Geo-visualisatie/Inleiding Cartografie

Naar de sartpagina Deel A: Theorie / Inleiding Cartografie

Doelstellingen van deze module 'Inleiding Cartografie' Het doel is het leggen van een minimale theoretische, cartografische basis om kaarten met een GIS te kunnen maken. Na het lezen van deze module kent de lezer definities voor kaart en cartografie, kent hij het doel van een kaart en kan hij verschillende (algemene) kaartsoorten en verschillende thematische kaartsoorten noemen. Tevens weet hij in welke gevallen die kaartsoorten gebruikt dienen te worden. Cartografie Wereldkaart uit 1572 van Ortelius. Cartografie heeft bij sommigen een stoffig imago. In werkelijkheid is dit vakgebied, onder andere door GIS-toepassingen, relevanter en moderner dan velen denken. Kaart van de Lage Landen uit 1611 van Jodocus Hondius. Hier volgen twee mogelijke definities van cartografie: Het vervaardigen van kaarten, waarbij de inwinning van geo-informatie als eerste stap dient, en waarbij het eindproduct voor een beperkte toepassing geldig is. Denk bijvoorbeeld aan een toeristische wegenkaart van de ANWB, of de Top10NL die voor de Topografische Dienst Kadaster wordt gemaakt. Het doorgeven van ruimtelijke informatie door middel van kaarten (digitaal of analoog). Deze tweede, bredere definitie wordt in dit boek gebruikt. Er wordt van uitgegaan dat de ruwe, ingewonnen data of geo-informatie al beschikbaar is. Merk op dat het in deze definitie niet om de kaart (het middel), maar om het doorgeven van informatie gaat. Een kaart zonder boodschap of doelgroep is dus géén cartografie. In het onderdeel hierna ('Communicatie') wordt dan ook extra aandacht geschonken aan dit communicatieve aspect. Beeldschermcartografie is een term die een aantal jaren geleden gehanteerd werd, maar nu weer in de vergetelheid is geraakt. Met beeldschermcartografie wordt bedoeld de visualisatie van ruimtelijke gegevens op een beeldscherm, wanneer er sprake is van interactieve (online) (GIS-) viewers. Beeldschermcartografie beschrijft onder andere regels hoe programmatuur moet worden ontwikkeld om labels (teksten bij objecten) in de kaart geplaatst moeten worden. Maar ook met welke kleuren datasets standaard moeten worden weergegeven, wanneer een gebruiker die dataset aan zet. Zo mogen labels elkaar uiteraard niet overlappen, labels moeten zo min mogelijk over punten en lijnen liggen, vlakken mogen niet interfereren, et cetera. In Google Maps of Yahoo Maps is het resultaat te zien van die dynamische wereld; labels worden netjes, met de wegen mee gebogen, weergegeven, boven op de satellietbeelden of luchtfoto's. In dit handboek wordt ervan uitgegaan dat het resultaat (een kaart) gepubliceerd wordt, digitaal of gedrukt (analoog). Met beeldschermcartografie hebben we in dit handboek niet veel te maken. Wel wordt op het beeldscherm, meestal via een GIS, het resultaat voorbereid. De positie van labels en de kleuren van objecten zijn – door deze beeldschermcartografie – vaak al redelijk als een default instelling ingesteld. Vaak is deze instelling ook zeer slecht, of niet geschikt voor het doel dat de GIS-specialist voor ogen heeft. Achteraf moeten deze labels en kleuren dus goed beoordeeld te worden en eventueel aangepast te worden. SAMENVATTING: Cartografie wordt doorgaans en in dit handboek gedefinieerd als 'het doorgeven van ruimtelijke informatie door middel van kaarten (digitaal of analoog)'. Kaart Definities van 'kaart' Een voorbeeld van een kaart, als resultaat van een combinatie van informatielagen. Vijf mogelijke definities van kaart zijn: 1) een grafische weergave van ruimtelijke aspecten van de werkelijkheid 2) een gemodelleerde weergave van het (aard)oppervlak; meestal een geografische weergave, soms schematisch 3) een visuele representatie van ruimtelijke verschijnselen 4) een schaalmodel van de werkelijkheid 5) een flexibele interface op ruimtelijke gegevens. Dit is een modernere kijk op het begrip kaart en komt van M.J.Kraak. Een toelichting bij deze laatste definitie: Het medium kaart wordt te vaak gezien als presentatiemedium voor objecten, geclassificeerde grootheden of verschijnselen op een plek. Echter, de kaart kan vervolgens ook als analytisch of exploratief middel gebruikt worden door de onderzoekende mens. Juist doordat de kaart niet meer een statisch medium is, maar een medium dat interactief via een beeldscherm door de gebruiker / onderzoeker zelf wordt gemaakt, is het verstandiger (en ruimer) om te praten over geovisualisatie in plaats van cartografie. De auteur van dit handboek is het 100% eens met die laatste stelling. GIS voegt hierdoor iets toe aan de cartografie. Het handboek had dus niet moeten heten: 'Handboek Cartografie voor GIS-sers'. Dat zou te beperkt zijn geweest. Intermezzo: De meerwaarde van kaarten Kaarten kennen een meerwaarde naast of boven tabellen of grafieken: Een heel bijzonder aspect van een kaart is dat een kaart ook laat zien waar een verschijnsel níet is. Wanneer in een tabel 10 moorden zijn opgesomd en daarnaast in alle tien de gevallen de naam van een achterstandswijk staat, denk je al gauw dat alle moorden in achterstandswijken worden gepleegd. Worden de moordlocaties op een kaart met achterstandswijken (en overige wijken) getoond, dan is plotseling te zien dat in allerlei andere achterstandswijken helemaal géén moorden plaatsvinden. Conclusie: toon ook lege plekken; waar géén data is (maar wel gepoogd is het verschijnsel te traceren) is dus informatie! We zagen ditzelfde in een beroemd voorbeeld in de inleiding, bij de niet besmette waterpompen aan de randen van de kaart; hier waren géén getroffenen van de cholera (zie de Cholera-verspreidingskaart van John Snow). Zoom dus nooit te ver in. Een tweede verrassend effect is de geografische clustering van bepaalde objecten / verschijnselen; ook iets dat een tabel of grafiek nooit zou kunnen bewerkstelligen. Op dezelfde misdaadkaart is misschien te zien dat niet de achterstandswijk bepalend is voor het voorkomen van moorden. Een slimmerd ziet misschien dat deze clustering zich bevindt bij bepaalde coffeeshops. Een 'moordkaart', nu niet met achterstandswijken als achtergrond, maar met locaties van coffeeshops erbij levert dan heel andere conclusies! Met andere woorden, een causaal (oorzakelijk) verband kan met een kaart terecht of onterecht gesuggereerd worden, versterkt worden, of aangetoond worden. Wanneer dit bewust gebeurt, is de GIS-specialist / onderzoeker goed bezig. Diepzeestromen. Deze stromingen bestaan als gevolg van het verdampen van water in warme gebieden, waardoor dit steeds zouter wordende water zwaarder wordt en zakt. Koude, zoetere oceaanstromingen, minder diep, compenseren dit. Het doel van een kaart Het doel van een kaart is het in kaart brengen van: locaties van objecten en verschijnselen zichtbare en onzichtbare ruimtelijke verschijnselen. Geluidscontouren, zeewatertemperaturen, het aardmagnetisch veld, plannen, eigendom, armoede en de economische potentie van gebieden voor bepaalde afzetmarkten; alles is met punten, lijnen en vlakken in kleur op kaart te zetten. Het gaat hier om het wel of niet voorkomen van een verschijnsel. Een mooi voorbeeld van een kaart die voor het oog niet zichtbare verschijnselen in beeld brengt is het figuur met de 'thermohaliene oceaanstromingen', een zeer specifiek verschijnsel, bij velen onbekend. De kunst is dan om dergelijke onbekende, onzichtbare verschijnselen aansprekend in beeld te brengen. ruimtelijke patronen binnen één verschijnsel (clustering, spreiding) en relaties tussen verschillende verschijnselen. Kaarten kunnen 'horizontale' relaties laten zien en 'verticale' relaties: Horizontale relaties zijn relaties (verschillen en overeenkomsten) tussen twee of meer gebieden, maar denk ook aan handel en migratiestromen. Verticale relaties zijn samenhangende relaties tussen twee (of soms meer) thema's. Denk aan de voor de hand liggende relatie tussen hoogteligging en bevolkingsdichtheid. Hoe hoger het gebied, hoe minder bevolking. Bij minder voor de hand liggende of onbekende relaties kunnen die relaties juist onderzocht worden (door hypotheses te ontkrachten of deze te bewijzen). Het naast, of op elkaar in kaart brengen van die thema's kan hierbij helpen. Noord-Amerika. Dit is een klikbare kaart, oftewel: statisch en interactief; zweef je er met je cursor boven, dan verschijnt de naam van het gebied. Klik je er op, dan kun je – in theorie – naar een site over dat gebied verwezen worden (hier is die link gewijzigd in de link van deze module) Historische ontwikkeling politiek Australië; voorbeeld van een Animated GIF. Animatie van het sneeuwoppervlak, afhankelijk van het seizoen, voorbeeld van een beter (want: rustiger) toegepaste Animated GIF Om dit goed zichtbaar te kunnen maken moeten objecten op het gebogen vlak van de aarde met zo min mogelijk vervorming en op schaal worden weergegeven. Dit gebeurt door het toepassen van de volgende technieken: het op schaal tekenen weglating/generalisatie van zaken uit de werkelijkheid die er niet toe doen / het beeld kunnen vertroebelen (zie ook 'Eigenschappen van geo-informatie' in Geo-visualisatie/Inleiding GIS); het toepassen van de juiste projectie (zie de paragrafen hieronder). Zonder de genoemde technieken zouden kaarten onverkleind en gebogen zijn; dus onhandelbaar. Bovendien zou het aantal details véél te groot zijn, waardoor geen enkel overzicht verkregen zou worden. Kaarten laten slechts een héél beperkt aantal aspecten zien van wat de gehele aarde in al zijn verscheidenheid herbergt, zowel fysiek als sociaal, al of niet ontdekt, al of niet in kaart gebracht. De gemaakte kaart betreft dan ook nog eens alléén die delen of gebieden die relevant worden geacht. Dit is tegelijkertijd zowel een beperking als een krachtige eigenschap van een kaart. Analoge en digitale kaarten Er zijn twee soorten kaarten wanneer naar het medium van de kaart wordt gekeken: 1) Klassieke kaarten op papier; analoge kaarten. Geprint, geplot of gedrukt, of ze nu met de hand (=analoog) of met een computer (=digitaal) zijn gemaakt. Dit worden ook wel analoge kaarten genoemd, zelfs als ze digitaal tot stand zijn gekomen! 2) Webkaarten via het web; digitale kaarten. (Internet, intranet of extranet). Deze categorie is weer in te delen in vier soorten (naar: ): statisch en niet interactief. De inhoud van de kaart wijzigt niet met de tijd, en de gebruiker kan geen lagen aan of uit zetten. Voorbeeld: kaarten opgeslagen in een rasterformaat. De kaarten op Wikipedia zijn goede voorbeelden, die zijn meestal in png-formaat opgeslagen. statisch en interactief. De kaart is 'klikbaar', maar de factor tijd zit er niet in. Via de legenda kunnen lagen worden aan- en uitgezet en/of er kan op de kaart worden in- en uitgezoomd. Gegevens uit een onderliggende database (bijvoorbeeld: de benodigde vergunning voor die locatie of dat object) verschijnen na een klik. Voorbeeld1: De kaart van Noord-Amerika. Zweef je boven een land, dan komt de naam ervan onder je cursor in beeld. Klik je er op dan komt een andere site (hier: een dummy link) in beeld. Een leuke toepassing dus. Maar het tweede voorbeeld gaat een stuk verder, en is in feite bijna een complete GIS-viewer; zie Nationale Atlas Volksgezondheid, zoals die door het RIVM wordt gemaakt met onder andere flashtechnieken. Overigens, met statisch wordt niet bedoeld dat de data niet is veranderd tussen twee momenten van het oproepen van deze internetpagina, maar dat de kaart zelf op het moment van lezen van die internetpagina geen tijdsaspect in zich heeft. Dus de onderliggende gegevens kunnen op de achtergrond door de webbeheerder / gegevensbeheerder wel worden gewijzigd. dynamisch en niet interactief. Denk aan animated-GIF, zoals die op internet zijn te vinden van een tsunami die zich over de Indische Oceaan bewoog in 2004. Wanneer een serie ´normale´ digitale kaarten achter elkaar wordt gezet, kan een bepaalde ontwikkeling in de tijd worden weergegeven. Zie ook het voorbeeld van de kolonisatie en politieke opdeling van Australië. Soms is de vraag of de kaart niet beter als een serie kaarten naast elkaar had moeten worden geplaatst ... Sommige Animated GIF's worden door gebruikers ronduit irritant gevonden; ze leiden de aandacht af van de tekst. Daarnaast wordt het tempo gedicteerd, waardoor het nauwkeurige bestuderen van de verschillen en veranderingen, op het tempo van de kaartlezer, niet mogelijk is. Het tweede voorbeeld, met de uitbreiding van het sneeuwoppervlak, is simpeler van opzet, en daardoor beter volg- en leesbaar voor een kaartlezer. Misschien dat de naam van de maand nog in het plaatje verwerkt had moeten worden. Animated GIF's kunnen eenvoudig worden gemaakt door meerdere (gif of andere raster) bestanden achter elkaar te plaatsen. Software hiervoor is eenvoudig op Internet te vinden. dynamisch en interactief. De kaart is een animatie waarbij de gebruiker ook zelf kan bepalen wat (nog meer) getoond moet worden, hoe snel dit moet gebeuren, en welke (eigen data) moet worden toegevoegd. NB: Eenmaal online maakt een GIS (dan vaak geo- of GIS-viewers genoemd) een kaart tot een communicatiemiddel voor klanten, burgers, aannemers die in opdracht werken, et cetera. Dergelijke GIS-viewers dragen daarmee dan bij aan de loketfunctie van veel bedrijven. Topografische en thematische kaarten Een topografische kaart rond Hoogeveen uit 1914 Een thematische kaart, Paleografische kaart (bodemontstaanswijze) van Nederland 800 na Christus Er zijn twee soorten kaarten wanneer naar inhoud van een kaart wordt gekeken: 1) Topografische kaarten. Deze geven de locaties (x- en y- coördinaten) weer van objecten, zoals rivieren, plaatsen, wegen, monumenten, administratieve grenzen, enzovoort. 2) Thematische kaarten. Deze geven een verschijnsel ('thema') weer van het aardoppervlak, of een verschijnsel dat te relateren is aan een object op het aardoppervlak, als 'derde dimensie' op het platte vlak weergegeven. Meestal gebeurt dit geclassificeerd en met kleuren. Het bekendste voorbeeld is een weerkaart; blauwe vlakken boven Lapland geven de koude aan, rode vlakken geven aan dat het Middellandse Zee gebied warm is. Een voorbeeld van een referentiekaart. Een referentiekaart is in feite een kleinschalige topografische kaart. Bij topografische kaarten wordt vaak gedacht aan enkel en alleen grootschalige topografische kaarten, zoals de Topografische Kaart van 1:25.000 zoals de Topografische Dienst Kadaster die maakt. Echter, topografische kaarten met een kleinschalig karakter bestaan ook, al worden die meestal referentiekaarten (Engels: reference maps), of overzichtskaarten genoemd. In de strikte zin van het woord is echter een wereldkaart met steden, rivieren en landgrenzen net zo goed een topografische kaart als een kaart van 1:25.000 waarop dorpen, beken en gemeentegrenzen staan. NB1: Bij thematische kaarten wordt een beperkte selectie van objecten en toponiemen (namen) uit topografische kaarten gebruikt om de spreiding van de verschijnselen goed te kunnen interpreteren / lokaliseren. Alleen indien een causaal verband is aangetoond, of aangetoond dient te worden met een ander thema, is het verstandig om dat andere thema eveneens op te nemen in dezelfde kaart. Een voorbeeld is het aantal doden per snelweg (thema 1) dat op dezelfde kaart voorzien wordt van een achtergrondkaart met het aantal zijwegen (thema 2) en de drukte van de wegen (thema 3). Hier dient wel zorgvuldig mee omgegaan te worden, de kaart dient leesbaar te blijven. Dit heten polythematische of samengestelde kaarten. Bij analytisch gebruik van (GIS) kaarten is er dus al snel sprake van een samengestelde kaart. NB2: De selectie van topografische namen en objecten op thematische kaarten is afhankelijk van: de doelgroep, de schaal, de spreiding van het thema / verschijnsel, en de relatie van het thema met die objecten. Bij een kaart met 'hoeveelheden interstedelijk watertransport' zullen de rivieren met hun namen niet mogen ontbreken. Daarbij moeten het aantal geselecteerde objecten (rivieren in dit voorbeeld) zo beperkt mogelijk zijn; het thema is immers belangrijker. De grootte van de kaart zoals die uiteindelijk wordt afgebeeld is ook van belang; alles moet (snel) leesbaar zijn. Bijvoorbeeld, is die kaart voor op een A3 formaat in een gedetailleerd rapport voor specialisten die alle tijd hebben om dit te bestuderen, of is het voor een A0-formaat dat in een zaal nog goed en snel leesbaar moet zijn? Zie eventueel de relatie tussen kaartformaat en detail in deel C. Voorbeeld van een locatormap, de Republiek van Congo. Schematische kaart van de HSL-Zuid Schematische kaart van de metrolijnen van Budapest NB3: Als GIS-specialist zal je veelal thematische kaarten maken. Topografische kaarten zullen slechts beperkte gebieden of een beperkt aantal locaties / verschijnselen tonen, om als illustratie te dienen voor een artikel of website. Een topografische kaart met een breed publiek, een lange te verwachten levensduur en van enige omvang zal toch echt door ervaren cartografische bureaus gemaakt moeten worden. Hoewel er inmiddels zéér hoogwaardige topografische kaarten door alléén GIS-software zijn gemaakt, zijn er nog steeds genoeg redenen om de (eind) opmaak door andere grafische software te laten maken. Zie ook 'kaartopmaaksoftware' onder databronnen van omgevingsinformatie. Een bijzonder soort referentiekaart is de locatormap. Hierop worden slechts zeer beperkte referentiegegevens weergegeven, opdat de ligging van één stad, gebied of land duidelijk wordt. Andere doelen heeft een dergelijke kaart niet, waardoor dit simpele (maar zeer doeltreffende) kaarten kunnen zijn. Ze worden veelal gebruikt in kranten of op internetsites waar een breed publiek snel geïnformeerd moet worden over waar de gebeurtenis / het verhaal zich afspeelt. Zie verder Overzichtskaarten, detailkaarten en locatormaps in Deel C, waarin ook verwezen wordt naar een site met vele voorbeelden van locatormaps. Schematische kaarten De meeste kaarten die in dit boek besproken worden zijn geografisch. Dat wil zeggen, ze zijn in alle richtingen (in horizontale en verticale richtingen) met dezelfde schaal getekend. Daardoor zijn niet alleen onderlinge afstanden na te meten, ook de onderlinge hoeken en richtingen zijn waarheidsgetrouw. Voor sommige overzichten kan het echter handiger zijn om schematische tekeningen te maken. Schematische tekeningen hebben bovenstaande kenmerken niet. De geografische ligging van plaatsen, en daarmee de onderlinge ligging wordt genegeerd. Hooguit liggen ze qua richting nog op de juiste plaats. Onderlinge afstanden en richtingen kloppen daarmee niet meer. Tussenliggende wegen moeten daardoor ook anders getekend worden. Vaak zijn dat rechte of hoekige lijnen. Twee voorbeelden van schematische kaarten worden getoond. Die van de HSL-Zuid toont alleen het noorden ongeveer juist, alle bochten zijn uit het tracé gehaald op deze kaart. Dat is géén probleem; het tracé zelf, met alle kenmerken onderweg wordt perfect weergegeven, onnodige details zijn er uitgelaten. Die van de metrolijn toont de metrostations uit elkaar getrokken. Lange trajecten zonder metrostations worden ingekort, korte trajecten worden uitgetrokken. Het voordeel is dat de kaartlezer alle namen van metrostations perfect kan lezen. Het is een zeer gebruiksvriendelijke kaart. De eerste dergelijke metrokaart werd ontwikkeld door Harry Beck in 1933 voor de Londense metro. Hij kende alleen maar horizontale en verticale lijnen en lijnen die onder een hoek van 45° lopen. Stations waren zwarte strepen, en de kleuren van de lijnen gaven aan welke metrolijn het betrof. Deze opzet is in vele landen, voor metro's en andere vervoersystemen vaak gekopieerd, zoals ook in het voorbeeld van de metro van Budapest het geval is. Het doel van een dergelijke aanpak is om de kaartlezer snel een eenvoudig overzicht te geven. Zeker wanneer de kaartlezer toch al weinig kennis heeft van het gebied, is dat geen bezwaar. Denk daarbij aan metrolijnkaarten. Nadeel is vaak dat dergelijke kaarten slechts voor die ene toepassing ontworpen worden, en daarom slechts voor die ene toepassing functioneel zijn. Een dergelijke – schematische – metrolijnkaart is alleen nuttig wanneer je wilt zien welke lijn je het beste kan nemen. Wanneer je op een bepaalde plek tussen twee metrostations in staat, is het echter onmogelijk om te zien naar welke metrolijn / metrostation je moet om de dichtstbijzijnde mogelijkheid te vinden. Omdat lengtes en locaties niet meer kloppen, zijn dergelijke schematisch kaarten niet geschikt voor onderhoudsdoeleinden en combinaties met andere kaarten, zoals gasleidingen en calamiteiten. Schematische tekeningen vormen daardoor een beetje een buitenbeentje in de GIS-wereld, omdat analyses en combinaties met andere datasets alleen nog maar mogelijk is op basis van koppeling via een attribuut, en niet op basis van locaties. Dergelijke schematische tekeningen worden over het algemeen niet met een GIS gemaakt, hoewel dit wel mogelijk is. SAMENVATTING: Er zijn verschillende definities voor en indelingen van kaarten. Belangrijk is dat een kaart op zich niet van waarde is wanneer deze kaart niet is afgestemd op de doelgroep. Een kaart is een communicatievorm en bestaat niet bij de gratie van het bestand of het papier, of wat een kaartlezer er aan zou kunnen ontlenen, maar bij de kaartlezer en wat hij er aan ontleent. TIP: In het algemeen geldt: Karteren is de kunst van het weglaten, net zoals men dat zegt van communiceren en schrijven! Dimensies Kaarten kunnen ook worden ingedeeld op het aantal dimensies dat beschreven wordt (zie ook de vier figuren onder): Soms is er sprake van één dimensie; de X-as beschrijft dan (ligt over) een weg of route. Langs deze route kunnen bepaalde objecten of gebeurtenissen ('events') worden weergegeven. De GIS-techniek 'lineair refereren' maakt gebruik van deze eendimensionale beschrijving, maar ook in de cartografie kan een dergelijke voorstelling van zaken zeer verhelderend zijn, omdat veel niet terzake doende informatie niet kan (en hoeft) worden weergegeven. Kaarten beschrijven meestal twee dimensies. Daarbij wordt bedoeld dat de werkelijkheid van bovenaf bekeken wordt, waarbij een tweedimensionaal assenstelsel (de X-as en de Y-as) de ruimte beschrijven (zie ook Coördinatensystemen en kaartprojecties). Wanneer dat niet expliciet anders wordt genoemd, is er bij GIS, CAD en cartografie is meestal sprake van twee dimensies. Overigens, GIS-pakketten kunnen uiteraard ook één, meestal ook drie en soms vier dimensies weergeven. Bij ruimtelijke modellen spreekt men van drie dimensies. De hoogte of de attributen zijn dan op de z-as weergegeven. Wanneer de Z-as de hoogte weergeeft, spreekt met ook wel van een hoogtemodel. Zie verder Ruimtelijk model / 3D-visualisaties. Tijd wordt vaak met de vierde dimensie aangeduid. Hierboven zagen we al een tweedimensionale kaart met de factor tijd (Sneeuwbedekking van de aarde door het jaar heen). Maar ook een driedimensionale kaart kan de factor tijd bevatten: zie de figuur rechtsonder van de bewegende brug. De vierde dimensie kan overigens ook (tweedimensionaal) in kaart worden gebracht door een kaartserie met jaartallen naast elkaar te plaatsen, of door die situatie middels verschillende lijnen of vlakken in één kaart te zetten. Denk aan de positie de kustlijn 2000 jaar geleden, in de middeleeuwen en in het jaar 2000. Deze laatste twee methoden zijn echter tweedimensionale oplossingen, geen drie- of vierdimensionale karteringen; die zie je momenteel nog zelden. Of het moet om publiekvoorlichting of haalbaarheidsanalyses gaan; meer hierover wordt besproken bij Vitual Reality. Één dimensie Twee dimensies Drie dimensies Vier dimensies Sommige auteurs die over informatie en visualisatie schrijven, zoals Edward Tufte, benoemen het thema, dus dat wat in kaart wordt gebracht, óók als een dimensie. Dus in het geval van het bovenstaande plaatje, dat de eerste dimensie weergeeft, is de HSL, met al zijn eigenschappen, een extra dimensie! Die eendimensionale lijn kan dan dus verschillende kleuren hebben, bijvoorbeeld afhankelijk van wie dat deel van die lijn beheert, of hoe hard er gereden kan worden. Dit geldt ook voor het driedimensionale figuur eronder. Op het moment dat er een thema over dit blokdiagram wordt gedrapeerd, bijvoorbeeld met de hoeveelheid erosie per cel, bevat dit feitelijk gezien dus vier dimensies ... Een iets andere (bredere) kijk is dus ook geldig! Schaal De schaal van een kaart staat meestal onder de legenda. Vaak wordt naast de schaal ook een schaalstok weergegeven. De schaal geeft de verhouding weer tussen de werkelijke afstand en de overeenkomstige representatie ervan op de kaart. De schaal is dus een verkleiningsfactor. Deze wordt uitgedrukt in een wiskundige breuk. Als een kaart afstanden duizendmaal kleiner weergeeft dan de werkelijkheid, dan is de (verkleinings)factor 0,001. Of anders geschreven 1⁄1000, of nog anders 1 : 1000. Deze laatste schrijf wijze is de gebruikelijkste, en wordt uitgesproken als 'één op duizend'. De 'schaal' 1 : 1000 geeft aan dat 1 m op de kaart in werkelijkheid 1000 meter vertegenwoordigt. De noemer (in bovenstaand voorbeeld 1000) wordt ook wel het schaalgetal genoemd. Behalve een schaal worden op kaarten vaak ook schaalstokken weergegeven (zie figuur). Het voordeel hiervan is tweeledig. Ten eerste, een schaalstok is makkelijker te interpreteren; je ziet onmiddellijk welke afstand op de kaart overeenkomt met een aantal kilometers; dat is bijna niet foutloos te interpreteren, in tegenstelling tot een schaal. Ten tweede; bij mogelijke verkleiningen / vergrotingen van de kaart, zowel digitaal op het internet als analoog op papier, geldt dat een schaalstok zelfs een must is. Omdat de schaal dan namelijk verandert, zou het vermelden van een schaal zelfs fout kunnen zijn. Een schaalstok wordt mee vergroot of verkleind, en geeft daarmee altijd goed de verhoudingen weer. TIP1: Een ezelsbrug uit de schooltijd: Stel de schaal van een kaart is 1 : 2.000.000 Dan moet je van dat grote getal 2.000.000 5 nullen weghalen en je krijgt te zien hoeveel cm op de kaart het aantal kilometer in werkelijkheid is; 1 cm op de kaart is in werkelijkheid 20 km. TIP2: Is er een gerede kans op vergrotingen of verkleiningen van jouw kaart, kies dan niet voor het weergeven van een schaal maar voor een schaalstok. De termen 'kleinschalig' en 'grootschalig' De begrippen klein- en grootschalig zijn bij de modules GIS en hierboven opnieuw al een aantal malen aan de orde geweest. Deze beide termen verwijzen naar de breuk, niet naar het schaalgetal! Kleinschalig betreft een (relatief) grote verkleining. Grootschalig betreft een (relatief) geringe verkleining. Een schaal van 1 : 25.000 is grootschalig en een schaal van 1 : 10.000.000 is kleinschalig. Bedenk dus dat schalen breuken zijn, dan raak je nooit in verwarring. 1⁄25.000 is een groter getal dan 1⁄10.000.000. Omdat de termen – zelfs bij 'insiders' – nog vaak tot verwarring leiden, hieronder een schema om deze begrippen uit te leggen. schaal: schaalgetal: een schaalstok van enkele cm's: reikwijdte: geeft weer: beschrijft een gebied: voorbeelden: in beeld: een grootschalige kaart grote schaal klein geeft bijvoorbeeld 500m weer bv: 1:100 tot 1:50.000 een klein gebied gedetailleerd topografische wegenatlas, stadsplattegrond, GBKN (Grootschalige basiskaart van Nederland), kadastrale kaart een kleinschalige kaart kleine schaal groot geeft bijvoorbeeld 500 km weer bv: 1:100.000 tot 1:50.000.000 een groot gebied algemeen / op een overzicht wereldkaart en een kaart met Nederlandse provincies Zowel groot- als kleinschalige kaarten kunnen op een groot (A0) als op een klein papier (A5) worden afgedrukt. De grootte van het papier heeft niets met de grootschaligheid te maken. Het is ook niet zo dat topografische kaarten per definitie grootschalig zijn. Thematische kaarten kunnen zowel groot- als kleinschalig zijn. De impliciete betekenis van het begrip schaal: nauwkeurigheid (facultatief) Een schaal op een kaart zegt – behalve direct over de verhouding – ook iets over de nauwkeurigheid. Een schaal, bedoeld voor en ingewonnen op een kleinschalig niveau, kent minder objecten en minder nauwkeurig geplaatste objecten dan een grootschalige kaart. Doordat kaarten tegenwoordig vrijwel allemaal gedigitaliseerd zijn, en beschikbaar via GIS-sytemen, kan zeer ver op kaarten worden ingezoomd; het schaalniveau zegt daardoor eerder iets over de nauwkeurigheid. Ook al is een kaart wellicht alleen ingewonnen om te dienen voor een bepaalde schaal, gebruikers kunnen op 'onnauwkeurig' ingetekende objecten flink inzoomen. Bij grootschalig gebruik kan dat tot problemen leiden, wanneer men dit niet beseft. Gebruikers dienen dus, bij het meten in kaart(beelden), bij het printen op wat voor schaal dan ook, en bij het combineren van verschillende kaarten, rekening te houden met de oorspronkelijke schaal. Kleinschalige kaarten zouden op bepaalde grootschalige kaartniveaus feitelijk niet meer in beeld mogen komen. De schaal geeft in een GIS dus impliciet (voor een cartograaf of GIS-specialist: expliciet) de nauwkeurigheid van de objecten. De oorspronkelijke schaal of de inwinningsschaal geeft aan de gebruiker of ontwerper van een GIS dus informatie over hoe de kaart gebruikt mag worden. Bijvoorbeeld: een wegenkaart van Europa (schaal 1:5.000.000), gecombineerd met een andere, nauwkeurige GPS-locaties van benzinestations in Nederland (schaal 1:10.000) levert vreemde effecten op in de plot, ingezoomd op één van die benzinestations; de benzinestations lijken dan aan de verkeerde kant van de weg te liggen, terwijl feitelijk gezien de weg niet verkeerd is ingetekend; op de oorspronkelijk bedoelde schaal was de nauwkeurigheid groot genoeg, en lag 'op de juiste plek'; te ver ingezoomd ligt deze weg blijkbaar toch verkeerd. Thematische kaarten Een thematische kaart is een kaart waarop kenmerken (grootheden of attributen) van een of meer thema's zijn afgebeeld. Voorbeelden zijn bodem-, bevolkingsdichtheden-, klimaat- en grondgebruikkaarten. Als extra informatie voor de oriëntatie wordt vaak een beperkte verzameling topografische objecten toegevoegd, zoals belangrijke plaatsen, rivieren, landsgrenzen en soms ook hun toponiemen (teksten met hun namen). Is een kaart niet topografisch dan is zij thematisch. Het doel van thematische kaarten is het kunnen analyseren van een verschijnsel, op spreiding en voorkomen daarvan, zowel voor beleidsondersteuning, als ook opleiding en onderzoek. Geografische informatiesystemen zijn van origine gericht op het maken van thematische kaarten. Dat is nog steeds zo, maar topografische kaarten zijn net zo goed met GIS systemen te maken. Hieronder zullen acht thematische kaartsoorten aan bod komen. Vroeger werden kaartsoorten vaak ingedeeld op onderwerp, oftewel de inhoud die zij vertolken; natuurkundig of juist politiek, fysisch-geografisch, bodemkundig, toeristisch, sociaal-economisch, et cetera. Een dergelijke indeling wordt tegenwoordig niet zinvol geacht. Zij zal immers nooit echt alle te bedenken kaartsoorten omvatten, bovendien is de onderverdeling arbitrair. Hieronder is een tegenwoordig gangbaardere indeling gemaakt, namelijk de techniek die gebruikt wordt om de thematische informatie te visualiseren. Dit is (wellicht) een eindig aantal manieren: acht. Daarnaast wordt een aantal extra 'kaartsoorten' besproken, VR en de 'mental map'. In de voorbeelden die de revue passeren wordt vrijwel steeds één thema in beeld gebracht: de bevolking. Duidelijk zal worden dat de kaartsoorten, ook al zijn ze gebaseerd op dezelfde gegevenssoort, steeds een héél ander beeld geven van dat thema. De keuze van welke kaartsoort gebruikt dient te worden is dan ook een belangrijke keuze en hangt af van de boodschap die men heeft. Een stippenkaart Stippenkaart Algemeen: Bij een stippenkaart worden statistische gegevens – aantallen/voorkomens – van een bepaald fenomeen getekend als stippen. Dat kan voor enkele locaties ('één stip is één restaurant') of dat kan gebundeld ('één stip = 100 sterfgevallen'). Administratieve gebieden, zoals gemeenten of provincies, worden hierbij weergegeven ter oriëntatie. Meestal geven die de gebieden aan waarvoor de telling geldt. Een stippenkaart is een vrij zuivere methode van representeren van de informatie. Hij geeft eerder de spreiding weer dan de werkelijke aantallen, omdat het voor het oog vaak erg lastig is om 'alle stippen op te tellen'. Stippenkaarten worden ook wel dichthedenkaarten genoemd. In de voorbeeldkaart is het thema de inwoners van VS. De stippenkaart geeft veel details, is zuiver, maar geeft het verschijnsel niet geclassificeerd weer. Vaak is de verdeling van stippen meer statistisch bepaald over de aangegeven gebieden, zoals ook hier in dit voorbeeld. Je ziet dat bijvoorbeeld aan Californië, waar het totaal aantal stippen voor die staat 'uitgesmeerd' is over de hele staat. In werkelijkheid horen die stippen bij de kust te liggen. Slechts zelden tref je een kaart aan waar de individuele stippen zelf ook de locatie aangeven van de bewoners. Meestal betreft het ook geaggregeerde stippen, dus 1 stip staat dan bijvoorbeeld voor 10 restaurants of 50.000 inwoners. Dat zorgt er voor dat de kaart leesbaar wordt. Het is belangrijk bij het maken van een dergelijke kaart, dat je test welk aantal per stip je uiteindelijk moet kiezen. 1 stip = 5000 inwoners en 1 stip = 1.000.000 zou in het voorbeeld van hiernaast een heel andere (slechter) leesbare verdeling geven. Een figuratieve kaart Figuratieve kaart Algemeen: Een figuratieve kaart (ook wel hoeveelhedenkaart) is gelijk aan de stippenkaart, echter, de stippen kunnen nu in grootte verschillen, én zijn ingetekend per (administratief) gebied. Een voorbeeld is een stedenkaart van Nederland, waarin de grootte van elk symbool van de stad gebaseerd is op het aantal inwoners. Hij geeft niet zozeer de spreiding weer, als juist de aantallen. In de voorbeeldkaart worden dezelfde gegevens weergegeven als bij de stippenkaart. Echter, nu zijn de stippen de opgetelde versie van één gebied (in dit geval: één staat). Gevaar is het samensmelten van de stippen, waardoor nog meer informatie dan bedoeld verloren gaat. De kaart geeft het verschijnsel proportioneel weer; niet geclassificeerd. Bij proportionele symbolen is de lengte of (in het geval van cirkels) de oppervlakte recht evenredig met het aantal. Was het geclassificeerd, dan stonden er in de legenda een aantal cirkels (bijvoorbeeld 5) waarvan de grootte recht evenredig is met de klassenmiddens van elke klasse. Een choropleet Een fout toegepaste choropleet Choropleet Algemeen: Bij een choropleet worden statistische gegevens – aantallen/voorkomens – van een bepaald fenomeen omgerekend naar aantallen per hectare, hierbij ingedeeld naar vaak arbitraire (administratieve) gebieden, zoals gemeenten of provincies. Bevolkingsdichtheid per provincie is hiervan een voorbeeld. In de legenda mag maar van één kleur gebruik gemaakt worden, die in verzadiging van 0 tot 100% mag toenemen. Indien goed toegepast, dat wil zeggen, binnen de verschillende administratieve gebieden is de verdeling vrij homogeen, is dit een eerlijke methode van presenteren van de gegevens. Er is veel verlies van detail, maar er is veel aandacht voor het algemene beeld van het verschijnsel. Het woord choropleet is gevormd uit de Griekse woorden choros (gebied) en plethos (waarde). Kenmerk van een choropleet is dat de aantallen altijd per oppervlakte-eenheid worden weergegeven (bijvoorbeeld het aantal cafés per km2). In de (goede) voorbeeldkaart wordt (in klassen) de dichtheid weergegeven van het verschijnsel op basis van 'oplopende' / volgordelijke (in dit geval van licht rood naar donkerrood) kleuren. Het gaat hier om de bevolkingsdichtheid. Doordat nu met klassen wordt gewerkt, is dit overzichtelijker dan de figuratieve kaart, maar er is verlies van data. De aantallen inwoners als kleine labels in de staten was een oplossing geweest. In de fout toegepaste voorbeeldkaart is geen rekening gehouden met het oppervlak van een staat; alléén dichtheden mogen worden weergegeven, niet aantallen – in dit geval: bevolkingsgetallen per staat. Met name het dunbevolkte Texas is mede door zijn grootte veel te donker gekleurd en dus te opvallend gemaakt; de kaart geeft een compleet verkeerd beeld van de bevolking in de VS; vergelijk Texas bij de juiste choropleet ... Een niet-cartografisch opgeleid, wiskundig en niet communicatief ingesteld persoon zou kunnen opperen dat deze foute kaart wél juist moét zijn omdat deze nu eenmaal op juiste gegevens is gebaseerd en omdat de GIS dat via een wiskundig correcte legenda netjes weergeeft. Niets is minder waar. De kaart liegt inderdaad niet. Technisch gesproken althans. Want de kaart geeft visueel de verkeerde indruk van de bevolkingsspreiding; donkere gebieden vallen meer op dan lichtere gebieden. Het is dat verkeerde, visuele beeld dat beklijft in het brein van de kaartlezer. De kaartlezer kan dat beeld mentaal niet corrigeren. TIP: De kleuren in het voorbeeld van de (goede) choropleet lijken digitaal op het scherm goed te zijn toegepast; de laagste klasse 1-100 is (heel) licht roze, en de hogere klassen zijn steeds donkerder. Bij het printen echter bleek deze roze kleur geel (!) uit te vallen met zo af en toe enkele rode puntjes er tussen door. Van een afstand was dat dus zeer afwijkend (geel). Visueel lijkt het dus dat deze klasse van 1-100 onbewoond, onbekend of niet geïnventariseerd is. Test dus je kaartjes als er enige kans is dat je kaarten geprint gaan worden. Zie ook deel B, waarin onder andere de betekenis van kleuren in legenda's, kleurassociaties en het testen door middel van printen worden besproken. Pas kleuren dus aan indien nodig. Helaas geldt wel: elke kleurenprinter reageert weer anders. En wordt er vaak zwart-wit geprint/gekopieerd? Gebruik dan een kleurenschema waarvan in ieder geval de lichtheid (lightness) steeds verder en geleidelijk afneemt. Kies niet te veel klassen. Zie ook de figuur hierboven. In deel B volgen bij meetschalen en kleurenschema's meer tips hierover. Een chorochromatische kaart Chorochromatische kaart Algemeen: Chorochromatische kaarten geven kwalitatieve verschillen tussen gebieden weer. De gebieden mogen eigenlijk geen administratieve grenzen hebben; de grenzen dienen echt overeen te komen met de kwalitatieve grenzen. Voorbeelden zijn: een bodemkaart en een gemeentekaart met wijken waar prostitutie wél en waar niet wordt gedoogd. In de voorbeeldkaart zijn staten die bij elkaar horen, regio's, met één kleur weergegeven. De kleuren mogen niet volgordelijk zijn, omdat de gebieden gelijkwaardig worden geacht. NB: Er zijn veel kleuren; de regio's labelen in de kaart was een goede toevoeging geweest. Een isolijnenkaart Isolijnenkaart Algemeen: Een isolijnenkaart geeft een verschijnsel (hoogte, diepte of vervuilingsgraad) weer op basis van lijnen die gelijke waarden weergeven. Een voorbeeld van een isolijn is een hoogtelijn. Een voorbeeld van een isolijnenkaart is een hoogtelijnenkaart. Over de voorbeeldkaart: Dit is een bijzondere isolijnenkaart, omdat de ruimte tussen de isolijnen/isohypsen ook nog eens zijn ingekleurd. De kaart is bovendien ook nog eens (geautomatiseerd met een GIS) voorzien van schaduw. Hierdoor is deze isolijnenkaart zeer goed en snel te interpreteren als hoogtemodel (Chablais, Zwitserland/Frankrijk). Een ruimtelijk model Een ruimtelijk model van de berg Ararat (Turkije), gezien vanuit het noorden. De kleuren zijn van een satellietbeeldfoto, en zijn zodanig gemanipuleerd dat het realistische kleuren zijn geworden. (Klik op de afbeelding voor een vergroting.) Ruimtelijk model / 3D-visualisaties Algemeen: Een ruimtelijk model, ook wel Digital Elevation Model of Digital Terrain model (DEM / DTM) genoemd, kan dezelfde gegevens representeren als de isolijnenkaart, echter, de gegevens (hoogte, vervuilingsgraad of criminaliteit) worden middels een hoogtemodel weergegeven. De hoogte (z-as) wordt (ten opzichte van de x- en y-as) vaak overdreven weergegeven, in ieder geval met een grotere schaal; dit heet verticale overdrijving. Dit is vaak nodig omdat de z-waarde (de hoogte) soms maar honderden meters verschilt, terwijl de x- en y-waarden over vele kilometers betrekking hebben. Een ruimtelijk model kan zeer duidelijk extremen overbrengen en kan daardoor goed ingezet worden om de ernst van de situatie op een originele manier bij bestuurders over te brengen. Criminaliteitscijfers van een stad bijvoorbeeld, zijn als een 'gebergte van opzij' goed inzichtelijk te maken. De hoogste toppen (in dit voorbeeld wellicht het centrum en bepaalde 'achterstandswijken') maken op die wijze veel indruk. Diezelfde hoge toppen kunnen er achter gelegen lagere toppen en dalen misschien verbergen. Het aanzicht van zo'n model en de hoogte van de toppen eisen daardoor extra aandacht van de cartograaf. Soms worden in zo'n hoogtemodel – immers er waren geen kleuren gebruikt – ingekleurd met de kleuren van een ander thematisch gegeven, zoals grondgebruik of erosie. Mits goed uitgevoerd kan dit zeer goede en verhelderende kaarten (modellen) opleveren. Steile hellingen en véél erosie zijn goed te zien en de kaart zal bedoeld veel vragen opwerpen bij de kaartlezer daar waar er juist veel erosie is en weinig helling ... De kaartlezer / onderzoeker kan zo'n kaart dan goed gebruiken als vertrekpunt voor verdere onderzoek en misschien weer andere kaarten. In de eerste voorbeeldkaart is te zien dat de hoogte niet met isolijnen of kleuren, maar met een derde dimensie wordt weergegeven; er ontstaat een ruimtelijk model in plaats van een platte kaart. Naast de x- en de y- is er dus ook een z-coördinaat. Hier is de helling van een stuk strand te zien, rechtsonder de zee, linksboven de duinvoet. Een combinatie van een (ingekleurde) isolijnenkaart met een ruimtelijk model maakt de kaart nog sneller leesbaar. In de tweede voorbeeldkaart is een satellietbeeldfoto gedrapeerd over een ruimtemodel heen. Behalve luchtfoto's kunnen ook andere kaarten, zoals choropleten of topografische kaarten, over zo'n model heen gelegd worden. Dergelijke 3D-modellen kunnen dus ook samengestelde kaarten – zie hieronder – genoemd worden. Kaarten hoeven dus ook niet per definitie alleen maar de werkelijkheid weer te geven zoals die 'van boven' te zien is. Van opzij kan ook. Geavanceerde GIS-pakketten kunnen dergelijke kaarten of zijaanzichten (noem het foto's) relatief eenvoudig genereren. De kwaliteit van het eindproduct staat of valt bij de input van de kwaliteit van de input, dus het 3D-model en de foto die er overheen wordt gezet. Door het standpunt te wijzigen zijn dergelijke modellen zonder enige moeite aan te passen wanneer een andere invalshoek nodig mocht zijn. Het is zelfs mogelijk door dit landschap heen te vliegen, wanneer we meer van dergelijke plaatjes kunnen genereren, en snel na elkaar kunnen tonen. Het heet dan geen 3D-model meer, maar Virtual Reality (zie hieronder). Een cartogram Cartogram Algemeen: Een cartogram geeft op een kaart middels een lijn-, taart- of staafdiagram aan hoe in die gebieden bepaalde statistische gegevens zich onderling verhouden (taart- of staartdiagram) of in tijd ontwikkelen (lijn- of staafdiagram). NB: In de Engelse/Amerikaanse literatuur wordt de term 'cartogram' verwarrend genoeg gebruikt voor een anamorfose, terwijl dit in de Nederlandse (GIS/Cartografie) literatuur nergens aangetroffen is. Gezien 'wat' een anamorfose weergeeft, namelijk aantallen per land, kan gesteld worden dat een anamorfose tot de figuratieve kaarten behoort. In de voorbeeldkaart is etniciteit weergegeven middels taartdiagrammen. Gebruikelijk en het zuiverst is om de grootte van 'elke taart' per gebied af te laten hangen van de aantallen per gebied, zoals ook hier het geval is. Daardoor wordt de 'ernst' van een hoog of laag percentage extra duidelijk, omdat de grootte van de taartpunt dus ook aantallen weergeeft. Er wordt zo wel (te) veel informatie gelijktijdig weergegeven; de lezer kan andere conclusies gaan trekken dan de auteur wellicht had willen vertellen. De kaart is om nog een andere reden verre van perfect: op deze schaal zijn niet alle gegevens goed te zien, zoals in het noordoosten. Er had beter gekozen kunnen worden voor vijf afzonderlijke, kleine choropleten naast elkaar, dus één kaart per etniciteit als percentage van de bevolking per staat. Andere voorbeelden van het gebruik van taart- en staafdiagrammen op kaarten zijn te zien in deel B in het hoofdstuk over visualisatiemogelijkheden bij kwantitatieve gegevens. TIP: Deze kaart kan – mits er niet voldoende aandacht aan besteed wordt, al snel te ingewikkeld zijn. Ook in het getoonde voorbeeld (spreiding van de etniciteit in de VS) is dit het geval. Het scheiden van de diagrammen en de kaart, of meerdere kaarten per taartsegment – zodat er geen diagrammen meer nodig zijn maar choropleten – kan dan een betere oplossing zijn. Een anamorfose van de inwonertallen van de VS Anamorfose Algemeen: Een anamorfose is een kaart waarbij de vorm van een land min of meer behouden blijft, maar waarbij de grootte evenredig is met een bepaald attribuut/kenmerk van dat land, bijvoorbeeld het bruto nationaal product, of het aantal inwoners. Geografisch klopt zo'n kaart niet meer, en soms is het ook erg lastig om bepaalde delen nog te herkennen. Toch heeft deze representatie van informatie een bijzondere waarde. De 'mental map' van iemand, dat wil zeggen hoe iets geografisch bij iemand in zijn hoofd zit, ook bij goed ingewijde personen, is vaak te sterk gericht op de (geografische) grootte van een land. De VS, Rusland, Brazilië kent iedereen als een groot land. De belangrijkheid lijkt iedereen van het oppervlakte afgeleid te hebben. Gaat het om economische verhoudingen, dan zijn Nederland en Duitsland echter belangrijker dan hun oppervlak doet vermoeden. Gaat het om aantallen inwoners, dan zouden Australië en Groenland minder aandacht moeten krijgen, terwijl Indonesië, Japan en India relatief belangrijker zouden moeten zijn. Een anamorfose zet de 'mental map' vaak op de kop, of beter gezegd, corrigeert je beeld. Juist de vervreemding die je als kaartlezer ziet in zo'n kaart, zal bij de kaartlezer leereffecten teweeg kunnen brengen. In de voorbeeldkaart zijn dezelfde gegevens (inwonertallen per gebied) gebruikt als bij de figuratieve kaart. Bij de figuratieve kaart worden de aantallen per staat immers voorgesteld door een symbool (bijvoorbeeld een cirkel) waarvan de grootte afhankelijk is van het aantal in dat gebied. Dit is dezelfde doelstelling als bij een anamorfose. Het symbool dat met zijn grootte de maat aangeeft is hierbij vervangen door de vorm het gebied dat de maat aangeeft. Een anamorfose zou daarom het beste ingedeeld kunnen worden als een speciaal ondersoort van de figuratieve kaart. De figuratieve kaart in het eerdere voorbeeld heeft het oppervlakte terecht wit ingekleurd, zodat oppervlak niet bijdraagt aan de visuele indruk. Een anamorfose gaat verder en zorgt nog beter dat niet het geografische oppervlak de indruk bepaalt; alléén de inwonertallen bepalen de grootte van het vlak. In de Amerikaans/Engelse literatuur wordt een anamorfose vervelend genoeg een 'cartogram' genoemd. In de Nederlandse cartografische literatuur is een cartogram echter iets anders; zie hierboven. Het maken van anamorfoses is erg lastig. Er is speciale software voor nodig, zoals ScapeToad. Mooie voorbeelden van anamorfoses staan onder andere op: Worldmapper (van de wereld) en www.geografiek.nl (van Europa). Op de pdf-bladzijden 35 tot en met 44 van dit boek geeft Bettina Speckman een overzicht van de wiskundige problemen die dit kaarttype met zich meebrengt. Een bewegingskaart (houthandelstromen) Bewegingskaart Algemeen: Een bewegingskaart geeft een beweging weer van goederen of mensen. Denk aan forensen, treinbewegingen, afvalstoffen, het aantal tonnen vervoer via scheepvaartroutes. De dikte van de lijnen wordt vaak gebruikt om de aantallen / hoeveelheden goederen weer te geven. Er zijn drie soorten bewegingskaarten. Zonder pijlen, pijlen die één kant op gaan, pijlen die beide kanten opgaan. Soms beschrijven de pijlen (ongeveer) de geografische ligging van kanalen of (vlucht)routes, vaker zijn ze schematisch (zoals in de voorbeeldkaart). De dikte van de pijl kan de grootte weergeven van het transport, zoals bij een figuratieve kaart. De kleur van de pijl kan kwalitatief zijn (zoals bij de chorochromatische kaart, bijvoorbeeld uit welk werelddeel het komt) maar ook kwantitatief (zoals bij de choropleet, bijvoorbeeld het percentage van de transportstroom). Procentuele weergave is dan noodzakelijk. De kleur van de pijl mag dus niet de grootte van het transport weergeven, want de dikte doet dat al. De lengte van de pijl moet representatief zijn voor de lengte van het transport, anders kan bij de kaartlezer een verkeerd beeld ontstaan. In de eerste voorbeeldkaart zijn houthandelsstromen te zien. Deze worden met pijlen van verschillende dikte weergegeven, afhankelijk van de hoeveelheid hout. Gezien de onzekerheden (het % illegaal hout, herkomst land en de bestemming), zijn de grove aanduidingen van de pijlen en de slechts 'ongeveer' af te lezen percentages terecht. Deze kaart is relatief simpel, en is geschikt voor een breed publiek. Er zullen niet snel foutieve of te gedetailleerde conclusies aan deze indicatieve kaart worden getrokken. Omdat het aantal gegevens/pijlen beperkt is, was het mogelijk om hier nog een tweede gegevenssoort / attribuut (voor elke pijl) weer te geven. Naast de hoeveelheid hout (de dikte van de pijl) is dat de afkomst/berouwbaarheid van het hout (de kleur van het hout); hoe fouter, hoe roder de pijl. Het weergeven van de locatie van de bossen waar het hout gekapt wordt, was misschien een leuk idee geweest; de vraag is echter of het daardoor niet een te drukke kaart zou zijn geworden; het leidt misschien wel af van het feit dat de consument in Europa een verantwoordelijke keuze moet maken ... In de tweede voorbeeldkaart, bedoeld voor specialisten, is een bijzondere projectie gebruikt, Peirce's Quincuncial conforme projectie. De plaatsing van Afrika, de 'bakermat' van de mens, linksboven, is met recht een cartografische vondst te noemen. Aangezien de (westerse) mens van links boven naar recht beneden leest, is dit een zeer leesbare kaart. TIP: De pijlen hebben vaak een route die niet geografisch, maar schematisch is. Het voordeel is dat verschillende pijlen mooi naast elkaar geplaatst kunnen worden en dat de werkelijke route (via allerlei bochtige rivieren wellicht) de aandacht afleid van de boodschap (de dikte van de pijl). Zorg echter wel dat de omweg van die pijl niet te groot wordt, en dat de eventuele omweg voor elke pijl nog goed te vergelijken is. Een pijl van Noord-Afrika naar Nederland zal even lang moeten zijn als die van Turkije naar Nederland, en de pijl van India naar Nederland zal weer tweemaal zo lang moeten zijn. De dikte van de pijl (het volume van het transport) maal de lengte van de pijl (de afstand) is immers een maat voor de moeite / kosten achter het transport. Een bewegingskaart, tevens een samengestelde kaart. Het gaat hier om de migratie van de mens over de wereld, volgens genetisch onderzoek. De getallen geven het aantal duizenden jaren geleden weer. Zie tekst. De samengestelde kaart Een samengestelde kaart (ofwel een polythematische kaart) is een combinatie van bovenstaande kaarten, al of niet met ook nog een topografische component. De figuratieve kan bijvoorbeeld goed met een choropleet of chorochromatische kaart worden gecombineerd. Echter, voor een goede uitvoering geldt dat de kaart rustig moet blijven en dat beide thema's tezamen een meerwaarde moeten vormen. Ook moeten de beide thema's nog goed leesbaar blijven. In alle andere gevallen moet er vooral zo veel mogelijk voor gekozen worden om de kaarten apart aan te bieden.. In de voorbeeldkaart, over de historische migratie van de mens over de wereld, worden maar liefst drie kaartsoorten gecombineerd: een bewegingenkaart, een chorochromatische kaart (namelijk: de natuurkundige wereld, bossen en woestijnen zijn hierop te zien, als een soort referentiekaart) en tot slot is er met kleuren aangegeven tot waar de migratie in een bepaald tijdvak is gevorderd: een choropleet dus. De gebieden van deze choropleet zijn niet zozeer exact weergegeven, wel de uiterste grenzen van die gebieden. De kaart is niet alleen mooi, het is ook een typisch voorbeeld van een samengestelde kaart waarover je kan discussiëren of de kaart niet anders uitgevoerd kan worden. Het plaatje an sich is zo mooi, dat het in een tijdschrift met zeer geïnteresseerde (National Geographic?) lezers, niet zou misstaan. Gelijktijdig is er de oprechte vraag of de pijlen en met name de kleuren niet beter uit zouden komen, wanneer de natuurkundige achtergrondkaart weggelaten zou worden. Het antwoord is alleen met een simpele test te achterhalen; zet de achtergrondkaart met je GIS als kaartlaag uit, en print de kaart opnieuw ... Intermezzo: De meest voorkomende fouten bij thematische kaarten De keuze voor het soort kaart is vooral afhankelijk van de beschikbare gegevens én wat de kaartenmaker wil (of moet) zeggen. Doordat kaartmakers – onbewust – de choropleten en chorochromatische kaarten vaak verwarren (dat wil zeggen, 'zomaar een van beide kaarten toepassen') gaat het soms mis. Zo plaatste het NRC Handelsblad in 2005 een kaart van Afghanistan met daarop het aantal hectare papaver per provincie. Uiteraard hebben provincies verschillende oppervlakten. De juiste keuze was daarom geweest: een figuratieve kaart, dus, per provincie een grotere of kleinere cirkel, waarbij de grootte het aantal hectares representeert. Er was echter gekozen voor een choropleet; hoe donkerder de kleur, hoe meer hectare papaver er is. Kleine provincies krijgen dan echter dus een te lichte kleur, grote provincies hebben bijna per definitie een donkerdere kleur. Grote vlakken met donkere kleuren geven zo een totaal verkeerd beeld. De legenda kan juist worden verondersteld, echter, de lezer wordt toch vrijwel zeker verkeerde conclusies opgedrongen, óf hij geeft het op. Een andere oplossing had kunnen zijn om de verhouding papaveroppervlak tot provincieoppervlak als percentage weer te geven. Vergelijk de 'foute' figuur met de choropleet. Virtual Reality als cartografische toepassing Virtual Reality. Zie tekst. Virtual Reality wordt vaak tot VR afgekort, en er is geen Nederlandse term voor. Virtual Reality kan gezien worden als een nog geavanceerdere techniek om de gemodelleerde kaartwereld dichter bij de werkelijkheid te brengen. Er is geen sprake meer van een tweedimensionale (2D) kaart, maar twee nieuwe dimensies zijn toegevoegd: de factor tijd en de derde dimensie (de hoogte). De tijd, de snelheid en het gezichtspunt / standpunt van de kaartlezer is vaak manipuleerbaar, soms ook het model. IT-technieken, met name technieken die tot de jaren negentig alleen in de gamewereld gebruikt werden, worden nu voor de Virtual Reality – toepassingen gebruikt. Enkele voorbeelden: daar waar de gebruiker naar toe kijkt, loopt of klikt, wordt driedimensionaal de omgeving van bijvoorbeeld nieuwbouwprojecten in beeld gebracht. Bij inspraak van omwonenden kunnen deze technieken veel helder maken, maar ook bij beleidsmakers en de ontwerpers zelf kan zo voorkomen worden dat wellicht (omgevings)factoren over het hoofd worden gezien. Zo laat de gemeente Apeldoorn omwonenden via internet een virtuele ballonvlucht maken over de stad zoals die er rond de 'kanaalzone' over een aantal jaren uit moet komen te zien. In de voorbeeldkaart is een (stilstaande versie) van Virtual Reality te zien waarbij een GIS de basis heeft geleverd; een hoogtemodel, compleet met geologische gesteentelagen. De factor tijd kan worden toegevoegd, waardoor te zien is dat het schip al varende metingen verricht. Ook kan de positie (het gezichtspunt) van de 'kaartlezer' interactief worden gewijzigd. Door de geavanceerde technieken, de mooie gekleurde plaatjes, en de mogelijkheid voor de gebruiker om achter hoeken en door het zeeoppervlak, bij alle details te kunnen komen, lijken de werkelijkheid in zeer goede benadering in beeld te brengen, vandaar de naam Virtual Reality. Wat waar blijft is dat deze reality nog zo echt kan lijken, de gebruiker / kaartlezer moet op de hoogte blijven dat het een model (virtuele wereld) is. Is er iets vergeten, blijkt een geologische laag of een hoogte model iets te missen, dan heeft degene die een beslissing maakt op basis van deze technieken wel iets uit te leggen! SAMENVATTING: Er zijn acht soorten thematische kaarten: Stippenkaart, waarin de voorkomens van een bepaald fenomeen wordt weergegeven Figuratieve kaart, of hoeveelhedenkaart – waaronder ook anamorfoses zijn te rekenen Choropleet, waarin aantallen per gebiedsgrootte worden aangegeven Chorochromatische kaart, waarmee gebiedsindelingen worden aangegeven Isolijnen kaart, zoals hoogtelijnenkaarten 3D-model, waarmee hoogte en ook andere thema's als vervuilingsgraad zijn te visualiseren Cartogrammen, waarin verhoudingen worden weergegeven Bewegingskaart, waarop lijnen of pijlen relaties of richtingen weergeven. Daarnaast zijn er combinaties mogelijk, er is dan sprake van een samengestelde kaart. Virtual Reality (VR) tot slot is een zeer geavanceerde techniek die ook binnen de cartografie kan worden aangewend. Welke kaart gebruikt dient te worden hangt af van het doel. Vaak zijn op basis van dezelfde data twee of meer soorten kaarten goed mogelijk; Welke kaart dan 'beter' is hangt af van wat de boodschap moet zijn van de kaart. Twee kaartsoorten kunnen elkaar aanvullen. Bij choropleten dient de data altijd omgerekend te zijn naar het oppervlakte-eenheden (dus niet: aantallen, maar aantallen per km2). Een voorbeeld van een mental map, een kaart van Deventer en omgeving, getekend door een kind van 12. Wat de tekenaar niet kent of niet belangrijk vindt, staat er niet op of wordt te klein getekend. Dat zijn géén fouten ...; het gaat om zijn 'mentale' voorstelling van de werkelijkheid. De objecten uit diezelfde mental map van hierboven, nu op een geografische kaart ingetekend. (Bron ondergrond: www.openstreets.org) De 'mental map' Het begrip 'mental map' kwam hierboven bij 'anamorfose' al even aan de orde. Een mental map – of 'cognitieve kaart' – laat zien hoe een individu over een omgeving, meestal zijn/haar eigen omgeving, denkt. Er kunnen daarom geen 'fouten' in zitten. Een mental map zal meestal een topografische kaart voorstellen. Een mental map kan gebruikt worden in onderzoek over hoe een wijk zijn omgeving interpreteert, wat belangrijk is, en – wellicht – wat daarom moet blijven bij een herinrichting. Deze kaarten maak je niet zelf, maar laat je maken, mocht je er ooit mee te maken krijgen. Hoe vaak iets genoemd wordt, welke objecten getekend worden en de onderlinge afstanden die er op verschijnen, laten allemaal zien hoe de tekenaar denkt over zijn omgeving. Vooral objecten die de tekenaar kent van zijn dagelijkse reis naar school of werk ('zijn wereld') zal redelijk in kaart gebracht worden. Andere objecten zijn vaak minder goed of niet in kaart gebracht. Zie het voorbeeld van een mental map van Deventer van een 12-jarige jongen. Vergelijken we deze kaart met die zelfde objecten, maar dan nu op een geografisch correcte kaart ingetekend, dan valt ons het volgende op.: het noorden is in het beeld van de tekenaar afwijkend ten opzichte van een echte kaart; hij denkt dat de IJssel noord-zuid is georiënteerd, terwijl dat in Deventer zelf níet het geval is! Blijkbaar heeft hij dat uit een kaart van Nederland of Overijssel, maar heeft hij nooit een stadskaart gezien. de detaillering is vooral tussen woon- en werkplek (de school) goed te zien. van de dorpen en bossen in de omgeving worden alleen die dorpen en bossen getekend die hij goed kent. afstanden die onbekend zijn worden onderschat. (Van school naar station fiets hij nooit, deze afstand is relatief te kort weergegeven.) Over het onderschatten van afstanden: Een bekend experiment is om iemand allerlei Europese steden te laten rangschikken op hun afstand vanaf Amsterdam. Bekende steden als die van vakantielanden (Barcelona, Rome) worden relatief te dichtbij geschat. Daarentegen, de afstand naar minder bekende steden, waar men nog nooit naar geweest was, zoals Warschau en Istanbul, worden al gauw te groot ingeschat. Door de proefpersoon te confronteren met de echte (of relatieve) afstanden zal hij zijn 'mental map' die hij blijkbaar heeft, gaan bijstellen. Met name Oost-Europese steden zullen ten opzichte van de jaren tachtig bij hetzelfde onderzoek in de 21e eeuw echter weer dichter bij Amsterdam komen 'op de mental map' van zo'n proefpersoon. Vroeger kende hij die steden niet, hij kwam er niet en er werd nauwelijks over gepubliceerd. Op dit moment bestaat het IJzeren Gordijn niet meer, de Polen worden veelvuldig als arbeiders in Nederland gesignaleerd en menig Nederlander is toch al eens in Polen of Turkije op vakantie geweest na een korte vliegreis van maximaal 3 uur. Deze steden worden bekender en zullen in de loop van de tijd dus 'dichter bij' Amsterdam komen te liggen. Referenties Literatuur Voor literatuur zie Overige informatie en links. Ga naar de opdrachten over deze module 'Inleiding Cartografie'. Ga verder met de volgende module: 'Vervolg Cartografie'.