Exkurs: Nutzung der Berliner online-kartendienste in GIS und CAD

Transkript

1 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Exkurs: Nutzung der Berliner online-kartendienste in GIS und CAD WMS-Kartendienst = WebMapService WFS-Objektdienst = WebFeatureService QGIS 2.0: Nutzung des WMS-Kartendienstes in QGIS Nutzung des WFS-Objektdienstes in QGIS Exporte aus WMS-Kartendienst mit QGIS Nutzung von Daten nach dem Open-Geodata-Gesetz ArcGIS 10: Nutzung des WMS-Kartendienstes in ArcGIS Nutzung des WFS-Objektdienstes in ArcGIS Nutzung von Daten nach dem Open-Geodata-Gesetz AutoCAD Map 3D: Nutzung des WMS-Kartendienstes in AutoCAD Map Nutzung des WFS-Objektdienstes in AutoCAD Map

2 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Nutzung des WMS-Kartendienstes (WebMapService) in QGIS U.a. der Berliner Senat und das Bundesamt für Kartographie und Geodäsie bieten Geodaten auch als WMS- (WebMapService) und WFS- (WebFeatureService) Kartendienste an, die bestens im GIS genutzt werden können, für private Zwecke und für Lehre und Forschung noch ohne Zugangsbeschränkung und teilweise sogar ohne Anmeldung oder Account. Im Geoportal der Berliner Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt wird die Seite Geodateninfrastruktur aufgerufen und von dort aus die Seite Geodienste: dex.shtml Unter >Geodienste stehen u.a. der Kartendienst (WMS), der Objektdienst (WFS), der Katalogdienst (CSW) und der Downloaddienst (ATOM) zur Verfügung. Der Kartendienst (WMS) und der Objektdienst (WFS) können direkt im GIS genutzt werden, auch kombiniert mit unseren offline-kartenbeständen. Mit CAD-Programmen funktioniert das derzeit aufgrund der berlinspezifischen Soldner-Projektion noch nicht reibungslos.

3 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Im WMS-Kartendienst werden einzelne Kartenlayer oder ganze Kartenpakete in Form von georeferenzierten Rasterkarten zur Verfügung gestellt. Als erster Schritt werden jetzt Dienst und Layer ausgesucht, der ins GIS gebracht werden soll.

4 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Aus dem WMS-Kartendienst des Berliner Senats wählen wir aus hunderten von möglichen Kartenlayern beispielhaft den aktuellen Flächennutzungsplan aus: Hier wird relativ weit am Ende des Datenblattes die Rechneradresse angegeben, diese wird in die Zwischenablage kopiert:

5 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Im nächsten Schritt wird diese Adresse in QGIS eingegeben: >Layer >WMS-Layer hinzufügen >Neue WMS-Verbindung anlegen >Verbindungsdetails: Name und URL angeben, ggf. noch Benutzername und Passwort (in Berlin derzeit nicht erforderlich) Name: Name des Layeres, z.b. Berlin Flächennutzung aktuell URL: Anschließend den Dienst auch tatsächlich verbinden und den Layer hinzufügen: Die Verbindung wird angezeigt

6 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Achtung: Die WMS-Layer werden erst in einem bestimmten Maßstabsbereich sichtbar. Man muss oft weit hineinzoomen, um etwas zu sehen, besonders bei sehr detaillierten WMS- Layern. Außerdem, zur Erinnerung, WMS-Layer sind Pixelbilder, also sehr datenintensiv, ohne Attributdaten, nicht abfragbar, nicht komplett downloadbar. Das Laden eines WMS- Dienstes kann also dauern, mitunter sehr lange. Außerdem ist hier noch das entsprechende Koordinatenbezugssystem (siehe Datenblatt) einzustellen, ansonsten liegen die Layer nicht übereinander. Die Metadaten können abgefragt werden:

7 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Hier der aktuelle Flächennutzungsplan von Berlin in QGIS geladen: Der jeweilige Ausschnitt kann als georeferenziertes TIF oder JPG exportiert werden, es gibt aber noch wesentlich bessere Methoden, komplette Karten herunterzuladen. Ein richtig guter WMS-Dienst kann über folgende Seite geladen werden: Je weiter hineingezoomt wird, ein umso detaillierteres Bild wird gezeigt, bis hin zu den ALKDaten, die sich hervorragend für Detailstudien eignen.

8 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Hier im Hintergrund die ALK 1: (FIS-Broker): Der WMS-Dienst: WebAtlasDe des Bundesamts für Kartographie und Geodäsie liefert bundesweit eine gebäudescharfe Auflösung auf Basis der ALK, hier des ISR-Gebäude im Maßstab 1:2.500, sehr zu empfehlen: Für die gebäudescharfe Ausgabe ist allerdings ein Account nötig, der für private Zwecke kostenfrei ist.

9 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Kleine Tipps und Tricks am Rande: Was kann man tun, wenn die Ladezeiten wirklich sehr lange dauern, ein halbwegs flüssiges arbeiten nicht mehr möglich ist? In QGIS ist es möglich, Kartenausschnitte oder komplette Karten aus WMS-Kartendiensten georeferenziert herunterzuladen und offline weiterzunutzen. WMS-Layer auf einen bestimmten Maßstab einstellen und auf die Einstellung des Koordinatensystem achten. Im Beispiel wird der Layer Hausumringe/0 auf eingestellt. Kachel für Kachel mit ausreichend Überlappung wegspeichern über >Projekt >Bild speichern >tif-format. Es wird automatisch ein entsprechender *.tfw-file mitgeschrieben. Die exportierten Kacheln als einzelne Rasterkacheln einladen: Die Daten stehen jetzt im entsprechenden Ausschnitt und in der entsprechenden Qualität offline zur Verfügung Die einzelnen Kacheln können auch mit Hilfe der GdalTools zusammengefügt werden. Dazu muss zuerst die Erweiterung GdalTools geladen werden. Anschließend werden über >Raster >Sonstiges >verschmelzen die einzelnen Kacheln geladen und zusammenkopiert. Auch hier ist wieder auf das richtige Koordinatenbezugssystem und auf das richtige Datenformat (am besten GeoTIF) zu achten. Achtung: es wird bei dieser Aktion kein *.tfw-file mitgeschrieben. Ergebnis: Im Ergebnis liegt jetzt ein zusammenhängender georeferenzierter Rasterfile vor, in der Qualität abhängig vom Exportmaßstab.

10 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Nutzung des WFS-Objektdienstes (WebFeatureService) in QGIS ACHTUNG! Bei Verwendung von QGIS kommt es bei den WMS-Diensten des Berliner Senats seit Anfang 2014 zu gravierenden Lade-Fehlern! Objekte werden bei vielen Layern ohne Warnung hundertfach übereinander kopiert, die Downloads sind damit unbrauchbar. Hier muss in QGIS die Erweiterung WFS 2.0 Client geladen werden. Mit ArcGIS gibt es keine Probleme, es sind aber eine Reihe von Einstellungen vorzunehmen. Hier zeigen wir, wie es damit geht, es ist, vorweg gesagt, nicht mal so eben gemacht. Die wichtigsten Daten des Berliner WFS-Servers gibt es deshalb demnächst bei uns schon heruntergeladen im *.shp-format und im *.dwg-format. WFS-Objektdienste basieren auf Vektordaten, d.h. dass zu den rein geometrischen Daten mit diesen verknüpfte Objektdaten hinzukommen, so dass die Daten auch abgefragt, klassifiziert, gelabelt werden können. Mit QGIS können diese Daten auch heruntergeladen und im Shapefile-Format gespeichert werden. Achtung CAD-Nutzer aufgepasst! Auch der direkte Export aus QGIS ins DXF-Format ist möglich, s.u.! Im Geoportal der Berliner Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt wird die Seite Geodateninfrastruktur aufgerufen und von dort aus die Seite Geodienste: dex.shtml Arbeitsschritte: Der WFS-Kartendienst des Berliner Senats kann in QGIS nur über die Erweiterung WFS 2.0 Client erfolgen: In QGIS zuerst die Erweiterung WFS 2.0 Client laden.

11 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Jetzt wird der WFS-Dienst (hier: Downloaddienst) aufgerufen und die gewünschte Karte gewählt: z.b. >Friedhofsbestand, die Capabilities werden angeklickt, eine neue Seite erscheint und hier die URL der Capabilities komplett in die Zwischenablage kopiert. Die Rechneradresse reicht für QGIS nicht mehr aus, für ArcGIS und AutoCAD Map ist die Rechneradresse gut genug. Capabilities Friedhofsbestand: =WFS&VERSION=1.1.0 Diese Angaben in die Zeile >WFS 2.0 OnlineResource des WFS 2.0 Clients laden. Jetzt allerdings in dieser Zeile per Hand die Versionsnummer von auf ändern, sonst wird der Dienst nicht erkannt ACHTUNG: Der Senat stellt die Dienste mit der Versionsangabe ins Netz, der WFS 2.0 Client kann aber nur Version 2.0 lesen, deshalb einfach umbenennen!

12 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Auf >Get Capabilities klicken: Hier sollten jetzt die entsprechenden Angaben zu finden sein. Mit Hilfe der Metadaten sollte festgestellt werden können, welches Koordinatensystem verwendet worden ist, es sind aber keine Angaben vorhanden. Mit >Show Extend kann aber visualisiert werden, wo die Daten auf der Karte liegen werden. FeatureLimit einstellen: hier am besten gar nichts anzugeben oder ein ausreichend hoher Wert. SRS einstellen: in der Regel noch EPSG:3068. Sollte es nicht klappen, geht hier das Raten los. Das Detailnetz Strassenabschnitte ist z.b. EPSG: Achtung: Hier unbedingt auf exakte Schreibweise achten, z.b.: EPSG:3068 Get Features: Jetzt sollten die WFS-Objekte ins GIS eingeladen werden. Wenn nicht, liegt ein Einstellungsfehler z.b. bei EPSG vor. Bei falscher EPSG-Einstellung oder falscher EPSG Schreibweise kommt folgende Fehlermeldung (hier am Beispiel des Layers Detailnetz Strassenabschnitte. Die richtige Einstellung ist in diesem Fall EPSG:25833, kann aber nirgendwo abgelesen werden. Hier ist außerdem bei FeatureLimit am besten gar nichts anzugeben oder ein wirklich hoher Wert

13 KV: Exkurs Kartendienste Berlin

14 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Der Layer sollte jetzt in QGIS sichtbar werden:

15 KV: Exkurs Kartendienste Berlin An dieser Stelle sei noch ergänzend beschrieben, wie mit WFS-Karten auf normalem Weg in QGIS geladen werden: Hier wird die Rechneradresse direkt in QGIS eingefügt, danach wird die Verbindung zum Server realisiert und der Layer dem QGIS-Projekt hinzugefügt. Die Authentifikation ist in Berlin derzeit (2/2014) noch nicht nötig. >Layer >WFS-Layer hinzufügen >Neu: Name und URL eingeben >verbinden >hinzufügen

16 KV: Exkurs Kartendienste Berlin In QGIS wird dann der Layer fis:re_kleingarten in das Layerverzeichnis aufgenommen und dargestellt. Hier muss natürlich wie o.a. auf das Koordinatensystem geachtet werden. Die Attribute sind komplett vorhanden und können analysiert und klassifiziert werden. Dieser Layer kann jetzt tatsächlich mit QGIS in verschiedenen Formaten auf die eigene Festplatte gespeichert werden: >den Layer im Layerverzeichnis mit der rechten Maustaste anklicken >speichern als >Esri Shapefile >Layername >ok

17 KV: Exkurs Kartendienste Berlin CAD-Anwender aufgepasst! Auch das Format AutoCAD DXF ist möglich, damit lassen sich also Exporte erstellen, die direkt in AutoCAD oder anderen CAD-Programmen eingelesen werden können. Im Beispiel sind die Kleingärten im DXF-Format aus QGIS abgespeichert worden und können hier mit AutoCAD direkt geöffnet und weiterverarbeitet werden. Die Objektdaten werden bei dieser Art der Konvertierung leider nicht erhalten.

18 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Nutzung des WMS-Kartendienstes (WebMapService) in ArcGIS WMS-Senatsseite öffnen, die gewünsche Karte auswählen und Rechneradresse kopieren:

19 KV: Exkurs Kartendienste Berlin In ArcGIS über >File >Add Data >GIS-Servers >Add WMS Server den Kartendienst starten: In die >URL die Rechneradresse des Layers einfügen, ggf. noch die Version festlegen. Anschließend über >Get Layers die Verbindung zum Datenserver herstellen. Ggf. hier Nutzernamen und Passwort eingeben in Berlin im März 2014 noch nicht nötig.

20 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Im Verzeichnis des GIS Servers erscheint jetzt der WMS-Dienst und wird über >Add dem GIS-Projekt hinzugefügt: Im letzten Schritt werden noch die eigentlichen Daten des Dienstes mit dem GIS-Projekt verbunden:

21 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Jetzt legen sich im Layerverzeichnis die verschiedenen Layer des WMS-Dienstes ab, im Datenrahmen werden die Layer je nach Maßstab visualisiert: Auf den ersten Blick ist die Karte reichlich verzerrt, der genaue Blick auf das Koordinatensystem zeigt dann auch, dass es sich um Lat-Lon-Koordinaten handelt, die mit den Kartendiensten wie Openstreetmap oder Bing Maps und den üblichen Senats-Daten zunächst nicht zusammen passen:

22 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Abhilfe schafft auch hier wieder die Umstellung der Projektion des Datenrahmens auf die korrigierten Soldner-Werte (s.o.) Die Umstellung des WMS-Layer auf DHDN_Soldner_Berlin allein klappt nicht: Layer im Layerverzeichnis anwählen, rechte Maustaste >Change Coordinate System: Hier darf nicht DHDN_Soldner_Berlin, sondern es muss GCS_WGS_1984 eingestellt sein! Zunächst wird die gesamte Karte in WGS_84 wiedergegeben, also leicht verzerrt. Deshalb wird der gesamte Datenrahmen auf die korrigierten Soldner-Koordinatn umgestellt. Als Resultat sehen wir dann die korrekte Überlagerung von Bing Maps (online), der ALK aus dem WMS-Dienst (online) und des WFS-Layers Gebgesch (heruntergeladen und deshalb offline):

23 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Im Maßstab 1:500 sehen wir hier das Gebäude des ISR in Überlagerung der o.a. Dienste plus der Gebgesch-Attribute des ISR-Gebäudes: Herunterladen oder exportieren der Layer ist leider nicht möglich.

24 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Nutzung des WFS-Objektdienstes (WebFeatureService) in ArcGIS Der WFS-Geodienst wird aufgerufen und die Rechneradresse des gesuchten Layers wird kopiert: Rechneradresse:

25 KV: Exkurs Kartendienste Berlin In ArcGIS wird das >Catalog window geöffnet, dort die >Interoperability Connections aufgerufen, über >Add Interoberability Connections die komplette Rechneradresse eingefügt.

26 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Als nächstes müssen die >Parameter eingestellt werden, ohne Einstellung geht es nicht: die >Table List anklicken, sie sollte jetzt geladen werden die Gesamtzahl der Objekte muss über >Maximal Features grob angegeben werden

27 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Die Verbindung wird als Conection (1) WFS.fdl angezeigt und sollte hier umbenannt werden, um den Überblick über die verschiedenen Layer zu behalten, z.b. in GebGesch :

28 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Die Datenverbindung ist gelungen und wird angezeigt: Jetzt wird über >File >Add Data >Add Data >Interoperability Connection die Verbindung: GebGesch WFS.fdl.fdl gesucht und der entsprechende Layer zum Datensatz dazugefügt.

29 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Die Daten werden in ArcGIS angezeigt: Über >Properties können die Eigenschaften wie z.b. das Koordinatenbezugssystem angezeigt werden. Achtung bei Soldner, hier die Besonderheiten beachten (Exkurs):

30 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Die Datenattribute sind komplett vorhanden und abfragbar: Über >Layer (rechte Maustaste) >Data >Export Data können die Daten im Shapefile-Format exportiert werden und stehen dann offline und editierbar zur Verfügung (Achtung: Koordinatenbezugssystem beachten): Tja, es funktioniert

31 KV: Exkurs Kartendienste Berlin AutoCAD Map 3D: Nutzung des WMS-Kartendienstes (WebMapService) in AutoCAD Map 3D Senatsseite aufsuchen, Seite WMS-Kartendienst, Rechneradresse kopieren:

32 KV: Exkurs Kartendienste Berlin AutoCAD Map 3D starten >Aufgabenfenster >Daten >Mit Daten verbunden >WMS- Verbindung hinzufügen: Namen der Verbindung und Rechneradresse eingeben >Verbinden (Benutzernamen und Kennwort sind in Berlin noch nicht nötig) Die Verbindung wird angezeigt: Die Daten zur Karte hinzufügen: das kann dauern und dauern

33 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Über >CS-Code des Servers kann das Koordinatensystem eingestellt werden. In Berlin kann zwischen EPSG:4326 und EPSG:3068 gewählt werden, beide Einstellungen führen jedoch zu keinem Erfolg!

34 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Darstellung des Layers Berlin-Zoom in AutoCAD Map 3D mit EPSG:4326. Die Karte ist natürlich leicht verzerrt.

35 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Darstellung der Blockkarte 1:5.000 ISU5 Die Überlagerung von Shapefiles und WFS-Diensten funktioniert leider nicht exakt: Wieder tritt ein Lagefehler auf, außerdem ist die Projekteistellung noch auf EPSG:4326 eingestellt, und zeigt die üblichen Verzerrungen

36 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Koordinatensystem bearbeiten: >Karte zeichnen >Koordinatensysteme >Globales Koordinatensystem zuordnen > DHDN / Soldner Berlin Die Darstellung der WMS-Layer ist jetzt korrekt:

37 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Nutzung des WFS-Objektdienstes (WebFeatureService) in AutoCAD Map 3D Gewünschte Karte auf der WFS-Senatsseite auswählen: Achtung: nicht jede der angebotenen Karten liegt im EPSG:3068 (Soldner) vor, was zu Schwierigkeiten bei der Überlagerung der Layer führt. Von hier wird die Rechneradresse kopiert:

38 KV: Exkurs Kartendienste Berlin AutoCAD Map 3D starten: Über >Aufgaben >Daten >Mit Daten verbinden >WFS- Verbidung hinzufügen: Verbindungsname (frei wählen) und bei Servername die vorher kopierte Serveradresse hinzufügen. Anschließend >verbinden.

39 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Die Verbindung sollte jetzt aufgebaut und der Dienst angezeigt werden:

40 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Hier kann das Koordinatensystem angezeigt und ggf. bearbeitet werden. Die Probleme bleiben nach wie vor bestehen

41 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Der Layer muss noch zur Karte hinzugefügt werden:

42 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Der Layer ist importiert! Da er online ist, steht er allerdings nicht im Layerverzeichnis. Die Datentabellen werden voll übernommen:

43 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Die Eigenschaften der Daten können angezeigt werden (hier der Ernst-Reuther-Platz):

44 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Export der WFS-Daten: Die Daten können leider nicht direkt ins DWG- oder SHP-Format exportiert werden. werden, weil sie eben keine Layer sind. Aber sie können mit AutoCAD Map 3D ins SDF-Format zwischengespeichert werden und wieder importiert werden, und dann sind es ganz normale Layer! Layer können auch als *layer gespeichert und jederzeit wieder geladen werden. Aufgabenfenster >Layer >rechte Maustaste >Layerdaten ins SDF-Format exportieren: Die Objektdaten werden übernommen, wenn sie beim Import angegeben sind.

45 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Den *.sdf-layer importieren: Der Layer ist editierbar, die AutoCAD-Datei kann als DWG abgespeichert werden, der Layer steht damit allen CAD-Nutzern zur Verfügung.

46 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Bei manchen Layern dauert der Import extrem lange, z.b. bei den Gebäuden ( Objekte), aber es funktioniert.

47 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Achtung, Koordinatensystem beachten: Werden Layer mit unterschiedlichen Koordinatensystemen benutzt wie das bei den Berliner WFS-Daten der Fall ist, liegen die Daten der verschiedenen Koordinatensysteme nicht korrekt übereinander Die Frage ist jetzt, ob sich da was einstellen lässt: Über >Karte zeichnen >Koordinatensysteme >Globales Koordinatensystem zuordnen wird der Zeichnung DHDN Soldner Berlin (EPSG:3068) zugewiesen. Aber auch nach der eindeutigen Zuordnung stimmt die Überlagerung nicht. Im Vergleich zum direkten Import des offline-gebäudelayers ist eindeutig, dass der WFS-Layer GebGesch nicht korrekt eingestellt ist. Wie da Abhilfe zu schaffen ist habe ich derzeit noch nicht klären können.

48 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Der so importierte Layer könnte dann mit AutoCAD Map 3D ins *.shp-format exportiert werden und anschließend ins GIS eingefügt werden. Auch hier ist darauf zu achten, dass die Datenattribute mitgenommen werden. Einige der so hergestellten Layer sind in der Kartensammlung archiviert.

49 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Mit AutoCAD Map WMS-Kartendienst mit Vektordaten überlagern >Karte zeichnen >Import/Export >Importieren: Shapefile-Layer auswählen >Eingabekoordinaten: DHDN / Soldner Berlin wählen >Daten: Attributdaten wählen. Um das machen zu können, wird die Version AutoCAD Map oder Civil 3D benötigt. Ergebnis: WMS-Dienst Berlin-Zoom mit WFS-Downloadfiles Kleingartenbestand und Fiedhofsbestand überlagert.

50 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Gebäudegeschosse

51 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Im Hintergrund der WMS.Dienst Berlin-Zoom (hier die Zoomstufe ALK), im Vordergrund der WFS-Dienst GebGesch, allerdings bereits als offline-variante (heruntergeladene Shapefiles): passt leider nicht ganz!!! warum nicht???

52 KV: Exkurs Kartendienste Berlin Das wird noch zu berechnen sein!! Eine Verschiebung in Y>-Richtung von mehreren Metern.