Konstruktion von Diagrammen mit dem UMN MapServer 5.0

Dieses Dokument erläutert die dynamische Konstruktion von Kreissektoren- und Balkendiagrammen im UMN MapServer 5.0.

Diese Anleitung setzt Grundkenntnisse in UMN MapServer-Anwendungen und dem Erstellen einer Map-Datei voraus.

Einleitung
Seit der Version 5.0 existiert mit dem neuen Layertyp CHART eine komfortable Möglichkeit automatisch Kreissektoren- oder Balkendiagramme auf der Basis von Sachdaten zu erzeugen. Dieser Layertyp ist auf punkt-, linien- und flächenhaften Daten anwendbar. I.d.R. werden Balken- und Kreissektorendiagramme in der thematischen Kartographie nur auf Punkt- und Flächenobjekten angewandt. Es lassen sich nun recht einfach thematische Karten vom Typ Standortdiagrammkarte und Flächendiagrammkarte erzeugen. Bei linienhaften Objekten können quantitative Attributwerte über verschiedene Linienbreiten dargestellt werden. Dies ergibt eine Liniendiagrammkarte. Zur Erstellung der Diagramme werden Vektordaten mit dazugehörigen Sachdaten in einer Attributtabelle verwendet.

Unterstützte Bibliotheken
Der Layertyp CHART wird im UMN MapServer von der GD- und der AGG-Bibliothek unterstützt. Die Ausgabe mittels AGG bietet jedoch eine qualitativ bessere Darstellung, besonders bei Kreisdiagrammen aufgrund des generellen Antialiasing. Eine Ausgabe der Diagramme in anderen Formaten, wie PDF, SWF oder SVG, die mit anderen Bibliotheken erstellt werden, ist nicht möglich.



Output mit GD und AGG

Kreissektorendiagramme
Diagramme werden in einem gesonderten LAYER vom Typ CHART erzeugt. Der Diagramtyp und die Diagrammgröße werden über PROCESSING-Parameter bestimmt. Für jeden Kreissektor im Diagramm wird ein CLASS-Block angelegt. Im dazugehörigen STYLE-Block wird dann mit SIZE [Attributname] auf den jeweiligen Wert in der Attributtabelle verwiesen. Mit diesem Wert wird dynamisch die Größe (der Winkel) des entsprechenden Kreissektors erzeugt.

Folgende Übersicht erläutert den Aufbau näher:

LAYER TYPE CHART PROCESSING "CHART_TYPE=PIE" # Diagrammtyp, voreingestellt ist PIE für Kreissektorendiagramme PROCESSING "CHART_SIZE=30" # Größe (Durchmesser) der Diagramme in Pixel …   CLASS NAME "Text" # Erläuterung bzw. Name des Kreissektors, der in der Legende erscheint STYLE SIZE [Attributname] # gibt an, aus welcher Spalte der Attributtabelle die Sachdaten zur Erzeugung der Sektorengrößen # benutzt werden sollen COLOR r g b # Farbe, mit der der Kreissektor gefüllt wird OUTLINECOLOR r g b # wenn angegeben, wird eine Umrandungslinie um den Kreissektor gezeichnet WIDTH w # Breite der Umrandungslinie in Pixel, wenn OUTLINECOLOR spezifiziert wurde OFFSET a b # ’a’ gibt die Anzahl der Pixel an, um die der Kreissektor nach außen verschoben werden soll, bei ’b’ muss # auch ein Wert angegeben werden, der aber ignoriert wird END END CLASS …   END … END

Im STYLE-Block kann bei SIZE auch ein fester Wert angegeben werden. Mindestens zwei CLASS-Blöcke sind erforderlich, um die Diagramme zu erzeugen.

Beispiel eines LAYERs mit Kreissektorendiagrammen
LAYER NAME unternehmen TYPE CHART DATA pbezirke STATUS ON   PROCESSING "CHART_TYPE=pie" PROCESSING "CHART_SIZE=39" CLASS NAME "übrige Dienstleistungen" STYLE SIZE [L_M_N] OUTLINECOLOR 0 0 0 COLOR 56 168 0 END END CLASS NAME "Dienstleistungen für Unternehmen" STYLE SIZE [J_K_O] COLOR 230 230 0 OUTLINECOLOR 0 0 0 END END CLASS NAME "Handel, Gastgewerbe, Verkehr, ..." STYLE SIZE [G_H_I] COLOR 0 112 255 OUTLINECOLOR 0 0 0 END END CLASS NAME "Produzierendes Gewerbe" STYLE SIZE [D_E_F] COLOR 255 0 0 OUTLINECOLOR 0 0 0 END END END

In diesem LAYER wird die Anzahl der Betriebe in den Stadtbezirken Berlins aufgeteilt auf die verschiedenen Wirtschaftsbereiche dargestellt. Die Angaben bei SIZE verweisen jeweils auf eine Spalte in der Attributtabelle, in der die Anzahl der Betriebe für einen bestimmten Wirtschaftsbereich vorliegen.

Die daraus resultierende und mit AGG erzeugte Karte sowie die Legende sehen folgendermaßen aus:



Datenquelle: Statistisches Landesamt Berlin 2005

Folgendes Beispiel zeigt das gleiche Thema, nur mit einem OFFSET 7 7 für den Kreissektor "Produzierendes Gewerbe". Dieser OFFSET wird leider auch in der Legende dargestellt.



Datenquelle: Statistisches Landesamt Berlin 2005

Ein Nachteil ist, dass in der Version 5.0 nur Kreissektorendiagramme mit einer festen Größe (Durchmesser) erzeugt werden. Man kann die Kreissektoren also nicht im Zusammenhang zu einem übergeordneten Attribut darstellen. Nur die Anteile der jeweiligen Werte können anhand der Kreissektoren abgelesen werden.

Dynamische Kreisgrößen ab Version 5.2
Ab der Version 5.2 wird es mit einem zusätzlichen PROCESSING-Parameter möglich sein, die Kreisgrößen abhängig von einem Attribut zu variieren:

PROCESSING "CHART_SIZE_RANGE=itemname minsize maxsize minval maxval"

Dabei ist:
 * itemname der Name des Attributs, welches die Kreisgröße bestimmt
 * minsize und maxsize die minimale und maximale Größe der Kreisdiagramme in Pixel
 * minval und maxval die minimalen und maximalen Werte des Attributs, welches die Kreisdiagrammgrößen bestimmt, diese korrespondieren dann mit den bei minsize, maxsize angegeben Größen

Sind die Attributwerte kleiner als minval wird die Kreisgröße mit der Angabe bei minsize gezeichnet und sind die Attributwerte größer als maxval werden die Kreisdiagramme mit der bei maxsize angegeben Größe erstellt.

Balkendiagramme
Balkendiagramme werden nach dem gleichen Prinzip wie die Kreissektorendiagramme erzeugt. Es gibt jedoch ein paar zu beachtende Besonderheiten.

Hier zunächst die Erläuterung der LAYER-Struktur:

LAYER TYPE CHART PROCESSING "CHART_TYPE=BAR" # Diagrammtyp, hier BAR für Balkendiagramme PROCESSING "CHART_SIZE=30 40" # Breite und Höhe der Balkendiagramme in Pixel PROCESSING "CHART_BAR_MINVAL=val" # kleinster Attributwert PROCESSING "CHART_BAR_MAXVAL=val" # größter Attributwert …   CLASS NAME "Text" # Erläuterung bzw. Name des Balkens, der in der Legende erscheint STYLE SIZE [Attributname] # gibt an, aus welcher Spalte der Attributtabelle die Sachdaten zur Erzeugung der Balkenhöhen # benutzt werden sollen COLOR r g b # Farbe, mit der der Balken gefüllt wird OUTLINECOLOR r g b # wenn angegeben, wird eine Umrandungslinie um den Balken gezeichnet WIDTH w # Breite der Umrandungslinie in Pixel, wenn OUTLINECOLOR spezifiziert wurde END END CLASS …   END … END

Auch hier gilt: Im STYLE-Block kann bei SIZE auch ein fester Wert angegeben werden. Mindestens zwei CLASS-Blöcke sind erforderlich, um die Diagramme zu erzeugen.

PROCESSING-Parameter CHART_BAR_MINVAL und CHART_BAR_MAXVAL
Die beiden optionalen Parameter PROCESSING "CHART_BAR_MINVAL=val" und PROCESSING "CHART_BAR_MAXVAL=val" erzeugen miteinander vergleichbare Balkendiagramme in einer Karte. Ohne diese Angabe werden die Diagrammhöhen nicht relativ zueinander gezeichnet und sie sind nicht miteinander vergleichbar. In diesem Fall wird der größte Balken in jedem Diagramm mit der bei PROCESSING "CHART_SIZE=Breite Höhe" angegeben Höhe gezeichnet, unabhängig von dem jeweiligen Attributwert. Alle anderen Balken in einem Diagramm werden anhand ihrer Sachdaten relativ zu dem größten Balken in diesem Diagramm erzeugt.

Um also miteinander vergleichbare Balkendiagramme zu erstellen, müssen die beiden zusätzlichen Parameter (oder auch nur einer davon) angegeben werden. I.d.R. reicht die Angabe des größten darzustellenden Attributwertes aus. Die vertikale Achse (y-Achse) des Diagramms reicht dann von 0 bis zum größten Wert bei positiven Attributwerten. Es können aber auch negative Werte in den Diagrammen dargestellt werden.

Folgendes Beispiel soll den Unterschied der Nicht-Verwendung sowie der Benutzung von PROCESSING "CHART_BAR_MINVAL=val" und PROCESSING "CHART_BAR_MAXVAL=val" verdeutlichen:

Vorgegeben sind 2 Objekte A und B mit folgenden Attributwerten:
 * A mit 1000, 500, 200
 * B mit 2000, 500, 200

Als Ergebnis ohne eine minval- und maxval-Angabe erhält man:



Die roten Balken haben bei beiden Diagrammen dieselben Größen während sich die anderen Balken unterscheiden. Diese Darstellung entspricht nicht den Attributwerten und vermittelt falsche Informationen.



Bei der Verwendung der minval- und maxval-Angabe werden die Diagramme in einem richtigen Verhältnis zueinander erzeugt. Der rote Balken bei A ist halb so groß wie bei B und die blauen und gelben Balken haben jeweils dieselbe Größe. Diese Darstellung entspricht somit den Daten.

Wenn nur ein Wert für maxval angegeben wird, wird der Balken immer vom Wert 0 aus gezeichnet. Eine Angabe bei minval verlagert die horizontale Achse von der aus der Balken erzeugt wird. Bei Attributwerten die größer als der maxval-Wert sind, werden die Balken auch so hoch wie bei dem dort angegebenen Wert gezeichnet. Bei Werten die kleiner als der minval-Wert sind, wird kein Balken erstellt.

Beispiel eines LAYERs mit Balkendiagrammen
LAYER NAME wahlen TYPE CHART DATA pbezirke STATUS ON   PROCESSING "CHART_TYPE=bar" PROCESSING "CHART_SIZE=50 55" PROCESSING "CHART_BAR_MAXVAL=43" CLASS NAME "CDU" STYLE SIZE [CDU] OUTLINECOLOR 0 0 0 COLOR 0 77 168 END END CLASS NAME "SPD" STYLE SIZE [SPD] COLOR 230 0 0 OUTLINECOLOR 0 0 0 END END CLASS NAME "PDS" STYLE SIZE [PDS] COLOR 169 0 230 OUTLINECOLOR 0 0 0 END END CLASS NAME "Grüne" STYLE SIZE [GRUENE] COLOR 56 168 0 OUTLINECOLOR 0 0 0 END END CLASS NAME "FDP" STYLE SIZE [FDP] COLOR 255 255 0 OUTLINECOLOR 0 0 0 END END CLASS NAME "Sonstige" STYLE SIZE [SONSTIGE] COLOR 130 130 130 OUTLINECOLOR 0 0 0 END END END

In diesem LAYER wird das Ergebnis der Europawahl 2004 in Berlin auf Ebene der Stadtbezirke dargestellt. Der bei PROCESSING "CHART_BAR_MAXVAL=43" angegebene Wert 43 ist die bei dieser Wahl höchste erreichte Prozentzahl von einer Partei in einem Bezirk.

Die daraus resultierende Karte sowie die Legende sehen folgendermaßen aus:



Datenquelle: Statistisches Landesamt Berlin 2005

Ein Nachteil ist hierbei, dass in der automatisch erstellten Legende nur die Farben der Balken erläutert werden aber nicht die Balkenhöhen. Der Kartenleser kann also nicht einschätzen welche Balkenhöhe wie viel Prozent entspricht.

Links
http://mapserver.gis.umn.edu/docs/howto/dynamic-charting

https://trac.osgeo.org/mapserver/ticket/2136

Dieses Dokument wurde erarbeitet von Karsten Hoffmann.