Klaus Horn, UniK, GIS-Einsatz
Einsatz Geografischer Informationssysteme
Informationen für die Ausbildung
GIS_Typisierung : Typisierung der in GIS genutzten Daten
Systematik nach Saurer, Behr : Geografische Informationssysteme - Eine Einführung
Im Zusammenhang mit geographischen Informationssystemen handelt es sich um Daten über:
- die Geometrie einer Erscheinung auf der Erdoberfläche
- die (nicht-geometrischen) Eigenschaften dieser Erscheinung
- die Prozesse, die zu der festgestellten Ausprägung der
Erscheinung führten
- die zeitliche Gültigkeit dieser Erscheinung oder der Prozesse
[1] Geometriedaten
[1.1] Der Raum : Diskretum und Kontinuum
- Beispiel für Kontinua :
die natürliche Umwelt ist in vielen Fällen ein Kontinuum (Höhenlage der
Erdoberfläche, Temperatur); selbst ein Waldrand ist in entsprechend
großmaßstäblicher Betrachtung keine Linie, sondern ein kontinuerlicher
Übergang bez. Beschattung, Wind, Artenzahl.
- Beispiele für Diskreta :
insbesondere aus der nicht-physischen Umwelt: Grenzen von Flurstücken, Gemarkungen,
Gemeinden, Staaten; Gebäude
- ob eine Erscheinung als Kontinuum oder Diskretum zu betrachten ist, ist sehr oft
eine Frage des Maßstabes
- Abbildung einer kontuierlichen Oberfläche durch
(a) Netz regelmäßig verteilter Rasterpunkte
(b) unregelmäßig verteilte Einzelpunkte
(c) Isolinen als Vektoren (z.B. Höhenlinien)
(d) Dreiecksvermaschung (TIN=triangulated irregular network)
(e) Polygone als Gattungsflächen:
polygonal begrenzte Gebiete werden einzelen Klassen zugeordnet, um Werte des
Kontinuums zusammenzufassen (z.B. Landnutzung : Siedlung, Wald, Gewässer).
Hierbei grenzen die Teilflächen aneinander.
[1.2] Die Darstellung des Raumes in einem GIS
In GIS existieren verschiedene Modelle zur Speicherung des Raumbezuges; sie entsprechen den
Verfahren zur Diskretisierung der Erdoberfläche.
Vektordaten
Der Lagebezug wird durch Koordinatenangaben angegeben:
ein Punkt durch (x,y,z) für (Rechtswert, Hochwert, Höhe),
eine Linie durch eine Folge von Punkten,
eine Fläche durch eine geschlossene Linie.
Somit wird die Erdoberfläche durch eine Folge gerichteteter Strecken ( Vektoren )
beschrieben.
Komplexe geometrische Erscheinungen werden durch Netzstrukturen (Knoten und Kanten)und planare Graphen
wiedergegeben; hierbei wird
auch die Topologie (Informationen zur gegenseitigen Lage von Objekten) mit erfasst.
Rasterdaten
Der Raum wird in Elemente bestimmter Größe unterteilt (in der Regel Quadrate).
Eignung von Vektor- und Rasterdaten
zur Darstellung und zur Analyse von Oberflächeneigenschaften.
Zusammenfassung : Das Vektormodell ist die ideale Datenstruktur für die Erfassung von Karten
und Plänen mit einem hohen Anspruch an die Präzision der Koordinatenangaben. Das Rastermodell
ist wesentlich besser für Analysen geeignet, die den Raum als Kontinuum betrachten
und Modelle von Prozessen in diesem Kontinuum nutzen und entwickeln.
Somit haben beide Datenmodelle jeweils spezifische Vorteile.
[2] Sachdaten
Sachdaten (synonym : Attribute, Merkmale, Eigenschaften) sind die Grundlage für die
Untersuchung, Bewertung und Prognose aller natürlichen und gesellschaftlichen Prozesse.
In einem GIS sind solche Sachdaten von besonderem Interesse, die mit einem Raumbezug verknüpft
sind.
Sachdaten werden in einem Vektordatenmodell in einer Datenbank verwaltet, wobei der Bezug
zur Geometrie des Objektes durch einen eindeutigen Identifikator sichergestellt ist.
Bei Rasterdaten entspricht der Attribut-Wert in der Regel dem Wert der Rasterzelle
(z.B. Klassennummer).
[3] Zeit
Ähnlich wie das Kontinuum Raum ist auch das Kontinuum Zeit zu behandeln. Aus
Gründen der Vereinfachung werden jedoch in der Regel einfache
Aneinderreihungen von Zuständen zu bestimmten Zeitpunkten betrachtet.
[4] Prozesse
Prozesse als zeitliche Änderungen von rämlichen Mustern; Modelle zur
Simulation der Abläufe im Raum-Zeit-Kontinuum als Werkzeuge zur Prognose.
Klaus Horn
01.10.2004
horn.gis@uni-kassel.de