Einführung
Geoinformation: Geoinformationen sind
Beschreibungen von Objekten und Sachverhalten mit Raumbezug.
Geodaten:
Geodaten
sind rechnerlesbare Objektdaten, die durch eine Position im Raum direkt oder
referenzierbar sind. Geodaten sind gekennzeichnet durch:
-
eine
Geometrie
-
eine
Topologie
-
Sachdaten
-
Regeln
zur Präsentation
Geobasisdaten: Geobasisdaten sind
grundlegende amtliche Geodaten, welche die Landschaft, die Grundstücke und
Gebäude im einheitlichen geodätischen Raumbezug anwendungsneutral beschreiben.
Sie werden durch die Vermessungsverwaltung der Länder erhoben, geführt und
bereitgestellt. Bsp: DLM, DGM
Geofachdaten: Thematische Daten mit
Raumbezug, der sowohl direkt (durch geographische Koordinate) oder indirekt
(z.B. durch Postleitzahlbezirk) gegeben sein kann. Sie werden aufgrund von
Fachgesetzen in den Verwaltungen der Länder und des Bundes geführt.
Metadaten: Metadaten sind „Daten
über Daten“. Sie beschreiben die Eigenschaften, Herkunft, Gültigkeit,
Genauigkeit usw. von Datensätzen auf unterschiedlichen Aggregationsebenen.
Geodatenbasis:
Metadaten
+ Geobasisdaten + Geofachdaten
Geodatenquellen:
-
Karten
aller Art
-
Existierende
Datenbestände
-
Informationssysteme
und Datenbanken
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Anwendung
von Geoinformationen:
-
Risikomanagement
à Risikokalkulation
-
Umwelt
à Umweltplanung,
Naturschutz
-
Wirtschaft
à Standortanalyse
-
Navigation
à Fahrzeugnavigation
durch globale Satellitennavigationssysteme (GPS, GLONASS, GALILEO)
-
Landwirtschaft
à
Präzisionslandwirtschaft
GDI: Bedeutung, Aufgaben, Strukturen
-
Bündelung
von Geoinformationsressourcen
-
Besteht
aus Geodatenbasis, Geoinformationsnetzwerken, Diensten und Standards
-
Kombiniert
2 Technologien:
1. Internet-Technologie
2. GIS
à
Aufgaben sind Management, Visualisierung, Prozessierung und Austausch von
Informationen
analoge
Informationssysteme:
-
Statistiken
-
Atlanten
-
Register
-
Kataloge
Digitale
Informationssysteme:
-
Bibliothek-IS
-
Bank-IS
-
Reise-IS
-
Wetter-IS
-
GIS
Die
Grundstruktur von GIS:
Definition: GIS ist ein
rechnergestütztes System, das aus Hardware, Software, Daten und Anwendungen
besteht. Mit ihm können raumbezogene Daten digital erfasst, gespeichert und
reorganisiert, modelliert und analysiert sowie alphanumerisch und graphisch
präsentiert werden.
Das
4-Komponenten- Modell von GIS
Strukturelle
Komponenten: Hardware, Software, Daten, Anwender
Funktionale
Komponenten: Erfassung, Verwaltung, Analyse, Präsentation
EVAP - Prinzip von GIS
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Verwaltung:
beinhaltet
die eingegebenen Daten in digitaler Form zu Verwalten und auch
Verarbeitungsschritte zu erlauben
Analyse: Analyse zur Gewinnung
von Daten
Präsentation:
Visualisierung
der Ergebnisse
Der
Raumbezug als Hauptmerkmal von GIS
-
Geodaten
liefern Informationen zur Lage und Form (Geometriedaten) von Geoobjekten auf
der Erdoberfläche (Raumbezug) und ihren nicht-geometrischen Merkmalen
(Sachdaten).
-
Der
Raumbezug wird durch 2D- oder 3D- Koordinaten hergestellt.
-
Bsp.
Raumbezogene Daten: DGM, Fernerkundungsdaten, topographische Daten
Repräsentationen
raumbezogener Daten
1. unregelmäßig erfasste
Punktdaten
2. regelmäßig erfasste
Punktdaten
3. Konturlinien
4. Polygone
5. Raster (Grid)
6. Dreiecksnetz (TIN)
Internet-GIS/Web-GIS
-
Web-GIS
Anwendungen basieren auf der Client-Server-Architektur.
-
Der
Datentransfer zwischen Server und Client erfolgt über das Hyper Text Transfer
Protokoll (http)
Probleme: - eingeschränkte GIS-Funktionalität
- große Vielfalt an
diffus verteiltem heterogenem Datenmaterial
- Mangel an tatsächlich brauchbaren
flächenbezogenen Daten in sinnvollen Maßstabszahlen
- noch nicht hinreichend aufgebaute
Metadateninformationssysteme und Navigationshilfen zur Unterstützung der
Datenrecherche
Andere
Systeme zur Darstellung räumlicher Objekte und Sachverhalte
Kartiersysteme
Merkmale:
-
Erfassung, Verwaltung
und Präsentation als Komponenten
-
Eingeschränkte
Permanentdatenhaltung
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-
Wenig
beschreibende Daten
-
Primärziel
ist die zeichnerische Darstellung
CAD – Systeme
(Computer Aided Design)
Merkmale:
-
Erfassung,
Verwaltung, Analyse und Präsentation als Komponenten
-
Erweiterte
Datenmodellierung
-
2-
und/oder 3- dimensional
-
eher
Vektororientiert
-
hohe
Interaktivität
Verarbeitung von Geoobjekten in GIS
Definition: Ein Geoobjekt ist
eine auf einen räumlichen Abschnitt physisch, geometrisch oder begrifflich
begrenzte Einheit der realen Welt, die hinsichtlich ihrer Geometrie, Topologie
und Thematik gegenüber anderen Geoobjekten unterschieden werden kann.
Die
eindeutige Zuordnung der thematischen und geometrischen Daten zu einem
individuellen Objekt wird über den Objektidentifikator (ID) gewährleistet.
Raumbezug von Geoobjekten
Der Raumbezug kann in
Abhängigkeit vom Anwendungszweck auf unterschiedliche Weise hergestellt werden:
1. Primäre Metrik: über die Angabe von
2- oder 3-dimensionalen Koordinaten, denen ein definiertes Bezugssystem und
eine primäre Metrik zugrunde liegt (Angaben hinsichtlich der Genauigkeit der
Daten).
2. Sekundäre Metrik: In Bereichen, in denen
eine metrisch exakte Abbildung der Objektgeometrie nicht erforderlich ist,
beruht der Raumbezug auf einer schwächer definierten sekundären Metrik.
Bsp: Kennziffern, Namen, Adressen
Abbildung und Modellierung von Geoobjekten:
Geometrie
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-
Die
Geometrie eines Objektes kann in Vektor- oder in Rasterform beschrieben und
abgebildet werden.
Die geometrischen Dimensionen von Geoobjekten
-
Zweidimensional
(2D): x,y Koordinaten (Planimetrie); Keine Höhenangaben
-
Zwei
plus eindimensional (2D+1D): Planimetrie ist durch ein DGM ergänzt
-
Zweieinhalbdimensional
(2,5D): Höhe z kommt hinzu
-
Dreidimensional
(3D): x,y,z Koordinaten; exakte räumliche Beschreibung möglich
-
Vierdimensional
(4D): Zeitparameter z kommt hinzu
Koordinatensysteme
Die Koordinaten eines
Objekts definieren seine Lage auf der Erdoberfläche. Sie basieren auf der
Abweichung von einem exakt definierten Ort (Koordinatenursprung)
1.
Rechtwinklige (kartesische) Koordinaten:
bilden
die zentrale Grundlage für die Darstellung von Geoobjekten in GIS und ist
festgelegt durch:
-
Einen
Koordinatenursprung (Datum)
-
2
bzw. 3 Koordinatenachsen, die im rechten Winkel (orthogonal) zueinander stehen
und sich im Koordinatenursprung schneiden
-
einer
Drehrichtung (linksdrehend (mathematisch), oder rechtsdrehend (geodätisch))
-
Koordinaten
eines Punktes als Koordinatenpaar (x,y) oder als Koordinatentripel (x,y,z)
Unterschied zwischen mathematischem und
geodätischem Koordinatensystem
Mathematisch:
-
positive
y-Achse zeigt nach Norden
-
positive
x-Achse zeigt nach Osten
-
linksdrehend
|