Proseminar Geoinformation II

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

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

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

4 Daten in GIS Eigentümer des Grundstücks X Umriß eines Grundstücks X
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5 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

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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

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Spaghetti - Modell Proseminar -Geoinformation II

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Spaghetti - Modell Proseminar -Geoinformation II

9 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

10 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: P P Proseminar -Geoinformation II

11 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: P P P5 P2 E5 E1 P1 Proseminar -Geoinformation II

12 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: P P P5 P2 E5 E1 P1 Proseminar -Geoinformation II

13 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: P P P5 P2 E5 E1 P1 Proseminar -Geoinformation II

14 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: P P P5 P2 E5 E1 P1 Proseminar -Geoinformation II

15 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: P P P5 P2 E5 E1 P1 Proseminar -Geoinformation II

16 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: P P P5 P2 E5 E1 P1 Proseminar -Geoinformation II

17 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: P P P5 P2 E5 E1 P1 Proseminar -Geoinformation II

18 Topologisches (Knoten Maschen) Modell
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19 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

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

21 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

22 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

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

25 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

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Rastermodell Proseminar -Geoinformation II

27 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

28 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 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

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

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