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1 Grundlagen der Geoinformation Einleitung, Begriffe, Einteilungen

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Inhalt
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Grundlagen der Geoinformation
Einleitung, Begriffe, Einteilungen
Univ.Univ.-Prof. Dr.Norbert Bartelme
Einleitung, Rahmen, Begriffswelt
Räumliches Denken und Modellierung
Geodaten: Objekte, Geometrie, Semantik
(Geodatenquellen, Erfassungsmethoden)
Analysemethoden im Überblick
Visualisierung von Geoinformation
Zusammenfassende Evaluierung
norbert.bartelme
@tugraz.at
norbert.bartelme@
tugraz.at
www.geoinformation.tugraz.at
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
Grundlagen der Geoinformation, TU Graz, WS 2007/08
Einleitung, Rahmen, Begriffe
Was ist Information?
informare (lat.) =
(wörtlich) "eine Gestalt geben, formen,
(im übertragenen Sinn) bilden, unterrichten"
Information =
"Auskunft, Nachricht, Aufklärung, Belehrung"
(laut Brockhaus)
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
3
2
Einleitung: Begriffe
• Information resultiert, wenn auf eine konkrete
Frage eine Antwort gegeben wird, die das
Verständnisniveau der/des Fragenden erhöht
und sie/ihn befähigt, einem bestimmten Ziel
näher zu kommen.
• Informatik = Wissenschaft vom Wesen und der
Funktion von Information, ihrer Verarbeitung
sowie der Anwendung informationsverarbeitender Systeme
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
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1
Einleitung: Begriffe
Ein Beispiel
• Geoinformation (GI) ist jene Art von Information, bei
welcher der orts-, lage- und raumbezogene Charakter im
Vordergrund steht.
Wo ist die
Steyrergasse?
gegeben:
Thematik
(Straß
Straßenname)
enname)
gesucht:
Geometrie
• Geodaten sind das Abbild von Geoinformation am
Computer, am Schirm, in Datenbanken.
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
www.viamichelin.com
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Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
Ein Beispiel
6
Geometrie und Thematik
Welches Gebäude
ist dies?
Zwei Standbeine von GI
gegeben: Ort
(Position des
Cursors)
gesucht:
Thematik
Id
Name
Klasse Länge Spuren
km/h Geometrie
#12
Hauptstraße
Gem
740
2
30
X1,Y1,
X2,Y2,
…
#98
Mozart- Gem
gasse
438
2
50
…
(m)
www.viamichelin.com
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
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Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
8
2
Information und Daten
Sender:
Empfänger:
Information
Information
(Formalisierung)
(Rekonstruktion)
Daten
Daten
(Transfer)
Information und Wissen
(kombinieren,
vergleichen,
lernen)
Wissen
Information
(Formalisierung)
Daten
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
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Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
Anwendungsschema:
Anwendungsschema:
Modellierung und Daten
10
Geoinformatik und Geomatik
• Geoinformatik:
Wissenschaft vom Wesen und der Funktion der GI (Geoinformation), ihrer Verarbeitung in Form von Geodaten
sowie der Anwendung von Geoinformationssystemen GIS
siehe http://www.geoinformatik.uni-rostock.de/einzel.asp
• Geomatik:
umfasst Technologien und Dienste rund um die Erfassung,
Verwaltung, Analyse und Verbreitung von Geoinformation
und bietet dadurch die Grundlage für Entscheidungen
siehe http://www.geomatik.ch/Demo/DemoD.htm
http://www.adv-online.de/
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
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Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
12
3
Einbettung der GI
GeoGeoWissenschaften
Systeme
• System = Anordnung von aufeinander
abgestimmten Komponenten
IngenieurIngenieurWissenschaften
Kartographie
• Informationssystem (IS) = System aus Hardware,
Software, Datenbausteinen und Methoden, das
den Menschen bei der Informationsgewinnung
unterstützt
GrundlagenGrundlagen-W.
• Geoinformationssystem (GIS, Geographisches
Informationssystem) = Sonderform eines IS, in dem
der Raumbezug eine besondere Rolle spielt
GI
KognitionsKognitions-W.
Wirtschaft, Recht
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
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Definition eines GIS
14
Definition eines GIS
www.esri.com/getting_started/index.html
A GIS is a system for
management,
analysis,
and display of geographic knowledge,
which is represented using a series of information
sets such as
maps and globes,
geographic data sets,
processing & work flow models,
data models,
and metadata.
Wo ist die Steyrergasse?
Was ist das für ein Gebäude?
Wie weit, wie hoch, wofür, ...
"A geographic information system (GIS) is
a computer-based tool for mapping and
analyzing things that exist and events that
happen on earth."
www.esri.com/library/gis
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
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Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
16
4
Definition eines GIS
Definition eines GIS
Ein GIS dient der Erfassung, Speicherung,
Analyse und Darstellung aller Daten, die
einen Teil der Erdoberfläche und die
darauf befindlichen technischen und
administrativen Einrichtungen sowie
geowissenschaftliche, ökonomische
und ökologische Gegebenheiten
N. Bartelme: Geoinformatik.
beschreiben.
Modelle, Strukturen,
Funktionen. 4.Auflage,
Springer-Verlag.
Berlin Heidelberg 2005
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
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Definition eines GIS
(GeoGeo-)Informationssystem
AnwenderAnwenderfunktionen
(GeoGeo-)Datenbank
•dfA
DBDBVerwaltung
(GeoGeo-)Daten
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Definition eines GIS
Was ist ein Geoinformationssystem (GIS)?
Was ist ein Geoinformationssystem (GIS)?
• A system for capturing, storing, checking,
manipulating, analyzing and displaying data
which are spatially referenced to the Earth
• An automated set of functions that provides
professionals with advanced capabilities for the
storage, retrieval, manipulation and display of
geographically located data
• A special case of information systems where the
database consists of observations on spatially
distributed features, activities or events, which are
definable in space as points, lines and areas
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
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• A decision support system involving the
integration of spatially referenced data in a
problem-solving environment
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
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5
Geodaten: Modelle der
Realwelt
Definition eines GIS
GIS kann sein:
Layer: Verschiedene thematische Sichten der Welt
Spezialform einer Datenbank:
Geodatenbank
Standorte
Verkehrswege
Bestand
Gelände
Landbedeckung
Spezialform einer Visualisierung:
Geovisualisierung
Toolbox, die aus Geodaten
weitere solche erzeugt:
Geoprocessing
www.gis.com
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
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www.gis.com
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
Arten von Geoinformation
• Geoinformation (GI) im engeren
Sinn (geometrisch definierte und
semantisch klassifizierte und
attributierte Objekte)
• zugeordnete Sachdaten
• zugeordnete Multimedia-Daten
(Bilder, Video, Audio,
Datenbanken, ...
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
Beispiele für
Sachdaten?
Multimedia?
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22
Arten von Geoinformation
•
•
•
•
•
•
•
Topographie
Infrastruktur
Ressourcen
Nutzung
Klima
Ökologie
...
•
•
•
•
•
•
•
Kataster
Verkehr
Leitungen
Projekte
Wirtschaft
Statistik
...
siehe auch den Geodatenkatalog des Landes Steiermark
auf www.gis.steiermark.at
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
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6
Funktionalität (GI(GI-Methoden)
(Mensch)
Problemdefinition
Interpretation
(Maschine)
Erfassen
Präsentieren
Verändern
Analysieren
Strukturieren
Gestalten
Transformieren
Vergleichen
Konstruieren
Berechnen
Archivieren
Abfragen
Verwalten Prüfen Sichern
Modellierung
Lösung (Methoden)
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
Funktionalität
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Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
GIGI-Funktionalität - Beispiele:
•…
•…
•…
•…
•…
•…
•…
• ...
GISGIS-Schwerpunkte
ErfassungsErfassungssystem
AnalyseAnalysesystem
VerwaltungsVerwaltungssystem
Siehe Präsentationen
der Studierenden!
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
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AbfrageAbfragesystem
27
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
PräsentationsPräsentationssystem
28
7
Erfassungssystem
Erfassungssystem
Orthophoto-Datenbank
Mobile
Geodatenerfassung
schwarzweiß - farbig
Digitale Landkarte 1:50000
DKM- digitale Katastralmappe
BEV Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen
www.bev.gv.at
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
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www.geomatik.ch
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
Abfragesystem
30
Analysesystem (1)
Kommunale
Abfrage
Stromleitungen und
Hausanschlüsse
Sanierungsprioritäten
eines Kanalnetzes
Steuern
Bauzustand
Info für Makler
und
Versicherung
www.esri.com
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
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www.esri.com
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
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8
Analysesystem (2)
Analysesystem (3)
Luftbild überlagert mit Parzellen und Anbauarten
Lärmkarten
www.esri.com
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
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www.raaba.at
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
Präsentationssystem
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WebGIS & GeoBrowser (1)
• Vom Bild zur
Information
• Von der
Information
zum Bild
earth.google.de
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
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Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
9
WebGIS & GeoBrowser (2)
Historische Entwicklung
Seit jeher abstrahiert
und kommuniziert der
Mensch sein Verstehen der Welt über
Sprache, Schrift, Bild.
Projekt
Landnutzungs
kartierung
GIS & Remote
Sensing
Applications,
Nun: Digital enabling
TU Graz,
SS 2007
Spatial enabling
www.esri.com/software/arcgis
/concepts/intelligent.html
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
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Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
Historische Entwicklung
•
•
•
•
•
bis 1975:
1970 – 1985:
1982 – 1990:
ab 1988:
ab 1995:
Zeit der Pioniere
Zeit der Behörden
Zeit der Firmen
Zeit der Nutzer
Internet
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
Ausgangspunkte
"Karten und Pläne
digital machen"
Wichtige inzwischen hinzugekommene Aspekte:
Offene Systeme
Betonung von Infrastrukturen und Services
Spatial Enabling
UBGI (ubiquitous GI)
(Semantik
kommt
hinzu)
39
38
"Informationen georeferenzieren"
Geoinformation
Geodaten
GIS
Bartelme: Grundlagen der Geoinformation TU Graz
(Geometrie
kommt
hinzu)
40
10
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