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Forschungsprojekt - Detailansicht

Bereich Bau und Umwelt - Fakultät Umweltwissenschaften - Fachrichtung Geowissenschaften - Institut für Kartographie - Professur für Kartographische Kommunikation

Entwicklung von Web-Prozessierungsdiensten für die automatische Generalisierung von isolierten Polygongruppen (WPS-PolyGen)
Titel (Englisch)
Development of web processing services for the automated generalisation of isolated polygon groups
Kurzbeschreibung (Deutsch)
Die Herstellung topographischer und thematischer Karten für Papier- und Webausgaben wird zu-nehmend durch automatische Verfahren realisiert. Abhängig von Anwendung und Qualitätsanfor-derungen werden diese durch manuelle, interaktive Vor- und Nachbearbeitung unterstützt. Ziel des beantragten Projektes ist es automatische Generalisierungsverfahren weiter zu entwickeln, insbesondere Ansätze für die Bearbeitung von gruppierten kartographischen Objekten. Notwendig hierfür ist eine Berücksichtigung struktureller Beziehungen, welche von Bertin (1974) als Generalisierungsproblem mit der größten Komplexität bezeichnet wurde.
Erste Ansätze, die eine isolierte Generalisierung von Einzelobjekten überwinden, existieren für die Aggregation innerhalb Polygonmosaiken, für die Ausdünnung von Straßen- und Gewässernetzen als auch für die Generalisierung von Gebäudegruppen. Intensiven Forschungs- und Entwicklungs-bedarf gibt es für die Ableitung von kartographischen Darstellungen isolierter Polygongruppen, welche natürliche Objekte repräsentieren wie Seen, Inseln oder Wälder.
Im beantragten Projekt sind folgende Aufgabenschwerpunkte zu bearbeiten. Erstens müssen Ver-fahren für die Partitionierung und Konflikterkennung entwickelt werden unter Verwendung räum-licher Indexstrukturen beispielsweise dem R-Baum. Im zweiten Schritt erfolgt die Konzeption und Entwicklung von Generalisierungsalgorithmen für isolierte Polygongruppen mit dem Schwerpunkt auf der Typisierung. Ausgangspunkt können hierzu hierarchische, agglomerative bzw. graph-basierte Clusterverfahren sein. Ziel ist dabei, ein möglichst iteratives Verfahren zu entwickeln, wel-ches maßstabs- bzw. auflösungsabhängig charakteristische Repräsentationen bei zunehmenden Abstands- und Größenschwellwerten generiert. Dritter Schwerpunkt liegt auf der Modellierung und Berücksichtigung von strukturellen Beziehungen zwischen Polygonen im Generalisierungspro-zess. Hierfür können angereicherter Datenstrukturen in Form horizontaler Relationsobjekte einge-führt werden sowie zusätzlichen kartographische Bedingungen zur Erhaltung bzw. Homogenisie-rung von Gruppeneigenschaften.
Vertiefend zu den genannten Schwerpunkten wird angestrebt weitere Generalisierungsoperato-ren, für isolierte Polygongruppen als Webprozessierungsdienst (WPS) zur Verfügung zu stellen. Forschungsfragestellungen werden sich mit dem Zusammenwirken der Generalisierungsoperato-ren beschäftigen, welche für Einzel- und Gruppenobjekte entwickelt wurden. Die immer noch vor-herrschende isolierte Generalisierung von Einzelobjekten könnte so überwunden werden. Durch die Entwicklung von Ansätzen zur Relationsmodellierung im Sinne einer Datenanreicherung sowie einer Berücksichtigung der strukturellen Beziehungen durch Generalisierungsoperatoren würde ein Qualitätssprung in der automatischen Kartenherstellung erreicht. Weiter entwickelte Generali-sierungsdienste würden helfen, die manuelle Bearbeitung zu reduzieren und die Aktualität der Karten zu erhöhen.
Kurzbeschreibung (Englisch)
The production of topographic and thematic maps for paper and web presentations are based increasingly on automated procedures. They are supported by manual, interactive pre-and post-processing depending on the application and quality requirements. The aim of the proposed project is to develop automated generalisation procedures further, in particular approaches for processing grouped cartographic objects. Necessary therefore is the consideration of structural relations, which is the generalisation task with the greatest complexity as mentioned by Bertin (1974).
First approaches that overcome an isolated generalisation of single objects exist for the aggregation within polygon mosaics, for the thinning of roads and water networks as well as for the generalisation of building groups. Advanced research and development is required for the derivation of cartographic representations of isolated polygon groups which stand for natural objects such as lakes, islands and forests.
In the proposed project, the following main tasks has to be processed. First, techniques must be developed for the partitioning and conflict detection using spatial index structures such as the R-tree. In the second step, the design and development of generalisation algorithms has to be carried out for isolated polygon groups with focus on the typification. Starting point can be the utilisation of hierarchical, agglomerative and graph-based clustering methods. The aim is to develop an iterative method, which generates characteristic representations in consideration of scale respective resolution with increasing distance and size thresholds. The third main task is on the modelling and consideration of structural relationships between polygons in the generalisation process. For this purpose, enriched data structures can be introduced implemented as horizontal relational objects and additional cartographic constraints has to be defined to maintain respective homogenise the group properties.
Complementary to the above mentioned tasks the projects aims on the implementation of further generalisation operators for isolated polygon groups as Web Processing Service. Research questions will deal with the orchestration and combination of the generalisation operators which have been developed for individual and group objects. The still predominant isolated generalisation of individual objects could be overcome. A new qualitative level can be achieved in the automated map production through the development of approaches for modelling relations in terms of data enrichment and a consideration of the structural relationships by generalisation operators. Refined generalisation web services would help to reduce manual processing and to increase the actuality of maps.
Zeitraum
01.05.2015 - 30.04.2018
Art der Finanzierung
Drittmittel
Projektleiter
  • Herr Prof. Dr.-Ing.habil. Dipl.-Phys. Dirk Burghardt
Projektmitarbeiter
  • Herr Dipl.-Ing. Thomas Gründemann
Finanzierungseinrichtungen
  • Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Kooperationspartnerschaft
keine
Website zum Projekt
Zugeordnete Profillinie
Energie, Mobilität und Umwelt
Zugeordnetes DFG-Fachgebiet
Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik
Relevant für den Umweltschutz
Nein
Relevant für Multimedia
Nein
Relevant für den Technologietransfer
Nein
Schlagwörter
Web-Prozessierungsdienste, Relationsmodellierung, automatische Generalisierung, automatische Kartenherstellung
Berichtsjahr
2016
Stand: 19.01.2017