Inhalt II

Inhalt   

1  Einführung  1

2  AufbaueinesGeoinformationssystems  2

2.1  TaxonomievonGIS.  2

2.1.1  Rauminformationssystem(RIS)  3

2.1.2  UmweltInformationssystem(UIS)  3

2.1.3  Bodeninformationssystem(BIS)  4

2.1.4  Netzinformationssystem(NIS)  4

2.1.5  Fachinformationssystem(FIS)  4

2.1.6  TopographischesInformationssystem(TIS)  4

2.1.7  Landinformationssystem(LIS)  5

2.1.8  KommunalesInformationssystem(KIS)  5

2.2  AbgrenzungvonGISgegenüberanderenSystemen.  5

3  GeschichtlicheEntwicklungvonGeoinformationssystemen  7

3.1  ZeitderPioniere  7

3.2  ZeitderBehörden  8

3.3  ZeitderFirmen  8

3.4  ZeitderNutzer  8

3.5  ZeitdesoffenenMarktesundderGeoinformation  8

4  GeoDatenmodell  9

4.1  DatentypenderGeodaten  11

4.1.1  TopologischeVerweise.  11

4.1.2  Sachdaten.  11

4.1.3  GeometrischeDarstellung.  11

4.1.3.1  Vektordaten  11

4.1.3.2  Rasterdaten  13

4.2  Geometriemodelle  13

4.2.1  DigitalesHöhenmodell  14

4.2.2  Vektormodell.  14

4.2.3  Rastermodell  14

4.3  Geoobjekte,AbstraktionräumlicherEntitäten.  14

4.4  GeometrischeDimension  15

Inhalt III

5  Software  16

5.1  FunktioneinesGIS.  16

5.1.1  Abfrage,SelektionundVisualisierung  16

5.1.2  BearbeitenderGeodaten.  16

5.1.3  ImportvonGeodaten.  16

5.1.4  Automatisierung.  17

5.2  OpenSourceAnwendungen  17

5.3  KommerzielleAnwendungen  18

6  Fazit  19

Abk  ürzungsverzeichnis  21

Abbildungsverzeichnis.   23

Tabellenverzeichnis   25

Literaturverzeichnis   26

1 Einführung

Das Wissen über geographische Informationen ist in zivilen wie militärischen Bereichen wichtig.KriegewurdengewonnenweilmandasbesseretopografischeWissendesGebietes hatte,abergenausowichtigistesfürdieStadtH/Landplanung,genaueKartenzubesitzen. Im modernen Informationszeitalter werden dafür Geoinformationssysteme (GIS) genutzt. HeutefindetmanvielefreiesowiekommerzielleAnwendungenvongeographischenDaten (Geodaten)wieNavigationssysteme,GoogleEarthoderArcGIS.

In einem GIS werden Daten zu geographischen Informationen (aus lat. informare = durch Unterweisungbilden,unterrichten)erfasst,gespeichert,modelliertundausgegeben.

Da GIS seit über 50 Jahren genutzt werden und aus dem modernen Leben nicht mehr wegzudenkensind,isteinÜberblicküberdenAufbauunddieGeschichtevonGISdasZiel dieserAusarbeitung.

¹ (Mitchelll,Emde,&Christl,2008)Seite378

2 AufbaueinesGeoinformationssystems

Ein GIS ist in zwei Eben aufgeteilt, die Technologische und die Prozessuale Ebene. Die Technologische Ebene besteht aus der Hardware, der Software (Anwendung) und den Daten.DieDatensindhierbeidiewichtigsteundteuersteKomponente.DieHardwarehat eine Lebensdauer von 3H5 Jahren, da hohe Performanceanforderungen gestellt werden. Diese Anforderung ergibt sich wegen der großen Datenmenge und der grafischen AufbereitungderDaten.DieLebensdauerderSoftwareliegtbei7H15Jahren,diederDaten beträgt25H70Jahre. ²

DieProzessualeEbenesetztsichmitdenAufgabenundFunktioneneinesGISauseinander. BeieinemGISdrehtsichallesumdieGeoDaten.Diesemüssenerfasst,verwaltet,analysiert undpräsentiertwerden.DieErfassungderDatenkanndurcheinenImportvonDatenoder einer manuellen Eingabe erfolgen. Verwaltet werden die Daten in einer Datenbank (DB), heute meist in einer relationalen DB. Bei der Analyse werden die Daten meistens nach Auffälligkeiten überprüft oder sie werden nach vorher festgelegten Kriterien zusammengefasst. Die Daten werden meist grafisch aufbereitet präsentiert, da so die Informationleichterzuerfassensind.

2.1 TaxonomievonGIS

² Vgl.(Linder,1999)Seite5 ³ Vgl.(Bauhuber,2006)Seite13

EineTaxonomie(vongriechischtáxis=Ordnung,Hnómos=Gesetz)vonGISistnurschwer möglich,dainderFachliteraturdieBegriffenichteinheitlichabgegrenztsind.DieGrenzen zwischendenverschiedenInformationssystemensindfließend.EinemöglicheOrdnungist inAbbildung3dargestellt.

2.1.1 Rauminformationssystem(RIS)

Ein Informationssystem für raumbezogene Daten (engl. Spatial Data) nennt man Rauminformationssystem.DieraumbezogenenInformationensinddirektoderindirekt,wo bei sich direkte raumbezogene Daten auf die Geometrie beziehen. Ergänzende indirekte Informationen (z.B. Bevölkerungsdichte) werden diesen dann zugeordnet. Die Hauptaufgabe eines RIS ist Unterstützung der Entscheidungsfindung wie bei vielen Informationssystemen.RaumbezogeneInformationkannmanwiederingeographischeund nichtgeographischeaufteilen.

2.1.2 UmweltInformationssystem(UIS)

Ein GIS, das um Umweltinformationen ergänzt wurde, nennt man Umwelt Informationssystem.DaessehrvieleverschiedeneUmweltinformationengibt,bestehtein UIS meist aus mehreren Fachinformationssystemen (FIS). Die Anwendungen eines UIS befassensichmit

N RadioaktiverBelastung

N Biotopkartierung

N Gewässerschutz

N ErfassungvonToxinen

⁴ EigeneDarstellung

N Abfallverwertung

N usw.

UISwerdeninöffentlichenVerwaltungenundForschungseinrichtungenebensoeingesetzt wieinderWirtschaft. ⁵

2.1.3 Bodeninformationssystem(BIS)

In einigen Bundesländern in Deutschland ist der Einsatz von Bodeninformationssystemen gesetzlich vorgeschrieben. In Bayern wird beim Landesamt für Umwelt ein BIS geführt ⁶ . „Das Bodeninformationssystem umfasst … Daten aus Untersuchungen über die physikalische, chemische und biologische Beschaffenheit des Bodens, die Daten … Bodendauerbeobachtungsflächen und der … Bodenprobenbank sowie deren Auswertung undsonstigegeowissenschaftlicheDatenundErkenntnisse“ ⁷

BISsindwieUISoftinFISaufgeteilt,dainterdisziplinäreInformationenverarbeitetwerden. In Deutschland werden unter dem Begriff Boden alle Bereiche der Erdoberfläche verstanden.

2.1.4 Netzinformationssystem(NIS)

Netzinformationssysteme werden bei VerH und Entsorgungsunternehmen eingesetzt, um die Betriebsmitteldaten zu verwalten, zu erfassen und zu analysieren. Die Informationen beziehen sich auf die Netzwerktopologie des Unternehmens. Die Hauptaufgabe ist die geometrischeundgraphischeDokumentationdesLeitungsbestandes. ⁸

2.1.5 Fachinformationssystem(FIS)

Eine Sonderstellung nehmen Fachinformationssysteme ein, denn sie sind oft Bestandteil andererGIS.FISergänzenraumbezogeneInformationenmitDatenauseinerFachdisziplin. DieseSpezialanwendungensindoftnuraufeinGebieteinerFachdisziplinzugeschnitten.

2.1.6 TopographischesInformationssystem(TIS)

Bei einem Topographischen Informationssystem steht der geodätische Raumbezug im Vordergrund. In Deutschland ist als TIS das Amtliche TopographischHKartographische Informationssystem (ATKIS) im Einsatz. Zu den Aufgaben von ATKIS gehören die Bereitstellung aktueller topgraphischer Daten für GISHAnwendungen und die Herstellung vonaktuellentopographischenKarten. ⁹

⁵ Vgl.(Berendsohn,Häuser,&Lampe,1999)

⁶ (Juris,1999)BayBodSchGArt.7

⁷ (Juris,1999)BayBodSchGArt.8

⁸ Vgl.(GeoinformatikHService:Lexikon,2007)

⁹ Vgl.(Hake,Grünreich,&Meng,2002)Seite409ff.

2.1.7 Landinformationssystem(LIS)

Ein Landinformationssystem ging in Deutschland aus dem digitalen Kataster hervor. Ein KatasterbeinhaltetFlurstücke,beidiesenhandeltessichumamtlichvermesseneTeileder Erdoberfläche. Somit enthält ein LIS vornehmlich Basisdaten. Die Daten eines LIS beschäftigen sich mit Daten auf LandesH oder Bundeslandebene. In Deutschland ist dies heute das Amtliche LiegenschaftskatasterHInformationssystem (ALKIS). Wobei man beachtenmuss,dassALKISnochnichtvollständigumgesetztistundteilweisenochausden einzelnen Komponenten Automatisiertes Liegenschaftsbuch (ALB) und Automatisierte Liegenschaftskarte(ALK)besteht. ¹⁰

2.1.8 KommunalesInformationssystem(KIS)

KommunaleInformationssystemebekommenihreBasisdatenausdemübergeordnetenLIS. Diese Daten werden durch verschiedene Layer ergänzt. Diese Layer enthalten InformationenfürdieverschiedenAnwendungeneinesKIS.KISAnwendungensind:

N Liegenschaftsauskunft

N WasserHundKanalkataster

N Bebauungsplan

N Flächennutzungsplan

N Biotopkataster

N BaulückenHundBrachflächenkataster

N Jagdkataster ¹¹

2.2 AbgrenzungvonGISgegenüberanderenSystemen

Heute ist eine Abgrenzung schwierig, da die Systeme auf den gleichen ITHTechniken aufbauen. Die Systeme haben funktional integrierte GIS Komponenten und sind somit an der Grenze zu einem GIS oder gehören schon dazu. Dadurch werden die Systeme immer konvergenter. Die Basiskonzepte von Datenbanksystem (DBS), Computer Aided Design (CAD) und Kartographiesystem werden in der Tabelle 1 bis Tabelle 3 mit einem GIS verglichen.

EinDBSbestehtauszweiKomponenten,einemDatenbankmanagementsystem(DBMS)und der DB. DasDBMS verwaltet die Daten die in der DB gespeichert sind. Die Hauptfunktion desDBMSsindAbfragen,Speichern,EinfügenundÄndernvonDaten.

¹⁰ Vgl.(AdV,ALKIS)

¹¹ Vgl.(Baier,2008)Seite10ff.