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

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

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

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

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

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

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

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

Semantische Generalisierung Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Datenmodell Veränderung der inhaltlichen Beschreibung Ziel ist die Reduzierung der detailreichen Landschaftsbeschreibung 1. Schritt: Typisierung und Klassifizierung 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 Datenmodell Basis - DLM DLM 250 Verknüpfungsrelation 1:1 3101 Straße 3101 Straße Verknüpfungsrelation n:1 3203 Schienenbahn 3101 Schienenbahn (komplex) 3204 Bahnkörper 3206 Bahnstrecke Verknüpfungsrelation 1:0 (Datenreduktion) Keine Beispiele gefunden

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

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

Geometrische Generalisierung Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Datenmodell Anpassung des Raumbezugs der Objekte an die geometrische Genauigkeit des Modells 1. Schritt: Geometrietypwechsel 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 Datenmodell Folgende Übergänge sollten nur auftreten: flächenhaft linienhaft flächenhaft punkthaft linienhaft punkthaft

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

Abbildung des DLM in ein Datenmodell Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische 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

Generalisier-ungsspezifische Ebene Abbildung des DLM in ein Datenmodell Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Datenmodell punktförmig linienförmig flächenförmig Komplexes linienförmiges Generalisierungs-objekt Komplexes lokales General-isierungsgebiet (Block) Generalisier-ungsspezifische Ebene kompl. Obj. Semantische Ebene punkthaftes Objekt linienhaftes Objekt flächenhaftes Objekt 1+ 1+ 1+ Topologische Ebene 2 2+ 2 Knoten Kante Masche 1+ Geometrische Ebene 2 2+ 2 Punkt Strecke Fläche UML = Unified Modeling Language

Nähere Beschreibung zu den Ebenen Hier sind die Modellobjekte mit ihren attributiven Informationen enthalten Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Datenmodell punktförmig linienförmig flächenförmig Die zweidimensionalen Lagebeziehungen enthält die topologischen Ebene Komplexes linienförmiges Generalisierungs-objekt Komplexes lokales General-isierungsgebiet (Block) Generalisier-ungsspezifische Ebene Hier werden Position und Ausdehnung abgebildet (Punkte enthalten z.B. als Wert die Koordinaten und Strecken enthalten Verbindungsinformationen) Objekte werden zu größeren Einheiten zusammengefaßt (z.B. Bundesstraßen, die in mehrere Modellobjekte aufgeteilt sind und deren gesamter Verlauf zu betrachten ist) kompl. Obj. Semantische Ebene punkthaftes Objekt linienhaftes Objekt flächenhaftes Objekt 1+ 1+ 1+ Topologische Ebene 2 2+ 2 Knoten Kante Masche 1+ Geometrische Ebene 2 2+ 2 Punkt Strecke Fläche UML = Unified Modeling Language

Generalisier-ungsspezifische Ebene Abbildung des DLM in ein Datenmodell Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Datenmodell punktförmig linienförmig flächenförmig Komplexes linienförmiges Generalisierungs-objekt Komplexes lokales General-isierungsgebiet (Block) Generalisier-ungsspezifische Ebene kompl. Obj. Semantische Ebene punkthaftes Objekt linienhaftes Objekt flächenhaftes Objekt 1+ 1+ 1+ Topologische Ebene 2 2+ 2 Knoten Kante Masche 1+ Geometrische Ebene 2 2+ 2 Punkt Strecke Fläche

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

Verknüpfung zweier DLM Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Datenmodell 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

Ableitungsinformationen Ableitungsinformationen zwischen den DLM Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Datenmodell Sukzessive wird das anfangs leere Ziel-DLM mit Inhalten gefüllt, die aus dem Quell-DLM abgeleitet werden 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

Die Anpassung besteht vor allem in: Zusammenfassung Einleitung Aufstellung eines DLM semantische Generalisierung geometrische Datenmodell 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