Themenliste der - Institute of Cartography

Transcrição

Institut für Kartografie und Geoinformation IKG
Professur für Kartografie
ETH Zürich (Hönggerberg)
CH-8093 Zürich
Prof. Dr. Lorenz Hurni
Tel. +41-1-633 30 33 – Fax +41-1-633 11 53
[email protected]
www.karto.ethz.ch
Themenliste der Professur «Kartografie»
für Bachelorarbeiten und Masterarbeiten
Topic List of the Professorship «Cartography»
for Bachelor Theses and Master Theses
Stand / State: 22. Mai 2014 / CH
Generelle Hinweise
- Die untenstehenden Themen sind grundsätzlich für Bachelorarbeiten und/oder Masterarbeiten am Institut für
Kartografie und Geoinformation IKG geeignet.
- Die meisten Arbeiten entsprechen vom Arbeitsaufwand her einer Masterarbeit. In einer Besprechung mit den
Kontaktpersonen kann der Umfang für eine Bachelorarbeit angepasst werden.
- Bei Interesse für ein Thema müssen zuerst die zuständigen Kontaktpersonen angefragt werden, um die Ziele,
die Methodik und den Arbeitsaufwand abzuklären. Erst danach soll man sich beim zuständigen Studiensekretariat für das besprochene Thema einschreiben.
- Ausserdem können auch eigene Themenvorschläge und Ideen eingebracht und nach Absprache mit einer
Betreuungsperson vom Institut für Kartografie und Geoinformation IKG bearbeitet werden. Dazu muss ein
Proposal (inkl. wissenschaftlichem Hintergrund, Zielen und Methodik etc.) ausgearbeitet und genehmigt
werden.
General Information
- The following topics are suitable for bachelor theses and/or master theses in the field of Cartography at the
Institute of Cartography and Geoinformation IKG.
- The workload for most topics is more suited for a master thesis. However, the projects can also be adjusted to
a bachelor thesis.
- If a student is interested in a topic, she/he should first contact the supervisor(s) to discuss and agree on the
objectives, methodology and workload. Only after this agreement, the student may register the topic with the
appropriate Studiensekretariat.
- Students can also propose topics and ideas of their own. The proposals (incl. scientific background, objectives, methodology, etc.) must then be discussed with potential supervisors of the Institute of Cartography and
Geoinformation IKG. Finally, the responsible supervisor decides on the acceptance of a proposed topic.
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01
Schulkarten der Schweiz
Kontakt
Stefan Räber ([email protected]; HIL G 13.3)
Voraussetzungen
Keine.
Geeignete Arbeit
Bachelorarbeit; evtl. Masterarbeit.
Beschreibung
Die Schweiz verfügt über eine Reihe von Karten für den Schulunterricht.
Meist produziert jeder Kanton seine eigene Schulkarte. Ziel dieser Arbeit
ist es, ein möglichst vollständiges Inventar von allen aktuellen und
historischen Schulkarten der Schweiz zu erstellen. Dabei sollen Handwie auch Wandkarten berücksichtigt werden. Das Inventar soll für jede
Karte die wichtigsten Eigenschaften beinhalten (z.B. Autor, Verlag,
Publikationsdatum, Herstellungstechniken, grafischer Typ, Grösse,
Massstab, Auflagen, Nachführungszyklen, Inhalt). Aus diesen Daten soll
abgeleitet werden, wie sich der Inhalt, die Grafik und die Erstellungstechniken über die Jahre verändert haben. Auch Verbesserungsmöglichkeiten bezüglich Grafik und Wirtschaftlichkeit solcher Karten sollen
untersucht werden.
Weitere Informationen
Die Arbeit muss vor der Einschreibung zwingend mit dem Betreuer besprochen werden.
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02
Evaluation von nützlichen Wetterkarten im Web sowie deren Wahrnehmung
durch Nutzer im Bezug zur Grafik
Kontakt
Stefan Räber ([email protected]; HIL G 13.3)
Voraussetzungen
Besuch der Kartografie-Vorlesungen und Übungen im BachelorStudium. Interesse und Verständnis an Infografiken, thematischen
Visualisierungen und Webanwendungen.
Geeignete Arbeit
Bachelorarbeit.
Beschreibung
Internationale, nationale und regionale Wetterdienste erbringen
meteorologische und klimatologische Dienstleistungen. In Infografiken
oder Karten werden Höchst- und Tiefsttemperaturen, Sonnenstunden,
Niederschlagswahrscheinlichkeiten, Windstärken und -richtungen,
Bedeckungsgrade, Nebel und deren Obergrenze, Gewitter- und
Schneefallrisiko, Unwettervorhersagen, Polleninformationen, UV-Indexe
und andere Phänomene im Zusammenhang mit dem Wetter visualisiert.
Diese Wetterinformationen werden tagtäglich in Medien einer grossen
Leserschaft präsentiert. Diese Arbeit fokussiert sich auf die Wetterportale von schweizerischen Wetterinstituten und deren Auftritt. Die
Arbeit hat zum Ziel, herauszufinden, ob die Nutzerbedürfnisse bezüglich
Verständlichkeit und Lesbarkeit von solchen Wetterkarten und Infografiken genügen. Eine Umfrage soll mehr Aufschluss geben.
Aufgrund der Ergebnisse sollen umsetzbare Verbesserungs-möglichkeiten anhand von konkreten Beispielen gemacht werden.
Screenshot von SRF Meteo,
Temperatur (Quelle: www.srf.ch/meteo).
Screenshot von Meteo Schweiz,
Isobarenkarte Europa
(Quelle: www.meteoschweiz.admin.ch).
Die Arbeit muss vor der Einschreibung zwingend mit dem Betreuer besprochen werden.
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03
Vektordatensymbolisierung mit den Daten der neuen Landeskarte
Kontakt
Lorenz Hurni ([email protected]; HIL G 24.3)
Voraussetzungen
Keine.
Geeignete Arbeit
Bachelorarbeit.
Beschreibung
Das Bundesamt für Landestopografie swisstopo wird ab 2014 mit der
Produktion einer komplett überarbeiteten Version der Schweizer
Landeskarte 1:25‘000 beginnen. Dabei wird komplett auf GIS-gestützte,
topologisch korrekte Vektordatenhaltung umgestellt. Die ersten Testblätter «Gruyère» und insbesondere «Aarau» sind mittlerweile fertiggestellt worden. Swisstopo verwendet die Vektordaten vorerst ausschliesslich für die Produktion der Landeskarten. Aufgrund ihrer Struktur und
Attribuierung liessen sie sich aber auch für alternative Darstellungen, für
Bildschirmkarten oder für weiterführende GIS-Analysen verwenden. Die
Landestopografie stellt uns diese Daten für Versuche zur Verfügung.
Im Rahmen einer oder mehrerer Bachelorarbeiten ergeben sich verschiedene mögliche Themenoptionen:
- Differenzierte Symbolisierung einer topografischen Karte unter
Verwendung der zusätzlichen Vektordaten-Attribute, ev. Kombination
mit anderen thematischen Ebenen (z.B. Landnutzung).
- Optimale Symbolisierung der Kartendaten für
Bildschirmanwendungen.
- Ableitung einer Stadtkarte für einen Schulatlas.
- Kombination der Daten mit Gebäudehöhenkataster und
Visualisierungsversuche.
- 3D-Visualisierung der topografischen Karte.
- Aufbau eines einfachen interaktiven Karteninformationssystems.
- Studie zur Genauigkeit der neuen topografischen Karte im Vergleich
mit den bisherigen VECTOR25-Daten und mit dem ungeneralisierten
Topografischen Landschaftsmodell TLM.
- Bei diesem Oberthema sind mehrere unabhängige Einzelarbeiten denkbar.
- Bitte vor der Einschreibung mit der Betreuung Kontakt aufnehmen.
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04
Evaluation von digitalen Schulatlanten und deren Nutzung im
Geografieunterricht
Kontakt
Christian Häberling ([email protected]; HIL G 24.1)
Voraussetzungen
Interesse an und kritische Einschätzung von Atlasinformationssystemen
sowie an systematischer Gewinnung von Nutzungsdaten mittels Expertenbefragung.
Geeignete Arbeit
Bachelorarbeit; Masterarbeit.
Screenshot aus dem Diercke Weltatlas
Online (Quelle:
www.diercke.de/webglobus_download.xtp)
Beschreibung
Seit Beginn des neuen Jahrhunderts sind sehr viele geografische
Lehrmittel für elektronische Medien entwickelt worden. Dazu sind auch
digitale Schulatlanten zu zählen.
In dieser Arbeit sollen die jüngeren digitalen Schulatlanten hinsichtlich
ihres Inhaltes, Ihrer Gestaltung und Funktionalität sowie hinsichtlich ihrer
Technologie und Handhabung untersucht werden. Sie sollen dann mit
dem seit 2010 freigeschalteten Web-basierten Schweizer Weltatlas
interaktiv intensiv verglichen und evaluiert werden.
Zudem soll eine Umfrage bei Schweizer Geografielehrpersonen zu
Aspekten der effektiven Nutzung solcher Atlassysteme durchgeführt
werden. Dabei soll ermittelt werden, ob der Mehrwert solcher Atlanten
für den Geografieunterricht erkennbar ist und wie solche digitalen
Schulatlanten in der Zukunft aufgebaut und nutzbar gestaltet werden
sollen.
- Start des Schweizer Weltatlas interaktiv unter http://schweizerweltatlas.ch;
- Diese Arbeit eignet sich vor allem als Bachelor- oder Masterprojektarbeit.
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05
Generalisierung von Rasterdaten /
Generalisation of Raster Data
Kontakt / Contact
Aline Brüngger ([email protected]; HIL G 23.3)
Thomas Koblet ([email protected]; HIL G 23.3)
Voraussetzungen / Prerequisites
GIS-Kenntnisse, Experimentierfreudigkeit.
GIS-Basics, joy of experimenting.
Geeignete Arbeit / Proposed type of thesis
Bachelor thesis; master thesis.
Beschreibung / Description
Rasterdaten sind für die Darstellung von Themen gut geeignet, die sich
auf einer Oberfläche kontinuierlich ändern. Allerdings sind sie nicht nach
Objekten strukturiert, was eine Attribuierung der Daten unmöglich
macht. Das Ziel dieser Arbeit ist es, Rasterdaten zu generalisieren und
daraus Vektor-Features herzustellen. Als Beispiel dienen die
Bevölkerungsdichte-Karten des Schweizer Weltatlas. Es soll ein
effizienter Arbeitsablauf für die Arbeit mit solchen Daten erarbeitet und
einen ersten Entwurf einer Bevölkerungsdichtekarte mit Adobe Illustrator
gestaltet werden.
Raster data is suitable for the representation of topics which change
continuously on a surface. However they are not structured according to
objects, which make attribution of the data impossible. The aim of this
work is to generalise raster data and convert them into vector-features.
The population density maps of the Swiss World Atlas serve as
examples. An efficient workflow for working with such data should be
developed and a first draft of a population density map can be designed
with Adobe Illustrator.
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06
Thematische Karten mit Excel-Geoflow
Kontakt
Raimund Schnürer ([email protected]; HIL G 12.1)
Voraussetzungen
Besuch der BS-Vorlesungen in Kartografie, insbesondere Thematische
Kartografie.
Geeignete Arbeit
Bachelorarbeit.
Beschreibung
Microsoft bietet für Excel 2013 das Zusatzmodul Geoflow an, mit dem
importierte oder selber erhobene statistische Daten aufbereitet und als
einfache thematische Karten (Stab-, Kreissektordiagramme, Dichtedarstellungen) dargestellt werden können. Als Basiskarten dienen BingMaps von Microsoft und auch eine dreidimensionale Darstellung auf
einem virtuellen Globus ist möglich. Ziel der vorgeschlagenen Arbeit ist
es zunächst, die Funktionalität des Moduls und den Workflow von den
Ausgangsdaten über den Beizug der Basiskarte bis hin zur Ausgabe und
allfälligen Interaktionen auszuloten. Weiter soll ein Vergleich mit
bestehenden Softwarepaketen, allen voran den IKG-Illustrator-Plugins
gemacht werden. Es sollen Wege aufgezeigt werden, wie der ExcelWorkflow mit demjenigen der Illustrator-Plugins verknüpft werden kann.
Zudem sollen Versuche gemacht werden, wie die Daten und Darstellungen auch in die Datenbank des Atlas der Schweiz (webbasierte
Version 4, in Entwicklung) integriert werden können. Die Arbeit soll
Grundlagen für den zukünftigen Übungsbetrieb und allfällige
Weiterentwicklungen der Plugins liefern.
- http://www.tagesanzeiger.ch/digital/multimedia/ExcelDaten-als-virtuelle-Karten-praesentiert/story/29684824.
- http://blogs.office.com/b/microsoft-excel/archive/2013/04/11/dallas-utilities-electricity-seasonal-usesimulation-with-geoflow-preview-and-powerview.aspx.
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Kartografische Navigation für Touchscreens
Kontakt
Hansruedi Bär ([email protected]; HIL G 24.1)
Voraussetzungen
Programmierung von iOS-Geräten mit Xcode und Objective-C.
Geeignete Arbeit
Masterarbeit.
Beschreibung
Im Gegensatz zu Computermäusen, welche nur einzelne Punkte erfassen können, lassen sich mit Touchscreens die Bewegungen der
einzelnen Finger detektieren. Damit lassen sich mit einzelnen Bewegungsabläufen mehrere Parameter steuern, welche für die Navigation im
Raum, das Modellieren oder Verformen von Oberflächen oder das
Erzeugen von Vektorfeldern verwendet werden können.
Als kartografische Anwendung sehen wir eine Rubbersheeting-Funktion,
mit welcher durch Fingerbewegungen gesteuert Partien aus Reliefs oder
Kartenbildern an eine gegebene Kartensituation angepasst werden
können. Für die Ausführung der Bildverzerrungen stehen DistorsionsFilter zur Verfügung.
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Visualisation of Geomorphometric Parameters
Contact
Fabio Veronesi ([email protected]; HIL G 12.2)
Prerequisites
Cartography III and Multimedia Cartography course, programming skills
(programming or scripting languages).
Aspect map of Central Switzerland
(Atlas of Switzerland).
Proposed type of thesis
Master thesis.
Description
Geomorphometry deals with the quantitative analysis and description of
terrain properties. It uses various mathematical, numerical, statistical
and filtering methods to extract and describe specific terrain parameters
and objects. Applications range from geomorphology to geology,
hydrology, land use planning, soil science, remote sensing, and
cartography, etc.
With the emergence of Digital Elevation Models, the geomorphometric
processing and extraction of descriptive parameters such as slope,
aspect, curvature etc. has been eased. Various authors such as Pike
(2008), Wood (1996, 2009), Kvietkauskas (1973) describe methods and
propose even software to process and display geomorphometric
properties e.g. Vimage, Landserf. There are also software packages to
visualise those parameters in orthogonal or perspective projection (such
as in the Atlas of Switzerland).
The aims of the proposed topic of this Master’s thesis are as follows:
- Literature research and systematic survey of geomorphometric parameters and features.
- Survey of geomorphometric software packages with respect of visualisation functionality.
- Definition of a set of parameters and object types suitable for cartographic visualisation. Those features should be combinable with other
map elements (topographic, thematic), supporting their explanatory
power.
- Implementation of geomorphometric visualisation functions in a
suitable software framework.
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Increasing the Resolution of Geomorphology Maps with Machine Learning
Contact
Fabio Veronesi ([email protected], HIL G 12.2)
Lorenz Hurni ([email protected], HIL G 24.3)
Prerequisites
Cartography III and Multimedia Cartography course, programming skills
Master thesis.
Description
The advent of new sources of high-resolution terrain data (e.g. LIDARs)
has increased the scientific opportunity to explore the landscape in great
details. However, most of the geological and geomorphological maps
are generally depicted at a maximum scale of 1:25’000. This can decrease their accuracy in representing phenomena, such as landslides or
mass movements in general, that require a high level of details for
management and mitigations studies. This level of details is generally
reached by additional GPS or laser surveys, which can be costly and
time-consuming.
This project aims at exploring the possibility of increasing the scale and
resolution of the map by using machine learning algorithms. This way
the final product can provide a cost-effective and time-efficient framework for landscape management practices.
The student will first test the methodology by upscaling the datasets
available in the ETH Geodata Collection (https://geodata.ethz.ch/geovite)
and testing the accuracy of the classified output. The second step will be
the creation of geomorphological classified maps at the maximum resolution allowed by the DTM data available from Swisstopo (2 m). The
vectorisation of the final raster output is an aspect that can also be
explored.
Example of geology maps at two spatial
scales.
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Einsatz von Animationen in einem 3D-Webatlas
Kontakt
René Sieber ([email protected]; HIL G 12.2)
Voraussetzungen
Besuch der Veranstaltung Multimedia Cartography.
Geeignete Arbeit
Masterarbeit.
Beschreibung
Interaktive Atlanten bieten die Möglichkeit, Veränderungen wie z.B.
Siedlungsentwicklungen oder Gletscherschwund dynamisch darzustellen. Um einen optimalen Nutzen aus diesen Techniken zu ziehen, ist
die Bedienung/Steuerung der dynamischen Abläufe von entscheidender
Bedeutung. Ziel der Arbeit ist es, für den ATLAS DER SCHWEIZ eine
Palette solcher Tools zu evaluieren und ihre Einsatzmöglichkeiten
auszuloten. Das Thema sollte theoretisch-beispielhaft behandelt und mit
empirischer Evaluation verknüpft werden. Die Entwicklung eines
Prototyps ist möglich.
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3D-Visualisierung von Bergbahnlinien
für thematische Karten des ATLAS DER SCHWEIZ
Kontakt
Olga Chesnokova ([email protected]; HIL G 12.2)
Voraussetzungen
Kenntnisse in digitaler Kartografie, GIS- und Programmierungskenntnisse, grafisches Flair.
Geeignete Arbeit
Masterarbeit.
Beschreibung
Die neue Version des ATLAS DER SCHWEIZ basiert auf der Virtuellen
Globus-Technologie osgEarth. Deswegen müssen alle Objekte nicht nur
in 2D, sondern auch in 3D dargestellt werden. In dieser Arbeit geht es
um 3D-Visualisierung von unterschiedlichen Typen der Bergbahnen.
Z.B. kann eine Pendelbahn, die über das Tal geht, als eine gerade Linie
dargestellt werden, während Zahnrad- und Standseilbahn dem Gelände
folgen. Eine Herausforderung bieten vor allem die beiden Typen Gondelund Sesselbahn. Die Höhe des Anfangs- und Endpunktes ist bekannt,
die wirkliche Position von Masten/Stützpfeilern fehlt jedoch. Somit kann
die Seilbahn zwischen diesen zwei Punkten das Gelände durchschneiden, was nicht passieren darf. Deswegen müssen in diesen
kritischen Stellen zusätzliche Masten hinzugefügt werden, deren
Position mit der Hilfe des DHM bestimmt werden soll.
Zudem ist zu prüfen, ob mit einem generellen Z-Offset eine gute
Visualisierung erreicht werden kann.
Die Resultate sollten Allgemeingültigkeit haben, damit die Methoden z.B.
auch auf Brücken oder Tunnels angewendet werden können.
Ausserdem könnte die Visualisierung mit dem Thema „Skigebiete der
Schweiz“ kombiniert werden.
Atlas der Schweiz: 2D-Ansicht.
Atlas der Schweiz: 3D-Ansicht.
Aufgabenstellung.
Hinweis
Bei Erfolg werden die Karten in die neue Version des ATLAS DER SCHWEIZ integriert.
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Symbolisation in 3D Maps
Contact
Christian Häberling ([email protected]; HIL G 24.1)
Prerequisites
Lecture Thematic Cartography.
Description
With today’s high quality digital terrain models (DTM) and visualisation
software perspective views of landscape sections in an impressive,
photorealistic way can be generated. Often, such virtual landscape
representations are used as a new kind of topographic 3d map. They are
increasingly integrated in multimedia atlases and other digital information systems. However, the symbolisation and the legend of such innovative map products are often neglected. The comprehensive system of
cartographic principles developed for traditional 2D maps does not apply
equally to 3D representations.
The goal of this work is to compile a systematic overview on 3D
representations of topographic map features, create a set of quality
criteria (e.g. visibility, degree of abstraction) and to develop rules of
feature combination. Finally, the criteria and rules should be applied in
some use-cases. As an alternative to topography, Thematic 3D mapping
(symbols for 3D maps) could be the main focus of research.
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Adaptive Zooming and Generalisation
Contact
Raimund Schnürer ([email protected]; HIL G 12.1)
Prerequisites
Basic programming knowledge.
Master thesis (maybe bachelor thesis).
Description
Zooming in today’s web maps happens in steps: a fixed number of zoom
levels are predefined and images are pre-rendered for each zoom level.
Spatial navigation could possibly be easier if digital maps allowed for
continuous progressive zooming, where the user could adjust the scale
at will. In such a map, both the geometry (generalisation and density)
and the symbolisation have to adapt seamlessly.
The goal of this thesis is to refine a method that automatically blends
between the geometry of two data sets that are cartographically generalised for two different map scales. The refinement could consist in
speeding up the computation time of the generalisation task, and in
integrating further object classes in one map for continuous transitions.
An interesting approach for adaptive generalisation could also be the
calculation of vector fields, resulting from the displacement of interpolated points. Using this approach, vector and raster data could be
processed in the same way. The report can be written in German or
English.
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Decorative Elements in 3D Maps
Contact
Raimund Schnürer ([email protected], HIL G 12.1)
Remo Eichenberger ([email protected], HIL G 12.1)
Prerequisites
Basic knowledge of 3D Modelling software (e.g. Blender, SketchUp)
Description
3D maps are an appealing means to communicate complex information
to the user. Current 3D maps however look rather empty compared to
traditional analogue maps. This project/thesis shall examine which
surrounding elements can be included into 3D maps to beautify their
appearance. Elements could be for example ancient ships sailing on the
ocean or mystic creatures appearing in a forest. These decorative and
often context-related elements shall be analysed and classified at first
for historical maps. Based on the analysis, convenient elements shall be
prototypically integrated into a series of 3D maps of the Atlas of
Switzerland - Online. Animating these elements would be a bonus.
Current 3D map.
Decorated historical map.
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Interactive 3D Visualisation of the Last Glacial Maximum (LGM) in
Switzerland
Contact
Prerequisites
Introductory lectures (BS) in Cartography (especially Kartografie II);
ideally also Cartography III and Multimedia Cartography (MS). Interest in
terrain modelling using and adapting GIS tools.
Master thesis.
Description
Based on a synoptic map of the Atlas of Switzerland (AoS) from 1972
and new geological and geomorphological field work, the Swiss
Geological Survey and swisstopo have published a new map 1:500,000
in 2009, depicting the so called Last Glacial Maximum (LGM) in
Switzerland. The map shows the maximal extent of the glaciers in
Switzerland during the last ice age, i.e. 18,000 years ago. The map is
available in printed form and also as a geo-referenced raster file. For the
web-prototype of the AoS (version 4), the 200 m contour lines have been
digitised in order to create a coarse digital elevation model of the ice
surface. The map can now be draped over the DEM and can be
explored interactively using the AoS software. However, since the views
are perspective and allow for fly through at various distances from the
ground, the low resolution of the map content can easily be seen. It is
therefore the aim to create a finer DEM by taking plausible, interpreted
information into account. Furthermore, the surface of the glacier (ice,
snow, moraines, streams, etc.) should be modelled in detail (texture), as
well as the surrounding ice-free areas by using and modifying current
geodata. Finally, the refined surface model should be included into the
interactive environment of the AoS. It is intended to involve the author(s)
of the LGM map in the modelling process.
Additional Information
- http://www.swisstopo.admin.ch/internet/swisstopo/de/home/products/maps/geology/geomaps/LGMmap500.html.
- http://www.swisstopo.admin.ch/internet/swisstopo/de/home/docu/Kolloquien/100319.html.
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Anwendung erweiterter OGC-Standards in der Kartografie
Kontakt
Ionut Iosifescu-Enescu ([email protected]; HIL G 13.2)
Voraussetzungen
Besuch der Veranstaltungen Multimedia Cartography oder Kartografie II;
Interesse an Programmierung.
Geeignete Arbeit
Masterarbeit; evtl. Bachelorarbeit.
Beschreibung
Damit verschiedene Clients und Server für internetbasierte Kartendienste miteinander kommunizieren können, braucht es offene Standards. Am IKG werden kartografische Erweiterungen zu bestehenden
OGC Standards (WMS, SLD) entwickelt. Diese Erweiterungen werden
auf der Serverseite in der Software QGIS Mapserver implementiert. Auf
der Clientseite werden die Resultate mit einem OpenLayers-basierten
JavaScript Client visualisiert. Nach Absprache können verschiedene
interessante Themen im Bereich kartografischer Symbolisierung von
Webkarten bearbeitet werden.
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Using DART for Web Cartography: Dartkart
Contact
Nadia Panchaud ([email protected]; HIL G 14.2)
Prerequisites
Interest and experience in programming; interest in experimenting with
new technology; Multimedia Cartography lecture.
Master thesis.
Description
Dartkart is a framework for web cartography in the tradition of the
JavaScript libraries OpenLayers and Leaflet on which it bases its
structure and overall concepts. Dartkart is based on the programming
language DART, an open source web programming language, which is
object-oriented (class-based, inheritance, …).
The Dartkart framework only offers minimal functionality so far, because
it is still in a really early stage of development.
The idea of this work is to further develop the framework and to assess
the strengths and weaknesses of the DART languages for web
cartographic purposes. It will require developing new object classes and
additional functionality that are found in other web cartographic frameworks, as well as developing a small prototype as proof-of-concept. The
student will be in contact with the developer, Karl Guggisberg, too.
This work can be done in English or in German.
Additional Information
- Framework: http://gubaer.github.io/dartkart/.
- Demo: http://gubaer.github.io/dartkart/demo.html.
- About DART: http://www.dartlang.org/.
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OpenStreetMap Data for Cartographic Use
Contact
Prerequisites
Interest for programming and open source projects.
Master thesis.
Description
OpenStreetMap (OSM) is a collaborative project creating and distributing
free geographic data for the world. Although the data are freely available
and can be used without any restrictions (Open Data Commons Open
Database License (ODbl)), the format is not always appropriate for highquality cartographic use in common GIS software.
This theme offers the possibility to explore and optimise available
processing tools for OSM data as well as to develop an optimal process
to extract, clean, generate and visualise OSM data for cartographic
purposes. After discussion, different themes in the area of processing
and symbolisation of OSM data can be worked on.
This work can be done in English or in German.
Additional information
- OSM website: www.openstreetmap.org;
- OSM wiki website: http://wiki.openstreetmap.org.
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Implementation of a GUI for the GEOIDEA.RO Geoportal
Contact
Ionuț Iosifescu-Enescu ([email protected]; HIL G 13.2)
Prerequisites
Cartography III and Multimedia Cartography;
interest for programming, interface design and open source projects.
Master thesis.
Illustration: very basic example of a GUI
for the GEOIDEA.RO Project.
Description
The IKG and the Groundwater Engineering Research Center (CCIAS) at
the Technical University of Civil Engineering of Bucharest (UTCB) in
Romania have started the GEOIDEA.RO project in January 2013.
GEOIDEA.RO stands for Geodata Openness Initiative for Development
and Economic Advancement in Romania. For this project, the IKG is
developing a geoportal to publish and retrieve open geodata for the
Romanian territory. It has been decided to implement a full geoportal
with complex functions and GUI, using the GeoVITe technologies, as
well as a simpler version in order to show how to use the WMS of the
project in another setting and to provide a lighter interface for nonspecialist users. This Master Thesis theme offers the possibility to
develop a fully open source geoportal GUI based on HTML 5
technologies with the minimal following capabilities:
- Geodata viewer: spatial and thematic navigation for the WMS layers
(already available, possibility to set up new ones) as well as
visualization of combination of datasets.
- Geodata download: integrate download services (already existing) in
the GUI:
- Geosearch for locations based on their names:
- Tutorial on how to use the geoportal and on how to bind the WMS in a
website:
Principle of User-Centered Design must also be used in order to
implement a practical, intuitive and easy to use GUI for the geoportal.
Notices
This project (report and supervision) can be done either in English or in German, however the GUI and
tutorials must be in English.
Other Information
- www.geoidea.ro (GEOIDEA.RO project website)
- https://geodata.ethz.ch/geoidea.ro/ (GEOIDEA.RO SVG geoportal)
- https://geodata.ethz.ch/geovite/ (GeoVITe original SVG geoportal
- http://leafletjs.com/ (Leaflet website)
- http://ol3js.org/ (Open Layer 3 website)
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Implementation of Web Services for Cartographic Algorithms
Contact
Ionuț Iosifescu-Enescu ([email protected]; HIL G 13.2)
Prerequisites
Cartography III and Multimedia Cartography;
interest for programming, web services and open source projects.
Master thesis.
Description
The IKG and the Groundwater Engineering Research Center (CCIAS) at
the Technical University of Civil Engineering of Bucharest (UTCB) in
Romania have started the GEOIDEA.RO project in January 2013.
GEOIDEA.RO stands for Geodata Openness Initiative for Development
and Economic Advancement in Romania. For this project, the IKG is
developing a geoportal to publish and retrieve open geodata for the
Romanian territory. Additionally, we are developing innovative portal
technologies, including web services offering cartographic algorithms.
This project theme offers the possibility to implement cartographic
functions in order to improve the visualization of combined layers for the
geoportal of GEOIDEA.RO using web services and free and open
source software (FOSS). Topics to be addressed include algorithms for
generalization, conflict detection, classification of thematic data, harmonization of visual variables, color schemes, etc. The students are also
free to suggest their own cartographic algorithms to be implemented.
Notice
This project (report and supervision) can be done either in English or in German, however the end products
must be in English (code and its documentation).
Other Information
- www.geoidea.ro (GEOIDEA.RO project website)
- https://geodata.ethz.ch/geoidea.ro/ (GEOIDEA.RO Geoportal)
- http://zoo-project.org/ (Zoo Project: Open WPS Platform)
- http://www.opengeospatial.org/standards/wps (WPS OCG Standard website)
- http://www.jopera.org/ (JOPERA, rapid service composition)
- http://colorbrewer2.org/ (Color Brewer website)
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Automatic Vectorisation of Scanned (Historical) Maps
Contact
Requisites
Cartography III and Multimedia Cartography; programming skills
Master thesis.
Description
The information contained in historical maps holds a huge potential for a
qualitative and quantitative analysis in several fields such as land cover
changes or historical settlement development. Unfortunately often this
information is only available analogue or as a scanned raster image. For
a further analysis this information should be vectorised, possibly in an
automatic way.
Previous work in this field showed that the available standard vectorisation algorithms are not sufficient for obtaining satisfactory results:
Labels should be recognised and separated from buildings and other
objects; spikes (artefacts of both the scanning and vectorisation
process) should be removed; rounded shapes (due to previous steps)
should be changed to more rectangular ones; buildings should be
matched to the street direction; etc. Furthermore the obtained results
could be compared with modern, vector data in order to be qualitatively
and quantitatively evaluated.
With programming and scripting it is possible to tackle the above
mentioned issues combining and extending existing (GIS) algorithms as
well as testing innovative and unusual approaches.
The aims of the proposed Master’s thesis would be to extend the previous approaches focusing on one or more of the mentioned aspects
and developing specific algorithms and solutions. It is also possible to
focus on other, not mentioned aspects of the automatic vectorisation of
scanned (historical) maps.
Results of the automatic identification
of spikes in scanned maps.
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Bringing together Open Data from Different Sources to Create a Correct and
Well-designed Map
Contact
Angeliki Tsorlini ([email protected], HIL G 13.3)
Prerequisites
Knowledge of GIS software, Thematic Cartography, Cartography III.
Master thesis.
Modern vector data and the relief
downloaded free online from different
sources in Lazio region (left) and in the
city of Rome (right). The sources in this
case were OSM (Cloudmade,
Geofabrik), ASTER DEM, Natural Earth,
Urban Atlas and Provincia di Roma
Description
The synthesis of a map is always a demanding procedure, in which all
the characteristics of an area should be depicted in a proper way so that
the map is easily understood. The most important steps of this
procedure are the collection of the data and their homogenization in
order to fit to each other.
The development of Internet Technologies has given researchers and
the general public the opportunity to find free data or maps online from
numerous sources. The collection of modern data depicting the main
characteristics of an area (road and hydrological network, settlements,
etc.) and also its specific characteristics (touristic sites, areas of specific
environmental interest) demands to search for geospatial data on web
platforms. These data should be then combined with each other to
compose the basemap. Due to their heterogeneous sources, it is
necessary, before using them, to evaluate them according to their
geometric accuracy and thematic content. It also means that the source
of every data should be documented and that the data should be
checked for its consistency, precision and reliability.
In this work, open data coming from different sources are used for the
compilation of a map, following a specific procedure. This procedure
should consist of data inquiry, acquisition and homogenization, data
quality checks and storage of these data in a common geodatabase. In
this work, the student also should identify the problems arising in
working with open data and develop various solutions to solve them in
order to design a better map.
Other Information
- Paper about data quality regarding volunteered geographic information:
http://www.envplan.com/abstract.cgi?id=b35097
- Geospatial data quality review: van Oort P A J, 2006 Spatial Data Quality: From Description to Application
PhD thesis, Wageningen University.
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Study of Settlement Development Using Historical and Modern Maps
Contact
Angeliki Tsorlini ([email protected], HIL G 13.3)
Lorenz Hurni ([email protected], HIL G 24.3)
Prerequisites
Knowledge of GIS software, Cartography III.
Master thesis.
Description
Historical maps are a great resource for many scientists, not only for
those dealing with its practice, but also for those of different fields of
research, interested in the geographic analysis of terrain, environmental
changes and the development of landscape and settlements in a specific
area. Using historical maps in digital form in conjunction with modern
maps or data can offer to them a variety of benefits. It can give them the
opportunity to study the geometric and thematic properties of the maps
or to use maps of different time periods to detect and determine changes
in the environment, border changes and changes on the physical
characteristic of an area or even renaming of toponyms in the area.
In this work, different historical and modern maps and data will be used
in order to show the development of an area through centuries. The
projection system of each map will be studied and analyzed in order to
create a grid in the same system reconstructing in this way the reference
system of the map. In the next step, the map will be fitted in a proper
way to the grid and then, the correctly rectified map will be transformed
to a common projection system in order all the maps to come into one to
one correspondence to each other. In this way, the changes in the
environment will be easily defined since the common objects existed on
the maps will remain in the same position and only the differences will
be highlighted. For the localization of the differences between the maps,
which correspond to changes in the environment, different techniques
will be tested and proposed in an attempt to find the best way of
visualizing such changes showing the development of an area through
time.
Changes in center of Zurich between
1885 in white and 1893 in black
(above), and between 1940 in white and
1893 in black (bottom). The area in grey
is the area with no changes. It is
obvious that after 1893 there were many
changes in the city.
Other Information
- GeoHistory Project: https://geodata.ethz.ch/geohistory/
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Modellierung und Visualisierung des Fliessverhaltens
des Grossen Aletschgletschers
Kontakt
Aline Brüngger ([email protected]; HIL G 23.3)
Martin Funk (VAW, [email protected])
Voraussetzungen
Minimal: Besuch der LV Kartografie I und Kartografie II (bei Bachelorarbeit). Bei Einbindung in ein interaktives Informationssystem auch
Master-Vertiefungsvorlesungen (bei Masterarbeit).
Geeignete Arbeit
Vorgeschichte
Vier junge Männer brachen am Morgen des 4. März 1926 in Kippel
(Lötschental) auf, um eine Skitour im Gebiet des Aletschgletschers zu
unternehmen. Gegen die Mittagszeit sollen die vier Vermissten von einer
Gruppe Skifahrer, welche vom Jungfraujoch herkam, vor der Hollandiahütte angesprochen worden sein. Die vier Männer sollen sich diesen
gegenüber geäussert haben, dass sie im Verlauf des Nachmittags eine
Skitour in Richtung Konkordiaplatz unternehmen wollten. Am selben
Abend soll sich das Wetter verschlechtert und es soll drei Tage lang geschneit haben. Am vierten Tag, als sich das Wetter gebessert hatte,
wurde ein Suchtrupp von Kippel losgeschickt. Diese fanden in der
Hollandiahütte aber nur das Gepäck und die wärmeren Kleider der Vermissten. Die Suchtrupps stellten fest, dass zwischen der Lötschenlücke
und Konkordiaplatz mehrere Lawinen in den vergangenen Tagen niedergegangen waren. Weitere Suchaktionen blieben erfolglos. Da die
Gebrüder Ebener und Rieder Max unauffindbar waren, musste man
annehmen, dass sie in dieser Gegend verunglückt waren. Am 27. Juni
2012 waren zwei Alpinisten auf dem Grossen Aletschgletscher
unterwegs. Am Fusse des Dreieckshorn stiessen sie auf menschliche
Überreste sowie auf verschiedene Bergsteigerutensilien. Koordinaten
der Fundstelle: 648 218 / 146 353.
Beschreibung
Nun stellt sich die Frage wo diese Gruppe am Gletscher verschwunden
ist. Dafür wurden an der VAW Berechnungen angestellt. Für den
Aletschgletscher sind das Fliessfeld und die Geometrieänderung im betrachteten Zeitraum von 1926 bis 2012 bestens bekannt. Somit kann
man, ausgehend vom bekannten Fundort, die Stromlinie, welcher die
Leichen im Gletscher gefolgt sind, berechnen. Und dort, wo diese
Stromlinie wieder an der Gletscheroberfläche auftaucht, muss diese
Gruppe verunglückt sein. Eine erste Visualisierung (siehe nebenstehende Abbildung) zeigt den Verlauf der Stromlinie. Roter Pfeil:
bekannter Fundort der Leichen und hellblauer Pfeil: berechneter Ort des
Verschwindens. Für die vorgeschlagene Arbeit stellt sich deshalb
folgende Frage: Wie kann man den zeitlichen Ablauf des Durchlaufes
der Leichen durch den Gletscher anschaulich darstellen, so dass man
jeder Zeit sieht, wo und in welcher Tiefe die Leichen sich im Gletscher
befanden?
- http://www.vaw.ethz.ch/people/gz/abauder/projects/data/gz_141_variations_gr_aletschgretscher.
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Themenliste der - Institute of Cartography

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