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==Ein Namensdienst für die Küste
(A Name Service For the Coast)==
https://ceur-ws.org/Vol-2197/paper5.pdf
Tagungsband UIS 2018
Beitrag E: Jörn Kohlus, Karina Krampf
Ein Namensdienst für die Küste
A Name Service for the Coast
Jörn Kohlus 1, Karina Krampf 2
1
LKN Nationalparkverwaltung Schleswig-Holsteinisches Wattenmeer,
joern.kohlus@lkn.landsh.de
2
M.Sc. Geographie Universität Heidelberg, karina.krampf@gmx.de
Abstract
A Maps is the tool for orientation in unknown areas, for the orientation on maps text labels are
needed. For the orientation on digital spatial data in coastal areas, a name service will be built
up based on the German Coastal Gazetteer. A gazetteer is a multidimensional link-list of
geographic names, geographic objects and their positions. The Coastal Gazetteer considers
additional the contemporaneity.
This data is stored in a PostGIS-database. For the name service it is filtered for a time validity.
The results are transformed by Geoserver to an OGC-conform WMS. To design the labels
YSLD (Styled Layer Descriptor described with YAML) is used. The properties of the geo-
objects influence the presentation. The properties of the geo-objects are crucial for label
styling. For the scale dependent display of the labels and the font size a priority of the object
types is introduced.
Zusammenfassung
Um sich in unbekanntem Raum zu orientieren benötigt man eine Karte, um sich auf einer Karte
zu orientieren, benötigt man Beschriftungen. Für diese Aufgabe wird ein Namensdienst auf
Basis des Deutschen Küstengazetteers aufgebaut. Ein Gazetteer verbindet Ortsnamen mit
ihrer geographischen Lage und einem dort befindlichen Objekt. Der Küstengazetteer
berücksichtigt zusätzlich noch die Gleichzeitigkeit.
Für den Namensdienst werden die Daten des Gazetteers, die in einer PostGIS-Datenbank
inklusive geographischer Verortung und Zeitgültigkeiten abgelegt sind, gefiltert und mittels
Geoserver OGC-konform als WMS ausgegeben. Die Gestaltung der Beschriftung wird mittels
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YSLD (Styled Layer Descriptor auf YAML basierend) umgesetzt. Die Eigenschaften der
Geoobjekte gehen in die Gestaltung ein. Für die maßstabsabhängige Anzeige der Namen und
die Größe der Schrift wird eine Priorisierung in Abhängigkeit vom Objekttyp vorgenommen.
1 Einleitung und Motivation
Seit der Antike werden Karten verwendet, um sich im Raum insbesondere in
unbekanntem Gelände zu orientieren. Dies ist allerdings nur möglich, wenn Orte im
Raum mit einem Namen definiert sind. Dabei werden diese Namen durch uns
Menschen definiert und bleiben dabei so veränderlich wie die Gesellschaft selbst. Um
sowohl diese Veränderungen aufzuzeigen, als auch den aktuellen Stand aufzuzeigen
dient ein sogenanntes Gazetteer – ein Ortsnamensverzeichnis, das die zeitliche
Veränderung von Raum und Namen beinhaltet.
Heute entstehen zunehmend kartenähnliche Abbildungen durch automatisierte
Datenanalysen: auf ein einfaches Land- und Wasserschema werden Radarsignale
vom Regen projiziert, Wasserströmungen werden von numerischen Modellen
generiert oder Oberflächen werden durch Interpolation berechnet. Zur Orientierung
wünscht sich auch hierbei der Betrachter entsprechend des jeweiligen Maßstabes eine
passende Beschriftung am richtigen Platz mit Ortsbezeichnungen zur Orientierung.
Insbesondere Küstenregionen unterliegen steter Veränderung durch Erosion und
Verlandungen. Mit den physischen Gegebenheiten ändern nicht nur Regionen und
Wasserkörper ihr Erscheinungsbild, sondern auch das Leben der Menschen vor Ort.
Einhergehend mit diesem Wandel wechseln auch die Namen von Fluren,
Landschaften und Gewässern oder das geographische Erscheinungsbild. Wechselnde
Herrschaft, Gebietsreformen und politischer Wandel wirken auf die Namen von Orten,
Straßen und Landmarken. Namen sind nicht auch sprachlich historisch geprägt,
verändern sich durch Lautverschiebung, Notation und bei Veränderungen der
Lokalsprache.
Ein Namensdienst, der über die Zeit anwendbar ist, benötigt somit als Basis einen
Raum-Zeit sensitiven Gazetteer als Basis und muss mit dessen Funktionalitäten
korrespondieren.
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2 Der Küsten-Gazetteer
2.1 Gazetteers
Gazetteers im technischen Sinn, umfassen die Verknüpfung von Koordinaten und
Informationen zu einem benannten Ort. Adresssysteme, die im Hintergrund eines
jeden Navigationsgerätes stehen, lassen sich als eine spezifische Form des
Gazetteers auffassen. Im simpelsten Sinn können Gazetteers aus einer Namensliste
verknüpft mit Mittelpunktskoordinaten bestehen. Statt Mittelpunktskoordinaten können
für die Geometrie Boundingboxen oder auch Polygone hinterlegt sein, solche Ansätze
werden häufig bei GIS-Systemen oder WEB-Map-Angeboten [Berman 2014]
verwendet. Viele Gazetteers beschränken sich aber auch auf Angaben zum Ort und
eine Zentralkoordinate wie der frühe, seit 1987 aufgebaute und umfassende Getty
Thesaurus of Geographic Names [J. Paul Getty Trust 2017] und von den 58 durch
[Manguinhas et al. 2009] untersuchten Gazetteers stellt nur einer Polygone für den
Ortsbezug bereit.
Abbildung 1: der Medemsand im Frotend des Küstengazetteers mit zwei historischen Erstreckungen
Ebenda bei [Manguinhas et al. 2009] findet sich ein Verweis auf 22 Gazetteers bei
denen Zeitangaben berücksichtigt sind. Allerdings verweisen die meisten auf
historische Orte, für die nur ein Punkt angegeben ist oder es sind gar Sammlungen
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historischer Ortsbezeichnungen ohne Georeferenz. Dies gilt auch für viele „Historical
Gazetteers“, die von der American Assiciation of Geographers [AAG 2015] angeführt
werden. Solche Systeme dienen vor allem dazu, bekannte Namen auf einer
Kartendarstellung zu finden und liefern statische Informationen zu einem historischen
Namen oder Ort.
Der Begriff „Gazetteer“ wird zweideutig verwendet. Zum einen für eine Sammlung von
Ortsbezeichnungen und zugeordneten Informationen und andererseits als Werkzeug
zur Nutzung dieser Informationen. Die Konzepte, das Datenmodell und die Software
des Küstengazetteers ist jederzeit für andere Gebiete adaptierbar, ein entsprechendes
Onomastikon (im Gazetteer verfügbarer Namens-Wortschatz) mit Geometrien und
zeitlichen Eigenschaften sowie geeignete Objekttypen müssen bereitgestellt werden.
Der Küstengazetteer enthält die Funktionalitäten eines dynamischen historischen Atlas
und lässt die Veränderung von Gebieten und ihren Bezeichnungen (Abbildung 1)
verfolgen oder erlaubt es auch zeitliche komplex Fundsituationen zu beschreiben.
Ziel bei der Entwicklung des Küstengazeteers war es aber, von Beginn [Kohlus &
Heidmann 2006] an den Gazetteer funktional zu nutzen:
• wie ein Thesaurus als Namensreferenzsystem für das Nord- und
Ostseeküsteninformationssystem (NOKIS) aufgegangen in der Marinen
Dateninfrastruktur Deutschland (MDI-DE).
• zur Unterstützung der Suche mit Namen in den Metadaten von NOKIS
• zur Bereitstellung von Geometrien mittels der Eingabe eines Namens u.a. für
die Metadatengenerierung
• als Informationssystem zu Namen im Küstenbereich
• zur Namensrecherche für Geoobjekte eines Gebietes
Weitere Anwendungen z. B. zur Referenzierung textueller Informationen oder die
Verknüpfung mit einem Dienst zur Beschriftung von Karten, wurden zwar bedacht aber
nicht implementiert. Dieser Beitrag greift letzteren Punkt auf, der Erstellung eines
Namensdienstes zur Beschriftung von Karten.
2.2 Namen an der Küste
Der Wandel wird am deutlichsten aus dem Flugzeug: über viele Quadratkilometer sind
im nordfriesischen Watt die Reste besiedelten Landes und von Siedlungen zu
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erkennen. Teile des untergegangenen Landes werden durch Abtragung sichtbar und
zerstört, andere von Sedimenten wieder überdeckt. Ein rasanter Wandel in einer vom
Land zum Meer großräumig veränderten Landschaft, der sich heute gut mittels
hochauflösender Radarsatelliten verfolgen lässt [Gade et al. 2017].
Mit dem Untergang des Landes haben Siedlungsnamen ihre Bedeutung verloren,
einige finden sich heute als Teile der Namen von Prielen wieder. Inseln wurde zerteilt
und die Stücken tragen heute eigene Namen, gelten als divergente Inseln. Der größte
Teil des Landes am Meer der schleswig-holsteinischen Westküste ist auf einige
Kilometerbreite keine hundert Jahre alt – das Produkt von Bedeichungen: Köge
entstanden und bekamen Namen, gingen unter und wurden unter gleichem oder
anderen Namen neu erbaut [Kohlus 2014].
Trischen, erst Trieschen genannt, bekam seinen Namen als der Buschsand Bewuchs
bekam und als Insel angesehen wurde. Die Spuren eines großen Hofes und von Sielen
und anderen Bauten in den 30iger Jahren sind längst im Westen im Meer
verschwunden. Um die 30 Meter Jahr für Jahr verlagert sich die Insel gen Osten und
wird rapide kleiner. Etwas nördlich davon wandelte sich die Sandbank Blauort zu einer
Sandinsel und verschwand fast. Und nun gibt es da erneut ein Gebilde mit Namen
„Blauort“. Südlich von Trischen steht auf den jährlich nachgeführten Seekarten, dass
die Veränderungen so starkt sind, dass eine Navigation nicht nach der Karte erfolgen
soll. Nach kaum einer Hand voll Jahren lassen sich die alten Namen tragenden
Strukturen kaum wiederfinden.
Für den alten Blauort sind 31 Fundstellen meist unterschiedlicher Namensform
[Falkson 2000, Bd. 2, S. 408f] nachgewiesen. Nahe dabei im Dithmarscher Watt gibt
es ein Russenloch und schon Wracksucher annimierte. Wer den Urspung des Namens
linguistisch verfolgt, landet bei einem Rüschenloch, dass vermutlich auf Schilf verweist
[Falkson 2000, Bd. 2, S. 456]. Die weiter im Norden lebenden Friesen leisten sich
sogar auf den jeweiligen Inseln ein unterschiedliches Friesisch zu sprechen und so
auch für geographische Dinge unterschiedliche Bezeichnungen verwenden.
In den 1860ern wurde ihnen und den anderen Schleswigern von den Dänen die
Benutzung von Plattdeutsch und Deutsch überhaupt verboten. Als bald darauf eine
preußischer Kartograph den Namen eines Stromes in der Eider für die ersten
Meßtischblätter notierte fragte er am Nordufer. Etwas mißverstanden wurde es nicht
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entsprechend dem friesisch beeinflussten Eiderstedter Plattdeutsch ein Pornstrom
sondern ein Porrenstrom. Hätte er sich am Südufer erkundigt, wäre er – wie dort noch
heute gebräuchlich – ein Granatstrom geworden. Verstanden hat er die Namen im
Plattdeutsch der benachbarten Regionen vermutlich nicht, denn sonst hätte er ihn ins
Hochdeutsch übertragen als Krabbenstrom notieren können.
Hier zeigt sich, dass auch ohne die im Kontaktraum Küste vielen fremdsprachlichen
Ortsbezeichnungen – über 80 Exonyme für Hamburg, Hamburgo, Hamburgos, …. -
bereits lokale Sprache zu Unterschieden und Veränderungen über die Zeit bei
Ortsnamen wirkt.
Um diesem allseitigen und allzeitigen Wandel zu entsprechen wurde der Deutsche
Küstengazetteer entwickelt, der die Datenbasis für den Namensdienst bildet.
2.3 Konzept und Daten
Um mit dieser Vielfalt der Erscheinungen und Benennungen umzugehen, führt der
Küstengazetteer ein abstraktes Objekt ein und greift hier Konzepte von [Hill 2006] für
den Alexandiran Digital Gazetteer auf. Das abstrakte Gazetteerobjekt (Abbildung 2)
verbindet die über die Zeit sich geometrisch und möglicherweise qualitativ veränderten
geographischen Formen mit den verschiedenen Namensgebungen in der Zeit. Die
Verbindung einer Geometrie mit einem geographischen Diskreta wird hier als
Geoobjekt angesprochen.
Abbildung 2: Das Gazetteer-Objekt als Konstrukt einer zeitlich übergreifenden Sammlung von Namen
und Geometrien [aus Roosmann et al. 2013]
Die Verbindung der Komponenten, die oft keine klare Abgrenzung aufweisen, kann
nicht als einfache Beziehung aufgefasst werden. So tragen Objekte bspw. eine Insel
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in einigen zeitlichen Perioden teils mehrere Namen, wobei oft hiervon nur einer einen
offiziellen Status hat. Es gibt also aus Sicht der Geometrie für den Zeitraum der
Gültigkeit einen prioritären Namen und alternative Bezeichner in unterschiedlichen
Sprachen oder linguistischen Domänen.
Ebenfalls ist die Abgrenzung der Geometrie oft schwierig zu erfassen. Eine Geometrie
für ein Objekt z. B. Insel Trischen kann schon innerhalb kurzer Zeit ihre Gültigkeit
verlieren. Andererseits hatte die datumsscharfe Umbenennung von einigen wenigen
Kögen, die z. B. nach führenden Politikern in der NS-Zeit benannt worden waren,
keinen Einfluss auf die Geometrie und die Manifestation des Gazetteerobjektes als
„Koog“. Die Veränderung von Namen und Geoobjekt unterliegt unabhängigen Regeln.
So kann für einen Namen die prioritäre Geometrie eine andere sein, als wenn für eine
Geometrie der prioritäre oder „beste“ Name angegeben werden soll.
Der „richtige“ Name für eine Geometrie oder die richtige Lageangabe für das, was
einen Namen hat (Namensobjekt), ist dementsprechend eine Perspektivfrage, und das
manchmal selbst dann, wenn der Zusammenhang von Name und Geometrie zu einem
exakten Zeitpunkt gesucht wird.
Das seewärtige Wortgut wird seit 2018 stetig über die Auswertung von Seekarten des
Bundesamtes für Seeschifffahrt und Kartographie in Kooperation gewonnen.
Historische Karten aus dem Land- und Wasserbereich, Namenserhebungen vor Ort
und Literaturauswertungen u.a. werden im See- und Küstenbereich ausgewertet. Im
vorwiegend der Orientierung dienenden Landbereich nutzt der Gazetteer zudem Daten
des Bundesamtes für Kartographie und Geoinformation (BKG), für dessen Infrastruktur
umgekehrt auch Daten zugeliefert werden.
3 Implementierung und Labelling
In der aktuel erarbeiteten Version berücksichtigt der Namensdienst nur rezente
Namen, für die auch der umfangreichste Datenbestand besteht, mit den von ihnen
repräsentierten Objekte. Die Daten werden in einer PostgreSQL Datenbank10 mit Post-
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GIS-Erweiterung11 für Geodaten abgelegt und mittels SQL Abfragen OGC-konform als
WMS über Geoserver als Schnittstelle ausgegeben (Abbildung 3).
Abbildung 3: Schematischer Aufbau des Namensdienstes.
Das Wissen über die vorliegenden Daten ist essentiell, da nur so das entsprechende
Label in geeignetem Layout zugewiesen werden kann. Um nicht für jedes Objekt
einzeln eine Beschriftung anfertigen zu müssen, wurden verschiedene Klassen
gebildet, die auf Kriterien wie zum Beispiel Objekttyp beruhen. Neben dem passenden
Layout wurden weiterhin Maßstabskriterien sowie Prioritäten festgelegt, die
bestimmen, in welchem Maßstab welche Objektnamen angezeigt werden sowie
welche Labels bei Überschneidungen in den Vordergrund rücken.
3.1 Gestaltung der Labels
Für die Gestaltung der Beschriftungen wurde anhand der Objekttypen unterschieden.
Diese beinhalten bspw. Siedlungen, Flüsse, Wattgebiete und Landschaften. Die
farbliche Gestaltung richtet sich hierbei nach dem Typ und so werden z.B. Gewässer
mit blauer Schrift dargestellt [Tyner 2010].
Für den Schriftstil wurde zwischen italic, bold und normal unterschieden, wobei italic
physisch-geographische (Gewässer, Landschaften, Inseln usw.) und normal
humangeographische (Siedlungen, Baudenkmäler etc.) Inhalte aufzeigen. Eine
Unterscheidung von Gazetteerobjektgruppen durch Schriftart wurde bisher nicht
vorgenommen, sodass aktuell alle Labels in Tahoma dargestellt werden. Die Schriftart
ist abhängig von den auf dem System verfügbaren fonts. Dabei ist im Allgemeinen
11
https://postgis.net/ zuletzt aufgerufen 30.08.2018
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darauf zu achten, dass mehr als zwei Schriftarten in einer Karte unübersichtlich und
unruhig wirken. Sans-Serifen Schriften eigenen sich gut für Web-Publishing, da sie
eine gute Lesbarkeit am Bildschirm garantieren [Buckley 2011]. Die Schriftgröße sollte
13 Pixel nicht unterschreiten, wird jedoch an die Maßstabsebene des Labels
angepasst. Weiterhin wurden Städte höchster Zentralität fett geschrieben, da sie als
bedeutendstes Kriterium der Verortung gesehen werden.
Die Priorität, die aussagt, welche Labels dargestellt werden, sobald es zu
Überschneidungen kommt, richtet sich zu großen Teilen nach der Maßstabsebene und
so werden „wichtigere und größere“ Objekte vorranging mit Beschriftungen versehen.
An einer Verfeinerung der Prioritätseinteilung wird aktuell noch gearbeitet.
3.2 Maßstab
Das wichtigste Kriterium für die Auswahl und Anzeige der im Onomastikon verfügbaren
Namen ist der Maßstab. Daraus ergibt sich die komplexe Frage, welche Namen
ausgewählt werden.
Bei einem sehr kleinen Maßstab sucht der Betrachter eine grobe Orientierung, um sich
dann in den Teilraum seiner Fragestellung hinein zu zoomen. Im großen Maßstab
werden die Namen nicht für eine grobe Orientierung, sondern zur Bezeichnung und
Identifizierung der Objekte gewünscht. Auf welchem Skalenniveau der Nutzer eines
Namensdienstes nur eine grobe Orientierung sucht und auf welchem es um
Objektidentifikation geht, scheint vorrangig eine unbestimmbare Größe entsprechend
der Fragestellungen des Nutzers zu sein.
Nun typisiert der Küstengazetteer die mittels Geometrie erfassten Objekte nach
geographischen Eigenschaften und differenziert hier bei küstentypischen Objekten
weit mehr als die Typisierungen des amtlichen topographisch-kartographischen
Informationssystems (ATKIS) oder in den Katalogen für die INSPIRE Richtlinie. , aber
all diese typisierten Objekte können dimensioniert werden. Achsenerstreckung,
Flächengröße und Objekttyp können also im Verhältnis zum Darstellungsmaßstab, der
Darstellungsfläche und der optischen Auflösung als Auswahlkriterium verwendet
werden.
Wie sich in der technischen Umsetzung zeigt, ist es sinnvoll, die Objekte
verschiedenen Maßstabsklassen zuzuordnen, in denen das Label angezeigt wird,
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diese Klasse wird nach der Einteilung als Attribut den Daten hinzugefügt. Bisher
werden vier Klassen unterschieden (Tabelle 1), dabei richtet sich die Einordnung der
Elemente im Regelfall nach der Fläche. Ausnahmen werden bei Städten, Bauwerken,
Infrastruktur und Flüssen unternommen. Im Fall der Siedlungen erfolgt die Einteilung
nach der Auflistung der Zentralenorte der Bundesländer [Ministerium für Engergie,
Infrastruktur und Landesentwicklung Mecklenburg-Vorpommern 2016, S. 26-31],
[Landesregierung - Ministerpräsident Schleswig-Holstein 2014], [Niedersächsische
Landesregierung 2017] und Bauwerke sowie Infrastruktur besitzen einen festen
Maßstab. Eine Ausnahme bilden Flüsse. Hier wurden diejenigen, die zumindest in
Teilen als Bundeswasserstraße ausgewiesen sind, am höchsten bewertet. Alle
weiteren Flüsse wurden im Anschluss nach ihrer Größe eingeteilt.
Klasse Maßstab Fläche [km²]
4 1 : 13.000000 bis 1 : 3.000.000 >700
3 1 : 4.000.000 bis 1 : 30.000 65-700
2 1 : 750.000 bis 1 : 1.000 0.1-65
1 1 : 50.000 <=0.1
Tabelle 1 Maßstabsklassen nach Flächengröße.
3.3 Technische Umsetzung als SLD
Technisch wird die Anzeige der Beschriftung mittels YAML Styled Layer Descriptors
(kurz YSLD) umgesetzt. Eine YSLD-Datei, die alle Objekttypen sowie die
Maßstabsklassen enthält, kann sowohl beliebig erweitert als auch auf den gesamten
Datensatz angewandt werden. Durch die Unterteilung in Maßstabsklassen und
Objekttypen gelingt es Beschriftungsregeln zusammenzufassen (nested rules).
Für jeden Objekttyp, der einer bestimmten Regel (Schriftart, -farbe, -stil) unterliegt,
wird eine Hauptregel definiert (Abbildung 4) Gleichzeitig erfolgt die Bestimmung von
Zeichenabstand (charSpacing) und Platzierung.
Abbildung 4: Ausschnitt aus YSLD. Definition der Hauptregel.
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Im Anschluss können dem Filter alle Darstellungsregeln im TextSymbolizer folgen
(Abbildung 5).
Abbildung 5: Ausschnitt aus SLD. Auszug aus TextSymbolizer.
Recode Function am Bespielt font-style.
Dieses Vorgehen muss für alle Gestaltungskriterien der Objekte durchgeführt werden.
Neben dem Schriftbild wird die Priorität der Darstellung auf der Karte berücksichtigt.
Hierfür wird wie für den Maßstab ein Attribut (Zahl zwischen 0 und 100) dem Datensatz
hinzugefügt und mit der Funktion Priority (Abbildung 5) ausgelesen. Für die bisherige
Darstellung wurde die Maßstabszahl genutzt. Eine Unterscheidung der Priorität erfolgt
anhand des Objekttyps. An einer genaueren Unterteilung wird gearbeitet.
4 Zusammenfassung und Ausblick
Der Namensservice für die Küstenregionen basiert auf den Ressourcen und der
Datenmodellierung für den Deutschen Küstengazetteer. Während der Gazetteer-
Service darauf ausgerichtet ist, eine Recherche nach Namen oder mittels Namen auf
externe Datenbestände und Texte durchzuführen, zielt der Namensservice auf eine
kartografische Nutzung des Datenbestandes. Derzeit stellen rezente Namen den
größten Teil des Datensatz dar. Für diese umfangreichsten rezent gültigen Namen
eine zielgerechte Auswahl und Darstellung zu finden, ist eine Lösung, die sich mit
geringer Anpassung auch für historische Zustände nutzen lässt, die in zukünftigen
Arbeiten untersucht werden sollen.
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Tagungsband UIS 2018
Das Labeling wird mittels YAML Styled Layer Descriptor umgesetzt und ist derzeit auf
Webpublishing optimiert. Eine Anpassung auf die erweiterten Möglichkeiten bei der
Erstellung von gedruckten Karten (Print-Edition) bietet sich an. Statt einfacher Sans-
Serif Schrift kann hier eine Serifenschrift eine bessere Lesbarkeit liefern. Weiterhin
sollen unterschiedliche Styles wie bspw. Graustufen oder Schriftpuffer entwickelt
werden, um für jede Kartengrundlage die optimalen Ergebnisse liefern zu können.
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