- Raumbezogene Informationssystem
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Dieser Artikel wurde im WikiProjekt Geoinformatik zur Verbesserung eingetragen. Hilf mit, ihn zu bearbeiten und beteilige dich an der Diskussion! Ein Geoinformationssystem (Kurzform GIS) oder Geographisches Informationssystem ist ein „rechnergestütztes Informationssystem, das aus Hardware, Software, Daten und den Anwendungen besteht. Mit ihm können raumbezogene Daten digital erfasst und redigiert, gespeichert und reorganisiert, modelliert und analysiert sowie alphanumerisch und grafisch präsentiert werden.“ (Lit.: R. Bill, 1994)
Es vereint eine Datenbank und die zur Bearbeitung und Darstellung dieser Daten nützlichen Methoden (Kurzdefinition nach Fédération Internationale des Géomètres).
Die Abgrenzung der Begriffe Land-, Geo- und Rauminformationssysteme (LIS, GIS und RIS) ist in der Fachliteratur nicht ganz einheitlich. Der Terminus raumbezogenes Informationssystem (RIS) gilt meist als Überbegriff, während die Unterscheidung zwischen LIS und GIS vor allem im Grad der Detaillierung liegt. Historisch geht das LIS auf den digitalen Kataster zurück und ist infolge seiner Primärdaten besonders detailreich, während ein GIS (etwa eines ganzen Bundeslandes) zunächst überwiegend aggregierte (zusammengefasste) und generalisierte Daten (Sekundärdaten) beinhaltet. Zunehmend werden aber auch diese Ausprägungen von Geoinformationssystemen außerordentlich detailreich, z. T. bis auf die Ebene von einzelnen Parzellen.
Inhaltsverzeichnis
Ausprägungen von Geographischen Informationssystemen in Deutschland, Österreich und der Schweiz
Landinformationssysteme (LIS)
→ Hauptartikel: Landinformationssystem
Ein Landinformationssystem ist laut Definition der FIG (1981) ein Instrument zur Entscheidungsfindung in Recht, Verwaltung und Wirtschaft sowie ein Hilfsmittel für Planung und Entwicklung. Es besteht einerseits aus einer Datensammlung, welche auf Grund und Boden bezogene Daten einer bestimmten Region enthält, andererseits aus Verfahren und Methoden für die systematische Erfassung, Aktualisierung, Verarbeitung und Umsetzung dieser Daten. Die Grundlage eines LIS bildet ein einheitliches, räumliches Bezugssystem für die gespeicherten Daten, welches auch eine Verknüpfung der im System gespeicherten Daten mit anderen raumbezogenen Daten erleichtert.
Ein LIS ist die detailreiche Ausprägung von Geoinformationssystemen. Es enthält vornehmlich Basisdaten (primäre, direkt gemessene/erhobene Daten), die großmaßstäbig strukturiert sind. Landinformationssysteme werden im Regelfall von Vermessungsbehörden (Kataster- und Vermessungsamt) aufgebaut und geführt, wobei sie sich in erster Linie auf die vermessungstechnische Abbildung der Erdoberfläche in der Form digitaler Karten und Eigentumsnachweise (Grundbuch) beziehen.
KIS: Kommunales Informationssystem
Kommunale Informationssysteme bezeichnen die IS-Komponenten in einer Kommune (politische Gemeinde). Zentraler Bestandteil eines KIS sind die Geobasisdaten des LIS (ALK und ALB in Deutschland, DKM und GDB in Österreich) und das Luftbild. Sie ermöglichen dem Mitarbeiter einer Kommune den schnellen Zugriff auf Informationen zu einem Flurstück (Eigentümer, Flächengröße, Nutzung,...). Neben dieser Grundlage eines KIS existieren verschiedenste Fachschalen (thematischer „Layer“), die das System nach Bedarf ergänzen. Ein kommunales Umweltinformationssystem KUIS ist beispielsweise ein Instrumentarium für Aufgaben der Kommune im Bereich der Umwelt, das Daten über alle Umweltbereiche räumlich, zeitlich und sachlich bereithält, verarbeitet und fortführt (aktuell hält). Als erster Layer, der über Liegenschaften bzw. Kataster hinausging, entstand meist der Leitungskataster für Wasser, Kanal, Gas und Strom.
Heute existieren diverse Unterkategorien kommunaler Informationssysteme wie Grünflächenkataster bzw. -Informationssysteme, Baumkataster, Friedhofskataster, Spielplatzkataster u. a.
Der Arbeitskreis Kommunale Geoinformationssysteme AKOGIS hat sich in seinen Arbeitshilfen mit der Einrichtung, der Pflege und dem Betrieb kommunaler GIS auseinandergesetzt und eine Reihe von Empfehlungen für GIS-Praktiker entwickelt, die kostenlos vom Netz geladen werden können (s. Weblinks).
UIS: Umweltinformationssystem
Ein Umweltinformationssystem dient zur Bereitstellung von Umweltinformationen. Es besteht in der Regel aus mehreren Umweltdatenbanken mit verschiedenen Datenbeständen und bietet leistungsfähige Zugriffs- und Auswertemethoden zur Ableitung von Umweltinformation. Wegen der Vielfalt der potenziellen Nutzer eines UIS bestehen unterschiedlichste, teilweise divergierende Anforderungen an die Charakteristika eines UIS. Ein UIS ist ein erweitertes GIS, das der Erfassung, Speicherung, Verarbeitung und Präsentation von raum-, zeit- und inhaltsbezogenen Daten zur Beschreibung des Zustandes der Umwelt hinsichtlich Belastungen und Gefährdungen dient und Grundlagen für Maßnahmen des Umweltschutzes bildet.
UIS werden als Informationssysteme in der Verwaltung und in Unternehmen der freien Wirtschaft (so genannte Betriebliche Umweltinformationssysteme) eingesetzt. Sie bestehen in der Regel aus vielen verschiedenen Fachinformationssystemen (FIS). Frühe Nutzer waren beispielsweise Umweltbehörden wie das Umweltbundesamt (UBA) oder Landesumweltministerien und deren nachgeordnete Landesämter. Ihre Aufgaben erstrecken sich von der Erfassung der Radioaktivität, der Kontrolle der Umweltmedien Luft, Wasser und Boden bis hin zu Biotopkartierungen und der Erhaltung der Artenvielfalt. Sie dienen der Notfallvorsorge, dem Verwaltungsvollzug und der Bürgerinformation im Umweltbereich.
BIS: Bodeninformationssystem
Bodeninformationssysteme umfassen in Österreich und der Schweiz die Daten der Bodenkunde, in Deutschland meist auch jene des gesamten Fachbereiches der Geologie. In diesem Zusammenhang versteht man als Boden in Deutschland alle Bereiche der Erdoberfläche, in die der Mensch durch seine Tätigkeit eingreift. Der speziellere BIS-Inhalt der Alpenländer - siehe Bodendefinition von W. Blum (BOKU Wien) im ⇒ Übersichtsartikel Bodenkunde - hat auch mit der komplizierten Geologie zu tun, für die eigene Bundesanstalten existieren.
In jedem Fall sind Bodeninformationssysteme sehr komplexe, nur in interdisziplinärer Kooperation aufbaubare Gebilde, weshalb sie häufig in verschiedene Fachinformationssysteme (s. u.) gegliedert sind. Diese eher organisatorische bedingten Gliederungen sind gleichwohl nach außen heute nicht mehr erkennbar.
Ein Bodeninformationssystem im engeren Sinn (A, CH) enthält Daten zur örtlichen Verbreitung der Bodentypen und ihrer Eigenschaften wie Bodenaufbau, Humusgehalt, pH-Wert und Bodenschwere, zum Ausgangsgestein und zum oberflächennahen Wasserhaushalt (siehe: Bodengeographie. Die aufgrund der entnommenen Proben erstellten Bodenkarten können neben der Bodenart auch Bodenbelastungen oder die Erosionsgefährdung zeigen.
Ein BIS im weiteren Sinn (z. B. das BIS-NRW oder das Niedersächsische Bodeninformationssystem NIBIS) umfasst auch Daten zum geologischen Aufbau der obersten Erdkruste sowie zur Hydrogeologie, Belastbarkeit, Ingenieurgeologie und Geochemie. Die Daten repräsentieren sich in Bohrungs-Beschreibungen, Analysedaten und Karten verschiedener Maßstäbe und Themen. Die deutschen Bodeninformationssysteme werden im Wesentlichen durch die Staatlichen Geowissenschaftlichen Dienste der Bundesländer aufgebaut und betrieben. In Österreich war die Zuständigkeit bis etwa 2000 zwischen agrarischen und forstlichen Bundesanstalten geteilt, wozu im Hochgebirge der Wildbach- und Lawinenschutz kommt. Seit 2002 ist dort die gesamte Bodenkartierung im BFW konzentriert.
NIS: Netzinformationssystem
Ein Netzinformationssystem (NIS) dient Ver- und Entsorgungsunternehmen zur Dokumentation ihres Leitungsbestandes. Neben der grafischen Repräsentation der Leitungsverläufe und ihres Zustands werden Datensätze über Art und technische Daten in diesem Informationssystem vorgehalten. Solche NIS werden von vielen Unternehmen angeboten und bei ingenieurtechnischen Planungen – etwa bei der Leitungsrecherche vor Baumaßnahmen – genutzt.
FIS: Fachinformationssystem
Fachinformationssysteme stellen eine besondere Klasse von Geo-Informationssystemen dar. Hierunter fallen insbesondere die Spezialanwendungen, die mit den bisherigen Ausprägungen nicht abgedeckt sind. Sie sind Informationssysteme, die fachbezogene Aufgaben unterstützen und zur Bewältigung konkreter Fachanforderungen notwendig sind. Diese stellen Spezialanwendungen dar, beispielsweise für Bauwesen, Geographie, Geologie, Hydrologie, Lawinen- und Umweltschutz, Verkehrsplanung, Touristik, Freizeit- und Routenplanung. Hauptabnehmer für Fachanwendungen sind Kommunen.
GIS in der Archäologie
Auch in der archäologischen Forschung werden Geoinformationssysteme eingesetzt (auch: Archäoinformatik). So werden z. B. archäologische Fundstellen mit den Informationen zu ihrer Umwelt wie Gewässerentfernung, Bodengüte, Klimazone verknüpft. Hierbei arbeiten vor allem Geodäten, Geographen und Archäologen in interdisziplinären Gruppen zusammen. Siehe auch: Geoarchäologie.
In der archäologischen Denkmalpflege verschiedener Bundesländer sowie verschiedener Staaten (Vorreiter sind in Europa u. a. die Niederlande) werden GIS vor allem zur Bestandserfassung, -visualisierung und -auswertung verwendet. So können z. B. für die Bauleitplanung Fundstellen und die zugehörigen Informationen schnell kartiert und mit geplanten Bauvorhaben abgeglichen werden. Neuerdings werden GIS zunehmend zur Berechnung von Lagekriterien noch unbekannter Fundstellen eingesetzt (sog. Prädiktionsmodelle; z. B. Archäoprognose Brandenburg [1]). In der archäologischen Forschung dienen GIS häufig dazu, prähistorische Siedlungsfundstellen und ihre Verteilung in der Landschaft zu analysieren. Grundlage sind dabei naturräumliche Faktoren wie etwa die Geländeform, der Boden oder das Klima. Außerdem untersucht man mit ihrer Hilfe menschliche Verhaltensweisen in Beziehung zu ihrer Umwelt und hofft, Aussagen zu antiken Sichtweisen auf Landschaft und Umwelt treffen zu können. Mithilfe implementierter Rechenverfahren können u. a. Sichtverbindungen von Punkten in der Landschaft (ist z. B. von einer Siedlung aus die zugehörige Grabfundstelle sichtbar gewesen) ebenso untersucht werden wie das mögliche Einzugsgebiet einer Fundstelle auf der Grundlage des sie umgebenden Naturraums. So gehörte zu einer Siedlung immer auch ein wirtschaftlich genutztes Umfeld (Äcker, Weiden, Wälder), dessen Ausdehnung u. a. vom Gelände abhing. Gut erreichbare Lagen (z. B. flaches Gelände, nicht durch breite Gewässer von der Siedlung getrennt) wurden als Äcker sicher gegenüber solchen bevorzugt, die z. B. erst nach Überwindung eines Moores zu erreichen waren. Ein GIS ist in der Lage, alle diese Faktoren (Hangneigung, Gewässerhindernisse, Bodenbeschaffenheit, ...) miteinander zu verknüpfen und daraus das Modell eines potentiell mit möglichst wenig Aufwand zu erreichenden Umfeldes zu berechnen. Grundsätzlich sind Geographische Informationssysteme in der archäologischen Forschung Werkzeuge bei der Analyse; sie liefern keine direkten Aussagen über antike Zustände oder gar Wahrheiten, sondern bearbeiten, verändern bzw. transformieren Daten. Die so entstandenen Daten dienen als weitere Interpretationsgrundlage für den Archäologen.
Datenmodell und Datenstrukturmodell
Datenmodell
Datenmodelle beschreiben, welche Daten in einem Informationssystem gespeichert werden können und wie diese Daten strukturiert sind. Es handelt sich dabei also um Informationen über reale Objekte (Personen, Flurstücke, Flüsse). Diese Objekte werden durch ausgewählte Attribute beschrieben. Beispielsweise kann man allen Flurstücken die Attribute Gemarkungsnummer, Flurstücksnummer und Nutzungsart zuordnen. Bei den genannten Eigenschaften handelt es sich um solche, die ein Objekt des Typs Flurstück eindeutig bezeichnen (Gemarkung, Flurstücksnummer) und seiner Beschaffenheit nach beschreiben. Man spricht auch von „beschreibenden Daten“, „thematischen Daten“, „Sachdaten“ oder „Attributdaten“.
Die „klassischen“ Informationssysteme beschränken sich auf die reine Verwaltung und Verarbeitung von Sachdaten. In GIS werden den Sachdaten noch die sogenannten Geometriedaten gegenübergestellt. Sie beschreiben die geographische Lage, Form, Orientierung und Größe von Objekten (siehe auch raumbezogene Objekte). Man unterscheidet Vektordaten und Rasterdaten. Vektordaten repräsentieren die Objektgeometrie anhand grafischer Primitiva (zum Beispiel Punkte, Linien, Kreisbögen). Rasterdaten beschreiben die Objektgeometrie in Form von digitalen Bildern (Kartenbildern oder Luft- bzw. Satellitenaufnahmen).
Ausgedrückt mittels Vektordaten gibt man die Geometrie eines Flurstücks also in Form der Grenzpunktkoordinaten und der Geometrie der Grenzlinien (Strecke, Kreisbogen) an. Der Auszug eines digitalen Luftbildes (meist in Form eines Orthofotos) repräsentiert die Flurstücksgeometrie in Form von Rasterdaten.
Neben den Informationen der einzelnen Objekte speichern Informationssysteme noch Beziehungen zwischen diesen Objekten. Es kann sich um sachlogische Beziehungen oder raumbezogene Beziehungen handeln oder es können beide Beziehungskategorien abbildbar sein, so wie bei einem GIS. Eine sachlogische Beziehung kann man z. B. zwischen Flurstücken und Personen herstellen: Eine „Person“ (Objekt) ist „Eigentümer“ (sachlogische Beziehung) von dem „Flurstück“ (Objekt). Die sachlogischen Beziehungen lassen sich in einem Informationssystem auswerten; Beispiel: Abfrage aller Flurstücke einer bestimmten Person.
Raumbezogene (=topologische) Beziehungen gehen zum Beispiel Flurstücke untereinander ein: ein Flurstück (präziser: die Flurstücksfläche) „ist Nachbar“ (topologische Beziehung) eines anderen Flurstücks. Auch topologische Beziehungen lassen sich in einem GIS auswerten. Beispiele: Die Abfrage aller Nachbargrundstücke zu einem Flurstück.
GIS beherrschen die integrierte Verwaltung der Sach- und Geometriedaten sowie sachlogischer und topologischer Beziehungen. Dadurch können sich Abfragen oder Auswertungen auch auf beide Informationsarten beziehen. Beispiel: Abfrage der Eigentümerdaten (sachdatenbezogener Aspekt) zu allen Flurstücken, die zu einem ausgewählten Flurstück benachbart (topologischer Aspekt) sind und eine Fläche haben, die größer als 1000 m² (geometriebezogener Aspekt) ist.
Für die Speicherung der Sach- und Geometriedaten (vorrangig der Vektordaten) nutzten zu Beginn der GIS-Ära nur wenige GIS-Basissysteme marktgängige Datenbanksysteme (z. B. DBase oder Oracle). Eine Vielzahl von Systemen basierten auf proprietären Datenbankmanagementsystemen. Heute hat sich die Nutzung von marktgängigen relationalen bzw. objektrelationalen Datenbanksystemen für die Geodatenverwaltung durchgesetzt.
Datenstrukturmodell
Ein Datenstrukturmodell gibt an, auf welche Weise Objekte und ihre gegenseitigen Beziehungen in einem Informationssystem, hier speziell einem GIS, abgebildet werden können. Für die Speicherung der Objekteigenschaften und -beziehungen hat sich z. B. das Relationenmodell durchgesetzt. Alle Attribute gleichartiger Objekte werden in Tabellen verwaltet; gleiches gilt für die Beziehungen zwischen den Objekten.
Vektorbasierte Datenstrukturmodelle ermöglichen es, die Objektgeometrie mit Hilfe von geometrischen Primitiva (z. B. Punkte, Kreisbögen, Linien) zu beschreiben; die Grundelemente lassen sich durch geordnete oder ungeordnete Gruppierung zu höherwertigen Geometrien zusammenfassen (z. B. Linienzügen oder Flächen). Vektordaten lassen sich relativ einfach mit Sachdaten verknüpfen.
Das rasterbasierte Datenstrukturmodell kennt nur ein einziges Datenstrukturelement, nämlich das Rasterelement, je nach Rasterart auch Pixel oder „Bildpunkt“ genannt. Den Rasterelementen können zwei Eigenschaften zugeordnet werden: die geometrische und die radiometrische Auflösung. Die geometrische Auflösung gibt an, welche Länge und Breite ein Rasterelement in der Natur besitzt; die radiometrische Auflösung bezeichnet die unterscheidbaren Grauwerte je Rasterelement.
Topologie
Die Topologie bezeichnet die räumliche Beziehung von Geoobjekten zueinander (Nachbarschaftsbeziehungen). Im Gegensatz zur Geometrie, die die absolute Form und Lage im Raum betrifft, sind topologische Beziehungen zwischen Geoobjekten unabhängig von Maßen wie der Distanz. Die wichtigsten topologischen Beziehungen zwischen zwei Geoobjekten A und B nach Egenhofer sind:
- A ist disjunkt zu B
- A liegt innerhalb B
- B liegt innerhalb A
- A überdeckt B
- B überdeckt A
- A trifft B
- A gleicht B
Dimension
Datendimensionen im GISDie Dimension gibt an, wie viele Koordinatenwerte einem Objekt im GIS zugeordnet sind:
- zweidimensional (2D): Jeder Punkt hat eine x- und eine y-Koordinate. Linienverbindungen oder Flächen, die auf die Punkte aufbauen, liegen also in einer Ebene (xy-Ebene) vor. Dies entspricht der normalen Kartendarstellung und der Datenhaltung im Kataster.
- zwei-plus-eins-dimensional (2+1D): Jedes Objekt hat zusätzlich eine attributive Information über die Höhe (z. B. eine Gebäudehöhe am Gebäude). Diese Form findet sich in einigen Katasterdaten wieder.
- zweieinhalbdimensional (2,5D): Jeder Punkt der Grundrissdarstellung hat zusätzlich zur x- und y-Koordinate eine Höhe. Damit ist die Höhe jedoch nur eine Funktion der Lage, d. h. es gibt immer nur genau einen Höhenwert zu einer Lagekoordinate (x,y). In dieser Form liegen die meisten digitalen Geländemodelle vor. Senkrechte Wände und Überhänge sind auf diese Weise nicht modellierbar.
- dreidimensional (3D): Alle Punkte haben x-, y- und z-Koordinate (bzw. Höhe). Linienverbindungen sind räumliche Linien, die nicht in einer Ebene liegen. Wenn Kreisbögen als Verbindungen vorkommen, werden diese streng genommen Ellipsenabschnitte, die in einer geneigten Ebene liegen; oder sie müssen durch Linienzüge mit entsprechend kurzen Segmenten angenähert werden. Flächenobjekte sind nur dann ebene Flächen, wenn sie durch genau 3 Punkte begrenzt werden, ansonsten sind es gekrümmte Raumflächen.
- vierdimensional (4D): Zusätzlich zu den 3 Koordinaten im Raum wird eine vierte Information mitgeführt, die sich aus dem zeitlichen Ablauf ergibt. Das wird z. B. durch Verwendung eines Zeitstempels für jedes Objekt ermöglicht. Damit kann abgefragt werden, zu welchem Zeitpunkt ein Objekt existiert hat oder nicht. Aus diesen Daten können dann Darstellungen der Vergangenheit kreiert werden (z. B.: Wie sah das Ortsbild am 15. Februar 2002 aus, bevor der Neubau errichtet wurde); auch zeitabhängige Animationen können erzeugt werden (z. B. der Fortschritt des Kohleabbaus in einem Bergwerk).
Funktionen
Ein GIS erweitert somit die Nutzungsmöglichkeiten der klassischen Landkarte. Neben der Visualisierung spielen Geooperatoren eine wichtige Rolle zur Analyse der Geodaten. Auf Basis eines guten Datenbestandes (geometrische und Sachdaten) erlaubt ein GIS zum Beispiel:
Abfragen und Selektionen
Abfrage von Eigenschaften nach sachlichen (zum Beispiel: Wieviele Einwohner hat eine bestimmte Stadt?) oder räumlichen Kriterien (zum Beispiel: Liegt eine bestimmte Stadt in einem bestimmten Landkreis?) und Selektion der Ergebnisse in der Karte.
Pufferzonen
Diese Funktion ermöglicht die Bildung von Pufferzonen (Buffer, Korridor) um Geoobjekte beliebiger Dimension. Pufferzonen umschließen das Geoobjekt und umliegende Gebiete innerhalb eines bestimmten Abstandes vom ursprünglichen Geoobjekt. Es ist möglich mehrere Puffer um ein Objekt zu erstellen und diese unterschiedlich zu gewichten (beispielsweise verschiedene Schutzzonenkategorien). Puffer sind nicht nur grafische Darstellungen, sondern Objekte, mit denen man Analysen wie beispielsweise Verschneidungen durchführen kann.
Verschneidung
→ Hauptartikel: Verschneidung
Unter Verschneidung versteht man die Überlagerung von Themenebenen (Layer) oder Objektklassen. Es werden mittels Boolescher Operationen neue Objekte gebildet, die die Attribute der Ausgangsobjekte kombinieren.
Zusammenlegen, Verschmelzen
Vereinigung von Polygonen mit gleichem Attribut, z. B. zur Entfernung von „Splitterpolygonen“, die durch Verschneidung entstanden sind.
Topologie- bzw. Netzwerkanalysen
Finden von kürzesten Wegen, Einzugsgebieten, Adressen und nächstgelegenen, angrenzenden oder überlappenden Objekten (siehe auch Topologie).
Regionalisierung
Übertragung von Punktdaten auf die Fläche mittels verschiedener Verfahren, z. B. über Thiessen- bzw. Voronoi-Polygone oder verschiedene Interpolationsverfahren (Inverse Distanzwichtung, Splines, Kriging).
Georeferenzierung
→ Hauptartikel: Georeferenzierung
Prozess der Herstellung des Raumbezuges mittels Koordinaten (=Georeferenz). Zuordnung von Informationen zur Beschreibung von Form, Größe, Lage und Orientierung von räumlichen Objekten. Auf metrischer Seite erfordert dies die Festlegung und Zuordnung eines Koordinaten-Referenz-Systems (z. B. geodätisches Bezugssystems inklusive geodätischem Datum oder eine Kartenprojektion). Zur Herstellung des Raumbezuges werden in vielen Fällen Transformationen und Konversionen sowie Interpolationen notwendig: Dazu gehören die Eliminierung geometrischer Verzerrungen, Einpassung der Daten in ein gewähltes Koordinatensystem und/oder gegenseitige Anpassung zweier Datenlayer. Georeferenzierung von Bildern basiert oft auf der Interpolation mithilfe von Passpunkten und anschließendem Resampling, d. h. der Neuordnung der Daten/Objekte (siehe Rektifizierung.
Generalisierung
Zusammenfassung, Verallgemeinerung und Vereinfachung von Objekten. Generalisierung ist notwendig, wenn der Maßstab verkleinert wird.
Visualisierung und Präsentation
Die Möglichkeiten der Darstellung und Präsentation spielen in GIS eine entscheidende Rolle und sind deshalb sehr umfangreich. Hier einige wichtige Beispiele:
- automatische Erstellung von Legende, Maßstabsleiste, Nordpfeil und anderen Kartenrandangaben
- frei definierbare Farb- und Mustergebung, sowie symbolische Darstellungen
- Ein-/Ausblendung und Kombination verschiedener Layer (Raster- und Vektordaten)
- 3D-Darstellungen, Digitale Geländemodelle, „Drape“ (mit Raster- oder Vektordaten überlagertes 3D-Modell)
- Animationen (Flug über Gelände und ähnliches)
- Geländeschnitte/Profile
- Einbindung von Diagrammen, Bild- oder Audiodaten
Weitere Funktionen
- mathematische und statistische Funktionen (z. B. Strecken-, Flächen- und Volumenberechnung, Verteilungen)
- Datenbankeditierung (z. B. Tabellen-Aggregation und Tabellenkalkulation)
- Modellierung (z. B. Hochwassermodelle)
- ...
Geo- bzw. raumbezogene Informationssysteme ermöglichen die Schaffung in sich widerspruchsfreier, vollständig attributierter, überlappungsfreier Daten und stellen Funktionen zur Aufspürung und Behandlung von Geometrie- und Attributierungsfehlern bereit.
In Geo- und Kartografie, Geodäsie und Raumordnung werden sie auch zur Erstellung von Karten, Atlanten, Sonder- und Leitungs-Katastern, Zeitreihen oder VR-Simulationen genutzt. Neben den kommerziell vermarkteten GIS gibt es auch freie GIS.
Automatisierung
Für wiederkehrende Aufgaben ist es sinnvoll, diese zu automatisieren, indem die notwendigen Abläufe zu Makros zusammengefasst werden. Solche Aufgaben können sein:
- Plots von Karten und Plänen entsprechend einem bestimmten Blattschnitt unter gleichen Randbedingungen
- Nachattributierung importierter Daten
- spezifische periodische Auswertungen für regelmäßige Berichte
- Regelmäßige Datenweitergaben an andere Ämter oder Firmen über definierte Schnittstellen
- Prüfvorgänge zur Datenkonsistenz
- Einbeziehung extern gepflegter Sachdaten
Voraussetzungen für Automatisierbakeit sind:
- Eine Makrosprache mit Schleifen, Bedingungen und Eingabemöglichkeiten
- konsistente, redundanzfreie Daten (Ausnahme: wenn die Konsistenz erst durch das Makro geprüft wird).
- softwarelesbare, klassifizierte Datenattribute, nach welchen selektiert werden kann.
Software für GIS
Auch hier gibt es die Wahl zwischen proprietärer Software (beispielsweise Smallworld GIS, ArcGIS, MapInfo, POLYGIS, GeoMedia und Manifold) und solcher die als Opensource Software lizenziert und entwickelt wird. Die bekanntesten Opensource-GIS sind GRASS GIS, OpenJUMP und Quantum GIS.
Verteilte, dienstbasierte Architekturen ermöglichen eine vereinfachte, kostengünstige Geodatendistribution. Die meisten Desktop-GIS unterstützen den Zugriff auf Web-basierte standardisierte Karten- und Geodatendienste. Aktuelle Entwicklungen im Bereich des Web-GIS zeigen eine verstärkte Bedeutung von GIS im Internet auf.
Geoportale als spezifische Ausprägung von Web-GIS sind Webportale für eine Suche nach und einen Zugriff auf digitale geographische Informationen (Geodaten) und auf geographische Dienste (Darstellung, Editierung, Analyse) mit Hilfe eines Webbrowsers. Dieser dient direkt dabei als GIS-Client.
Siehe auch
Literatur
- Norbert Bartelme: Geoinformatik: Modelle, Strukturen, Funktionen. Springer, Berlin 2005, ISBN 3-540-20254-4
- Ralf Bill: Grundlagen der Geoinformationssysteme. Heidelberg 1994, ISBN 3-87907-265-5
- Frank Dickmann, Klaus Zehner: Computerkartographie und GIS. 2. Auflage, Westermann. Braunschweig 2001, ISBN 978-3-14-160338-5
- Kerstin Droß: Zum Einsatz von Geoinformationssystemen in Geschichte und Archäologie, in: Historical Social Research / Historische Sozialforschung (HSR) 31 (2006), Nr. 3 (Volltext als PDF)
- Helmut Saurer, Franz-Josef Behr: Geographische Informationssysteme. Eine Einführung. Darmstadt 1997, ISBN 3-534-12009-4
- Wolfgang Göpfert: Raumbezogene Informationssysteme. ISBN 3-87907-165-9, Wichmann-Verlag, Karlsruhe 1987 (1.Auflage)
Weblinks
- GISWiki Wiki zum Thema Geoinformatik und Geoinformationssysteme
- Arbeitskreis Kommunale Geoinformationssysteme AKOGIS
- MapRef.org - Sammlung Europäischer Koordinaten-Referenz-Systeme (geodätische Referenzsysteme, Kartenprojektionen).
- http://www.isotc211.org Int. Normierungsverein - Technisches Komitee Nr. 211 für Geoinformation
- GISWiki: Literatur zu RIS und GIS
- http://www.freegis.org Übersicht über freie Geodaten und InfoSysteme
- Raumbezogene InfoSysteme und Simulationswerkzeuge in Geowissenschaft und Geo-Engineering, TU Clausthal 2000
- Einsatz von GIS bei der betrieblichen Standortplanung
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