GIS

Question 1

Erläutern Sie die Definition und den Aufbau eines GIS

Answer 1

Ein GIS ist ein System, welches geographische Informationen mit Sachinformationen (Attributen) kombiniert. Er speichert sowohl Geodaten als auch Metadaten.

Ein GIS besteht aus 4 Komponenten:

• Hardware
• Software
• Daten
• Anwendungen

Question 2

Erläutern Sie die Funktionsweise eines GIS

Answer 2

Mit einem GIS können raumbezogene Informationen visualisiert werden. Beziehungen zwischen raumbezogenen Informationen können analysiert werden. Man spricht hier vom EVAP-Prinzip:

• Erfassen
• Verwalten
• Analysieren
• Präsentieren

Question 3

Erläutern Sie, welche Daten in einem GIS gespeichert werden können

Answer 3

In einem GIS werden zum einen Raster- und Vektordaten sowie Sach- und Metadaten gespeichert.

Rasterdaten:

Rasterdaten bestehen aus Bildern, welche in Rasterzellen (Pixel) unterteilt sind. Damit Rasterdaten Koordinaten erhalten, muss angegeben werden, wo sich die Daten befinden, wie sie ausgerichtet sind und wie groß eine Rasterzelle ist. Es kann pro Rasterzelle nur ein Attribut gespeichert werden. Beispiele für Rasterdaten sind Orthophotos und DGM.

Vektordaten:

Vektordaten bestehen aus Vektoren und lassen sich auf Basis von Informationen (Attributen) in Form von Punkten, Linien und Polygonen darstellen. Sie sind mit der Attributtabelle verknüpft und eignen sich für die Abbildung von Datenbankinhalten. Es können pro Objekt mehrere Attribute gespeichert werden, wodurch die Vektordateien weniger Speicher einnehmen als Rasterdateien. Im Vergleich zu Rasterdateien können Vektordateien ohne Qualitätsverlust vergrößert/verkleinert werden. Beispiele für Vektordaten sind Gebäudegrundrisse und Straßendaten.

Sachdaten:

Sachdaten sind Daten ohne geometrischen Bezug, die zu einem bestimmten Objekt gespeichert werden. Sachdaten werden in Tabellen in Datenbanken oder als Datei gespeichert. Sachdaten legen die Grundlage für spätere Analysen. Beispiele sind Gemeinde, Hausnummer, Straße, Fläche

Metadaten:

Metadaten sind Daten, die Auskunft darüber geben, wann und wie ein Datensatz erfasst wurde. Beispiele sind:

• Aktualität
  
  • von wann sind die Daten?
  • gibt es nur eine oder mehrere Versionen der Daten?
• Herkunft
  
  • von wem stammen die Daten?
• Bezugssystem
  
  • Mit welchem Bezugssystem wurden die Daten erfasst?
  • sind es Gauß-Krüger oder UTM-Koordinaten?
• Erfassungsmaßstab/Maßstabsebene
  
  • Auf welcher Grundlage wurden die Daten erfasst?

Question 4

Welche Funktion haben die Dateiformate:

• JPEG
• TIFF

Answer 4

JPEG:
Dieses Format wird für die digitale Fotografie verwendet. Dieses Format wird bis zu 24-Bit gespeichert und hat unterschiedliche Komprimierungsstufen.

TIFF:
Dieses Format ist sehr gebräuchlich, in der die Komprimierungsstufen frei wählbar sind. Es können Informationen zur Georeferenzierung auch als GeoTIFF-Datei abgespeichert werden.

Question 5

Erläutern Sie, wie Daten in einem GIS georeferenziert werden

Answer 5

Eine gescannte Karte besteht aus Rasterdaten und hat keine Informationen über den Raumbezug. Beim Georeferenzieren werden Rasterdaten mit anderen räumlichen Daten verbunden. Dazu müssen diese an ein übergeordnetes Koordinatensystem referenziert werden.

Die Georeferenzierung erfolgt über bekannte Punkte. Diese legen das Koordinatensystem fest.

Dabei werden die Rasterdaten an vorhandenen Raumdaten, die sich im Koordinatensystem befinden, ausgerichtet. Die Passpunkte dienen der Transformation der Rasterdaten in das übergeordnete Koordinatensystem. Wichtig ist, dass die Passpunkte über das gesamte Bild verteilt sind.

Durch die Georeferenzierung wird ermöglicht, dass die Kartendaten zusammen mit anderen Daten angezeigt und analysiert werden können.

Question 6

Was sind die Vorteile zwischen einem Bild aus Pixel mit jeweils
1 Bit
8 Bit
24 Bit

Answer 6

1 Bit
Jedes Pixel hat entweder den Wert 0 oder 1 (0 = Schwarz, 1 = Weiß)

8 Bit
Jedem Pixel können 256 Farbwerten zugeordnet werden. Bilder mit 8 Bit-Pixel wird z. B. für gescannte Pläne wie Bebauungspläne verwendet. Mit 256 Farbwerten können die Bilder dementsprechend in Graustufen unterteilt werden, wenn der Schwarz-Weiß-Kontrast nicht ausreicht.

24 Bit
Jeden Pixel können jeweils 256 Farbwerten in drei Farbkanälen (3x8 Bit) zugeordnet werden. Dadurch wird ein sehr vielfältiger Farbkontrast ermöglicht, welches für das menschliche Auge natürlich erscheint.

(Bild 37.3.1)

Question 7

Erläutern Sie die Funktionsweise von Webdiensten in einem GIS und wozu sie dienen

Answer 7

Webdienste ermöglichen dem Nutzer die aktuelle Verwendung von Geodaten. Bei einem Download besteht der Nachteil, dass man nur die Datensätze in “Momentaufnahme” erhält oder maximal über einen bestimmten Zeitraum.

→ Ein Webdienst garantiert, dass die aktuellsten Daten zur Verfügung gestellt werden.

Der Nutzer kann in der Anwendung auf digitale Geodatenbestände verschiedener Anbieter zugreifen Diese Dienste werden im OGC definiert.

Im OGC sind folgende Standards enthalten:

• CSW
• WCS
• WFS
• WMS

Ein WMS lafjöfdlghjadflhdflv

Question 8

Erläutern Sie 2 Standards des OGC

Answer 8

WMS:

Ein WMS ist ein Darstellungsdienst, mit dem man Geodaten auf Grundlage von Rasterdaten visualisieren kann. Es werden Kartenausschnitte im Rasterformat bereitstellt.

WFS:

Ein WFS ist ein Downloaddienst, mit dem man auf Geoobjekten (Features) auf Grundlage von Vektordaten mit Sachinformationen zugreifen kann. Die Vektordaten können in einem GIS weiterverarbeitet werden.

Question 9

Sie haben den Auftrag, einem Kunden eine Wanderkarte zu erstellen. Erläutern Sie, wie Sie die…

• Daten aufbereiten
• Daten verarbeiten
• Daten darstellen
• Daten dem Kunden bereitstellen würden