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Zusammenfassung Geomatik Teil I Kartografie und GIS
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Es handelt sich um eine Zusammenfassung des Kurses Geomatik Kartografie und GIS.
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Vorlesung Geomatik Teil I – Kartographie und GISGeomatics is the discipline concerned with the collection, distribution, storage, analysis, processing and
presentation of geographic data or geographic information.
Die Karte
maßgebundenes und strukturiertes Modell räumlicher Bezüge
digitales, graphikbezogenes Modell
analoges, graphisches Modell
abstrahierendes und zugleich anschauliches Modell aus graphischen Zeichen, das Teile des
oberflächennahen Bereichs der Erde (Georaum) oder anderer Himmelskörper bzw. Konstruktionen
(Ideen, Planungen) darstellt
vereinfacht und verallgemeinert die Wirklichkeit zweckbezogen
Graphische Variablen nach Bertin -> Visualisierung
Karten aus dem Computer
Computergestütztes Zeichnen und Konstruieren (CAD - Computer Aided Design)
Erstellen von Karten durch Zusammenstellung und Verknüpfung graphischer Elemente
unterschiedlichen Komplexitätsgrades
II. Computerkartographie
(zur Erstellung thematischer Karten und Kartogramme)
Rechnergestützte Verknüpfung von Geoinformationen (Kartengrundlagen) und Sachinformationen
III. Geographische Informationssysteme
Speicherung, Aufbereitung, Analyse und Darstellung von Informationen unter Berücksichtigung ihrer
erdräumlichen Lage- und Verbreitungsrelationen
,Definition von Klassen
a-priori:
deduktiv hergeleitete Merkmalskombinationen (Ortsgrößenklassen, Straßen, Staaten nach
Entwicklungsstand)
a-posteriori:
Klassenzugehörigkeit auf Basis der vorliegenden Datenstruktur; Versuch, ähnliche Objekte zu Klassen
zusammenzufassen
optimale Klassenzahl
Autor erzeugt mit Karte eine Aussage -> optimale Klassenzahl und optimale Klassifikation sind Teil der
Aussage
Problem: Formeln helfen nur wenig zur Bestimmung -> veranschaulichen unterschiedliche Aussagen;
begründungsbedürftig
Allgemeines zur Klassenbildung
Parameter: Klassenanzahl, Klassengrenzen, Intervallbreite
Regeln:
Klassen untereinander möglichst heterogen
Daten innerhalb einer Klasse möglichst homogen
Erkennen von Häufungen und Extremwerten
einheitliche Klassengrößen
Klassenbreiten so wählen, dass jede Klasse mehrfach besetzt ist (Ausnahme Randklassen)
Gesamte Wertebereich des Merkmals muss abgedeckt sein
Natürliche Grenzen im Datensatz als Intervallgrenze
Wertintervalldarstellung
Werte werden in Klassen eingeteilt -> Informationsverlust
sinnvoll:
wenn Mengen nur ungefähr bekannt
bei großen Disparitäten zwischen Extremwerten
bei geringen Wertunterschieden
wenn Darstellung in Größenklassen erwünscht ist
wenn Größenordnung wichtiger als genaue Werte
wenn Daten bewusst vereinfacht dargestellt werden sollen
proportional gestuft oder willkürlich gestuft
Klassenbildung mit QGIS
Statistics Funktion gibt Überblick über Daten
Histogramm als Unterstützung bei der Klassenwahl
Klassifikationsverfahren:
equal interval
quantile (gleich viele Elemente in einer Klasse)
natural breaks (Algorithmus sucht nach Lücken)
standard deviation (Standardabweichung bestimmt Verteilung)
pretty breaks (runde Werte)
Operationen in Tabellen
statistische Auswertung
Sortieren
Wertzuweisungsoperation
Fälle auswählen / Filter / Selektion
Aggregation
Verknüpfung
Tabellen in QGIS
,QGIS kann Tabellen mit Verbindung zu einer Geometrie verwalten: Attribute Tables
QGIS kann Tabellen ohne Verbindung zu einer Geometrie verwalten: Nonspatial Tables
QGIS kann Tabellen ohne Verbindung zu einer Geometrie mit Attribute Tables verknüpfen und so eine
Geometrie zuordnen
in QGIS sind Tabellen Layer mit oder ohne Geometrie
Klassische Höhendarstellungen sind pseudo 3D-Darstellungen mit Schraffen und Schummerung
Schraffen
graphisches Ausdrucksmittel für die Reliefdarstellung in Karten
aus Schattenschraffuren hervorgegangen, wie sie bei Federzeichnungen, aber auch im Holzschnitt und
im Kupferstich zur Erzielung plastischer Effekte üblich waren
Geländeschummerung
plastische Wiedergabe der natürlichen Geländeformen in einem Graustufenbild
räumlicher Eindruck entsteht durch Beleuchtung mit imaginärer Lichtquelle
Visualisierung eines hochaufgelösten digitalen Geländemodels
Erhebung zur Lichtquelle erscheint hell, abgewandte Seite dunkel, Ebenen in mittlerer Helligkeit
zeigt, wie stark Oberfläche der Lichtquelle zugewandt ist
anschauliche plastische Geländedarstellungen, unpräzise
Höhenlinie
Höhenlinie/Isohypse
Linie, die benachbarte Punkte gleicher Höhenlage verbindet
innerhalb kleiner Gebiete: Schnittlinie einer horizontalen Ebene mit der Erdoberfläche
Abbildung der Reliefformen (Grundrissausdehnung, Höhe, Gestaltung)
Hauptmethode der Reliefdarstellung topographischer Karten
Konstruktion von Höhenlinien: Verbinden von benachbarten Messpunkten miteinander -> Differenz der
Punkte der einzelnen Strecken berechnen -> Steigung pro m Strecke berechnen -> neue Punkte berechnen
(Punkte, die in der Abbildung angegeben werden) -> Punkte gleicher Höhe miteinander verbinden
Kombination aller 3 Höhendarstellungen möglich
Laserscanning
ALS-System: Laserscanner, GPS-Empfänger, Inertial-Navigationssystem
Laserscanner sendet vom Flugzeug aus mit hoher Frequenz (bis zu 500kHz) Lichtblitze zur Erde, die
dort reflektiert werden -> Sensor registriert zurückgeworfenes Signal -> Zeitdifferenz der Übertragung
des Lichtstrahls gibt zurückgelegte Strecke an
Abstrahlwinkel: senkrecht zur Flugrichtung
Position und Ausrichtung des Flugzeugs im dreidimensionalen Raum werden durch GPS und INS
ermittelt
dreidimensionale Koordinaten des Reflexionspunktes können berechnet werden
, Mercatorprojektion winkeltreu
in der Realität gemessene Linie kann auf Karte übertragen werden
Navigation: Schifffahrt, Google Maps, Open Street Map
Nachteile: globaler Norden wird größer dargestellt als in der Realität -> wird politisch genutzt
Unterschiedliche
Projektionen für
verschiedene Zwecke!
Projektionsarten
Nach Lage des Projektionszentrums
zentral (gnomisch): im Erdmittelpunkt
stereographisch: in einem Punkt auf der Erdoberfläche
orthographisch: projizierende Lichtstrahlen fallen parallel ein
Nach Verzerrung/Treueeigenschaften
Peters-Projektion flächentreu
Robinson-Projektion längentreu
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