an?

Dr. Karel Kriz: Eine "ideale" Karte sollte winkel-, flächen- und längentreu sein. Diese Eigenschaften liegen jedoch nur am Globus vor, alle anderen Darstellungsformen weisen mindestens eine Verzerrung auf. Aber auch trotz dieser Verzerrungen können sie verwendet werden. Ein Beispiel dafür ist der U-Bahn-Plan. Da stimmen weder Abstände noch Himmelsrichtungen, aber man kennt sich aus. Das zu verstehen, ist bei der Arbeit mit Karten wichtig.

— Wird deshalb Grönland so riesig dargestellt?

Dr. Karel Kriz: Ja. Stellt man aus einer Kugel eine verebnete Fläche dar, ergeben sich Probleme. Das bedeutet: Wenn eine Karte flach ist, kann sie beispielsweise nur winkel- und längentreu sein, jedoch nicht flächentreu.

Man kann sich das einfach mit einer Orangenschale vorstellen. Legt man sie flach auf, bleiben zwischen den Spalten freie Flächen. Im 16. Jahrhundert erstellte Gerhard Mercator eine solche Projektion der Welt – für die Navigation in der Seefahrt sehr wichtig. Sein Vermächtnis ist bis heute vorhanden.

Große Firmen und Institutionen verwenden diese Projektion leider unreflektiert, so entsteht die Flächenverzerrung von Grönland. Mit dieser für thematische Karten ungeeigneten Projektion leben wir bis heute.

— Was sind die heutigen Herausforderungen in der Kartografie?

Dr. Karel Kriz: Der Auftrag der Kartografie ist und bleibt es, technologieunabhängig raum-zeitliche Informationen klar und verständlich zu kommunizieren, ohne zu manipulieren.

Navigation heute

Terra incognita. Wir spulen vor in die Gegenwart: Unsere moderne Mobilität ist mittlerweile geprägt von diversen Satelliten-Systemen (siehe unten), die hoch über uns im Weltraum schweben und mit deren Hilfe wir rund um die Uhr auf den Meter genau lokalisieren können, wo wir uns soeben befinden – ganz egal, ob wir zu Fuß, auf dem Fahrrad, im Auto oder in einem Flugzeug unterwegs sind.

Das 20. Jahrhundert hat also, wie in vielen anderen Bereichen, auch in der Kartografie radikale Veränderungen mit sich gebracht: Flugzeuge, hochauflösende Kameras, Satelliten und unglaublich leistungsstarke Computer avancierten zu den wichtigsten Hilfsmitteln bei der Erstellung detaillierter Karten. Mit diesen Daten und Fotos aus dem All entstehen exakte dreidimensionale Abbildungen, wodurch jeder Fleck auf der Erde entdeckt werden kann.

GNSS Systeme 2 auto touring © auto touring

Weiße Flecken

Aber ist das tatsächlich so? Sehen wir wirklich alles? Denn ange­sichts dieser vermeintlich lückenlosen "Überwachung" taucht bei vielen Geografie-Interessierten immer wieder unweigerlich die Frage auf: Gibt es auf unserer Erde eigent­lich noch diese berühmten "weißen Flecken", also Regionen, die noch immer nicht erforscht wurden?

Nun, wie so oft in der Wissenschaft ist die Antwort darauf definitionsabhängig, denn: "Es hängt vom Maßstab ab", sagt Dr. Kriz. "Europa ist zum Beispiel kein weißer Fleck, weil wir uns hier schließlich bestens auskennen. Als aber David Livingstone im 19. Jahrhundert Afrika erforschte, war dieser Kontinent für uns Europäer natürlich noch ein weißer Fleck im klassischen Sinn. Geht man hingegen heute bei uns ins Gebirge, wo sich die Gletscher ständig verändern, dann kann man durchaus sagen, dass im Prinzip sogar dort Gebiete auftauchen, die uns bis dahin unbekannt waren. Oder man nimmt Island her: Dort entsteht eigentlich permanent neues Land. Es ist schlicht und einfach eine Definitionssache."

Wir leben in einer kartografisch ungebildeten Gesellschaft, wo uns Internet, Smartphones und Datenbanken das Denken scheinbar abnehmen.

Prof. Karel Kriz, Leiter Arbeitsgruppe Kartographie und Geoinformation, Universität Wien.

Wenn Sie, liebe Leserinnen und Leser, jetzt insgeheim denken, dass wir wegen all dieser technischen Hilfsmittel, die wir seit geraumer Zeit für unsere Mobilität verwenden, langsam verblöden, dann ist dieser Gedanke zwar vielleicht berechtigt, aber nicht ganz richtig.

Denn im Gegensatz zu den Menschen früher werden wir momentan in einer unfassbar kurzen Zeitspanne von neuer Technologie schlicht überrollt. Dr. Kriz: "Wir werden von Informationen erschlagen und verlernen, uns im Raum zu orientieren."

Sich deshalb in einen biedermeierschen Sozialpessimismus zurückzuziehen, wäre dennoch der falsche Weg. "Uns muss bewusst sein, dass wir diese Entwicklung ohnehin nicht mehr aufhalten können“, sagt der Experte. "Stattdessen müssen wir lernen, verantwortungsvoll damit umzugehen."

Interview mit Prof. Robert Weber

Dozent TU Wien im Bereich Geodäsie und Geoinformation

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Prof. Robert Weber.

— Wie kann man sich ein GNSS vorstellen?

Prof. Robert Weber: Der Begriff GNSS ist der Überbegriff für alle globalen Satelliten- und Navigationssysteme. So ein System besteht aus drei Komponenten: die Raumkomponente, also die Satelliten im Orbit, die Bodenkomponente, das sind die mit den Satelliten im Kontakt stehenden Bodenstationen, und schlussendlich wir, die Nutzerinnen und Nutzer. Also etwa Auto-Navigationsgeräte, die Satellitensignale empfangen.

— Wie viele solcher Satelliten sind denn da oben unterwegs?

Prof. Robert Weber: Es sind immer zwischen 100 und 120 Satelliten insgesamt im Orbit, also ungefähr 30 pro System. Es müssen aber mindestens 24 pro System im Orbit sein, damit immer eine globale Abdeckung gewährleistet ist.

— Wann ist der erste Satellit gestartet?

Prof. Robert Weber: 1979, aber das war nur ein Testflug. Begonnen hat alles mit GPS, Glonass folgte dann in den 90er-Jahren und danach bald auch Galileo und Beidou.

— Wie oft werden neue Satelliten gestartet?

Prof. Robert Weber: Das sind pro System circa zwei bis drei Satelliten pro Jahr. Die Satelliten selbst und die Starts sind sehr teuer, das passiert also nur, wenn es unbedingt notwendig ist. Allerdings werden Satelliten nach etwa 10 bis 15 Jahren defekt, die Satellitenuhr altert oder die Sonnenpaneele speichern zu wenig Energie.

— Was bedeutet "Tracking"?

Prof. Robert Weber: Die Satelliten senden immer Informationen Richtung Erde, unabhängig davon, ob sie getrackt werden oder nicht. Tracken heißt, dass das Endgerät von allen Satelliten im Sichtfeld Signale empfängt und damit vorrangig Codestreckenmessungen durchführt.

In der Stadt hat man Glück, wenn vier Satelliten eines Systems im Sichtfeld sind, im unbebauten Gebiet kann man auch bis zu 12 Satelliten gleichzeitig anmessen. Mindestens vier Satelliten müssen allerdings gleichzeitig verfügbar sein, um eine Position bestimmen zu können.

— Wie arbeitet das Navi im Auto mit GNSS?

Prof. Robert Weber: Unsere Navigationssysteme verfügen über eine eingebaute Antenne, welche die Satellitensignale trackt. Aus diesen Signalen errechnet sich der im Endgerät eingebaute Chip einen vierdimensionalen Kugelschnitt. Das bedeutet, die Längen-, Breiten- und Höhen-Koordinate des Receivers, also in diesem Fall des Autos, plus den Zeitfehler der Empfängeruhr.

Kurz: Die ausgerechnete Info wird an das Navi übergeben und die dort programmierte Software arbeitet dann mit diesen Infos und der vorab vom Hersteller heruntergeladenen Karte. Auch die Verkehrsinfos werden nicht von den GNSS-Satelliten ausgestrahlt, die kommen vom Verkehrsfunk.

— Wie stehen die einzelnen globalen Navigations-Satellitensysteme zueinander?

Prof. Robert Weber: GPS, Galileo, Glonass und Beidou sind eigenständige, von den USA, Europa, Russland und China aufgebaute Systeme. Gemeinsamkeiten wie die genutzten Koordinatensysteme helfen allerdings dem Nutzer bei der Kombination der Satellitensignale.

— Wenn GPS überall vertreten ist, welche Rolle spielt dann Galileo?

Prof. Robert Weber: GPS ist das älteste und auch relevanteste System. Es ist immer und überall GPS drinnen, aber die guten Systeme können mehr als nur ein GNSS tracken. Hier kommt dann Galileo ins Spiel.

Kinder ohne Navi

In der Einleitung zu dieser Geschichte haben wir das – nur auf den ersten Blick lustige – Beispiel von Autofahrern erwähnt, die sich hin und wieder so sehr auf ihr Navigationssystem verlassen, dass sie folglich mit dem Fahrzeug in prekäre Situationen kommen – sei es die Fahrt in einen Badesee oder das Steckenbleiben mit der Karosserie in einer Fußgänger-Unterführung.

Dabei handelt es sich allerdings stets um Erwachsene, die in den meisten Fällen noch den Umgang mit analogen (Papier-)Landkarten gelernt haben. 

Was aber passiert nun in den kommenden Jahren mit der nachfolgenden Generation, die heute schon ganz automatisch mit der Orientierung via Smartphone aufwächst und sich deshalb mitunter schwertut, die virtuelle Realität auf dem Bildschirm mit jener in der echten Welt abzugleichen? 

Denn eines ist klar – neue Technologien hin oder her: In manchen Situationen (leerer Akku, kein GPS-Signal etc.) bleibt einem oft nichts anderes übrig, als sich auf das fraglos beste Navi der Welt zu verlassen – nämlich einen gut geschulten Orientierungssinn. Wie aber trainiert man den?

Hier zum Schluss darum ein passender Eltern­tipp der Autorinnen und Autoren: Viele Kinder gehen zwar nicht gerne "einfach so" spazieren, umso mehr aber lieben sie Aufgaben, Ziele und Belohnungen.

Nehmen Sie also eine ­Papierkarte Ihres Wohnorts zur Hand und marschieren Sie mit dem Nachwuchs los, um ein Haus, einen Spielplatz oder ein Spielzeug­geschäft zu finden. Natürlich kann auch die Karte auf dem Handy verwendet werden. Es geht nur darum, dass Kinder lernen, ihren ­eigenen Standpunkt auf der Karte zu orten und mit der Umgebung visuell in Einklang bringen zu können.

"Kartografie passiert in unserem Kopf", sagt Dr. Kriz. "Wie komme ich von A nach B? Allein mit dieser Überlegung hat man schon eine imaginäre Karte geschaffen."

ÖAMTC Routenplaner

Von A nach B. Seit es möglich ist, dank Computersystemen den Weg von einem Ort zu einem anderen zu finden, sind Routenplaner aus unserem Leben kaum wegzudenken. Beständig wird an Verbesserungen gearbeitet. Auch die Nutzerinnen und Nutzer des ÖAMTC-Routenplaners können sich Ende des Jahres auf ein neues Design und neue Funktionen freuen.

Und die enthalten viel mehr als nur die Routenplanung im Web oder mobil von A nach B mit Pkw, Fahrrad, Wohnmobil, Gespann oder Öffis. Besonders praktisch: Informationen über die Verkehrssituation, Maut- und Vignettenkosten entlang der Strecke sowie Details zu Tempolimits, Mitführpflichten und anderen wichtigen Bestimmungen im Ausland.

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