ArcGIS Desktop als Bestandteil von ArcGis

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1 ArcGIS Desktop als Bestandteil von ArcGis ArcGIS ist der Name einer Produktfamilie von ideal aufeinander abgestimmten GIS Produkten. Die ArcGIS Strategie sieht vor, dass alle Daten in Zukunft in objektrelationalen Datenbanken gespeichert werden. Selbstverständlich werden Dateien als Datenquellen weiterhin unterstützt. Innerhalb ArcGIS wird zwischen den Server-Diensten und den Klienten unterschieden. Die Server-Dienste ArcSDE (Datenbankgateway) und ArcIMS (Internet Map Server) stellen Grundfunktionalität zur Verfügung und sind zugleich die Bindeglieder zwischen den GIS Klienten und der unternehmensweiten IT-Infrastruktur. Die Klienten sind funktional abgestufte Anwendungen. Hier stehen die ArcGIS Desktop Klienten ArcView, ArcEditor und ArcInfo im Vordergrund. Diese können über Erweiterungen mit zusätzlicher Funktionalität schrittweise ausgebaut werden. 1

2 Die Bezeichnung ArcView 8.x ist eigentlich irreführend; denn ein Programm ArcView 8.x gibt es gar nicht. Unter der Bezeichnung ArcGIS Desktop gibt es in Zukunft 3 völlig neue Programme. ArcGIS Desktop setzt sich aus drei Anwendungen zusammen: ArcCatalog, ArcMap und ArcToolbox. 2

3 ArcCatalog: Anwendung zur Datenverwaltung, Browsen von Geo- und Sachdaten ArcMap: die zentrale Komponente zur Visualisierung, zum Editieren, zur Auswertung und Präsentation von Geo- und Sachdaten 3

4 Ein Layer ist eine Datenebene, wie z.b. Flüsse, Gemeindegrenzen, Adresspunkte (dies alles sind sog. Vektordateien). Auch eine Rasterdatei, wie z.b. ein Geländemodell, wird Layer genannt. Jeder einzelne Layer enthält zumindest eines oder mehrere Objekte (Features), welche üblicherweise die reale Welt abbilden. Dabei beinhaltet der Layer einer Vektordatei zwei Arten von Informationen: zum einen die räumliche Information, welche die Lage und die Form der geographischen Objekte beschreibt und zum anderen die attributive Information, welche die Charakteristiken (Attribute, Eigenschaften) der Objekte beinhaltet. Diese Objekte gehören je Layer zu einer der sog. Feature Classes: Punkte (Points), Linien (Lines), Flächen (Areas) oder Annotation. Die Features eines Layers werden anhand von Symbolen dargestellt: dies können z.b. blaue Linien für Flüsse sein oder rote Punkte für Adressen. 4

5 Ein Data Frame umfasst einen oder mehrere Layer, er organisiert die Layer. Dargestellt werden die Layer im Data View oder im Layout View. Der Data View wird verwendet, wenn mit den Daten gearbeitet wird: symbolisiert wird, abgefragt wird, etc... Der Layout View muss verwendet werden, sobald ein Kartenlayout hergestellt werden soll. Das Map Document (dieses ist eine Datei mit der Endung *.mxd) beinhaltet zumindest einen Data Frame, in welchem zumindest ein Layer enthalten ist. Ist eine Kartenansicht im Layout View vorbereitet worden, so werden im Map Document zudem die Kartenelemente abgespeichert. Dieses Map Document wird häufig nur mit Map bzw. im deutschen mit Karte abgekürzt. Anmerkung: Der Begriff "Layer" bezeichnet eigentlich nur einen Behälter, welcher räumliche Daten (in welchem Format auch immer) referenziert: Ein Layer ist also nicht die eigentliche Datei mit den Daten (z.b. ein Shapefile), sondern nur ein Zeiger, der auf diese Datei hinweist. Der Layer bestimmt die Darstellungsweise der so referenzierten Daten. Ein Layer kann explizit gespeichert werden, um in anderen Map Documents oder Data Frames eingesetzt zu werden. Dies kann nachfolgend allerdings nur funktionieren, wenn neben dem Layer (eine Datei namens *.lyr) auch die referenzierten Daten zur Verfügung stehen. ArcToolbox: Sammlung von GIS-Werkzeugen zur Geoprozessierung von Geo- und Sachdaten 5

6 Geographische Datenmodelle File-basiertes Datenmodell: GIS-Datensätze der Shapefiles, Coverages, Grids und TINs. Geodatabase Modell: Objekt-orientierte Verwaltung der o.g. Datensätze als topologisch integrierte Objektklassen in einem DBMS. Dabei können dreidimensionale Objekte und Netzwerke verwaltet werden und Beziehungen und Verhaltensregeln zwischen Objekten definiert werden. Arbeiten mit der Personal Geodatabase ArcView 8.x ist keine verbesserte Version von ArcView 3.x sondern ein völlig neues Programm Die Fa. ESRI hat also ihre gesamte Desktop-Software neu programmiert! Dabei hat sie Microsoft s Component Object Model (COM) Technologie benutzt. Deshalb fügen sich die 3 neuen Programme nahtlos in die Windows- und Office- Umgebung ein. Das vereinfacht die Nutzung der Programme. Von der Datei-orientierten Datenhaltung zur Datenbank-orientierten Datenhaltung Die wohl wichtigste Neuerung, die der Übergang von ArcView 3.x zu ArcGIS 8 mit sich bringt, ist die veränderte Datenhaltung. Bei ArcView 3.x. speichert das Programm die geographischen Daten im Shape-Format. Praktisch heißt das: 6

7 Zu jedem Datenbestand gibt es mehrere Dateien mit gleichem Namen, aber unterschiedlicher Dateierweiterung, z. B. für die Polygone der Gemeinbedarfsflächen in einem Flächennutzungsplan: gemeinbedarf.shp gemeinbedarf.shx gemeinbedarf.dbf gemeinbedarf.avl Die Geometrie der Polygone ist in den beiden ersten Dateien abgespeichert, die Attributtabelle in der dbf-datei (d. h. dbase- Format), Legendeninformationen in der avl-datei. Weitere Dateien sind möglich. Bei einem Flächennutzungsplan kommen wir leicht auf über 100 Dateien. Das ist mit Datei-orientierter Datenhaltung gemeint: Die Daten sind in einer Vielzahl von Dateien gespeichert. Das bringt eine Menge Probleme mit sich, insbesondere wenn man die Daten austauscht. Wünschenswert wäre, dass die Daten alle in einer Datei abgespeichert sind. Das bringt der Übergang zur Datenbank-orientierten Datenhaltung. Die Daten werden in einer relationalen Datenbank-Datei gespeichert und mit einem relationalen Datenbankverwaltungsprogramm genutzt. Innerhalb der Datenbank-Datei werden die Daten in Tabellen abgelegt und mit dem Programm Access von Microsoft bearbeitet. ESRI nennt die Datenbank- Datei, in der die geographischen Daten gespeichert werden, Geodatabase. Die innere Struktur dieser Datenbank-Datei und die Funktionen für ihre Nutzung hat ESRI für ArcGIS 8 neu entwickelt. Es wird unterschieden zwischen einer personal geodatabase und einer multiuser geodatabase. 7

8 Die personal geodatabase ist eine für den einzelnen Arbeitsplatz konzipierte Lösung. Die Datenbank-Datei wird mit dem Programm Access verwaltet. Die multiuser geodatabase ist für die Nutzung durch eine Vielzahl von Anwendern konzipiert. Zur Verwaltung der Datenbank-Dateien können die großen relationalen Datenbankverwaltungsprogramme genutzt werden, wie SQL- Server von Microsoft, Oracle8i Spacial von Oracle oder DB2 Universal Database (UDB) von IBM. Praktisch heißt das: Alle Daten der ALK oder eines Flächennutzungsplans werden in einer Datenbank-Datei gespeichert. Wie groß diese Dateien werden, muss sich noch zeigen. Die Datenbankprogramme, die diese Dateien verwalten, sind auf sehr große Datenbestände ausgelegt. Zu ArcGIS Desktop gibt es analog zu ArcView 3.x eine Reihe von Erweiterungen. ArcGIS Optionale Erweiterungen: 8

9 Die ArcGIS Erweiterungen sind Funktionsgruppen, die bei bestimmten Anwendungen zusätzlich geladen werden und dann in der Oberfläche des jeweiligen ArcGIS Desktop Produktes zur Verfügung stehen. In der Regel ist jede ArcGIS Erweiterung mit jedem ArcGIS Desktop Produkt einsetzbar und für jede Lizenzierungsform verfügbar. Single Use und Concurrent Seat Lizenzen sind allerdings nicht beliebig kombinierbar. ArcGIS Spatial Analyst ArcGIS 3D Analyst ArcGIS Geostatistical Analyst ArcPress for ArcGIS ArcGIS Publisher ArcGIS StreetMap USA und Street Map Europe MrSID Encoder for ArcGIS TIFF/LZW Compression ArcGIS Spatial Analyst Der Profi für Rasterdatenbearbeitung Mit Spatial Analyst, bereits unter ArcView 3.x die meistverwendete Erweiterung, werden ArcGIS Desktop Produkte im Bereich Rasterfunktionalität optimal ergänzt. Diese Erweiterung stellt Ihnen eine große Palette von Funktionen zur räumlichen Modellierung und Auswertung zur Verfügung. Zellbasierte Rasterdaten können mühelos erzeugt, abgefragt, analysiert und kartografisch aufbereitet werden. Durch die einfache Raster/Vektorkonvertierung, das Berechnen (räumliche Interpolationsverfahren) und Analysieren von Oberflächen und umfangreiche Funktionalitäten zur Rasterverschneidung erhalten Sie aus Ihren bestehenden Datensätzen ganz neue Informationen. 9

10 ArcGIS Spatial Analyst ist natürlich, wie alle ESRI Erweiterungen, vollständig in die ArcGIS Desktop Produkte integriert. ArcGIS 3D Analyst Geodaten in der Dritten Dimension Die Erweiterung ArcGIS 3D Analyst erlaubt es dem User, Oberflächendaten zu erzeugen, diese zu analysieren, zu modifizieren und in Echtzeit zu visualisieren. Mit ArcGIS 3D Analyst haben Sie vielfältige Möglichkeiten zur Erstellung, Bearbeitung und Analyse Ihrer 3D Daten: Oberflächenberechnungen durch Interpolationsverfahren, Oberflächenanalysen (Neigung, Exposition, Schummerung,...), Berechnung von Profilen, interaktive Abfrage von 3D Elementen, perspektivische Darstellung von Oberflächen, Volumenberechnungen, Sichtbarkeitsanalysen, Navigation und 3D-Flüge aufzeichnen sowie Export und Ausgabe im VRML 2.0- Format. 10

11 ArcScene als Visualisierungsapplikation von ArcGIS 3D Analyst ermöglicht es dabei, den Blickwinkel auf die Oberflächendaten beliebig zu verändern und zu zoomen. Somit ist es mit der Maus möglich, Objekte aus jeder Perspektive zu betrachten. Mit ArcGIS 3D Analyst können GRIDs, TINs, CAD-Files (dxf, dwg,...), Rasterdaten, ArcInfo Coverages und Shapefiles für dreidimensionale Darstellungen verwendet werden. Der 3D Analyst bietet neben dem Modul ArcScene zur Erstellung von interaktive 3D-Szenen in Echtzeit, Scene Views im ArcCatalog, dreidimensionale Modellierungswerkzeuge und die Arc TIN-Bearbeitungswerkzeuge an. 11

12 ArcGIS Geostatistical Analyst Mit ArcGIS Geostatistical Analyst wird ESRI dem steigenden Bedarf geostatistischer Analysen mit einer Lösung gerecht, die bisher nur durch die Kombination verschiedener Softwarepakete abgedeckt wurde: z.b Explorative räumliche Datenanalyse (z.b. Scatterplots, Trendanalysen, Semivariogramm-Analysen u.a.), räumliche Oberflächenmodellierung (z.b. Kriging u.a.) usw. Anwendungsbeispiele: Interaktive Datenexploration Jede geostatistische Datenverarbeitung beginnt mit der Exploration der Daten. Hier bietet ArcGIS Geostatistical Analyst 12

13 die Erstellung von Histogrammen, QQ-Plots, Voronoi-Karten und natürlich Variogrammen. Dabei können alle gewonnenen Ergebnisse unmittelbar in der Kartenansicht angezeigt werden. Als Erweiterung zur ArcGIS Produktfamilie bietet ArcGIS Geostatistical Analyst neben den obigen Beispielen weitere umfassende Datenexplorations- und Analysemethoden mit einer bisher einmaligen interaktiven Oberfläche und zahlreichen Wizards zur bequemen Benutzerführung. ArcPress for ArcGIS Höchste Ausgabequalität für Ihre Karten ArcPress für ArcGIS ist ein PostScript basierter Raster Image Prozessor (RIP) für schnelles und qualitativ hochwertiges Drucken und Exportieren Ihrer Karten. ArcPress überträgt die Druckdateien in unterschiedliche Standard Export Formate (TIFF, JPG, PNG, PCX, etc.) oder in das von Ihrem Drucker benötigte Ausgabeformat. Da ArcPress die Druckaufbereitung der Kartenerzeugnisse (auch Stapelverarbeitung möglich) direkt auf dem Rechner ausführt, sind Sie mit dieser Erweiterung nicht auf das Interpretieren und Speichern der Daten auf dem Drucker angewiesen. 13

14 Publikation der Geodaten ArcGIS Publisher Um MXD Dateien aus ArcMap als read-only Dateien für den kostenfreien ArcReader zur Verfügung zu stellen, benötigen Sie ArcGIS Publisher. Die so entstehenden PMF Dateien (Published Map Files) können per Passwort gegen Änderung (durch andere ArcMap-Nutzer) gesperrt werden und sowohl Verweise auf lokale Datenquellen wie auf Internetlayer enthalten. Auch qualitative hochwertige Layouts können Sie auf diese Weise weitergeben und ebenso optional deren Ausdruck erlauben. Die ideale Lösung für reine Viewer-Arbeitsplätze, CD-Produktionen oder Daten-Promotion. 14

15 ArcGIS Street Map USA und Street Map Europe Straßendaten für USA und Europa (Street Map Europe nicht in Campuslizenz enthalten.). MrSID Encoder for ArcGIS Kompression und Kachelung Ihrer Geodaten Die Erweiterung MrSID Encoder ermöglicht eine effektive Nutzung von sehr großen georeferenzierten Rasterdatenbeständen in ArcGIS. MrSID wandelt umfangreiche Image Files in das kleinere, hochqualitative MrSID Format und optimiert so die Nutzung von Karten-, Satelliten- und Luftbildern. Die Erweiterung MrSID Encoder reduziert die Datenmenge um mindestens 95 Prozent, erhält zugleich aber die geometrische Genauigkeit der Ursprungsdatei. Die MrSID Erweiterung handelt Datenmengen bis zu einer Größe von 500 MB und bietet die Möglichkeit zum Mosaikieren von unterschiedlichen Bildern in eine einzige Bilddatei. Bereitstellung der Komprimierungsmethode MrSID in der ArcToolbox für Bilder von 50 MB bis 500 MB Größe. 15

16 PlanzV für ArcGIS Mit der Planzeichenverordnung für ArcGIS Desktop ist es nun auch innerhalb der neuen ESRI Produktfamilie möglich, planzeichenkonforme Bauleit- und Landschaftspläne zu erzeugen. Die Erweiterung steht für alle ArcGIS Desktop Produkte (ArcView, ArcEditor und ArcInfo 8.1 und höher) gleichermaßen zur Verfügung. Der individuell anpassungsfähige Planzeichenkatalog der PlanzV für ArcGIS Desktop enthält die Planzeichenverordnung PlanzV 90 für Bauleitpläne (Anlage zum BGBl Teil I Nr. 3 vom ) sowie die Planzeichen für die örtliche Landschaftsplanung (Bundesamt für Naturschutz 2000, BfN 2000). Merkmale Optionale Erweiterung für ArcMap Planzeichenkonforme Darstellung wahlweise in schwarzweißer oder farbiger Ausgestaltung Automatisierte Erstellung von Layer-Legenden mit Planzeichen und Beschriftung Komfortable Zuweisung von Planzeichen mit Hilfe des Symboldialoges Automatische Zuweisung und Umwidmung zugeordneter Planzeichen Automatische Erzeugung formatierter Legenden im Layout 16

17 Neu in der PlanzV für ArcGIS Desktop: Unterstützung des Anwenders bei der Zuweisung von zugeordneten Symbolen, z.b. für verschiedene Grünflächenarten komfortable Erzeugung beliebiger Sonderplanzeichen ohne weitere Hilfsmittel; die durch den Benutzer selbstdefinierten Planzeichen werden systematisch in den Katalog eingeordnet und sind in allen Werkzeugen (Symboldialog, Legendentool,...) voll integriert individuelle Einstellungsmöglichkeiten für die formatierte Legende im Layout wahlweise Beschriftung mit kurzer oder vollständiger Bezeichnung, mit oder ohne Ordnungsnummer individuelle Angabe von Zeilenbreite und Spaltenanzahl wahlweise Erzeugung einer gemeinsamen oder von getrennten Legenden für verschiedene Pläne, z.b. für die Teilpläne eines Flächennutzungsplanes 17