Topologische Regeln - WS 04/05 Proseminar GIS II Topologische Regeln - WS 04/05

Gliederung Motivation Rückblick GIS I Topologie in ArcGis für Flächen Linien Punkte ArcGis –Regel-Übersicht Aufgabe 1 Topologie in ArcGis Erzeugen Umgang mit Fehlern Aufgabe 2 Literaturverzeichnis 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Motivation Warum Topologie in ArcGIS? „ArcGIS Topologie ist keine Datenstruktur, sondern die Definition von Verhalten und Anwendungen von Regeln auf beliebige Geometrien der Geodatabase.“1 1Aus ArcGIS_83.pdf ESRI Geoinformatik GmbH 2003 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Motivation Warum Topologische Regeln? Für das aktuelle Projekt sind… „Definition“ – die notwendigen Topologischen Regeln definierbar „Verhalten“ – spezifische Aktionen bei Verstoß gegen die Regeln wählbar „Anwendungen“ – Regeln benutzerdefiniert und jeder Zeit anwendbar „Regeln“ – vordefinierte topologische Grundregeln vorhanden „Beliebige Geometrien“ – die Regeln je nach Bedarf auf Linien, Flächen und Punkte anwendbar 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Motivation Warum Topologie in ArcGIS? Für das aktuelle Projekt sind… „Definition“ – die notwendigen Topologische Regeln definierbar „Verhalten“ – spezifische Aktionen bei Verstoß gegen die Regeln wählbar „Anwendungen“ – Regeln benutzerdefiniert und jeder Zeit anwendbar „Regeln“ – vordefinierte topologische Grundregeln vorhanden „Beliebige Geometrien“ – die Regeln je nach Bedarf auf Linien Flächen, Punkte anwendbar Topologie in ArcGIS deckt Verstöße gegen die gewählten Regeln auf und hilft sie zu beseitigen 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Motivation Warum Topologie in ArcGIS? Topologie in ArcGIS fungiert quasi als Detektiv, der Verstöße gegen die ausgewählten Regeln aufspürt und sie anzeigt! Unterschied zum Vortrag Räumliche Anfragen (15.11.2004): Topologie nicht als Anfrage- sondern als Kontrolle beim Erzeugen einer Geodatabase 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Rückblick Da war doch was… GIS I Topologische Relationen von Flächen ArcGIS Ein bisschen mehr Aus: GIS I Vorlesung WS03/04 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologie in ArcGIS -Ein bisschen genauer- Topologische Regeln für Flächen Prüfung der geometrischen Beziehung zwischen Flächen Prüfung der geometrischen Beziehung einer Fläche zu einer anderen Geometrie (z.B. Punkt) Topologische Regeln für Linien Prüfung der geometrischen Beziehung zwischen Linien Prüfung der geometrischen Beziehung einer Linie zu einer anderen Geometrie (z.B. Punkt) Topologische Regeln für Punkte Prüfung der geometrischen Beziehung zwischen Punkten Insgesamt über 25 Regeln! Können nicht alle einzeln vorgestellt werden. Gute Zusammenstellung von ESRI im Internet: http://www.esri-germany.de/demos/index.html 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologische Regeln für Flächen Ein Bsp Topologische Regeln für Flächen Ein Bsp. für Regeln innerhalb einer feature Class Name: Keine Überlappung - must not overlap Zwei Flächen einer Feature Class dürfen sich nicht Überlappen Beispiel: Flächen der Feature Class Wahlbezirke Flächen der Feature Class Postleitzahlenbezirke Wahlbezirke in Musterstadt WB 1 WB 2 WB 3 Wahl-lokale Wahlbezirke in Musterstadt WB 1 WB 2 WB 3 Wahl-lokale 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologische Regeln für Flächen Ein Bsp Topologische Regeln für Flächen Ein Bsp. für Regeln zwischen 2 Feature Classes Enthält Punkte aus – contains point Aktivierung der Regel verlangt, dass in jedem Polygon der 1. Feature class mindestens ein Punkt aus der 2. Feature class enthalten ist Beispiel: Innerhalb des Flächen-Features Landkreise muss mindestens eine Stadt von dem Typ Punkt liegen Kreise und Städte Kreis-stadt normStadt Stadt Kreis-stadt normStadt Stadt Kreise und Städte 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologische Regeln für Linien Ein Bsp Topologische Regeln für Linien Ein Bsp. für Regeln zwischen 2 Feature Classes Name: Hat Keine Überlappung - must not overlap with Zwei Linien zw. den beteiligten Feature Classes dürfen sich nicht überlappen (aber schneiden) Beispiel: Brücken dürfen sich nicht mit Wegen überlappen, aber schneiden Features der Feature Class Brücke dürfen nicht mit Flüssen überlappen, aber sie dürfen sich schneiden 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologische Regeln für Punkte Ein Bsp Topologische Regeln für Punkte Ein Bsp. für Regeln zwischen 2 Feature Classes Liegt auf den Grenzen von – must be covered by boundery of Punkte der an der Regel beteiligten Feature Class müssen auf der Grenze eines Polygons der anderen Feature class liegen Beispiel: Grenzsteine müssen auf dem Rand der Polygone / Grundstücke stehen, die sie begrenzen 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologische Regeln Aufbau des ArcGIS Diagramms Im folgenden: Verstehen dieser Zusammenstellung und des Prinzips Topologischer Regeln an einigen Beispielen! Für jede Regel existiert eine solche Erklärung! Jede topologische Regel hat einen Namen! 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologische Regeln Aufbau des ArcGIS Diagramms Für jede Regel ist ein Fall dargestellt, der nicht gegen die Regel verstößt. 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologische Regeln Aufbau des ArcGIS Diagramms Für jede Regel ist ein Fall dargestellt, der einen Fehlerfall auslöst. 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologische Regeln Aufbau des ArcGIS Diagramms Um sich den Sinn der Regel zu verdeutlichen, wird ein reales Beispiel zu jeder Regel dargestellt 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologische Regeln Aufbau des ArcGIS Diagramms Geltungsbereich der Topologischen Regel := Die topologische Regel gilt zwischen 2 Feature-Classes oder Subtypen der in den Symbolen dargestellten Geometrie := Die topologische Regel gilt innerhalb einer Feature-Class oder eines Subtypes 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Aufgabe 1 Umgang mit den Topologischen Regeln von ArcGIS Kopiert euch aus dem Laufwerk V:\ den Ordner Top_Regeln in eure Arbeitsumgebung Schaut euch die Datei TR-Ausschnitt.pdf an (In dem Ordner). Versucht die Unterschiede der beiden dargestellten Regeln zu verstehen. Ladet die Geodatabase Aufgabe in ArcMap. Überlegt euch, welche Unterschiede es bei der Anwendung der beiden Regeln auf die Geodatabase geben würde (bezogen auf die beiden Layer cities & country) 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologien in ArcGIS Grundsätzliches Topologien können nur in Geodatabases angelegt werden. Topologien können für Feature Classes und Subtypen angelegt werden. Innerhalb eines Feature Datasets können beliebig viele Topologien angelegt werden. Eigenes Zeichen Für Topologien in der Baumstruktur von dem ArcCATALOG Rechtsklick, Properties liefert Eigenschaften bestehender Topologien Änderungen bestehender Topologien im Nachhinein möglich (Rechtsklick, Properties) 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologien in ArcGIS Schrittweises Anlegen einer Topologie im ArcCatalog 1. Starten des ArcCatalog 2. Auswahl der Geodatabase in der Baumstruktur 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologien in ArcGIS Schrittweises Anlegen einer Topologie im ArcCatalog 3. Rechtsklick auf ein Feature Dataset der Geodatabase, in der die Topologie erzeugt werden soll. Dann New/Topology Im Bsp.: Geodatabase: Aufgabe Feature Dataset: Landscape 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologien in ArcGIS Schrittweises Anlegen einer Topologie im ArcCatalog 4. Es erscheint ein Assistent, der einen durch die nächsten Schritte lotst. Klick auf weiter. 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologien in ArcGIS Schrittweises Anlegen einer Topologie im ArcCatalog 5. Die Topologie benötigt einen Namen 6. Cluster Tolerance eingeben Cluster Tolerance: Definiert den Radius eines Kreises um einen Punkt innerhalb dessen Zwei Objekte als gleich, bzw. aufeinanderliegend angenommen werden. Größenordnung: Eine Zehnerpotenz kleiner als Genauigkeit der Daten 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologien in ArcGIS Schrittweises Anlegen einer Topologie im ArcCatalog 7. Auswahl der Feature Classes die topologisch geprüft werden sollen (durch Aktivierung der Häkchen). Es können auch gleich mehr als 2 Feature Classes ausgewählt werden und innerhalb der Topologie mehrere Regeln aktiviert werden (da schnell unübersichtlich, Reduktion auf das Notwendige). 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologien in ArcGIS Schrittweises Anlegen einer Topologie im ArcCatalog 8.Anzahl der ranks eingeben (integer Zahl [1,50]) Rank: Eine Gewichtung der Feature Classes. Je höher der Rank (max=1), desto weniger ist ein Feature der Feature Class anfällig für Verschiebungen, wenn dieses durch die Cluster Tolerance notwendig wird. 9.Durch Klick auf die jeweilige Zahl einen Wert für den rank der jew. Feature Class/ Subtypes setzen 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologien in ArcGIS Schrittweises Anlegen einer Topologie im ArcCatalog Add Rule, die topologische Regel wird hier ausgewählt. 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologien in ArcGIS Schrittweises Anlegen einer Topologie im ArcCatalog Auswahl der beteiligten Feature Classes (Auf die Reihenfolge achten, Beschreibung der topogr. Regeln zur Hand nehmen) Auswahl der topologischen Regel die angewendet werden soll 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologien in ArcGIS Schrittweises Anlegen einer Topologie im ArcCatalog Erneutes klicken auf Add Rule ermöglicht es noch weitere regeln in die aktuelle Topologie einzubinden Zusammenfassung der getroffenen Einstellungen: Name: Landscape_Topology Cluster Tolerance: 0,0000206051 Feature Classes: mjurban, Rank:1 Rules: mjurban - Must Not overlap 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologien in ArcGIS Schrittweises Anlegen einer Topologie im ArcCatalog Fertig, die Topologie wird angelegt und ist nun im ArcCatalog zu finden Die Topologie muss mit validate aktiviert werden. Validate: Prüft sobald der Befehl validate aufgerufen wurde die ausgewählten Feature classes auf Regelverstöße gegen die Neue Topologie. Kann jederzeit wiederholt werden. 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologien in ArcGIS Und jetzt? Um das Ergebnis der Topologie anzuschauen: Starten von ArcMap Öffnen der gesamten Geodatabase (ArcMap fragt ob er die Topologie auch darstellen soll – JA!) Die Topologie hat einen eigenen Layer erzeugt: Verstöße gegen Flächenregeln werden in einem roten Rechteck dargestellt Verstöße gegen Linienregeln werden mit einer roten Linie dargestellt Verstöße gegen Punktregeln werden in einem roten Punkt dargestellt Sofort sichtbar in der Karte 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologien in ArcGIS Der Topologie Layer Zusätzlich lassen sich Exceptions und Dirty Areas in dem Layer darstellen Rechtsklick auf den Topologie Layer Properties Symology Aktivierung der Häkchen zeigt Auswahl im Layer – in der Karte an Dirty Areas: Gebiete innerhalb der Karte die noch nicht mit Validate auf Fehler geprüft wurden 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologien in ArcGIS Ergebnis der Überprüfung „mjurbans must not overlap“ 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologiewerkzeuge in ArcGis Starten der Bearbeitung Die Fehler sind nun aufgedeckt, wollen aber behoben werden. Um irgendetwas in ArcMap zu ändern: Start Editing mit der Editing Toolbar Um Topologie zu bearbeiten: Einschalten der Topologie Toolbar (wie jede andere Windows Toolbar) 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologiewerkzeuge in ArcGis Die Topologie Toolbar Die wichtigen Tools: Auswahl der zu bearbeitenden Topologie Validate: best. Ausschnitt Validate: akt. Ausschnitt Validate: gesamte Karte Fehler Auswahltool Error Inspector 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologiewerkzeuge in ArcGis Der Error Inspector Tabellarische Verwaltung der Regelverstöße Klick auf Search now zeigt Regelverstöße im aktuellen Kartenausschnitt an Zeigt beteiligte Klassen und Features auf Gibt Möglichkeiten wie weiter mit diesem Fehler umzugehen ist: Mark as Exeption – Aktuellen Fehler als Ausnahme definieren Lösung des Problems mit z.B. Merge, Substract, Create New Feature 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Topologiewerkzeuge in ArcGis Beispiele zur Beseitigung eines Fehlers Create New Feature Merge Substract Mark as Exception Das Überlappende Stück wird als neues Feature definiert Der Durchschnitt der Flächen wird einem der beiden Flächen zugewiesen (wählbar) Der Durchschnitt der beiden Flächen wird gelöscht Verstoß ist nun Ausnahme. Der Durchschnitt bei erneutem validate kein Error mehr. Rechtsklick mit Error Tool auf den Fehler Im Error Inspector, Rechtsklick auf den Fehler 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Aufgabe 2 Die Geodatabase Aufgabe wurde am Bildschirm mit der Hand bearbeitet, indem durch Mausauswahl alle Länder und nicht benötigte Informationen gelöscht wurden. Bei dieser Manipulation sind Fehler aufgetreten. Da es zu aufwendig ist, alle Städte, die nun noch „Im Nichts schwirren“ von Hand zu finden, sollt ihr all diese Städte automatisch herausfiltern und danach löschen. Nutzt dafür die geeignete topologische Regel aus Aufgabe 1. Zeigt, das eure Korrektion frei von Fehlern ist (im Sinne der verwendeten topologischen Regel)! Für die schnellen von euch: Nutzt die die andere topologische Regel, um die anderen topologischen Fehler zu bestimmen, die bei der Bearbeitung entstanden sind. Ist es sinnvoll, diese als Exception zu definieren? Zeigt, dass eure Korrektion frei von Fehlern ist (im Sinne der verwendeten topologischen Regel)! (die in a] erzeugte Topologie ist vorher zu löschen) 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Literaturverzeichnis ESRI, Geoinformatik Gmbh (2003): ArcGis 8.3 Der GIS Standard am Desktop, arcgis_83.pdf ESRI, Geoinformatik Gmbh: ArcGis Geodatabase Topologie Regeln, TopologyRules.pdf ArcGis: Working with Geodatabase Topology http://www.esri-germany.de/demos/index.htmlder Kapitel 4 – Topology Garvert, C. (2003): Topologische Regeln, 031208Garvert.ppt 06.12.2004 Jan Martin Brockmann

Anmerkung: Diese Präsentation ist mit Powerpoint 2003 erstellt Anmerkung: Diese Präsentation ist mit Powerpoint 2003 erstellt. Damit sie richtig läuft, muss auch Powerpoint 2003 zum ansehen verwendet werden! Oder: Powerpoint Viewer 2003, gibt’s gratis auf der Microsoft Hompage zum runterladen. 06.12.2004 Jan Martin Brockmann