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1 Implementierung des Konzepts zur Modellgeneralisierung in ein objektorientiertes GIS Seminar Geoinformationssysteme WS 2000 / 2001 Barbara Nagel Einleitung.

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1 1 Implementierung des Konzepts zur Modellgeneralisierung in ein objektorientiertes GIS Seminar Geoinformationssysteme WS 2000 / 2001 Barbara Nagel Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell

2 2 ATKIS ® ist ein Basisinformationssystem der Landes- vermessungsämter Es besteht aus drei unterschiedlichen Strukturierungsgeraden, bzw. Auflösungen: Basis - DLM [früher: DLM25] DLM250[früher: DLM200] DLM1000 ATKIS und DLM Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell

3 3 Unterscheidung zwischen DLM und DKM DLM:Digitales Landschaftsmodell alphanumerische Beschreibung der Landschaft DKM:Digitales kartographisches Modell bildhafte und maßstabsbezogene Beschreibung der Landschaft Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell

4 4 Arten der Generalisierung Landschaft (Original) DLM OSKG OSKG DKM GG SG GG SG KG Präsentation (analog / digital) OK = Objektgeneralisierung nach OK OS = Objektgeneralisierung nach SK KG = Kartographische Generalisierung SG = Semantische Generalisierung GG = Geometrische Generalisierung OK Modellorientierte Generalisierung Modell- u. kartog. Generalisierung Kartographische Generalisierung Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell

5 5 Modellgeneralisierung Landschaft (Original) GGSG OK DLM hohe Auflösung DLM niedrige Auflösung OK OK = Objektgeneralisierung nach OK SG = Semantische Generalisierung GG = Geometrische Generalisierung Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell

6 6 Die 2 Möglichkeiten zur Aufstellung eines DLM Ersterfassung aus der Landschaft -zur Zeit der Weg zur Erzeugung eines DLM Modellgeneralisierung -Vereinfachung der bereits erfolgten Ersterfassung Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell

7 7 Anforderungen an die automatische Generalisierung Eindeutigkeit Reproduzierbarkeit Nachvollziehbarkeit Steuerungstool [wichtigster Bestandteil: Bearbeitungsreihenfolge] Zur Umsetzung der Generalisierung: Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell

8 8 Berarbeitungsreihenfolge DLM hohe Auflösung DLM niedrige Auflösung Typisierung, bzw. Klassifizierung Selektion der Objekte über die Erfassungskriterien Überführung der Attribute Semantische Generalisierung Geometrische Generalisierung Geometrietypwechsel Vereinfachung der geometrischen Strukturen 1 2 Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell

9 9 Semantische Generalisierung Veränderung der inhaltlichen Beschreibung Ziel ist die Reduzierung der detailreichen Landschaftsbeschreibung Eindeutige Zuordnung der Objektarten in beiden DLM der Rahmen wird durch das Ziel - DLM gegeben 1. Schritt: Typisierung und Klassifizierung Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell

10 10 Basis - DLM DLM 250 Verknüpfungsrelation 1:13101 Straße Verknüpfungsrelation n: Schienenbahn3101 Schienenbahn (komplex) 3204 Bahnkörper 3206 Bahnstrecke Verknüpfungsrelation 1:0 (Datenreduktion) Keine Beispiele gefunden 1. Schritt: Typisierung und Klassifizierung Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell

11 11 Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell 2. Schritt: Selektion der Objekte über die Erfassungskriterien In diesem Schritt der Generalisierung findet die überwiegende Objektreduktion statt

12 12 3. Schritt: Überführung der Attribute Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell

13 13 Geometrische Generalisierung Anpassung des Raumbezugs der Objekte an die geometrische Genauigkeit des Modells Nach dem Objektartenkatalog wird jedem Objekt ein entsprechender Geometrietyp zugeordnet Es gibt flächenhafte, linienhafte und punkthafte Geometrietypen Sind die Geometrietypen verschieden, dann muß für das Ziel–DLM ein neuer Typ gefunden werden und die Nachbarobjekte müssen angepaßt werden 1. Schritt: Geometrietypwechsel Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell

14 14 1. Schritt: Geometrietypwechsel Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell Folgende Übergänge sollten nur auftreten: flächenhaft linienhaft punkthaft

15 15 2. Schritt: Anpassung an die Auflösung des DLM Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell...durch Vereinfachung der Objektgeometrie: Punktreduktion Linienvereinfachung Algorithmen die eine Kombination aus beiden Möglichkeiten bilden: z.B.DOUGLAS / PEUKER – Algorithmus WEBER Algorithmus

16 16 Abbildung des DLM in ein Datenmodell Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell Die Umsetzung einer Modellgeneralisierung soll nun aus datentechnischer Sicht betrachtet werden Das Datenmodell enthält alle Elemente des DLM und generalisierungsspezifische Elemente Eine strikte Unterteilung des Datenmodells in: Geometrie Topologie Semantik Generalisierung ermöglicht es die verschiedenen Prozesse der Modellgeneralisierung den bestimmten Teilen des Datenmodells zuzuordnen

17 17 Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell Abbildung des DLM in ein Datenmodell Semantische Ebene Topologische Ebene Geometrische Ebene PunktStreckeFläche KnotenKanteMasche punkthaftes Objekt linienhaftes Objekt flächenhaftes Objekt kompl. Obj. Komplexes linienförmiges Generalisierungs- objekt Komplexes lokales General- isierungsgebiet (Block) punktförmiglinienförmigflächenförmig Generalisier- ungsspezifische Ebene UML = Unified Modeling Language

18 18 Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell Nähere Beschreibung zu den Ebenen Semantische Ebene Topologische Ebene Geometrische Ebene PunktStreckeFläche KnotenKanteMasche punkthaftes Objekt linienhaftes Objekt flächenhaftes Objekt kompl. Obj. Komplexes linienförmiges Generalisierungs- objekt Komplexes lokales General- isierungsgebiet (Block) punktförmiglinienförmigflächenförmig Hier werden Position und Ausdehnung abgebildet (Punkte enthalten z.B. als Wert die Koordinaten und Strecken enthalten Verbindungsinformationen) Die zweidimensionalen Lagebeziehungen enthält die topologischen Ebene Objekte werden zu größeren Einheiten zusammengefaßt (z.B. Bundesstraßen, die in mehrere Modellobjekte aufgeteilt sind und deren gesamter Verlauf zu betrachten ist) Generalisier- ungsspezifische Ebene UML = Unified Modeling Language Hier sind die Modellobjekte mit ihren attributiven Informationen enthalten

19 19 Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell Abbildung des DLM in ein Datenmodell Semantische Ebene Topologische Ebene Geometrische Ebene PunktStreckeFläche KnotenKanteMasche punkthaftes Objekt linienhaftes Objekt flächenhaftes Objekt kompl. Obj. Komplexes linienförmiges Generalisierungs- objekt Komplexes lokales General- isierungsgebiet (Block) punktförmiglinienförmigflächenförmig Generalisier- ungsspezifische Ebene

20 20 Eingabemodell:DLM mit höherer Auflösung Quell - DLM Ausgabemodell:DLM mit niedriger Auflösung Ziel - DLM Relationen ergeben sich zwischen den Objekten in den Ebenen: Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell Verknüpfung zweier DLM semantische Ebene topologische Ebene geometrische Ebene Quell DLM Ziel DLM

21 21 Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell Verknüpfung zweier DLM Relationen zwischen den Elementen des Quell- und Ziel-DLM sind dargestellt. Die Reihenfolge der Generalisierung ergibt sich zu: 1. semantische Generalisiierung 2a. Geometrietypwechsel werden durchgeführt 2b. Vereinfachung der geometrischen Strukturen

22 22 Sukzessive wird das anfangs leere Ziel-DLM mit Inhalten gefüllt, die aus dem Quell-DLM abgeleitet werden Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell Ableitungsinformationen zwischen den DLM Ableitungsinformationen Diese Informationen sollten aus folgenden Gründen dauerhaft abgespeichert werden: Konsisztenz der Ableitungskette Fortführung der DLM Das Quell-, bzw. Ziel-DLM und die Ableitungs- informationen sollten in einer Datenbank dauerhaft abgespeichert werden. Z.B. bietet SupportGIS diese Option

23 23 Es wurde ein Datenmodell entwickelt, das zum einen die Elemente des DLM enthält und zum anderen für die Modellgeneralisierung angepaßt wurde Die Anpassung besteht vor allem in: eine Erweiterung um modellgeneralisierungs- spezifische Elemente Ableitungsinformationen zwischen den DLM eine strikte Unterteilung zwischen Semantik, Topologie und Geometrie Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Generalisierung Datenmodell Zusammenfassung


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