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Lexikon der Kartographie und Geomatik: Minimaldimensionen von Kartenzeichen

Minimaldimensionen von Kartenzeichen, graphische Mindestgrößen, E minimum sizes, minimum differences, Mindestwerte zur Wahrnehmung (Auffassbarkeit, Lesbarkeit) eines Kartenzeichens bzw. eines graphischen Elements in Bezug auf seine Größe und seinen Abstand von einem anderen Kartenzeichen unter normalen Wahrnehmungsbedingungen.
Die Minimaldimensionen graphischer Zeichen werden grundsätzlich von der menschlichen Sehkraft bzw. Sehschärfe bestimmt. Nach H. Schober, D. Morgenstern u. a. wird diese durch einfache Trennschärfe, Noniussehschärfe, Formempfindlichkeit und minimale Lesezeichengrösse im Einzelnen näher charakterisiert. Die einfache Trennschärfe von 24″ als anatomische Auflösung theoretisch definierbar (vgl. Auflösung), beträgt beim normalen Betrachtungsabstand 0,04 mm. Unter optimalen äußeren Wahrnehmungsbedingungen muss von einem höheren Wert für die einfache Trennschärfe ausgegangen werden (Sehwinkel 90″, entsprechendes Auflösungsvermögen von 0,14 mm). Die aus physiologischen Gründen wesentlich höhere Noniussehschärfe als untere Grenze der Unterscheidbarkeit zweier Linien liegt bei einem Sehwinkel von 8″ bis 10″, was einem Auflösungsvermögen von ca. 0,02 mm entspricht. Gleichfalls physiologisch bedingt ist die gegenüber der einfachen Trennschärfe zwei- bis dreifach größere Formempfindlichkeit bzw. -unterscheidbarkeit einfacher geometrischer Zeichen. Die minimale Lesezeichengröße kann als Sonderfall der Formempfindlichkeit gelten.
Minimaldimensionen im Kartenbild werden zusätzlich von verschiedenen speziellen syntaktischen, semantischen und pragmatischen Bedingungen beeinflusst, so dass sich von den Minimaldimensionen der physiologischen Optik abweichende Werte ergeben. Bei diesen Einflussbedingungen und -faktoren handelt es sich im Einzelnen um die graphische Dichte des Kartenbildes (vgl. Kartenbelastung), den graphischen Kontext unter syntaktischen und semantischen Aspekten, die Kontrastverhältnisse (vgl. Kontrast, Figur-Grund-Unterscheidung), den Betrachtungsabstand, die Beleuchtungsverhältnisse und weitere Kommunikationsbedingungen einschließlich des Kommunikationsziels. Aus technischer Sicht ergeben sich bei der Herstellung und Nutzung von Kartenzeichen und Karten am Bildschirm Probleme, die erst Ende der 1990er Jahre näher untersucht worden sind. Das betrifft sowohl Kartenzeichen i. e. S. als auch die Kartenschrift.
Als Basis-Richtwerte für Papierkarten (Betrachtungsabstand 25 bis 30 cm) können u. a. folgende Minimaldimensionen gelten: Schwarze Linie auf weißem Grund: Breite 0,05 bis 0,08 mm; buntfarbige Linie auf weißem Grund bzw. schwarze Linie auf farbgetöntem Grund: 0,08 bis 0,10 mm; Linienabstand, Flächenabstand: 0,15 bis 0,25 mm (bei Doppellinien auch in Abhängigkeit von der Strichbreite); quadratische Figur, voll: 0,40 × 0,40 mm, rechteckige Figur, voll: 0,30 × 0,60 mm, Punktdurchmesser: 0,25 mm.
Auf Papierkarten sollte die 6-p-Schrift mit Großbuchstaben zwischen 1,4 und 1,6 mm und Kleinbuchstaben zwischen 1,0 und 1,15 mm nur in Ausnahmefällen unterschritten werden.
Für Wandkarten sind die Minimaldimensionen der Kartenzeichen und der Schriftzeichen aufgrund des extrem großen Betrachtungsabstandes mit dem Faktor 2 bis 4 zu multiplizieren.
Seit der Mitte der 1990er Jahre sind weitere vorwiegend pragmatisch bedingte Tendenzen bezüglich der in der kartographischen Praxis realisierten Minimaldimensionen und des damit verbundenen Feinheitsgrades von konventionellen Kartenerzeugnissen zu verzeichnen. Im Interesse besserer Übersichtlichkeit und schnellerer Lesbarkeit des Kartenbildes, insbesondere von Planungskarten, Autokarten und Wanderkarten, teilweise auch von topographischen Karten (in Verbindung mit ATKIS in Deutschland) werden die Abmessungen der Zeichen verschiedentlich deutlich vergrößert, was zu einem gröberen Kartenbild führt.
Für Kartenzeichen auf Bildschirmen müssen beim derzeitigen technologischen Stand in jedem Fall mehr oder weniger größere Minimaldimensionen angehalten werden. Sie sind von der Bildschirmdarstellung (Bildschirmtyp, -größe und -auflösung, Farbkontrast; bei Linien Grad der Abweichung von der vertikalen bzw. horizontalen Ausrichtung) abhängig. Nach empirischen Untersuchungen von B. Malić ergab sich für die Strichbreite horizontaler Linien der Vergrößerungsfaktor 4 (15 Zoll- und 20 Zoll-Streifenmasken-Bildschirm) bzw. 6 (17 Zoll-Lochmasken-Bildschirm) bei jeweils höchster Auflösung von 1280 × 1024. Für vertikale Linien lag er zwischen 5 und 10, je nach Bildschirmauflösung. Konkret bedeutet das für die Minimaldimensionen horizontaler Linien Strichbreiten zwischen 0,20 mm bei einer Auflösung von 1280 × 1024 und 0,45 mm bei einer Auflösung von 640 × 480. Für vertikale Linien liegt der Wert für die geringe Auflösung bei etwa 0,50 mm; bei Verwendung eines Streifenmasken-Bildschirms ist er unabhängig von der Auflösung und beträgt 0,25 bis 0,30 mm. Die Minimalbreite einer schrägen Linie hat den Wert eines Bildschirmpixels; charakteristisch ist die treppenförmige Abbildung. Mindestabstände von Linien, z. B. von Doppellinien, sind bei Bildschirmkarten nicht nur von der Strichbreite der beteiligten Linien abhängig, sondern auch von Effekten, die sich aus der Zufälligkeit der Bitmap-Abbildung in die Bildschirmpixelstruktur ergeben. Generell bestimmt die Bildschirmpixelgröße die theoretische Untergrenze für die Breite der auf dem Bildschirm dargestellten Linien und für den kleinsten Linienabstand. Für horizontale Linien kann von einem minimalen Linienabstand von 0,20 mm für Linienbreiten zwischen 0,20 mm und 0,60 mm (Auflösung 1280 × 1024) ausgegangen werden bzw. von 0,25 mm bis 0,60 mm (Auflösung 640 × 480 mm). Auch für geometrische Figuren vergrößern sich die Minimaldimensionen am Bildschirm größtenteils erheblich. Angegeben werden beispielsweise für die quadratische Hohlform Werte um 1,00 × 1,00 mm bei höchster Auflösung und um 1,50 × 1,50 mm bei niedrigster Auflösung. Abweichungen für die quadratische Vollform sind nur bei geringer Auflösung signifikant. Insgesamt ergeben sich Vergrößerungsfaktoren zwischen etwa 2,5 (höchste Auflösung) und 6 (niedrigste Auflösung).
Das Problem der Minimaldimensionen von Kartenzeichen bzw. graphischen Elementen am Bildschirm muss somit recht differenziert behandelt werden. Geht man jedoch davon aus, dass heute zumeist Bildschirme mit großer Bilddiagonale und hoher Auflösung für kartographische Zwecke zur Verfügung stehen, so liegen die Vergrößerungsfaktoren für Zeichen einschließlich Schriftzeichen etwa zwischen 2 und 4 im Vergleich zu Papierkarten. Dies ist beim Entwurf von Zeichensystemen für Bildschirmkarten zu berücksichtigen. Kleinformatige mobile Bildanzeigen, auf denen nur eine stark vereinfachte Kartengraphik (Topogramm, Kartenschema) realisierbar ist (vgl. Telekartographie), da die Pixelgrößen bei 0,25 mm bis 0,35 mm liegen, führen schließlich zu einer weiteren Vergrößerung (Vergröberung) der graphischen Minimaldimensionen.

WKH

Literatur: [1] ARNBERGER, E. & Kretschmer, I. (1975): Wesen und Aufgaben der Kartographie – Topographische Karten, Enzyklopädie der Kartographie, Bd. 1, T. I u. II, Wien. [2] MALIĆ, B. (1998): Physiologische und technische Aspekte kartographischer Bildschirmvisualisierung. Bonn (= Schriftenreihe des Instituts für Kartographie u. Topographie der Universität Bonn, H. 25). [3] BRUNNER, K. (2001): Kartengestaltung für elektronische Bildanzeigen. In: Theorie 2000, Dresden (= Kartographische Bausteine, Bd. 19).

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