Google Maps: So funktioniert Googles Kartenplattform – Entwickler gibt interessante Einblicke in die Technologie

Veröffentlicht am 2. August 2020 von Jens

Die Kartenplattform Google Maps hat vor wenigen Monaten den 15. Geburtstag gefeiert und gehört seit vielen Jahren zu den wichtigsten Google-Produkten. Der Weg an die Spitze war für Google Maps aufgrund der damals neu etablierten Technologien kein großes Problem und durch stete Weiterentwicklung wird die Plattform dort wohl noch lange Zeit bleiben. Ein damals wie heute beteiligter Entwickler gibt interessante Einblicke in die Technologie hinter der Kartenplattform, die Hürden bei der Entwicklung und Zukunftsaussichten.

Google Maps deckt so viele Bereiche ab, dass die Plattform in ihrer Gesamtheit seit vielen Jahren konkurrenzlos ist. An Konkurrenz für einzelne Produkte mangelt es nicht, denn von der Kartendarstellung über die Navigation bis zu Streetview und dem Branchenbuch oder den Bewertungen gibt es zahlreiche Alternativen. Manche mögen besser sein, aber können nicht das Gesamtpaket und vor allem die Reichweite bieten, die Google Maps seit eineinhalb Jahrzehnten an der Spitze hält.

In einem sehr langen Blog-Beitrag gibt ein Google Maps-Entwickler interessante Einblicke in die Technologie hinter der Kartenplattform. Noch vor der ersten Codezeile war die Frage der Darstellung zu klären, denn es gibt Dutzende verschiedene Möglichkeiten, die bekanntlich kugelrunde Erde (zumindest auf dem Globus wird sie stets perfekt rund dargestellt) auf einer flachen Karte darzustellen. Am Ende hat man sich für die Mercator-Darstellung entschieden, die zwar mittlerweile durch die Darstellung des Erdballs ausgetauscht wurde, aber die Plattform gut 13 Jahre lang begleitet hat.

Bis zum Erscheinen von Google Maps und teilweise auch noch viele Jahre danach, waren Online-Karten praktisch nur eine endlose Anreihung von einzelnen Stadtplan- oder Landkarten-Ausschnitten. Um diese Karten herum waren dann jeweils vier oder manchmal auch mehr Pfeile, mit denen der Ausschnitt jeweils weiter in eine beliebige Himmelsrichtung geschoben werden konnte. Moderne Plattformen haben nach einem Klick ausschließlich die Karte neu geladen, leicht antiquierte Plattform haben direkt die gesamte Webseite neu geladen und ließen den Nutzer oft warten. An ein echtes Umschauen auf der Karte war damit nicht zu denken. Und dann kam Google Maps mit Drag & Drop.

Google Maps: Alle Nutzer können sich nun gegenseitig folgen – die Kartenplattform wird zum Social Network

So sah Google Maps im Start-Jahr 2005 aus

Google Maps hat aber nicht nur die frei verschiebbare Karte eingeführt, sondern war auch bei vielen anderen grundlegenden Funktionen Vorreiter, die heute in jeder Karten-Software zu finden sind: Die vielen zur Verfügung stehenden Zoom-Stufen (heute sind es durchschnittlich 21 Stufen) aber auch die aufbereiteten Kartendaten. Damalige Plattformen bestanden häufig tatsächlich nur aus den gleichen Bildern wie ein Stadtplan, inklusive den vielen Informationen und der Farbgebung. Beides glich einem Stadtplan-Scan und war kaum für Online-Karten geeignet.

Der Kartenausschnitt

Das Konzept des verschiebbaren Kartenausschnitts wurde nicht von Google Maps erfunden, es war aber die erste Mainstream-Plattform, die eine solche Methode dank der damals stark gehypten AJAX-Technologie nutzte. Interessant dabei ist, dass der Nutzer eigentlich nicht die Kartenausschnitte, sondern den gesamten Container verschiebt, in dem diese Ausschnitte enthalten sind. Sobald ein Ausschnitt aus dem Sichtbereich des Nutzers fällt, wird dieser von der Webseite entfernt und der Speicher wieder freigegeben. Umgekehrt werden beim Verschieben auch die jeweiligen benachbarten Ausschnitte geladen. Im Blogpost gibt es sehr viele grafische Beispiele und detailreiche Erklärungen dazu.

Das Zoomen

Google Maps bietet je nach Region bis zu 21 Zoomstufen in der Kartenansicht, die in jeder einzelnen Stufe ganz verschiedene Informationen enthalten können. Viele Straßennamen werden erst bei sehr hohen Stufen sichtbar, während Hauptstraßen oder Autobahnen schon vorher sichtbar und ab einer gewissen Stufe beschriftet sind. Andersherum verschwinden Informationen wie Bezirksnamen, Städtenamen & Co. bei hohen Zoomstufen. Damit auch diese Zoom so butterweich abläuft wie das Scrollen auf der Karte, setzen die Entwickler auf einen sehr einfach Trick:

Sobald der Nutzer zoomen möchte, wird die aktuelle Darstellung einfach vergrößert und gleichzeitig leicht verpixelt oder unscharf geschaltet, sodass es im Hintergrund durch ein neues Bild ersetzt werden kann. Noch während der Ausschnitt vergrößert wird, wird im Hintergrund der passende Ausschnitt mit der passenden Zoomstufe zusammengesetzt und nachgeladen. Sobald dieser fertig geladen ist, wird die gezoomte Ansicht ausgeblendet. Im Normalfall geschieht das alles so schnell, dass der Nutzer es kaum bemerkt.

Deutlich einfacher wurde das übrigens durch die Vector Maps, die dynamisch gerendert werden und nicht mehr nur aus stumpfen Bildern bestehen.

In Zukunft möchte man auch Animationen einfacher in die Karte bringen, so wie es sie schon einmal in Google Earth gegeben hat, wenn einer bestimmten Strecke gefolgt wurde. Wie das Aussehen könnte, seht ihr in obigem Video. Derzeit ist diese Technologie aber noch nicht in Maps integriert, verschafft zukünftig aber vielleicht noch mehr Möglichkeiten, um die gesamte Navigation noch weicher zu gestalten und auch solche Inhalte darzustellen, ohne nur die fertige Linie auf der Karte zu platzieren.

Und noch ein interessantes Detail am Rande: Die gesamte Weltkarte auf der höchsten Zoomstufe hat eine Auflösung von 500 Millionen Pixeln und verbraucht 25.000 Terabyte Speicherplatz. Viele weitere Details und Einblicke findet ihr im Blogbeitrag des Entwicklers. Angesichts dessen, wie wichtig Google Maps heute ist, fiel die damalige Ankündigung sehr wortkarg aus. Ihr findet sie hier .

» Die Einblicke des Entwicklers in Google Maps