Kategorie-Archiv: Mobil

Titel Berlins neue Skyline

Werkstattbericht: Wie unsere interaktive 3D-Karte von Berlin entstanden ist

Genau vor einem Jahr, zum Mauerfall-Jubiläum, hatten wir mit „Wer kam, wer ging, wer heute hier wohnt“ Wanderungsdaten ausgewertet, um zu zeigen, wie sich die Berliner in den vergangenen 25 Jahren verändert haben. Jetzt zeigen wir mit „Berlins neuer Skyline“, wie sich Berlin selbst in diesem Zeitraum verändert hat – und wie es in Zukunft aussehen soll.

Inspiriert von dem Stück „Reshaping New York“ der New York Times begannen wir bereits vor mehr als einem Jahr mit der ersten Daten-Recherche. Unsere erste Idee: Wir benötigen einen aktuellen Datensatz mit allen Berliner Gebäuden mit jeweiliger Höhe und Baujahr.

Rund eine Million Punkte mit Geschosszahlen in römischen Ziffern

Rund eine Million Punkte mit Geschosszahlen in römischen Ziffern

Zwar gibt es mit dem aktuellen Automatisierten Liegenschaftskataster (ALK) einen Datensatz aller Gebäude Berlins mit entsprechenden Höhen. Den Datensatz konnten wir in Form einer DVD direkt bei der Berliner Senatsumweltbehörde bekommen. Google, Open Street Maps o.ä. verfügen auch über die Gebäude in Berlin. Wir wollten allerdings den wirklich aktuellsten und offiziellen Stand der Stadt. Dieser stellte sich aber als äußerst sperrig heraus. So waren etwa die Höhenangaben in römischen Ziffern in einer Punktwolke in dem Shapefile hinterlegt (siehe Screenshot). Darüber hinaus handelt es sich bei dem Datensatz um Grundflächen, die entsprechenden extrudiert werden – was ein sehr schematisches Bild der Stadt abgegeben hätte (z.B. besteht der Fernsehturm lediglich aus einem rund 300 Meter hohen Zylinder).

Noch problematischer war, an das Gebäudealter zu kommen. Für viele Städte gibt es solche Datensätze, wie etwa für die Niederlande. Weltweit sind bereits mehrere Visualisierungen zum Gebäudealter in Städten entstanden. Berlinweit gibt es einen solchen nicht. Über eine Datenbank der bulwiengesa kommt man nur an die Baujahre von Großprojekten. Wenn man die Baujahre der entsprechenden Angebote auf Wohnungsportalen scrapt, bekommt man nur ein sehr unvollständiges Bild.

Eigenes Tool, um das Gebäudealter zu digitalisieren

Eigenes Tool, um das Gebäudealter zu digitalisieren

Berlin stellt nur einen handgezeichneten Plan mit Stand 1992/93, in dem Gebäude innerhalb des S-Bahn-Rings nach bestimmten Altersklassen eingezeichnet sind, im WMS-Format zur Verfügung. Dafür programmierte Moritz Klack ein Tool, das an den jeweiligen Mittelpunkten der aktuellen Gebäude die entsprechende Farbe der Rasterdatei findet und speichert. Mit einem weiteren Tool konnten diese Ergebnisse überprüft und kleine Fehler korrigiert werden. Letztendlich war uns der Datensatz nicht exakt genug, um damit weitere Aussagen treffen zu können. Wir planen aber ein Crowdsourcing-Projekt mit diesen Daten.

Bei der weiteren Recherche stießen wir auf das 3D-Modell der Senatsumweltbehörde. Darin sind sowohl die exakten Gebäudestrukturen als auch die Alterseinteilung „vor 1990 gebaut“, „nach 1990 gebaut“, „geplant“ und „vorgeschlagen“ enthalten. Also alle wichtigen Informationen für unsere interaktive Anwendung. Der Nachteil: Es handelte sich nur um die Gebäude innerhalb des sogenannten „Planwerk Innere Stadt“, etwa einem Drittel innerhalb des Berliner S-Bahn-Rings. Außerdem handelte es sich bei den Daten um ein proprietäres AutoCAD-Format in einer riesigen Datenmenge vor.

Original 3D-Modell der Stadt Berlin in Sketchup

Original 3D-Modell der Stadt Berlin in Sketchup

Auf Anfrage erhielten wir von der Stadt ein aktuelles Modell mit Stand September 2015, was uns sehr wichtig war, da sich die Planungen in Berlin ständig ändern. Um die Datenmenge zu verkleinern, entfernten wir in einem ersten Schritt unnötige Details wie Grünflächen. Dafür importierten wir das AutoCAD-Format der Stadt in die 3D-Software Sketchup und exportierten diese wiederum im OBJ-Format.

Um das rund 800 MB große Stadtmodell ins Web zu bringen, arbeiteten wir mit Jan Marsch von OSM Buildings zusammen. Er gehört zu den bekanntesten Experten auf diesem Gebiet und schaffte es, die Datenmenge drastisch zu reduzieren. Außerdem entwickelte er exklusiv für uns neue Features wie etwa 3D-Labels, die nun auch von allen benutzt werden können. In unserem Fall erstellte er aus den von uns bereitgestellten OBJ-Dateien GeoJSON. Den technischen Prozess beschreibt er in einem eigenen Blogbeitrag. Wer selbst ein solches 3D-Projekt umsetzen möchte, kann den Code bei Github einsehen und nutzen.

Dieses GeoJSON wiederum brachten wir bei uns auf eigene Kacheln, wie es bei interaktiven Karten üblich ist, um die Ladegeschwindigkeit deutlich zu erhöhen. Diesen Prozess beschreiben Christopher Möller und Moritz Klack in einem eigenen Blogbeitrag. Außerdem konnten wir mit diesem Dateiformat nun Geo-Berechnungen in QGIS vornehmen. So fanden wir heraus, welche Fläche in Berlins Innenstadt bereits bebaut ist – und weiter bebaut werden könnte. Diese Information gibt es nicht von der Stadt.

Weiteres 3D-Modell Berlins als Open Data

Weiteres 3D-Modell Berlins als Open Data

Zwischenzeitlich veröffentlichte die Stadt ein weiteres 3D-Modell als Open Data, diesmal von der Senatsverwaltung für Wirtschaft, Technologie und Forschung. Dieses deckt in hohem Detailgrad (LoD2) die gesamte Stadt ab und enthält sogar realistische Texturen für die Gebäude. Allerdings kam es für unsere Geschichte aufgrund des fehlenden Gebäudealters nicht in Betracht. Im Rahmen eines Hackdays wurden aber interessante Projekte damit verwirklicht.

 

Das Intro-Video als Sprite für Canvid

Das Intro-Video als Sprite für Canvid

Wie bei vielen unseren Projekten war die mobile Version zuerst fertig. Um dort Videos automatisch entsprechend der Stelle im Text abspielen lassen zu können, nutzten wir die Bibliothek Canvid von Gregor Aisch und Moritz Klack. Diese wird auch öfters bei der New York Times eingesetzt, um das Autoplay-Verbot von Videos auf iOS-Geräten zu umgehen. Dafür werden Videos per ffmpeg in einzelne Frames zerlegt und mit ImageMagick zu einem großen Sprite zusammengebaut.

Früh war uns klar, dass wir uns bei der Geschichte darauf konzentrieren, wo Berlin in die höhe wächst, wo Wolkenkratzer gebaut wurden und noch gebaut werden – wo also das Stadtbild nachhaltig verändert wird. Dafür ergibt die Darstellung in 3D in unseren Augen absolut Sinn. Für geringere Ladezeiten und höhere Performance – nicht alle Browser und Rechner unterstützen die WebGL-Technik – zeigten wir Videos mit einer optionalen interaktiven Version. Diese ruckelte doch ganz ordentlich auf dem einen oder anderen Rechner. Allerdings gab es nach dem Launch keinerlei Kritik an der Performance.

3D-Daten interaktiv fürs Web aufzubereiten ist äußerst umfangreich. Wir haben dabei selbst viel über Formate und neue Web-Technologien gelernt und freuen uns sehr darüber, dass die Geschichte bei den Lesern bisher – betrachtet man etwa die hohen Sharing-Zahlen auf Facebook – sehr gut ankommt.

 

 

 

Werkstattbericht: Wie unsere Web-Reportage zum Mauerfall-Jubiläum entstanden ist

Vor einem Monat haben wir mit „Die Narbe der Stadt“ unter mauerweg.morgenpost.de eine umfangreiche Web-Reportage veröffentlicht. Hier wollen wir nun kurz beschreiben, wie wir die Geschichte umgesetzt haben.

Web-Reportage "Die Narbe der Stadt"

Screenshot der Web-Reportage „Die Narbe der Stadt“

Die Web-Reportage besteht aus zwei Abschnitten. Zuerst können unsere Leser erstmals Luftbilder vom April 1989, kurz vor dem Fall der Mauer, interaktiv erkunden. So kann sich der Betrachter ganz nah ins geteilte Berlin zoomen und bewegen, ähnlich wie bei „Google Maps“. Dem Nutzer zeigt sich eine nie dagewesene Perspektive auf die Stadt kurz vor dem Fall der Mauer.Dann beschreibt Reporterin Uta Keseling, was sie auf ihrer zehntätigen Radwanderung auf dem rund 160 Kilometer langen Mauerweg erlebt hat.

Was ist von der Mauer geblieben? Sind die Folgen der Teilung noch spürbar? Wie geht es den Menschen an der „Narbe der Stadt“? Das sind die Fragen, die die Reportage beantwortet. Etwa drei Wochen lang haben wir die rund 11.000 Wörter umfassende Geschichte fürs Web umgesetzt – aufbereitet in Text, Fotos, Karten und Videos.

Das Feedback auf die zehnteilige Reportage war überaus positiv. Sie wurde häufig geteilt und war mehrere Tage der meistabgerufene Artikel auf morgenpost.de. Gerade wurden wir damit für den Deutschen Reporterpreis nominiert.

Im Fokus: Text und Navigation

Von Anfang an haben wir den Fokus auf den Text gelegt. Er sollte von allen Elementen absolut im Zentrum stehen und maximal gut lesbar sein – auf Smartphones, Tablets, Laptops und Desktop-Rechnern. Dafür haben wir das Photoshop-Design von David Wendler per CSS im Code umgesetzt. Ein kleiner Trick: Um den Text auf manchen Browsern feiner darzustellen, haben wir die CSS-Regel -webkit-font-smoothing: antialiased; genutzt.

Flowtype sorgt für eine optimale Text-Darstellung

Flowtype sorgt für eine optimale Text-Darstellung

Um auf allen Bildschirmgrößen eine gut zu lesende Schriftgröße anzubieten, haben wir das Plugin „Flowtype.js“ benutzt. Damit werden immer zwischen 45 und 75 Zeichen pro Zeile – laut webtypography.net die ideale Anzahl von Zeichen – und die Schriftgröße responsive angepasst.

Da es sich um eine sehr lange Reportage handelt, geben wir dem Leser eine mit Leaflet umgesetzte Navigations-Karte und einen „Kilometerstand“ an die Hand. Die Berlinkarte zeigt dem Leser beim Scrollen immer genau an, von welcher Stelle die Reporterin gerade berichtet – und wie viele Kilometer noch vor ihr liegen. Jeder Abschnitt kann als Lesezeichen gespeichert und geteilt werden.

Begleitelemente: Fotos und Videos

Die Reporterin brachte jede Menge Instagram-Fotos von ihrer Reise mit. Da die Geschichte in der Ich-Perspektive geschrieben ist und viele persönliche Eindrücke und Anekdoten enthält, wollten wir unsere Fotoredaktion nicht zum Nachfotografieren schicken. Die Handy-Fotos waren authentisch und unterstrichen unserer Meinung nach die sehr persönliche Reportage. Um zu sehen, wie es an den jeweiligen Orten früher aussah, haben den Fotos der Reporterin Archivaufnahmen an die Seite gestellt. Video-Reporter Max Boenke steuerte Stills und Interviews bei. Letzte zeigten etwa die emotionalen Reaktionen von Zeitzeugen.

Technisch gesehen war es wichtig, dass nicht alle Elemente auf einmal laden, wenn der Nutzer die Seite aufruft. Vor allem mobil muss die Größe von Geschichten beschränkt werden. Alle Multimedia-Elemente sollten also dynamisch nachgeladen werden, sobald sie im Blickfeld des Nutzers erscheinen. Das Konzept nennt sich Lazy-Loading und es gibt etliche Plugins für Javascript, die sich darum kümmern. Wir haben uns für Lazy Load XT“ entschieden.

Interaktive Karte aus Luftbildern

Von Anfang an war uns klar: Wir brauchen einen außergewöhnlichen Einstieg in das Thema. Bei der Recherche entdeckten wir im Berliner Geodaten-Verzeichnis „FIS-Broker“ Luftbilder vom Mauerstreifen, die der West-Berliner Senat im April 1989 aus einem Flugzeug aufnehmen ließ. Seit etwa einem Jahr stehen Geodaten in Berlin als Open Data zur Verfügung. Die Daten (insgesamt 90 GB, mehr als 700 hochauflösendem TIFF-Dateien) haben wir persönlich mit einer Festplatte bei der Berliner Senatsverwaltung für Stadtentwicklung abgeholt.

Luftbilder gab's per Festplatte von der Berliner Behörde

Luftbilder gab’s per Festplatte von der Berliner Behörde

Mit dem Image Composite Editor von Microsoft (Danke für den Tipp, Achim Tack und Patrick Stotz von mappable.info) haben wir die vielen Luftaufnahmen zu einem großen Bild zusammengestitcht. Das dauerte beinahe 48 Stunden. Um aus diesem Bild eine interaktive Karte zu erstellen, musste es erst georeferenziert, also bestimmten Pixeln Koordinaten (in unserem Fall 50 willkürlich gewählte Punkte innerhalb West-Berlins) zugewiesen werden. Das wiederum haben wir mit der Open-Source-Software QGIS gemacht.

Auch dieser Rechenvorgang dauerte mehr als einen Tag. Als Ergebnis erhielten wir eine zwölf Gigabyte große GeoTIFF-Datei. Aus dieser wiederum mussten wir einzelne Kacheln, sogenannte Tiles, für verschiedene Zoomstufen erstellen, da ja nicht immer die gesamte Datei geladen werden kann. Dafür nutzten wir die Software Tilemill.

Dem zusammengefügten Luftbild werden Koordinaten mitgegeben

Dem Luftbild werden Koordinaten mitgegeben

Die Schwierigkeit dabei: Bei Tilemill dürfen lediglich 4GB große Dateien hochgeladen werden. Wir mussten unser GeoTIFF also vierteilen. Dafür nutzten wir das Command-Line-Tool GDAL. Bsp.: gdal_translate -srcwin 0 0 40933.5 16531.67 luftbild-original.tif luftbild-1.tif .

In Tilemill setzten wir diese vier Daten wieder zusammen und exportierten sie im .mbtiles-Format nach Mapbox. Von dort kommen auch die aktuellen Satellitenbilder, mit denen die Luftbilder verglichen werden können. Eingebaut in die Anwendung haben wir die Karte dann mit Leaflet.

Über Kritik, Hinweise, Anregungen, Fragen zu den einzelnen Arbeitsschritten freuen wir uns hier in den Kommentaren, per Mail, bei Twitter oder Facebook

Ein Beitrag von Julius Tröger und Moritz Klack

Sprechende Datenvisualisierung: Wie unser „Talkie“ entstanden ist

Vor ziemlich genau einem Jahr haben wir den Flugrouten-Radar (tägliche Updates zurzeit vorübergehend deaktiviert) für Berlin und Brandenburg veröffentlicht. Eine interaktive Anwendung, die Flüge und deren Lärm für jeden individuellen Standort visualisiert und eine Langzeitauswertung des Flugverkehrs ermöglicht. Wie bereits angekündigt, handelt es sich dabei nicht um ein abgeschlossenes Projekt, sondern vielmehr um eine fortlaufende Beobachtung. Und wie immer teilen wir auch mit  diesem Werkstattbericht unsere Erfahrungen.

Screenshot des Flugrouten-Talkies

Screenshot des Talkies

Nach einer Story über die steigende Zahl von Flügen nach Mitternacht am Flughafen Tegel Ende März, haben wir Anfang April auch noch eine weitere Geschichte auf Basis der Flugrouten-Radar-Daten veröffentlicht. Dabei handelt es sich um ein so genanntes „Talkie“, ein interaktives Format, durch das ein/e Sprecher/in führt.

Die Web-Entwickler von Kiln haben das Format durch das jüngste Projekt für den Guardian „See the planes in the sky right now“ geprägt, von dem wir uns auch haben inspirieren lassen. Kiln selbst bezeichnet ein „Talkie“ als ein Format, „that combine[s] the accessibility and story-telling strength of a video with the depth and explorability of a data-rich interactive visualisation.“

Aufwendige Datenrecherche

Dass Flugrouten in Berlin nicht immer eingehalten werden und Flugzeuge ab einer bestimmten Höhe von festgelegten Strecken abweichen dürfen, hatten wir bereits berichtet. Dass diese Höhe aber nicht selten – vorwiegend wegen schlechten Wetters – teils deutlich unterschritten wird und damit für Verwirrung bei Anwohnern von Gebieten sorgt, wo es solche Tiefflüge eigentlich gar nicht geben sollte, ist neu.

Auf diese Erkenntnisse stießen wir durch aufwendige Recherchen in unserer eigenen Datenbank. Vereinfacht gesagt überprüften wir jeden der rund 20 Millionen Flugkoordinaten von startenden Maschinen, ob der jeweils nächste Punkt mindestens 25 Grad nach links oder rechts abweicht. Lag ein solcher Punkt unterhalb von 3000 Fuß (rund 900 Meter, Propellermaschinen) bzw. 5000 Fuß (etwa 1500 Meter, Strahlflugzeuge), konnten wir die Abweichung feststellen.

Laut der Flugsicherung komme es zu diesen Flügen vor allem aus Sicherheitsgründen, etwa wenn Piloten Gewitterzellen umfliegen müssten. Auch Rettungsflüge, eilige Organ-Transporte oder auch durchstartende Maschinen dürften von der DFS-internen Vorgabe abweichen.

Die Daten wurden mittels einer internen Schnittstelle (API) als JSON ausgegeben, in CSV umgewandelt, in QGIS importiert und dort händisch nachkontrolliert.

Keine Karte von der Stange

Die Ergebnisse werden auf einer interaktiven Karte präsentiert, die individuell nur für diese eine Anwendung zugeschnitten wurde. Es handelt sich also nicht um eine gewöhnliche Karte, wie man sie so oft etwa von Google Maps (was wir früher häufig verwendeten) sieht. Der Vorteil: Wir zeigen nur Elemente, die für die jeweilige Visualisierung von Bedeutung sind. Die Karte wirkt dadurch nicht überladen. Auch Nachrichtenseiten wie Zeit Online setzen auf eine ähnliche Lösung.

Mit Tilemill kann man Karten stylen

Karten stylen mit Tilemill

Um Karten nutzen zu können, die nur die wichtigen Informationen abbilden und zum Stil der Anwendung passen, nutzen wir die auf Open Street Map basierende Kartensoftware Mapbox und deren Tool Tilemill. Dafür müssen als erstes Open Street Map Daten heruntergeladen und in eine eigene PostgreSQL-Datenbank geladen werden. Ein guter Ausgangspunkt dafür ist OSM Bright. Dort wird Schritt für Schritt erklärt, wie man ein solches Tilemill Projekt einrichtet. Dann können einzelne Elemente wie Gebäude, Straßen, etc. per CartoCSS einzeln zu- und abgeschaltet und mit einem individuellen Stil versehen werden. CartoCSS basiert auf gewöhnlichen Cascading Style Sheets (CSS). Zum Schluss muss das Tilemill-Projekt dann im Format MBTiles abgespeichert und bei Mapbox hochgeladen werden, um es im Web verwenden zu können.

Den Browser sprechen lassen

Zentrales Element des Talkies ist eine Sprecherin, die durch die Daten-Anwendung führt. Die Audio-Spur direkt im Browser abzuspielen und darin interaktiv und präzise an jede Stelle springen können ist aufwendig. Einerseits wird Audio von jedem Browser etwas anders gehandhabt und andererseits hat die native HTML5 Audio API eher begrenzte Funktionen. Daher haben wir uns mit Howler.js für eine Javascript-Bibliothek entschieden, die die Arbeit mit Audio im Browser sehr vereinfacht.

Audio-Schnitt in Final Cut

Audio-Schnitt in Final Cut

Zunächst hatten wir den Text selbst eingesprochen, bis wir den Feinschliff im Ablauf der Anwendung hatten. Für die finale Version engagierten wir Sprecherin Ulrike Kapfer. Die Audio-Datei wurde dann in Final Cut geschnitten, mit Hintergrundmusik (von Justin Falcone unter der Creative-Commons-Lizenz bereitgestellt, gehört beim ProPublica-/PBS-Interactive „Hazardous Hospitals“) und Sound-Effekten gemischt.

Die fertige Datei haben wir dann komprimiert und mit dem Tool Miro Converter als MP3 und als OGG umgewandelt.

Flugrouten auf den Bildschirm zeichnen

Da wir zu jedem einzelnen Flugpunkt auch über Datum und Uhrzeit, also zeitbasierte Daten verfügen, haben wir uns entschieden, die Flugrouten zu animieren. Die Darstellung wird so deutlich realistischer. Für das Zeichnen der Routen wurde die native HTML5 Canvas API genutzt, mit der sich beliebige Formen im Browserfenster zeichnen lassen. Dafür werden die jeweiligen Flugkoordinaten (z.B. 52.583547, 13.478403) in Pixelpositionen (z.B. top: 251px / left: 688px) des entsprechenden Bildschirms umgerechnet. Dank requestAnimationFrame können die Flüge dann auch sauber animiert werden.

Mobile Version mit Animated Gifs

Die Anwendung funktioniert mit allen modernen Browsern und auf Tablets. Dabei passt sich die Visualisierung der jeweiligen Bildschirmgröße an (Responsive).

Eigentlich verbotene Abkürzungen in Berlin

Darstellung auf Smartphones

Zwar funktioniert das Talkie auch auf Smartphones. Allerdings war die auf den kleinen Bildschirmen viel zu kleinteilig und kaum bedienbar. Aus diesem Grund haben wir uns für diese Geräte für eine andere, stark vereinfachte Darstellung entschieden.

Da Apple Autostart von Audio und Video verbietet, haben wir animierte Gifs (siehe Tutorial hier) von den wichtigsten Szenen der Anwendung erstellt und zeigen die zusammen mit dem Text, der in der interaktiven Version gesprochen wird.

Alle Geschichten aus der Datenbank des Flugrouten-Radars können auf der entsprechenden Themenseite nachgelesen werden.

Ein Beitrag von Julius Tröger und Moritz Klack

Wir bauen uns eine Nachrichtenquelle – Werkstattbericht zum Flugrouten-Radar

Wenn wir Informationen zu Nachtflügen, Flugrouten oder Fluglärm brauchen, müssen wir jetzt nicht mehr immer tagelang auf Antworten von Behördensprechern warten. Wir interviewen einfach unsere eigene Datenbank. Mit dem Flugrouten-Radar haben wir uns also eine eigene, täglich aktualisierte Nachrichtenquelle geschaffen.

Mehr als eine halbe Million Flüge und viele Millionen Flugspuren befinden sich hinter unserer neuen News App. Mit den richtigen Datenbank-Queries kommen wir dadurch an Zahlen, die in keiner anderen Statistik auftauchen. Und obwohl das Thema von Redaktionen in Berlin wie kaum ein anderes bearbeitet wird, finden wir so neue Geschichten, wie etwa die über Hunderte Leerflüge zwischen den Berliner Flughäfen.

Flugrouten, Fluglärm, Nachtflüge

Nach der mehrfach geplatzten Eröffnung des Hauptstadtflughafens BER ist es in Berlin zu einer besonderen Situation gekommen: Über den Flughafen Tegel, der eigentlich bereits seit Juni 2012 geschlossen sein sollte, müssen die eigentlich für den BER geplanten Flüge zusätzlich abgewickelt werden. 

3-D-Ansicht der Flüge über Berlin und Brandenburg

3-D-Ansicht der Flüge über Berlin und Brandenburg

Statt leiser wurde es für die Anwohner in den Einflugschneisen also lauter. Beschwerden über steigenden Fluglärm, Routenabweichungen und Nachtflüge nehmen zu. Debatten über diese Themen waren dabei häufig von Vermutungen geprägt. Genaue Zahlen zu Randzeit- und Nachtflügen sind schwer zu bekommen. Offiziell heißt es etwa: „Nachfragen nach belastenden Störungen [bei Flügen nach 23 Uhr] sind bei der Luftfahrtbehörde grundsätzlich möglich, erfordern dort aber einen erheblichen Recherche-Aufwand.“

Mit dem Flugrouten-Radar wollen wir Betroffenen und Interessierten in der emotional aufgeladenen Debatte ihre ganz persönliche Faktenbasis bieten – täglich aktualisiert und mit automatisierter Analysefunktion. Und wir wollen Daten so verständlich, transparent und personalisiert wie möglich darstellen.

Statistik-Ansicht: Nachtflüge, Airlines, Ortsteile

Statistik-Ansicht: Nachtflüge, Airlines, Ortsteile

Einerseits zeigt die interaktive Anwendung erstmals Flughöhen, -zeiten und Flugzeugtypen mit Lärmberechnungen für alle Flüge über einem individuellen Standort in einer dreidimensionalen Ansicht. Andererseits gibt es exklusive Statistiken auf Basis von mehr als einer halben Million Flügen seit Januar 2011, wie sich die Fluglast auf die einzelnen Ortsteile bzw. Gemeinden der Hauptstadtregion über die Zeit verteilt.

Von der ersten Idee bis zur Veröffentlichung des Flugrouten-Radars verging ungefähr ein halbes Jahr. Die Redaktion der Berliner Morgenpost hat dabei mit dem Deutschen Fluglärmdienst (DFLD), dem Datenjournalismus-Team der US-Investigativredaktion ProPublica und der Agentur Kreuzwerker GmbH zusammengearbeitet.

Recherche der Daten

Einen Großteil der Zeit benötigten wir, Julius Tröger und André Pätzold, für die Recherche der Flugspur-Rohdaten. Die gibt es in Deutschland nämlich nicht öffentlich – im Gegensatz zu den USA und Kanada etwa. Dort werden Radardaten aller Flüge per Feed angeboten. Die Deutsche Flugsicherung (DFS) gibt ihre Rohdaten dagegen nicht frei. Entsprechende Anfragen unsererseits wurden abgelehnt. Die DFS veröffentlicht die Daten zwar in ihrer Online-Anwendung „Stanly-Track“ – allerdings nur 14 Tage rückwirkend. Zu wenig für uns, da wir für Vergleiche die Zahlen aus den entsprechenden Vorjahreszeiträumen benötigten.

Unser Testgerät: AirNav RadarBox 3D

Unser Testgerät: AirNav RadarBox 3D

Ein anderer Weg an Flugspur-Daten zu gelangen sind so genannte ADS-B-Transponder in Flugzeugen. Die kann man in Deutschland legal mit entsprechenden Receivern wie Mode-S Beast, Transponder-Mouse oder Airnav Radarbox (ab rund 200 Euro bei eBay) empfangen. Live-Flugkarten wie Flightradar24 oder Metafly nutzen diese Technik. Nach einigen Tests entschieden wir uns allerdings gegen diese Variante. Es sind erst rund 70 Prozent der Flugzeuge mit ADS-B-Transpondern ausgestattet. Für detaillierte Analysen wäre das zu wenig.

Auch konnten wir die gewünschten Daten nicht über kostenpflichtige APIs wie Flightstats oder Flightaware bekommen.

Kooperation mit Deutschem Fluglärmdienst

Der DFLD archiviert Flugspuren in der Nähe großer Flughäfen in Deutschland. Diese können auf deren Webseite zudem mehrere Jahre rückwirkend angezeigt werden – mit einer Erfassung von mehr als 96 Prozent. Routen können auf einer statischen Karte oder auf Google Maps bzw. Earth angesehen werden. Die Daten kann man dort auch im Keyhole Markup Language (KML)-Format herunterladen.

Daten eines Air-Berlin-Flugs

Lat, Lng, dB(A): Flugspur-Daten eines Air-Berlin-Flugs

Nach mehreren E-Mails, Telefonaten und Teamviewer-Sitzungen mit Technik und Vorstand des Vereins einigten wir uns auf eine Zusammenarbeit. Wir bekamen die Flugspur-Daten mit Lärmberechnungen nach dem offiziellen AzB-Standard kostenlos im deutlich schlankeren CSV-Format geliefert – rückwirkend und täglich aktuell. Im Gegenzug verweisen wir in unserer Anwendung an mehreren Stellen auf das entsprechende Angebot des DFLD.

Die Datenqualität war von Anfang an sehr hoch. Sie wurde uns auch in Gesprächen mit Experten des Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrums sowie Piloten und Flughafen- bzw. DFS-Angestellten, Abgleichen mit offiziellen Daten, ungezählten Stichproben und statistischen Auswertungen bestätigt. Hilfreich hierbei war auch der Data-Bulletproofing-Guide von ProPublica.

Umsetzung mit ProPublica-Datenjournalisten

Nun mussten wir einen Weg finden, eine Datenbank aufzubauen, die Daten visuell umzusetzen und Geschichten aus den Zahlen zu  gewinnen. Dafür bewarb ich mich in dem Datenjournalismus-Team von ProPublica in New York für das von der Knight Foundation unterstützte P5-Stipendium. In mehreren Telefonkonferenzen präsentierte ich das Projekt. Scott Klein und seine Kollegen fanden es spannend. Und einen Monat später, im November 2012, saß ich schon im Flieger nach New York.

Hier entstand der Flugroutenradar

Hier entstand der Prototyp des Flugrouten-Radars

Dort baute ich gemeinsam mit Jeff Larson und Al Shaw ein Grundgerüst mit dem Framework Ruby on Rails. Weil wir uns mit den Flugspuren im dreidimensionalen Raum befanden, wählten wir als Datenbank PostGIS, eine Erweiterung von PostgreSQL, die mit komplizierten Geoberechnungen umgehen kann. Damit kann etwa ganz leicht festgestellt werden, ob eine Polyline (Flugspur) in einem Polygon (Ortsteil) liegt.

Nach zwei Wochen hatten wir eine Anwendung programmiert, die genau das tat, was wir ursprünglich wollten: Überflüge über Ortsteilen und Gemeinden automatisch zählen sowie Ranglisten erstellen. Außerdem konnten Nutzer nach der Adresseingabe Flüge in einem gewissen Radius über ihrem Standort sehen. Erst noch in 2-D von oben.

3-D-Visualisierung im Browser ohne Plugins

Jeff experimentierte aber an einer 3-D-Darstellung der Flugrouten, da diese so auch bei größerem Flugaufkommen durch die horizontale Fächerung übersichtlicher und realistischer dargestellt werden können.

Programmiert von Jeff Larsson

Erster Prototyp der 3-D-Karte von Jeff Larson

Zwar gibt es 3-D-Karten wie etwa die von Nokia Maps, wie die von Apple oder Google auf Smartphones, Experimente auf Basis von Open Street Maps und natürlich Google Earth. Allerdings benötigt man für viele von ihnen Plugins wie etwa WebGL (Web Graphics Library), die nicht von allen Endgeräten unterstützt werden.

Da wir eine plattformübergreifende Anwendung veröffentlichten wollten, bedienten wir uns einer eigenen Lösung, einer Mischung aus CSS-3-D-Transforms, SVG-Vektoren und statischen Karten. Dabei wird der entsprechende Kartenausschnitt per CSS geneigt und die Flugspuren mit raphael.js als Vektoren auf Basis der Flughöhe projiziert.

Mapbox, Leaflet und Yahoo statt Google

Google stellt mit seinen Maps– und Geocoding-Diensten mitunter die besten auf dem Markt. Bei der Berliner Morgenpost kamen die Tools häufig zum Einsatz. Diesmal haben wir uns aber dagegen entschieden. Das hat zwei Gründe: Google verlangt viel Geld bei kommerzieller Nutzung über ein gewisses Kontingent (z.B. bei mehr als 2500 Geocoder-Abfragen) hinaus. Außerdem verbietet Google in seinen AGB die 3-D-Darstellung seiner Karten.

Google, OSM, Mapbox, Nokia hier vergleichen: http://bit.ly/16liEFI

Google, OSM, Mapbox, Nokia hier vergleichen: http://bit.ly/16liEFI

Nach einigen Tests und Vergleichen entschieden wir uns für die Karten von Mapbox. Die basieren auf den Daten der offenen Kartensoftware Open Street Maps. Die Straßen der Hauptstadtregion (Berlin und angrenzende Brandenburg-Gemeinden) sind dort nahezu 100% exakt erfasst. Mapbox bietet darüber hinaus eine Static-API für statische Tiles, die wir für die 3D-Darstellung benötigen. Außerdem lassen sich die Karten mit dem Tool Tilemill sehr einfach stylen. Mapbox bietet in der Bezahlvariante sogar mehr oder weniger brauchbare Satelliten-Bilder. Die 2-D-Karten wurden mit dem Framework Leaflet umgesetzt.

In der Anwendung kam ursprünglich Nominatim, der kostenlose (Reverse-)Geocoder von Open Street Maps, zum Einsatz. Der Dienst funktioniert zwar relativ gut und schnell, allerdings sind vor allem in Brandenburg und Berliner Randbezirken nicht alle Hausnummern indexiert. Da unsere Anwendung aber auf dem Geocoder als zentrales Element basiert, waren uns exakte Treffer bis auf Hausnummern wichtig. Wir entschieden uns also für den kostenpflichtigen Placefinder von Yahoo. In seiner Treffergenauigkeit kommt er dem Google-Geocoder schon sehr nahe.

D3, Responsive, Permalinks

„If it doesn’t work on mobile, it doesn’t work!“ Wir haben die Anwendung nicht nur mobiloptimiert, da immer mehr Nutzer die Berliner Morgenpost per  Smartphones und Tablets besuchen. Mit der Standortsuche bieten wir auch ein Feature, das den Flugverkehr direkt über dem aktuellen Standort zeigt. Ohne Adresseingabe, sondern mit der HTML5 Geolocation API. Die Ansicht passt sich aufgrund des Responsive Designs der Größe des Gerätes automatisch an.

Responsive Design passt sich an Endgeräte an

Responsive Design passt sich an Endgeräte an

Dieses Vorhaben stellte sich als sehr kompliziert heraus, weil die Hauptseite der Berliner Morgenpost nicht responsive ist. Wir wollten die Anwendung aber nahtlos in unser Angebot integrieren. Außerdem konnten wir den Flugrouten-Radar nicht wie unsere bisherigen interaktiven Anwendungen bei der Berliner Morgenpost einfach als iframe einbinden. Ein Nachteil unserer früheren interaktiven Anwendungen war nämlich, dass sie eine URL haben, die einen bestimmten Anfangszustand zeigt. Wir wollten aber jeden Zustand und damit Einzelerkenntnisse der Anwendung bookmarkbar und teilbar machen. Die Adresse passt sich also jedem Zustand an und kann dann etwa bei Twitter, Facebook und Google+ geteilt werden. Die Lösung war eine hauseigene API, mit der Seitenteile dynamisch zugeschaltet werden können.

Für die Darstellung der Balkendiagramme kam DC.js, eine Erweiterung von Crossfilter basierend auf D3 (Data-Driven Documents) zum Einsatz. Für Balken- und Liniendiagrammen in unseren Artikeln nutzen wir Datawrapper.

Ausbau, weitere Ideen, Lehren

Wir wollen die historischen und täglich aktuellen Daten mit weiteren Daten verknüpfen. Auch wollen wir noch mehr den Fokus auf Prognosen für die künftigen BER-Routen mit dem Hintergrund der Einzelfreigaben-Praxis legen. Außerdem planen wir Twitter-Accounts, die automatisiert entsprechende Daten twittern. Darüber hinaus denken wir auch über eine Foursquare-Lösung nach, wie sie etwa ProPublica für eine Datengeschichte umgesetzt hat. Auch wollen wir Ideen in Richtung Crowdsourcing umsetzen.

Das Benutzerinterface entsteht

Das Benutzerinterface entsteht

Als besonders trickreich hat sich die 3-D-Karte als zentrales Element der Anwendung herausgestellt. Sie basiert auf nicht standardisierten Features und ist daher sehr experimentell. Besonders Chrome und iOS hatten Probleme, dass wir auf diesen Systemen die Anzahl der angezeigten Flugspuren begrenzen mussten. Auch funktioniert die 3-D-Karte nicht mit dem Internet Explorer, der das dafür nötige „preserve-3d“ nicht unterstützt.

Außerdem hatten wir viele Erkenntnisse erst während der Arbeit mit den Daten und der Anwendung. Da es uns aber aufgrund unserer knappen Deadline nicht möglich war, den Flugrouten-Radar und dessen Logik dahinter immer wieder umzuwerfen, fehlen einige Features, die wir zum Start eigentlich gerne noch gehabt hätten.

Da wir den Flugrouten-Radar aber nicht als für immer abgeschlossene Anwendung, sondern eher als Prozess sehen, wollen wir die Funktionalität weiter verbessern und immer den aktuellen Möglichkeiten des Web anpassen. Währenddessen wird die Datenbank ein täglich umfangreicheres Recherchetool, das die Redaktion mit dem Tool pgAdmin befragen kann.

Der Flugrouten-Radar ist unsere LP. Es wird davon noch viele Single-Auskopplungen geben. Und bis zur BER-Eröffnung sind ja vermutlich noch ein paar Jahre Zeit für neue Features und Geschichten.

Über Kritik, Hinweise, Anregungen freue ich mich hier in den Kommentaren, bei Twitter, Facebook und Google+