Die Revision der Ortsplanung der Gemeinde Messen (Kanton Solothurn, Schweiz) führte zum Entschluss als digitale Grundlage ein Geografisches Informationssystem zu verwenden.
Neben der Verwendung von Grundbuchdaten auf Vektorbasis wurden Satellitendaten und Orthofotos einbezogen, wodurch flächendeckende Daten erfasst und verarbeitet werden konnten. Mit Hilfe von Luftbildern aus den Jahren 1937, 1951 und 1997 konnten die Veränderungen der Kulturlandschaft im Limpachtal im Verlaufe der vergangenen Jahrzehnte dokumentiert werden. Als weitere Informationsquellen wurden Pläne der im Zeitraum des Zweiten Weltkriegs ausgeführten Melioration des Tales sowie eine aktuelle Bodenkarte aufgenommen. Das Informationssystem wurde erweitert durch das Naturinventar der Gemeinde Messen und durch ein auf Grundlage des Inventars der Kantonalen Denkmalpflege Solothurn erstelltes Ortsbildschutzinventar.
Die Verarbeitung der benötigten Grundlagedaten erstreckte sich von der Datenbeschaffung bis zum Aufbau des Informationssystems. Neben den bereits in analoger oder digitaler Form vorhandenen Informationen wurden zahlreiche Daten neu erstellt, wobei insbesondere die Luftbilder von 1997 und die Gebäudefotografien des Ortsbildschutzinventars zu erwähnen sind.
Für die weitere Verarbeitung mussten die analogen Luftbilder, Pläne und Inventare digitalisiert werden. Die Verwendung in einem Geografischen Informationssystem erforderte die Georeferenzierung aller raumbezogenen Daten auf dem Netz der schweizerischen Landeskoordinaten. Aus den Höhenkurven des digitalen Übersichtsplans wurde ein digitales Höhenmodell erstellt, das für die Orthorektifizierung der Luftbilder benötigt wurde. Die Rasterdaten wurden mit Hilfe der digitalen Bildverarbeitung für die Darstellung im Informationssystem optimiert.
In einem nächsten Arbeitsschritt wurden die Daten weiterverarbeitet und die verschiedenen im Informationssystem verwendeten Produkte erzeugt. Aus den Vektorebenen des digitalen Grundbuchplans wurden der Bauzonenplan, der Erschliessungsplan und der Übersichtsplan Naturkonzept der Gemeinde Messen als Datenebenen des Informationssystems erstellt. Aus den Orthofotos entstanden synthetische perspektivische Ansichten und Videosequenzen, die den Landschafts- und Siedlungswandel dokumentieren.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Einführung
1.2 Aufgabenstellung
1.3 Vorgehensweise
1.4 Gliederung der Arbeit
2 Untersuchungsgebiet
2.1 Einführung
2.2 Geografische Angaben
2.2.1 Naturräumliche Voraussetzungen
2.2.2 Wandel der Kulturlandschaft
2.2.3 Wirtschaftliche und soziodemografische Entwicklung
2.3 Abgrenzung des Untersuchungsgebiets
3 Aufbau des Informationssystems
3.1 Einleitung
3.2 Bestandteile von ArcView GIS
3.2.1 Übersicht
3.2.2 Projekte
3.2.3 Views
3.2.4 Themen
3.2.5 Tabellen
3.2.6 Layouts
3.2.7 Skripten
3.3 Aufbau des Informationssystems Messen/Limpachtal
3.4 Organisation der Daten
3.5 Genauigkeitsanforderungen
4 Theoretische Grundlagen
4.1 Einleitung
4.2 Kartografische Grundlagen
4.2.1 Koordinatennetz der offiziellen schweizerischen Karten
4.2.2 Grundbuchplan und Übersichtsplan
4.3 Digitale Bildverarbeitung
4.3.1 Einleitung
4.3.2 Geometrische Entzerrung
4.3.3 Radiometrische Korrekturen
4.3.4 Bildverbesserungen
4.4 Geografische Informationssysteme
4.4.1 Einleitung
4.4.2 Definitionen
4.4.3 Eigenschaften Geografischer Informationssysteme
4.4.4 Darstellung von Raster- und Vektordaten
4.4.5 Geocodierung
5 Grundlagedaten
5.1 Einleitung
5.2 Übersichtsplan 1:10000
5.3 Luftbilder
5.4 Spot-pan-Szene
5.5 Landsat-TM-Szene
5.6 Meliorationspläne
5.7 Grundbuchdaten
5.8 Naturinventar
5.9 Ortsbildschutzinventar
5.10 Bodenkarte
6 Datenverarbeitung
6.1 Einleitung
6.2 Vorgehensweise
6.2.1 Arbeitsschritte der Datenverarbeitung
6.2.2 Benötigte Geräte
6.2.3 Verwendete Programme
6.3 Der Übersichtsplan 1:10 000 als Grundlage der Georeferenzierung
6.4 Das Digitale Höhenmodell
6.4.1 Einleitung
6.4.2 Herstellung des digitalen Höhenmodells
6.5 Orthorektifizierung der Luftbilder von 1937 und 1951
6.5.1 Einleitung
6.5.2 Digitalisieren der Luftbilder
6.5.3 Erfassen der Passpunkte zur Georeferenzierung
6.5.4 Orthorektifizierung der Luftbilder
6.6 Herstellung der Orthofotos 1997
6.6.1 Einleitung
6.6.2 Planung des Bildfluges
6.6.3 Signalisation
6.6.4 Resultate des Bildfluges
6.6.5 Digitalisieren der Luftbilder
6.6.6 Orthorektifizierung der Luftbilder
6.7 Georeferenzierung und Korrektur der Satellitendaten
6.7.1 Allgemeines zur Georeferenzierung der Satellitendaten
6.7.2 Georeferenzierung und Darstellung der Spot-pan-Szene
6.7.3 Georeferenzierung und Darstellung der Landsat-TM-Szene
6.8 Aus den Bilddaten abgeleitete Produkte
6.8.1 Einleitung
6.8.2 Synthetische perspektivische Ansichten
6.8.3 Videosequenzen
6.8.4 Kartierungen Hochstammhostetten und Wald
6.9 Meliorationspläne
6.10 Digitale Grundbuchdaten
6.10.1 Einleitung
6.10.2 Verarbeitung des digitalen Grundbuchplans
6.10.3 Aufbau des digitalen Bauzonenplans
6.10.4 Aufbau des digitalen Erschliessungsplans
6.10.5 Aufbau des digitalen Übersichtsplans Naturkonzept
6.11 Naturinventar
6.11.1 Einleitung
6.11.2 Digitalisieren der Objektblätter
6.12 Ortsbildschutzinventar
6.12.1 Einleitung
6.12.2 Bearbeitung der Fotografien
6.12.3 Erstellen der Objektblätter
6.13 Bodenkarte
6.14 Fazit der Datenverarbeitung
6.14.1 Einleitung
6.14.2 Fehlerquellen in der Datenverarbeitung
7 Fazit und Ausblick
7.1 Einleitung
7.2 Vorzüge des Informationssystems
7.3 Einsatz als Hilfsmittel der Gemeinde Messen
7.4 Künftige Ausbaumöglichkeiten
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines digitalen Informationssystems für die ländliche Gemeinde Messen, das als moderne Planungsgrundlage dient. Die Forschungsfrage konzentriert sich darauf, wie durch die Kombination von digitalen Fernerkundungsdaten, Vektordaten und Inventaren ein effizientes Instrument für die Orts- und Regionalplanung geschaffen werden kann, welches sowohl aktuelle Daten visualisiert als auch historische Veränderungen dokumentiert.
- Aufbau eines Geografischen Informationssystems (GIS) für die Gemeinde Messen.
- Einsatz und Integration digitaler Luftbilder und Satellitendaten (Landsat-TM, Spot-pan).
- Dokumentation des Landschaftswandels und der Ortsbildschutz-Inventare.
- Methodik der Georeferenzierung und digitalen Bildverarbeitung für Planungsdaten.
- Integration historischer Karten und Pläne zur Visualisierung der Gemeindeentwicklung.
Auszug aus dem Buch
1.1 Einführung
Im Frühjahr 1997 wurde am Geographischen Institut der Universität Bern im Auftrag der Einwohnergemeinde Messen (Kanton Solothurn) mit der Arbeit am Projekt Informationssystem Messen/Limpachtal begonnen. Dies geschah in der Absicht, eine umfassende, digitale Planungsgrundlage für die Gemeinde Messen aufzubauen. Mit einer Sammlung von digitalen, raumbezogenen Grundlagen sollte der Gemeinde für die Ortsplanung ein modernes, einfach zu bedienendes Hilfsmittel in Form eines Geografischen Informationssystems (GIS) zur Verfügung gestellt werden. Als wesentliche Neuerung wurden dabei digitale Luftbilder und Satellitendaten verwendet (siehe Abbildung 1).
Diese Aufnahmen enthalten eine Fülle von verwertbaren Informationen, die in der Orts- und Regionalplanung eingesetzt werden können. Durch den Einbezug dieser Bilddaten wird ein für Geografische Informationssysteme neuer Ansatz verfolgt. An Stelle der Repräsentation von Daten mittels linearer Vektorelemente werden durch Bilddaten Informationen flächenhaft dargestellt. Ein weiterer Vorteil der Bilddaten liegt darin, dass es jederzeit möglich ist, neue Luftbilder und Satellitendaten in das Informationssystem zu integrieren und somit die Inhalte zu aktualisieren. Eine Serie von Aufnahmen ermöglicht zudem die Darstellung und Analyse von Veränderungen über die Zeit, sei es über eine Vegetationsperiode oder über Jahre bis Jahrzehnte. Durch die fortlaufende Verbesserung der räumlichen Auflösung von Satellitendaten werden die Möglichkeiten immer vielfältiger. Satellitendaten können bereits heute für Planungen und Kartennachführungen eingesetzt werden.
Mit einem GIS können räumliche Informationen auf einem EDV-System verwaltet, verarbeitet und auf digitalen Karten dargestellt werden. Den Benutzerinnen und Benutzern steht dabei eine Vielfalt von Möglichkeiten offen, diese Daten in thematischen Anwendungen zu kombinieren. Solche Systeme wurden in den vergangenen Jahren vermehrt auch auf Gemeindeebene eingesetzt. Im vorliegenden Projekt sollten die Möglichkeiten Geografischer Informationssysteme exemplarisch an der Gemeinde Messen und der Region Limpachtal aufgezeigt werden. Die dabei angewandten Methoden und die daraus gewonnenen Erkenntnisse lassen sich auch auf andere Gemeinden und Regionen unterschiedlicher Grösse übertragen.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Einleitung erläutert die Zielsetzung des Projektes zum Aufbau eines digitalen Informationssystems für die Gemeinde Messen und skizziert die methodische Vorgehensweise.
2 Untersuchungsgebiet: Dieses Kapitel liefert eine geografische und soziodemografische Charakterisierung des Limpachtals und der Gemeinde Messen unter besonderer Berücksichtigung des Landschaftswandels.
3 Aufbau des Informationssystems: Hier wird die Verwendung von ArcView GIS beschrieben sowie die Struktur der Projektdateien und die für das System festgelegten Genauigkeitsanforderungen erläutert.
4 Theoretische Grundlagen: Dieses Kapitel behandelt die kartografischen Grundlagen, Methoden der digitalen Bildverarbeitung und die allgemeinen Eigenschaften Geografischer Informationssysteme.
5 Grundlagedaten: Es erfolgt eine detaillierte Auflistung und Beschreibung der verwendeten analogen und digitalen Daten, wie Luftbilder, Satellitendaten und diverse Pläne.
6 Datenverarbeitung: Der umfangreichste Teil der Arbeit dokumentiert die technischen Schritte von der Digitalisierung über die Georeferenzierung bis hin zur Erstellung spezifischer Produkte wie Orthofotos.
7 Fazit und Ausblick: Das Fazit bewertet die Vorzüge des Systems für die Gemeindeplanung und diskutiert zukünftige Ausbau- und Anwendungsmöglichkeiten.
Schlüsselwörter
Geografisches Informationssystem, GIS, Messen, Limpachtal, Ortsplanung, Fernerkundung, Orthofotos, Satellitendaten, digitale Bildverarbeitung, Georeferenzierung, Landschaftswandel, Vektordaten, Rasterdaten, ArcView GIS, Naturinventar.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Diplomarbeit dokumentiert den Aufbau und die Implementierung eines digitalen Informationssystems (GIS) für die ländliche Gemeinde Messen, um als Planungsinstrument für zukünftige Aufgaben zu dienen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die Arbeit umfasst die Bereiche Ortsplanung, Natur- und Landschaftsschutz sowie die Dokumentation der historischen Entwicklung der Kulturlandschaft im Limpachtal.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Das primäre Ziel ist die Schaffung einer umfassenden digitalen Datenbasis, die es der Gemeinde ermöglicht, raumbezogene Planungen effizient durchzuführen, zu verwalten und zu visualisieren.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden angewandt?
Es kommen Methoden der digitalen Bildverarbeitung (z.B. Orthorektifizierung von Luftbildern), Georeferenzierung von Geodaten sowie Vektorisierungstechniken zur Aufbereitung analoger Planwerke zum Einsatz.
Was wird im Hauptteil der Arbeit detailliert behandelt?
Der Hauptteil befasst sich detailliert mit der Datenbeschaffung, den technischen Arbeitsschritten der Datenaufbereitung (Digitalisierung, Entzerrung), der Strukturierung der Daten im Programm ArcView und der Erstellung thematischer Projektdateien.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren das Projekt?
Wesentliche Begriffe sind Geografisches Informationssystem (GIS), Fernerkundung, Orthofotos, Ortsplanung, Datenverarbeitung und die Gemeinde Messen im Limpachtal.
Wie wurde die Genauigkeit der Daten sichergestellt?
Die Genauigkeit wurde durch die Georeferenzierung mittels des digitalen Übersichtsplans 1:10000 und hochpräziser Triangulationspunkte erreicht, wobei eine Genauigkeit in der Größenordnung von einem Meter erzielt wurde.
Warum wurde neben Vektordaten auch mit Rasterdaten gearbeitet?
Die Kombination von Rasterdaten (Luftbilder, Satellitenaufnahmen) und Vektordaten (Bauzonenpläne) ermöglicht eine visuell anschauliche Planung, die flächenhafte Gegebenheiten mit präzisen Katasterinformationen verbindet.
- Quote paper
- Anatol Wuwer (Author), 1999, Grundlagen des Informationssystems Messen/Limpachtal, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/57089
