Das Wissen über geographische Informationen ist in zivilen wie militärischen Bereichen
wichtig. Kriege wurden gewonnen weil man das bessere topografische Wissen des Gebietes
hatte, aber genauso wichtig ist es für die Stadt‐/ Landplanung, genaue Karten zu besitzen.
Im modernen Informationszeitalter werden dafür Geoinformationssysteme (GIS) genutzt.
Heute findet man viele freie sowie kommerzielle Anwendungen von geographischen Daten
(Geodaten) wie Navigationssysteme, GoogleEarth oder ArcGIS.
Abbildung: Ägyptische Landkarte aus der Zeit 1160 v. Chr.
In einem GIS werden Daten zu geographischen Informationen (aus lat. informare = durch
Unterweisung bilden, unterrichten) erfasst, gespeichert, modelliert und ausgegeben.
Da GIS seit über 50 Jahren genutzt werden und aus dem modernen Leben nicht mehr
wegzudenken sind, ist ein Überblick über den Aufbau und die Geschichte von GIS das Ziel
dieser Ausarbeitung.
[...]
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung
2 Aufbau eines Geoinformationssystems
2.1 Taxonomie von GIS
2.1.1 Rauminformationssystem (RIS)
2.1.2 Umwelt Informationssystem (UIS)
2.1.3 Bodeninformationssystem (BIS)
2.1.4 Netzinformationssystem (NIS)
2.1.5 Fachinformationssystem (FIS)
2.1.6 Topographisches Informationssystem (TIS)
2.1.7 Landinformationssystem (LIS)
2.1.8 Kommunales Informationssystem (KIS)
2.2 Abgrenzung von GIS gegenüber anderen Systemen
3 Geschichtliche Entwicklung von Geoinformationssystemen
3.1 Zeit der Pioniere
3.2 Zeit der Behörden
3.3 Zeit der Firmen
3.4 Zeit der Nutzer
3.5 Zeit des offenen Marktes und der Geoinformation
4 GeoDatenmodell
4.1 Datentypen der Geodaten
4.1.1 Topologische Verweise
4.1.2 Sachdaten
4.1.3 Geometrische Darstellung
4.1.3.1 Vektordaten
4.1.3.2 Rasterdaten
4.2 Geometriemodelle
4.2.1 Digitales Höhenmodell
4.2.2 Vektormodell
4.2.3 Rastermodell
4.3 Geoobjekte, Abstraktion räumlicher Entitäten
4.4 Geometrische Dimension
5 Software
5.1 Funktion eines GIS
5.1.1 Abfrage, Selektion und Visualisierung
5.1.2 Bearbeiten der Geodaten
5.1.3 Import von Geodaten
5.1.4 Automatisierung
5.2 Open Source Anwendungen
5.3 Kommerzielle Anwendungen
6 Fazit
Zielsetzung & Themen
Das primäre Ziel dieser Arbeit ist es, einen fundierten Überblick über den strukturellen Aufbau sowie die historische und technologische Entwicklung von Geoinformationssystemen (GIS) zu geben. Dabei wird untersucht, wie geographische Daten erfasst, gespeichert und verarbeitet werden.
- Taxonomie und Systematisierung verschiedener Geoinformationssysteme
- Historische Einordnung der Entwicklung von GIS in fünf Phasen
- Theoretische Grundlagen der GeoDatenmodellierung
- Technologische Basisfunktionen und Anwendungsbereiche von GIS-Software
Auszug aus dem Buch
4.1 Datentypen der Geodaten
Unter Datentyp wird nicht der Datentyp in der Datenbank verstanden, sondern um welche Art von Geodaten es sich handelt. Die Geodaten (englisch spatial data) lassen sich aufteilen in topologische Verweise, Sachdaten und geometrische Darstellung. Topologische Verweise, Vektordaten und Rasterdaten sind die Datentypen aus denen die Geobasisdaten bestehen. Gefachdaten werden aus den Sachdaten und zum Teil aus den beiden anderen Datentypen gebildet. Alle Geodaten haben einen Raumbezug. Zu den Geodaten kommen noch die Graphikdaten hinzu, welche die Darstellungsart der Geoobjekte enthalten. Unter Darstellungsart ist zu verstehen, wie ein Objekt bei Auswahl einer bestimmten Thematik auf dem Ausgabegerät dargestellt wird.
4.1.1 Topologische Verweise
Als Topologische Verweise bezeichnet man die topologischen Beziehungen von Objekten zueinander. Die Grundlage bildet der topologische Raum der Mengentheorie, dort werden Beziehungen von Mengen definiert. Eine der wichtigen Informationen topologischer Verweise ist die Nachbarschaft von Objekten zueinander. Diese Nachbarschaft ist nicht im strengen Sinne räumlich zu betrachten. Hier unterscheidet man z.B. auch, welche Objekte sich von diesem Objekt in einer bestimmten Zeit erreichen lassen (Verkehrsnetz).
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einführung: Diese Einleitung beleuchtet die Bedeutung geographischer Informationen in zivilen und militärischen Bereichen und definiert den Begriff des Geoinformationssystems.
2 Aufbau eines Geoinformationssystems: Das Kapitel erläutert die technologische und prozessuale Struktur von GIS und nimmt eine taxonomische Einordnung verschiedener Fachsysteme vor.
3 Geschichtliche Entwicklung von Geoinformationssystemen: Der historische Werdegang der GIS wird in fünf spezifische Phasen unterteilt, von der Zeit der Pioniere bis hin zum offenen Markt der Geoinformation.
4 GeoDatenmodell: Hier werden die theoretischen Grundlagen der Modellierung, einschließlich Datentypen, Geometriemodelle und Abstraktionsschritte bei räumlichen Entitäten, detailliert beschrieben.
5 Software: Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die Kernfunktionen eines GIS und vergleicht Open Source Lösungen mit kommerziellen Softwareangeboten.
6 Fazit: Die Schlussbetrachtung resümiert die Entwicklung der GIS und den Wandel von Geodaten vom Experten- zum Massenmarkt.
Schlüsselwörter
Geoinformationssysteme, GIS, Geodaten, Raumbezug, GeoDatenmodell, Vektordaten, Rasterdaten, Topologie, Software, Kartographie, Abstraktion, Geometrie, Datenmanagement, Open Source, Geoinformatik.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit bietet einen umfassenden Überblick über Geoinformationssysteme, deren technischen Aufbau, ihre geschichtliche Entwicklung und die grundlegenden Konzepte der Geodatenverarbeitung.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die zentralen Felder umfassen die Systematisierung verschiedener GIS-Typen, die theoretische Modellierung von Geodaten sowie die funktionale Analyse von GIS-Software.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, den Aufbau und die historische Evolution von Geoinformationssystemen nachvollziehbar zu erläutern und als Basis für das Verständnis moderner Anwendungen darzustellen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer Literaturanalyse, die technische Definitionen, historische Einteilungen nach Bartelme sowie Modelltheorien nach Stachowiak strukturiert zusammenfasst.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die technologische Struktur, die historische Entwicklung in fünf Phasen sowie die detaillierte Beschreibung von GeoDatenmodellen und Softwarefunktionalitäten.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zentrale Begriffe sind GIS, Geodaten, Raumbezug, Vektor- und Rasterdaten, Geometriemodelle sowie die Unterscheidung zwischen Open Source und kommerziellen Anwendungen.
Wie unterscheidet sich die Zeit der Pioniere von der Zeit des offenen Marktes?
Während die Zeit der Pioniere durch isolierte, individuelle Eigenentwicklungen (z.B. CGIS) geprägt war, zeichnet sich der offene Markt durch die breite Verfügbarkeit von Daten über das Internet und die Marktdominanz durch Anwendernachfrage aus.
Warum sind Geodaten laut dem Fazit der wichtigste Teil eines GIS?
Die Geodaten erweisen sich als der konstanteste Teil eines GIS, während Hardware- und Softwarekomponenten im Laufe der Jahrzehnte ständigen Wandlungen unterworfen waren, um den steigenden Detailanforderungen gerecht zu werden.
Was unterscheidet das Vektormodell vom Rastermodell in Bezug auf die Eignung?
Das Vektormodell eignet sich besonders für Kataster- und Vermessungsaufgaben sowie Netzinformationssysteme, während das Rastermodell seine Stärken in der Kartendarstellung und bei Ausbreitungssimulationen ausspielt.
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- Holger Weber (Author), 2008, Ein Überblick über Geschichte und Funktion von Geoinformationssystemen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/118921
