Proseminar Geoinformation II Modelle in GIS: Landkarten, Netze, TIN´s, Raster

Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001 Übersicht GIS Analyse und Präsentation Datenmodelle Beschreiben Benutzer Interpretation Reale Umwelt Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001 Daten in GIS Vektormodell Netze (Netzwerke) Triangulated irregular networks (TINs) Rastermodell Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Daten in GIS Eigentümer des Grundstücks X Umriß eines Grundstücks X Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001 Vektormodell Das Modell basiert auf zwei Datenstrukturen Punkte Linien Diskrete Objekte werden beschrieben auf der Grundlage kartesischer Koordinaten Grundsätzlich zwei Vektormodelle Spaghetti Modell Topologisches Modell Diskret im Sinne der Skalierung oder der geometrischen Struktur Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001 Spaghetti - Modell Reihung von Koordinatenpaaren, die Punkte, offene und geschlossene Linien definieren Ein Punkt entspricht dabei einer XY – Koordinate Eine offene Linie entspricht einer Abfolge von Punkten, deren erster und letzter ungleiche Koordinaten besitzen Eine geschlossene Linie kann als Reihe von Punkten definiert werden, dessen erste und letzte Koordinate identisch sind. Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001 Spaghetti - Modell Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001 Spaghetti - Modell Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Spaghetti - Modell Fehleranfälligkeit durch Redundanz Vorteile: bequem für Flächenberechnung gut für Graphikprogramme Zeichnen von Polygonen Nachteile: Topologie nur implizit fehleranfällig wenig änderungsfreundlich Beispiel: Korrektur von Punktkoordinaten Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Knoten-Maschen- Struktur Kante End- knoten linke Masche Anfangs- knoten Knoten-Maschen- Struktur rechte Masche E6 P1 E11 P2 P3 P6 P7 P8 P9 A B C P5 P4 E1 E2 E3 E4 E5 E7 E8 E9 E10 Außen E1 P1 P2 A Außen E2 P2 P3 A Außen E3 P3 P4 A B E4 P4 P5 A C E5 P5 P1 A Außen E6 P3 P6 B Außen .............................................. Kanten: Knoten: P1 2.0 0.0 P2 5.0 1.0 .............................................. Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Knoten-Maschen- Struktur Kante End- knoten linke Masche Anfangs- knoten Knoten-Maschen- Struktur rechte Masche P8 E1 P1 P2 A Außen E2 P2 P3 A Außen E3 P3 P4 A B E4 P4 P5 A C E5 P5 P1 A Außen E6 P3 P6 B Außen .............................................. Kanten: Außen E9 P7 E7 E10 P6 E8 B E6 C P4 P9 E4 E3 P3 E11 A E2 Knoten: P1 2.0 0.0 P2 5.0 1.0 .............................................. P5 P2 E5 E1 P1 Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Knoten-Maschen- Struktur Kante End- knoten linke Masche Anfangs- knoten Knoten-Maschen- Struktur rechte Masche P8 E1 P1 P2 A Außen E2 P2 P3 A Außen E3 P3 P4 A B E4 P4 P5 A C E5 P5 P1 A Außen E6 P3 P6 B Außen .............................................. Kanten: Außen E9 P7 E7 E10 P6 E8 B E6 C P4 P9 E4 E3 P3 E11 A E2 Knoten: P1 2.0 0.0 P2 5.0 1.0 .............................................. P5 P2 E5 E1 P1 Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Knoten-Maschen- Struktur Kante End- knoten linke Masche Anfangs- knoten Knoten-Maschen- Struktur rechte Masche P8 E1 P1 P2 A Außen E2 P2 P3 A Außen E3 P3 P4 A B E4 P4 P5 A C E5 P5 P1 A Außen E6 P3 P6 B Außen .............................................. Kanten: Außen E9 P7 E7 E10 P6 E8 B E6 C P4 P9 E4 E3 P3 E11 A E2 Knoten: P1 2.0 0.0 P2 5.0 1.0 .............................................. P5 P2 E5 E1 P1 Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Knoten-Maschen- Struktur Kante End- knoten linke Masche Anfangs- knoten Knoten-Maschen- Struktur rechte Masche P8 E1 P1 P2 A Außen E2 P2 P3 A Außen E3 P3 P4 A B E4 P4 P5 A C E5 P5 P1 A Außen E6 P3 P6 B Außen .............................................. Kanten: Außen E9 P7 E7 E10 P6 E8 B E6 C P4 P9 E4 E3 P3 E11 A E2 Knoten: P1 2.0 0.0 P2 5.0 1.0 .............................................. P5 P2 E5 E1 P1 Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Knoten-Maschen- Struktur Kante End- knoten linke Masche Anfangs- knoten Knoten-Maschen- Struktur rechte Masche P8 E1 P1 P2 A Außen E2 P2 P3 A Außen E3 P3 P4 A B E4 P4 P5 A C E5 P5 P1 A Außen E6 P3 P6 B Außen .............................................. Kanten: Außen E9 P7 E7 E10 P6 E8 B E6 C P4 P9 E4 E3 P3 E11 A E2 Knoten: P1 2.0 0.0 P2 5.0 1.0 .............................................. P5 P2 E5 E1 P1 Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Knoten-Maschen- Struktur Kante End- knoten linke Masche Anfangs- knoten Knoten-Maschen- Struktur rechte Masche P8 E1 P1 P2 A Außen E2 P2 P3 A Außen E3 P3 P4 A B E4 P4 P5 A C E5 P5 P1 A Außen E6 P3 P6 B Außen .............................................. Kanten: Außen E9 P7 E7 E10 P6 E8 B E6 C P4 P9 E4 E3 P3 E11 A E2 Knoten: P1 2.0 0.0 P2 5.0 1.0 .............................................. P5 P2 E5 E1 P1 Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Knoten-Maschen- Struktur Kante End- knoten linke Masche Anfangs- knoten Knoten-Maschen- Struktur rechte Masche P8 E1 P1 P2 A Außen E2 P2 P3 A Außen E3 P3 P4 A B E4 P4 P5 A C E5 P5 P1 A Außen E6 P3 P6 B Außen .............................................. Kanten: Außen E9 P7 E7 E10 P6 E8 B E6 C P4 P9 E4 E3 P3 E11 A E2 Knoten: P1 2.0 0.0 P2 5.0 1.0 .............................................. P5 P2 E5 E1 P1 Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Topologisches (Knoten Maschen) Modell Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001 Netze (Netzwerke) Spezielle Form des Topologischen Vektormodells Fließrichtungen von Objekten und Diensten können dargestellt werden In GIS werden Netzwerke als Punkte (z.B. Kreuzungen, Haltestellen, Hydranten etc.) und Linien (z.B. Straßen, Fahrstrecken, Wasserleitungen etc.) Die topologischen Beziehungen zwischen den Komponenten werden in einer Datentabelle festgehalten Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001 Netze Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

TIN (Triangulated irregular network) Beschreibung einer kontinuierliche Oberfläche (Feld) auf Basis einer endlichen Menge von Beobachtungen Eine Punktmenge wird zu einem Netz aus Dreiecksflächen durch Triangulation Unregelmäßige Verteilung der Dreiecke je nach Veränderung der Oberfläche Wie auch bei GRIDs (Tesselationen verschiedener Höhe) und Höhenlinien Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

TIN (Triangulated irregular network) Berechnung der Triangulation in ArcGIS über Delaunay Triangulation Der Umkreis eines Dreiecks umschließt keinen weiteren Punkt Darstellung der Morphologie des Geländes über Punkte (mit x, y und z Koordinaten) Bruchlinien (bei abruptem Geländewechsel z.B. Straßen) Polygone (z.B. Seen, Küste da gleiche z Werte) Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

TIN (Triangulated irregular network) Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

TIN (Triangulated irregular network) Anwendungsbereiche: Sichtbarkeitsanalysen Flächendarstellungen Volumenberechnungen Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001 Rastermodell Zellengerüst aus „Pixeln“ Inhalt der Zellen stellt einen expliziten Wert eines Attributes dar Verwaltung diverser Attribute in Datentabellen Speicherung als Reihe von Zellendaten Metadaten als Orientierung Tanne Fichte Kiefer Birke Attribute : Nominal (Hausbesitzer), Ordinal (Bodengüteklasse für etwas spezifisches), Intervall (Temperaturabsufungen) Metadaten: Koordinatensystem (Linke obere Ecke ist georeferenziert, Rastergröße, Reihen, Spalten...) Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001 Rastermodell Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001 Rastermodell Kompression der großen Datenmenge Run – lenght encoding Value Point encoding Block encoding (Quadtree) Weitere Verfahren (z.B. Wavelet) ArcGIS (ESRI ARC GRID) und BMP nutzen run – lenght encoding Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Rastermodell 1 Ausgangsbild Full Raster Encoding 100 % Zeile Wert Länge 1 2 3 5 4 1 Ausgangsbild Full Raster Encoding 100 % Run – lenght encoding ca. 75 % Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001 Rastermodell Konflikt der aus der Rasterstruktur hervorgeht Grenzen sind nur in Abhängigkeit von der Zellengröße präzise zu erkennen Lösungsansätze: Dominanz Zellenzentroid Dominanz Zentroid Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001 Rastermodell Einsatzgebiete eines Rasters: Hintergrundbild Räumliche Analysen wie: Standortplanung Ausbreitungsmodelle Oberflächenanalysen Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001

Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001 Datenmodelle in GIS Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Proseminar -Geoinformation II- 29.10.2001