ATKIS Amtliches-Topographisch - Kartographisches Informationssystem Basisinformation der Landesvermessung

Inhaltsverzeichnis Seite ATKIS - was ist das? 3 Modelltheorie in ATKIS 4 Primärmodell 5 Anwendungsspektrum des DLM 6 Modellierung von Objekten am Beispiel von Verkehr 7 Beispiel zur Objektbildung 8 Das DLM 25 und seine Ausbaustufen 9 Erfassungszustand in ATKIS 11 DLM 25/1 - Erste Realisierungsstufe 12 DLM 25/2 - Zweite Realisierungsstufe 13 Erfassungszustand um Bonn 14 Sekundärmodell der Landschaft 15 Der Informationsfluß in ATKIS 16 Systemdesign von ATKIS 17 Produktpalette von ATKIS 18 ATKIS - Aktualisierung 23

ATKIS -Was ist das? Aufgrund der starken Bedarfs an digitalen Informationen über die Topographie beschlossen die Landesvermessungsämter ATKIS zu entwickeln In ATKIS wird die Erdoberfläche sowohl durch geometrische als auch durch sachbeschreibende Daten der topographischen Landesaufnahme in digitaler und damit rechnergestützt verarbeiteter Form modelliert ATKIS enthält einen aktuell gehaltenen bundeseinheitlichen digitalen topographischen Datenbestand über die dreidimensionale Struktur der Erdoberfläche und wird als staatliche Dienstleistung an private und öffentliche Bedarfsträger abgegeben

Modelltheorie in ATKIS Landschaft => Original, durch topogr Aufnahme entsteht als Primärmodell das topogr. Landschaftsmodell. Durch kartographische Gestaltung Überführung z.B. durch Generalisierung in das Sekundärmodel, das kartographische Landschaftsmodell

Primärmodell Für Bildung dieses Modell wird die Erdoberfläche in Objekte und Objektteile gegliedert. Objekte werden nach Form, Lage und topologischen Relation erfaßt, zugeordnet, durch Attribute beschrieben, verschlüsselt und in der DLM-Datenbank mit GK-Koordinaten gespeichert. Vorteil: Objekte sind maßstabsunabhängig und damit frei von Zwängen des Blattausschnitts. Durch diesen Vorgang ist das Digitale Landschaftsmodell DLM entstanden, aufgebaut auf der DGK 5 und der DKG 10. Breiteres Anwendungsspektrum als bei analogen Karten. Der Datenbestand von ATKIS läßt eine Selektion des Inhalts des DLM zu, so daß gewisse Aspekte je nach Bedarf stärker herausgestellt werden kann.

Anwendungsspektrum des DLM Selektion des Inhalts in Abhängigkeit von der Anwendung Im linken Bild ist der vollständige Datenbestand des ATKIS DLM 25/1 dargestellt. Im rechten Bild ist eine selektive Präsentation des Verkehrsnetzes unter Hervorhebung der Fußgängerzonen und Parkmöglichkeiten dargestellt.

Modellierung von Objekten am Beispiel Verkehr Untergliederung in die Objektgruppe Straßenverkehr bis zur Objektart Straße zu den Attributen zählt z.B. die Widmung, ein Attributwert wäre in diesem Fall Landstraße

Beispiel zur Objektbildung Bei ATKIS werden Landschaftsobjekte nach sachlogischen Gesichtspunkten gebildet. , z.B. als Objekt Straße von Knoten k zu Knoten K, mit den Attributen "Zwei Fahrspuren", "Im Geländeniveau. Das Objekt B wird in die zur Beschreibung der Landschaft benötigten Objektteile 1, 2 und 3 aufgeteilt. Kriterien für diese Aufteilung sind Knoten mit abgehenden anderen Objekten der Objektart Straße (z.B. abgehendes Objekt C) oder wechselnde untergeordnete Attribute im Verlauf des Objekts( z.B. unterschiedliche Breite der Straße).

Das DLM 25 und seine Ausbaustufen Modellierung der Landschaft durch : 7 Objektbereiche : 1. Festpunkte 2. Siedlung 3.Verkehr 4. Vegetation 5. Gewässer 6.Gebiete 7.Relief 176 Objektarten z.B. Straße über den Inhalt der TK 25 mit 110 Attributtypen mit 817 Attributwerten. Die zweidimensionalen Objektbereiche 1 bis 6 bilden das Digitale Situationsmodell (DSM) das Relief wird durch das Digitale Geländemodell (DGM) realisiert.

Theoretisch kann die Landschaft in einem einzigen DLM digital abgebildet und gespeichert werden. Dies würde aber zu einem sehr großen Gesamtbestand führen. Deshalb enthält ATKIS drei DLM, entsprechend den Maßstäben der gegenwärtigen topographischen Landkarten groß, mittel und klein. TÜK => Topographische Übersichtskarte IWK => Internationale Weltkarte

Erfassungszustand in ATKIS Die vollständige Modellierung in ATKIS läßt sich nur in einem stufenweisen Vorgehen realisieren. Im Rahmen der ersten Realisierungsstufe des DLM 25/1 werden die am dringendsten und häufigsten verlangten topographischen 63 Objektarten erfaßt. Dazu zählen Straßen, Wege, Eisenbahnen, Gewässer und Grenzen . Diese bilden eine geometrisch exakte , linienhafte Basisstruktur der Landschaft ab. In einigen Bundesländern wird bereits am Aufbau der zweiten Realisierungsstufe, dem DLM25/2, gearbeitet. In NRW wird das DLM25/1 seit 1996 zum DLM25/2 erweitert. Hierbei werden weiter Objektarten Attributtypen und -werte aufgenommen, z.B. Gewässernutzung, Schienen und Flugverkehr, hohe Bauwerke aber auch Naturschutzgebiete.

DLM 25/1-Erste Realisierungsstufe Die erste Aufbaustufe des Basislandschaftsmodells im Geoinformationssystem ATKIS ® steht mit dem DLM 25/1 flächendeckend für Nordrhein-Westfalen und die meisten Bundesländer zur Verfügung. Gegliedert nach Objektarten und Attributtypen werden Straßen, Wege, Eisenbahnen, Gewässer und Grenzen als Netze erfaßt und durch flächenhafte Landschaftsteile wie Wohnbauflächen, Industrie- und Gewerbeflächen, land- und forstwirtschaftliche Flächen und Gewässer ausgefüllt.

DLM 25/2-Zweite Realisierungsstufe mit hoher Aktualität Seit Anfang 1996 wird der Datenbestand des DLM 25/1 in Nordrhein-Westfalen fortgeführt und in der 2. Realisierungsstufe bundeseinheitlich zum DLM 25/2 erweitert. Die neuen Objektarten und Attributtypen betreffen im wesentlichen die Gewässernutzung, Sport- und Freizeiteinrichtungen, Schienen- und Flugverkehr, landschaftsüberragende hohe Bauwerke, aufstehender Bewuchs sowie Naturschutzgebiete und Standortübungsplätze. Erstmals wird auch der Objektbereich Relief mit den Objektarten Damm, Wall und Deich in die Erfassung einbezogen.

Erfassungszustand um Bonn

Sekundärmodelle der Landschaft Für die Sekundärmodelle wird auf das Primärmodell das DLM zurückgegriffen. Den Objekten werden im kartographischen Generalisierungsprozeß Signaturen zugeordnet. So entsteht das Digitale Kartographische Modell (DKM) Die Modellobjekte kennen keine Attribute, im zugehörigen Regelwerk, dem ATKIS - Signaturenkatalog, werden durch Zusammenfassung von Objektarten bestimmte DKM-Objektarten ausgewiesen. Ableitung aus dem Landschaftsmodell Die digitalen Daten des DKM beschreiben Objekte an einem gegenüber dem DLM durch Generalisierung verschobenen Ort durch kartographische Signaturen.

Der Informationsfluß in ATKIS Topographische Daten werden erfaßt, mit Hilfe des Objektartenkatalog als DLM in der DLM-Datenbank gespeichert und bei Bedarf abgerufen und in Verbindung mit dem Signaturenkatalog bearbeitet. Durch die Bearbeitung entsteht als Gesamtheit das Digitale Kartographische Modell (DKM) Zum Zwecke der graphischen Aufbereitung und Ausgabe in Kartenform werden sie aus der Datenbank entnommen.

Systemdesign von ATKIS Die digitalen topographischen Karten unterscheiden sich von den analogen Karten dadurch, daß sie blattschnittfrei auf elektronischen Medien speicherbar und am Bildschirm darstellbar sind. Die Analogen Topographischen Karten sind dagegen ohne weiter Hilfsmittel lesbar.

Vier ATKIS-Produkte gehören zur Produktpalette ATKIS-G steht für den geotopographischen Grundzustand, entspricht dem DLM 25. Basis für weitere, weniger fein strukturierter Datenbestände. Anwendung bei Gemeinden, Kreise und Gebietskörperschaften ATKIS-R hat eine gröbere Datenstruktur und entspricht einem DLM 50. Aufgebaut nach Vorstellungen zahlreicher Nutzungen,entstanden durch Generalisierung aus dem DLM 25 oder aus der TK 25 durch Digitalisierung. Anwendung bei größeren kommunalen Gebietskörperschaften und auf Regionen ATKIS-L entspricht dem aus der Topographischen Übersichtskarte 1:200.000 (TÜK 200) durch Digitalisierung gewonnen DLM 200 und richtet sich an Anwendungsgebiete von der Größe der Bundesländer ATKIS-D entspricht dem aus der Übersichtskarte 1:500.000, (ÜK500), durch Digitalisierung gewonnenen DLM 1.000 und richtet sich vom Zuschnitt her an große Bundesländer und für die gesamte Bundesrepublik

Die Produkte im Überblick

Im Rahmen des ATKIS werden als digitale geotopographische Basisdaten bereitgestellt: Digitale Landschaftsmodelle (Situationsmodelle, objektstrukturiert) Digitales Basis-Landschaftsmodell (Basis-DLM ) Digitales Landschaftsmodell 250 (DLM250) Digitales Landschaftsmodell 1000 (DLM1000)

Digitale Gelände-/Höhenmodelle Digitales Geländemodell 5/10 (DGM5/10) Digitales Geländemodell 25 (DGM25) Digitales Geländemodell 50 (DGM50) Digitales Höhenmodell M745 (DHM/M745) Digitales Geländemodell 1000 (DGM1000)

Digitale Topographische Karten Digitale Topographische Karte 1:10 000 (DTK10) Digitale Topographische Karte 1:25 000 (DTK25) Digitale Orthophotos

ATKIS - Aktualisierung Neben der Ergänzung zum DLM 25/2 wird der Datenbestand des DLM 25/1 um die inzwischen eingetretenen Veränderungen aktualisiert. Ursachen für Veränderungen stellen dabei weniger natürliche Ereignisse wie Bergrutsche oder Überschwemmungen dar, sondern primär das Eingreifen des Menschen durch Rekultivierungen, Straßenbau, Stadtplanung und viele andere Aktivitäten. Die Komplexität, der Detailreichtum und die hohe Genauigkeit des Basislandschaftsmodells erfordern eine sorgfältige Erfassung der geometrischen und attributiven Veränderungen. Aus diesem Grund werden vom Landesvermessungsamt Nordrhein-Westfalen ab 1996 ausgewählte Objektarten wie Straßen, Wege und Flugplätze kontinuierlich aktualisiert. Alle übrigen Objektarten unterliegen wie die topographischen Kartenwerke auch einem Fortführungszyklus von derzeit 5 Jahren.

Eignung von ATKIS-Daten für die Routenplanung und Verkehrsnavigation Vergleich mit dem GDF-Datenformat

Inhaltsverzeichnis Vergleich zwischen den Datenmodellen ATKIS und GDF 26 Unterschiedlicher Erfassungszustand in ATKIS und GDF 28 Eignung der ATKIS - Daten für die Routenplanung 31

Vergleich zwischen zwei Datenmodellen Beim Vergleich von zweit Datenmodellen treten Probleme bei der Integration von Raumbezogenen Daten aus unterschiedlichen Datenmodellen auf, z.B. bei der Erfassung von Straßenverkehrsdaten. Wichtiges Modell ist das Datenmodell GDF Geographic Data File GDF Daten werden in ganz Westeuropa erfaßt und liegen in Deutschland flächendeckend vor. GDF -Daten wurden entwickelt für die Fahrzeugnavigation und -zielführung . ATKIS und GDF wurden für unterschiedliche Anwendungen entwickelt, zwischen den beiden Modellen besteht nur eine geringe Schnittmenge.

Bild a) vor der Transformation, Bild b) hinterher Vergleich der Datenmodelle ATKIS und GDF Bild a) vor der Transformation, Bild b) hinterher Unterschiede treten vor allem in bestimmten lokalen Gebieten auf, z.B. in Kreuzungsbereichen. GDF wurde für Fahrzeugnavigation konzipiert und muß Informationen darüber enthalten, wie Kreuzungsbereiche befahren werden können, d.h. neben den Fahrspuren müssen auch sämtliche Abbiegespuren erfaßt werden.

Unterschiedliche Erfassung in ATKIS und GDF In der Graphik erkennt man den unterschiedlichen Erfassungszustand und die verschiedenen Schwerpunkte in der Modellierung der Landschaft. GDF ist speziell zugeschnitten auf Navigation von Fahrzeugen, ATKIS hingegen ist ein Informationssystem für die gesamte Umgebung

Unterschiedlicher Erfassungszustand anhand von Beispielen Fall a) Detaillierter Erfassung eines Kreuzungsbereichs durch GDF Daten, gewisse Ähnlichkeiten sind vorhanden. Fall b) Unterschiedliche Digitalisierung eines Kreuzungsbereich. Gemeinsamkeit zwischen ATKIS und GDF gering A) B)

Fall c) Bei ATKIS wurde lediglich die Mittelachse erfaßt, bei GDF wird die Straße durch zwei Fahrspuren repräsentiert. Fall d)Umgekehrter Fall, detaillierter Darstellung der Kreuzung in GDF, in ATKIS aber mit zwei Fahrspuren C) D)

Eignung des Datenmodells für die Routenplanung Probleme ergeben sich allerdings auch in der Aktualität der Daten. Unterschiede können z.B. auftreten, wenn ein Kreuzungsbereich aufgrund von Umbauarbeiten stark verändert wird, diese Veränderung aber nicht in beiden Datenmodellen aktualisiert wird. Gelingt es, diese beiden Datenmodelle zu integrieren, so wäre das so erweiterte Modell für eine Routenplanung für z.B. Fahrräder durchaus geeignet. Es müßte nur bei den GDF Daten darauf geachtet werden, ob die Daten , die für Autofahrer wichtig sind, auch für Fahrradfahrer vorhanden sind. Wichtig sind z.B. die Kenntlichmachung von Einbahnstraßen, die in Gegenrichtung befahren werden dürfen, Fahrrad- und Fußgängerampeln und Überwege.