Geografische Informationssysteme in den Geisteswissenschaften. Einführung in Theorie und Praxis. WS 2010/11 Doz.: Anne Klammt

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1 Geografische Informationssysteme in den Geisteswissenschaften Einführung in Theorie und Praxis WS 2010/11 Doz.: Anne Klammt

2 Fahrplan 9:00-10:40 Übung 20 min Pause 11:00-12:45 Übung 60 min Pause 13:45-15:30 Übung 20 min Pause 15:50-17:45 Übung Montag bis Dienstag Einführung in ArcGIS und Durchführung geostatistischer Analysen Mittwoch Semesteraufgabe

3 CIP-Pool In freundlicher Kooperation mit dem Geographischen Institut können wir im CIP-Pool arbeiten. Sie können in den Räumen zu den üblichen Öffnungszeiten arbeiten. Bitte beachten Sie die üblichen Regeln der Nutzung. Für den Kurs gilt zusätzlich: Kein Essen, kein Trinken. Daten nicht auf den lokalen Laufwerken ablegen.

4 Einloggen in den CIP-Pool Einloggen im CIP-Pool über die Kennung des StudIT. Sie haben zusätzlich Zugriff auf das Laufwerk geocip-gi$ der Geografie. Auf diesem Netzlaufwerk ist unter: Aufgabe\W10_Arch_Klammt\ der Ordner Kurs I eingestellt. Sie finden darin weitere Ordner mit den jeweils pro Aufgabe benötigten Dateien. Verbinden Sie sich bitte mit dem Netzlaufwerk. Hierzu öffnen Sie Start in der Taskleiste und dann die Menükarte Computer. Dort Netzlaufwerk verbinden im Hauptmenü auswählen und \\winfs-all.top.gwdg.de\geocip-gi$ eintragen.

5 Verzeichnisstruktur des Kurses Die Daten werden auf Aufgabe\W10_Arch_Klammt\Kurs_I\ pro Aufgabe eingestellt. Sie kopieren die Daten jeweils auf ihr persönliches Laufwerk und arbeiten dort mit ihnen. Die Ergebnisse kopieren sie unter Abgabe\W10_Arch_klammt\Kurs_I\Ihr_Name Dieser Ordner ist nicht schreibgeschützt und alle, die Zugang zum Laufwerk geocip-gi$ haben, können darauf zugreifen. Daher bitte keine sensiblen Daten ablegen.

6 Aufgabe Ziel Formulieren Sie hier Ihr Lernziel. Seien Sie möglichst genau! Schätzen Sie Ihre eigenen Vorkenntnisse ein Vorkenntnisse GIS Vorkenntnisse Datenbanken, Kartierungen

7 Prüfungsleistung Leistungsnachweis Semesteraufgabe. Analyse und Kartierung ergänzt durch eine Dokumentation und Beantwortung eines kleinen Fragenkatalogs. Die Semesteraufgabe wird am Freitag, den gestellt Es werden keine Noten vergeben, es zählt bestanden oder nicht. Bei Interesse bespreche ich mit Ihnen gerne Ihre Arbeit.

8 Lehrbücher Lehrbücher GIS: I. Heywood et al., An introduction to geographical information systems. Pearson Prentice Hall 2009³. anschaulich & umfassend M. Kappas, Geographische Informationssysteme. Westermann nicht in allen Punkten aktuell, aber eine schnörkellose, klare Einführung Lehrbücher für die Software ArcGIS: W. Liebig/R.-D. Mummenthey, ArcGIS-Grundlagen. Points Verlag Norden Halmstadt W. Liebig/R.-D. Mummenthey, ArcGIS-Geoverarbeitungen. Points Verlag Norden Halmstadt W. Liebig, ArcGIS-ArcView9 Personal- und File-Geodatabase.Points Verlag Norden Halmstadt 2008². Diese kleine Auswahl aus dem stetig wachsenden, schon annähernd unübersehbaren Angebot hat Titel berücksichtigt, die in den Göttinger Bibliotheken in gleich mehreren Exemplaren vorhanden sind.

9 Web-Ressourcen GIS: GIS-Wiki: GIS-News: Open Geospatial Consortium (OGC): Wikipedia: viele, viele sinnvolle Artikel ArcGIS: Deutsche Seite der Firma Esri

10 Nachhaltig Ziel der Veranstaltung Einblick in die Funktionsweise und Möglichkeiten eines GIS selbstständiges Arbeiten mit einer gängigen Software (ArcGIS) Kompetenz um eigenständig vertiefend zu arbeiten Konkret Struktur und gängige Datenformate Einspeisung und Verwaltung von Daten in einem GIS Ausgabe von Daten als Karten, Diagramme, Tabellen Räumliche Analysen

11 Geodaten Grundlagenwissen G-I-S? Was ist GIS? GIS =Geographisches Informationssystem, auch zu finden ist Geo-Informationssysteme. Erfassung Aufgaben eines GIS Speicherung Prozessionierung Präsentation Verbreitung Nach Bill 1992

12 Komponenten eines GIS Grundlagenwissen: Komponenten GIS Die Komponenten eines GIS sind: Daten, Hardware, Software und Anwender/-in. Bei den monolithischen GIS Lösungen spielte die Kapazität der Rechner eine große Rolle. Inzwischen gewinnen Servergestützte Systeme an Bedeutung. Damit steigt die Zahl und die Vielfältigkeit der Ansprüche seitens der Anwender, die einen starken Anpassungsdruck auf die übrigen Bestandteile des Systems ausüben. Software Daten Server/ Hardware Anwender

13 Komponenten eines GIS Grundlagenwissen: Komponenten GIS Was sind Geodaten? Sämtliche raumbezogenen Daten. Also Daten die einen Sachverhalt als Objekt mit einem räumlichen Bezug verdinglichen (Tiefdruckgebiet in einer Wetterkarte, Niederschlag pro cm²; Kirchenruine; Taubenzüchtervereine pro Landkreis). Geodaten in den Geisteswissenschaften? Verbreitungskarten, Streckenpläne, Daten über etwa Einkommen pro Gebietseinheit, Migrationsbewegung von A nach B, Itinerarien usw. Daten Software Anwender Server/ Hardware

14 Daten Quellen: Fernerkundung (Beispiele) Geodaten: Quellen, Darstellung Landnutzung auf dem Gebiet der EU und benachbarter Staaten. Daten aus der Fernerkundung. a-and-maps Abruf SRTM 90 Höhenmodell Digitale Höhendaten aus der Fernerkundung (NASA) Abruf

15 Daten Quellen: Historisches Kartenmaterial und Statistiken (Beispiele) Geodaten: Quellen, Darstellung Links: Interaktive Karte: eine aktuelle topografische Karte überlagert passgenau die älteste schweizerische topografische Kartierung (sog. Dufour-Karte). Hrsg. Schweizerische Eidgenossenschaft maps/hist/dufour.html Abruf Rechts: Bewegung der Bevölkerung in: Statistik des Deutschen Reiches. Statistisches Jahrbuch für das Deutsche Reich 1931, S DigiZeitschriften Abruf

16 Daten Geodaten: Quellen, Darstellung Quellen: Streckennetze und Topologische Pläne Oben links: Artur Fürst, Das Weltreich der Technik 2 (Berlin 1924). Abruf am Unten rechts: Ausschnitt aus dem Streckennetzplan der Berliner S- und U-Bahnen. Abruf am

17 Komponenten eines GIS Grundlagenwissen: Komponenten GIS Die Anwender/-innen Klärungen der Bedürfnisse und Limitationen: Wo liegen die Schwerpunkte der GIS-Anwendung Verwaltung, Präsentation, Analyse? einmaliges, monolithisches Projekt, Servergestützes Projekt mit verschie- Daten denen Nutzern? Welche Daten werden hauptsächlich genutzt? Datenbank, Höhenmodelle, werden stetig aktualisiert, statisch? Bin ich auf kostenfreie Software angewiesen? Software Anwender/- in Server/ Hardware

18 Ziele der Anwendung Ziel: Analyse Links: Frühe räumliche Analyse. Mit der Kartierung der Cholera-Erkrankungen 1854 im Londoner Stadtgebiet um Wasserentnahmestellen gelang es J. Snow ( ) einen Zusammenhang herzustellen. Rechts: Avancierte räumliche Analyse zur zeitlich fortschreitenden Ausbreitung der Beulenpest mit Hilfe von Isobaren. Beides unter: Abruf

19 Ziele der Anwendung Speichern und Präsentieren Abruf am

20 Ziele der Anwendung Dokumentieren und Analysieren Beispiele für die Einbeziehung aller Anwendungsbereiche im Zuge eines geoarchäologischen Projektes zu den Geoglyphen von Nasca und Palpa:

21 Komponenten eines GIS Grundlagenwissen: Komponenten GIS Es gibt eine Vielzahl von Software, die zur Einrichtung eines GIS genutzt werden können. Sie unterscheiden sich im Umfang der Grundfunktionen ihren schwerpunktmäßigen Anwendungsbereich (hydrologische Modellierung, Netzwerkanalysen, Erstellung von analogen Karten usw.) ihrer Netzwerkfähigkeit Offenlegung der Algorithmen (Open Source) und Einhaltung bestimmter Datenstandarts (OGC konform). 1 Kosten und Lizenzverwaltung. Daten Software Anwender/-in Server/ Hardware 1. Open Geospatial Consortium Organisation zur Entwicklung raumbezogener Standards zum Zwecke der Interoperabiltät von Geodaten.

22 ArcGIS Desktop Software Software: ArcGIS Vers. 9.3 Grundlagenwissen: Komponenten GIS Einer der führenden kommerziellen GIS-Anbieter ist die Firma ESRI. Sie hat die Desktop-Lösung ArcGIS entwickelt. Es ermöglicht die Bearbeitung verschiedener Datenformate. ArcGIS gibt es auf verschiedenen Lizenzebenen, alle enthalten die drei Kernbestandteile. ArcInfo Software ArcEditor ArcCatalog ArcMap ArcView ArcToolbox Lizenzebenen Programmbestandteile

23 ArcCatalog Grundlagenwissen: ArcMap Toolbar Tools Eigenschaften des Datensatzes Katalogstruktur Aktueller Datensatz Im ArcCatalog werden Geodaten verwaltet, Formate angelegt, Metadaten editiert und etliche Tools des Geoprocessing ausgeführt.

24 1. Verzeichnis anbinden in ArcCatalog Grundlagenwissen: ArcCatalog Die Laufwerke und Ordner in denen sich Geodaten befinden müssen in ArcCatalog und ArcMap eigens angebunden werden!

25 ArcCatalog Funktionen Grundlagenwissen: ArcCatalog Einbindung von Verzeichnissen (Laufwerke, Ordner), erzeugen einer eigenen Verzeichnisumgebung Einfaches Betrachten und Durchsuchen von Geodaten Verwaltung von Metadaten Geokodierung Erzeugen, löschen, kopieren, umbenennen, exportieren von Geodaten Konvertieren von Geodatenformaten Aufrufen von ArcMap

26 Vektordatenmodell Grundlagenwissen: Datenstruktur Vektordaten bestehen aus Punkten, die mit ihren Rechts- und Hochwerten (x, y = Tupel/Vertex) erfasst sind. Sie sind zu unterteilen in Punktdaten (0-dimensionale Objekttypen), Liniendaten (1-dimensionale Objektdaten) und Flächendaten (2-dimensionale Objekttypen). Die Vertices, bzw. Tupel von Linien und Flächendaten werden nur beim Editieren sichtbar. Abb.:

27 Vektordatenmodell Grundlagenwissen: Datenstruktur In jeweils einem Layer können nur Vektordaten eines Typs abgelegt werden (z.b. fluesse.shp enthält nur Linien; staedte.shp nur Punkte). Es gibt weitere Konzepte, bei denen die Topologie der Vektoren im Mittelpunkt steht (z.b. Grass GIS). Hierbei werden die Flächen aus Knoten, Kanten und Zentroiden konstruiert. Die Topologie ist etwa bei Netzwerkanalysen bedeutsam. Sie kann in ArcGIS erzeugt und bearbeitet werden.

28 Datenformate in ArcGIS Grundlagenwissen: Datenformate in ArcGIS ArcGIS kann Daten verschiedenen Formates verarbeiten so etliche Datenbanken (z.b. Oracle, Access), Rasterdaten (z.b. Grid, GeoTiff), Vektordaten. Die Ablage und Verwaltung der Vektordaten kann in zwei verschiedenen Systemen erfolgen: File-basiert (Coverage, Shapefile) Geodatabase (Server Geodatabase; Personal-Geodatabase; File-Geodatabase Die Unterschiede zwischen den beiden Systemen sind grundlegend. Im Kurs werden wir traditionell File-basiert arbeiten.

29 Datenformate in ArcGIS Vertiefung: Datenformate in ArcGIS File-basiert Shapefile Coverage ArcGIS Geodatabase Server / ArcSDE Einzelnutzer Verschied. Versionen File Personal Die Vorhaltung in einer Geodatabase ist für größere und langfristige Projekte unbedingt zu empfehlen. Bei der Einzelnutzung (monolithic) stößt die Personal Geodatabase bei 2 GB an ihre Grenzen! (Liebig 2008²)

30 Shapefile - Vektordaten Grundlagenwissen: Datenformate in ArcGIS Zitat Liebig 2008², 3: Das Shape-Format ist ein einfaches Format für raumbezogene Daten. Es ist File-basiert (in der Regel mindestens die Daten: für Geometrie, Sachdaten und eine Datei zur Verknüpfung der Geometrie und Sachdaten) und speichert Simple-Features (Points, Lines, Polygons). Es ist ein offenes Format und weit verbreitet. Viele GIS-Anwendungen (auch außerhalb der ESRI-Welt) können dieses Format lesen und auch teilweise verarbeiten. Attributtabelle Projektion Index für Joins Index für Joins Geometrie Metadaten zum Shapefile Verknüpfung von Geometrie und Attributen

31 Feature-Dataset & Feature-Class Vertiefung: Geodatabase (Personal/File) In einer Geodatabase können mit einem Feature-Dataset Punkt, Linien und Flächendaten zusammengefasst werden, die den gleichen Raumbezug (Koordinatensystem, Ausdehnung) aufweisen. Für Sie werden dann nur einmal die entsprechenden Metadaten angelegt. Die jeweilige Geometrie und Sachdaten (Attributtabelle) befinden sich in einer Feature-Class (mehr: Liebig 2008²). Geodatabase Feature-Dataset (legt Projektion für alle fest) Feature-Dataset Feature-Class (Linien) Verknüpfung von Geometrie und Annotation Annotation (Georefenzierte Beschriftung) Feature-Class (Polygone) Feature-Class (Punkte)

32 ArcMap in der Data View 1. Übersicht Grundlagenwissen: ArcMap Tools Maßstab Daten Ansicht: - Display - Verzeichnisstruktur Koordinaten

33 Aufgabe Öffnen eines Kartendokumentes Grundlagenwissen: ArcMap Öffnen Sie das Kartendokument World_1.mxd von ArcMap aus. Schichten Sie die einzelnen Layer (Kontinente, Staaten, Bundeslaender) unterschiedlich übereinander. Machen Sie sich mit der Toolbar Tools vertraut. Die Daten sind dem Tutorial der Firma ESRI entnommen

34 Einladen von Daten Grundlagenwissen: ArcMap Wechseln des Verzeichnisses Verknüpfen mit einem weiteren Verzeichnis Add Data - (Shapefiles, Tabellen, Images)

35 Speichern des Kartendokumentes Grundlagenwissen: Kartendokumente in ArcMap In ArcMap wird ein Kartendokument (.mxd) erzeugt. Es speichert die Zusammenstellung der Daten, und alle vorgenommenen Einstellungen, aber nicht die Daten selbst! Als Standard wird das Dokument mit seinem absoluten Pfadangaben gespeichert. Speichern mit einem relativem Pfad ermöglicht das Verschieben des Projektes! Doppelklick linke Taste

36 Aufgabe Anlegen eines neuen Kartendokumentes Grundlagenwissen: ArcMap Öffnen Sie ArcMap vom Hauptmenü aus. Beginnen Sie mit einem neuen Kartendokument. Laden Sie folgende Layer ein: Fluesse.shp Staedte.shp Bundesländer.shp Lkr.shp Aufgabe_1 Aufgabe_2

37 ArcMap Funktionen Grundlagenwissen: ArcMap Visualisierung der Geometrie und Sachdaten Bearbeitung von Geometrie und Sachdaten Erstellung von Karten für die Präsentation Erstellung von Diagrammen und Berichten für die Präsentation von Sachdaten Geokodierung für Darstellung von Adressen (wird nicht im Kurs behandelt) Auswahl von Objekten (logische und lagebezogene Auswahl) Geoverarbeitung (Analyse raumbezogener Daten)

38 Berechnung von Geometrien Grundlagenwissen: Calculate Geometry Der Rechner Calculate Geometry ermöglicht die einfache Berechnung von Flächengrößen. Er wird über den Spaltenkopf mit der rechten Maustaste aufgerufen.

39 Einfache Ad hoc Statistik Grundlagenwissen: Ad hoc Statistik in ArcGIS Bei geöffneter Tabelle kann über den Spaltenkopf mit der rechten Maustaste das Menü Statistics aufgerufen werden. Es bietet eine temporäre Übersicht der Werte in einer Spalte und gibt einige statistische Kennwerte aus.

40 Aufgabe # Aufgabe: Flächenberechnung Berechnen Sie die Fläche (im km²) der Landkreise im Datensatz Landkreis. Bitte notieren Sie. Wieviele Quadratkilometer umfassen die Landkreise insgesamt? Wie groß ist der größte? Wie groß der kleinste? Welchen Mittelwert erreichen Sie.

41 Symbologie Grundlagenwissen: Kartendokumente in ArcMap Nach Aktivierung des Layers kann über die rechte Maustaste ein Menü zur Steuerung der Eigenschaften des Layers aufgerufen werden. Unter dem Reiter Symbology wird die Darstellung der Werte in den Attributfeldern gesteuert.

42 Label Feature Grundlagenwissen: ArcMap Ein weiterer Reiter bietet die Möglichkeit einer Beschriftung mithilfe der Attributwerte, also der Werte innerhalb einer der Spalten der Attributtabelle.

43 Aufgabe Aufgabe: Symbologie und Label Grundlagenwissen: ArcMap Färben Sie die Landkreise des Landes Niedersachsen unterschiedlich ein Beschriften Sie die Landkreise mit dem Namen Stellen Sie mit Hilfe von Torten oder Säulen den Anteil des Waldes an den Landkreisen dar. Die Angaben dazu befinden sich in der Spalte wald und ist in Quadratmetern angegeben. Die Gesamtgröße der Landkreise haben Sie bereits berechnet, allerdings in Quadratkilometern oder Hektar. Speichern Sie das A. Dokument Klammt 2011 unter einem relativen Pfad.

44 Symbologie separat speichern Grundlagenwissen: ArcMap - Layerfile Alle Einstellungen zur Symbologie werden allein innerhalb des jeweiligen Kartendokuments (.mxd) gespeichert. Um die Symbologie auch in anderen Kartendokumenten zu verwenden, muss sie in ArcGIS als Layerfile (.lyr) gespeichert werden. Ein Layerfile speichert also nicht die Daten, sondern nur die Anzeige (Farbe, ggfs. Form sowie ggfs. Wertintervalle der Klassifikation).

45 Symbologie als Layerfile Grundlagenwissen: ArcMap - Layerfile Aufgerufen wird die Symbologie des Layerfiles, über das Menü Symbology und dort unter Import. Neben dem Layerfile kann auch die Symbologie eines anderen Shapefiles im selben Kartenrahmen übernommen werden. In einem älteren GIS-Programm der Firma ESRI (ArcView) wurden statt layer files sog. legend files mit der Endung.avl angelegt. Sie können ebenfalls weiterhin verwendet werden.

46 Aufgabe Aufgabe: Layerfile Speichern Sie die Symbologie der vorigen Aufgabe als Layerfile und stellen es in den Ordner \Abgabe\ und hier in den Unterordner des heutigen Tages ein. Kopieren Sie eines der Layerfiles der anderen Kursteilnehmer/-innen in ihr eigenes Verzeichnis Verwenden Sie dieses neue Layerfile zum Anzeigen Ihrer Daten.

47 Erstellen einer Karte Grundlagenwissen: Erstellen einer Karte Eine Karte ist ein vereinfachtes, verebnetes, generalisiertes und erläuterndes Modell des kartierten Sachverhaltes in analoger oder digitaler Form. Eine Karte setzt sich aus einem Kartenfeld (frame) mit den Karteninhalten (items), dem Kartenrahmen (layers) mit den Angaben zum Kartennetz (grid) und dem Kartenrand zusammen. Auf dem Kartenrand werden die Legende, die Orientierung (Nordpfeil), Angaben zum Raumbezug (Projektion) und Maßstab, Urheberhinweise und das Datum der Erstellung notiert.

48 Grundlagenwissen: Erstellen einer Karte Kartenrahmen mit Raumbezug Kartenfeld mit Inhalten Maßstabsangaben, Orientierung Legende der Karteninhalte (in diesem Beispiel überflüssig) Weitere Angaben

49 Layout der Karte Grundlagenwissen: Erstellen einer Karte in ArcGIS Data View Layout View Links: Zur Erstellung des Layouts wird in die Ansicht Layout View gewechselt. Rechts: Der Aufruf erfolgt vom Hauptmenü aus über die rechte Maustaste.

50 Layout der Karte Grundlagenwissen: Erstellen einer Karte in ArcGIS Toolbar zur Kontrolle des Kartenrahmens. Mit dem Wechsel in die Layout Ansicht erscheint automatisch eine weitere Toolbar, mit der das Kartenblatt kontrolliert wird. Die Steuerung der Karteninhalte hinsichtlich der Größe oder der Position des Auschnittes erfolgt über die bereits bekannte Toolbar Tools, oder über die Eigenschaften des Kartenrahmens ( layers ) s. folgende Folie. Bekannte Toolbar zur Kontrolle des Karteninhaltes.

51 Layout der Karte Grundlagenwissen: Erstellen einer Karte in ArcGIS Ausschnitt und Maßstab des Kartenrahmens können festgelegt werden. Als Standard ist der Maßstab automatisch mit relational zur Größe des Kartenrahmens (Automatic). Mit Festlegung eines Maßstab (Fixed Scale) bleibt dieser gleich, egal ob die Größe des Rahmens verändert wird. Bei Festsetzung der Ausdehnung (fixed extent) kann der Maßstab und die Größe des Rahmens geändert werden, es wird immer der gleiche Ausschnitt gezeigt.

52 Layout der Karte Grundlagenwissen: Erstellen einer Karte in ArcGIS Der Reiter Frame ermöglicht weitere Einstellungen am Layout. Wie immer gilt beim Layout, das die Information, die Mitteilung der Karte im Vordergrund stehen sollte.

53 Nordpfeil, Maßstab, Legende Grundlagenwissen: Erstellen einer Karte in ArcGIS Nordpfeil, Maßstab, Titel und Legende werden per Insert vom Hauptmenü ausgehend eingefügt. Sie sind jeweils weiter individuell anzupassen, indem mit der rechten Maustaste eine Menükarte zu den Eigenschaften aufgerufen wird.

54 Arbeiten mit mehreren Kartenrahmen Grundlagenwissen: Erstellen einer Karte in ArcGIS Einfügen eines weiteren Kartenrahmens ebenfalls über Insert. In der Layout-Ansicht können zwei Kartenrahmen gleichzeitig betrachtet werden. Alle ihre Einstellungen erfolgen unabhängig voneinander. Zur Bearbeitung muss der jeweilige Rahmen aktiviert werden.

55 Exportieren der Karte als Bild Grundlagenwissen: Erstellen einer Karte in ArcGIS Zum Exportieren der Karte als Bild wird über das Hauptmenü der Befehl Export Map aufgerufen. In dem sich öffnenden Dialog kann ausgewählt werden: das Format (JPG, PNG, EPS, PDF usw.) die Bildqualität (dpi) festgelegt und je nach Auswahl des Formates die Speicherung der Farben und Symbole kontrolliert werden.

56 Aufgabe\Afrika Aufgabe: Erstellen einer Karte Erstellen Sie eine Karte Afrikas. Nutzen Sie das bereits vorhandene Kartendokument Afrika.mxd im Ordner Afrika. Stellen sie farblich unterschiedlich die Staaten dar Machen Sie Angaben zum Autor, Projektion, Datenquelle etc. Legen Sie ein PDF der Karte in den Ordner Abgabe und hier im Unterordner des heutigen Termins ab Design a map of Africa. Use the existing mapdocument Afrika.mxd in the Folder Afrika Show the countries in different colours Give details concerning the author (you!), the map projection, sources (stored in textfile details.txt in the folder Afrika) Create a PDF and send it to: aklammt@gwdg.de

57 Annotations Avanciertes Grundlagenwissen: Annotations Annotations sind gespeicherte Texte, bei denen neben dem Text und seiner Formatierung (Farbe, Schifttype usw.) auch deren räumliche Position gespeichert wird. Auf diese Weise können Beschriftungen eines Layers genauer positioniert, gestaltet und schließlich gespeichert werden als die Labels. Annotations können innerhalb des Kartendokumentes oder in einer Geodatabase gespeichert werden. Annotations können editiert werden. Annotations sind besonders dann hilfreich, wenn sie bestimmte Feature beschriften möchten und diese in mehreren Karten mit verschiedenem Maßstab und Ausschnitt darstellen möchten.

58 Annotations Avanciertes Grundlagenwissen: Annotations Annotations werden erzeugt, indem die Labels zu Annotation umgewandelt werden. (Der Vorgang ähnelt dem Speichern von Layerfiles #.lyr) Anschließend wird die Art (Standard or Feature-linked) und der Ort des Speicherplatzes bestimmt. Eine Feature-linked Annotation steht in fester Beziehung mit den Daten. Wird in der Attributtabelle etwas geändert, wird die Änderung in der Annotation übernommen. Die Speicherung ist jedoch nur innerhalb einer Geodatabase möglich.

59 Annotations im Mapdokument Im Kartendokument gespeicherte Annotations können wie ein Text bearbeitet werden (also mit dem Cursor anfahren und per Doppelklick aktivieren. Anschließend per rechter Maustaste ein Untermenü aufrufen. Avanciertes Grundlagenwissen: Annotations

60 Annotations in der Geodatabase Avanciertes Grundlagenwissen: Annotations Bearbeiten von Annotations; Erzeugen neuer Einträge In der Geodatabase gespeicherte Annotation können in einer Editiersitzung bearbeitet werden. Zusätzlich kann die Tabelle mit dem Field Calculator bearbeitet werden.

61 Koordinatensysteme Vertiefung: Koordinatensysteme und Projektion Die zweidimensionale Darstellung (Projektion) der dreidimensionalen Erde die wiederum keine gleichmäßige Kugel ist - erfordert mathematische Modelle und Transformationen. Koordinatensystem: Zunächst wird die ellipsoide Erde (Geoid) gedanklich mit einem anpassenden Liniennetz aus Längen und Breitengraden überzogen. Die Position jedes Punktes auf der Erde kann nun mit zwei Werten (Länge & Breite) beschrieben werden. Diese Grade sollten in einem gleichmäßigen Abstand voneinander liegen, was die Vermessung des Erdumfanges voraussetzt. Hierzu sind verschiedene Entwürfe geliefert worden. Seit 1980 wird von der deutschen Vermessung als Referenzellipsoid das Geodetic Reference System 1980 (GRS 80) verwendet. Es stimmt annähernd vollständig mit dem World Geodetic System 1984 (WGS 84)* überein. In der nationalstaatlichen Landesvermessung werden lokal andere Ellipsoide verwendet, die teilweise erhebliche Unterschiede aufweisen. Die planare Darstellung des Gradnetzes, die Projektion, kann auf verschiedenem Wege vorgenommen werden. * WGS 84 wird für das GPS verwendet

62 Kartenprojektion Vertiefung: Koordinatensysteme und Projektion Zu unterscheiden sind als wesentliche Modelle die konische, zylindrische und azimutale Projektion. Sie unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Flächen-, Winkel- oder Längentreue. Nur ein Globus (also eine Kugel) kann alle drei Aspekte maßstabsgetreu wiedergeben. Für alle Projektionen gilt daher, je größer die dargestellte Fläche ist, umso gravierender werden die Verzerrungen, die entweder den Winkel, die Größe oder die Länegn betreffen. Eine schier unerschöpfliche Zahl von Seiten im Internet bietet Informationen und Abbildungen zu den verschiedenen Projektionen. Als Auswahl sei hingewiesen auf die Darstellung auf der Seite des Doktoranden Bill Rankin und auf ein kleines Java Applet von Henry Bottomley

63 Koordinatensystem Deutschland Vertiefung: Koordinatensysteme und Projektion In Deutschland wurde seit 1923 von der Landesvermessung das Gauss-Krüger-Koordinatensystem angewandt, bei dem von West nach Ost der 2., 3. und 4. Streifen auf Deutschland entfielen. Ein Streifen umfasst 3 Längengrade. Nach dem zweiten Weltkrieg wurden in West- und Ostdeutschland verschiedene Referenzellipsoide verwendet (Westen: Bessel; Osten: Krassowski), die Ursache war letztlich rein politischer Natur. Besser an Europa angepasst war der Ellipsoid von Krassowski, der von Bessel passt besser in Nordamerika. Abb.: Abruf am

64 Koordinatensystem UTM Vertiefung: Koordinatensysteme und Projektion Derzeit wird die Vermessung in Deutschland und Österreich auf das UTM-System umgestellt. Hierbei erfolgt eine Aufteilung in 6 breite Streifen und die Verzerrung an den Rändern der Streifen wird mathematisch aufgefangen. Grundlage ist das GRS 80-Ellipsoid mit Bezug auf das Europäisches Terrestrisches Referenzsystem 1989 (ETRS 89 ). UTM Gitter mit Zonenbezeichnung. Quelle: Kartierung mit Daten des Esri Tutorials

65 On the Fly Grundlagenwissen: Einstellen der Koordinatensysteme in ArcMap In ArcMap können Geodaten unterschiedlicher Georeferenzierung gemeinsam on the fly angezeigt und bearbeitet werden. On the fly bedeutet, dass der als erstes eingeladene Datensatz Projektion und Koordinatensystem des Kartenrahmens vorgeben. Alle weiteren Vektor- und Rasterdaten werden entsprechenden angezeigt, ohne dass sie verändert werden. Das Koordinatensystem des Kartenrahmens kann jederzeit geändert werden und wiederum wird die Ansicht entsprechend angepasst. Für viele Funktionalitäten ist diese Anpassung ausreichend. Bei der Verschneidung von Flächen, räumlichen Verknüpfungen und weiterem müssen die beteiligten Geodaten in der gleichen Projektion vorliegen und nicht nur in einer übereinstimmenden angezeigt werden.

66 Grundlagenwissen: Einstellen der Koordinatensysteme in ArcMap Koordinatensystem einstellen in ArcMap Das Koordinatensystem des Kartenrahmens kann jederzeit geändert werden und wiederum wird die Ansicht entsprechend angepasst. Jeweils von den Landesvermessungen einzelner Länder verwendete Projektionen werden in ArcGIS unter Predefined\Projected Coordinate systems\national Grids vorgehalten. Die UTM Zonen sind unter Predefined\Projected Coordinate systems\utm zu finden.

67 Aufgabe Kartenprojektion einstellen in ArcMap Laden Sie das Shapefile Welt ein und stellen Sie es nacheinander auf jeweils eines der Koordinatensysteme mit festgelegter Projektion aus den Ordnern: Auf diese Weise sehen Sie das jeweilige Gebiet, den jeweiligen Fokus der Projektion und des Koordinatensystems.

68 Diagramme erstellen in ArcMap Grundlagenwissen: Diagramme in ArcMap Zur Darstellung von Geodaten (eine der Aufgaben eines GIS) werden neben Karten auch Diagramme verwendet. Entsprechend bieten die üblichen GIS-Programme Lösungen zum Erzeugen von Diagrammen an. In ArcGIS werden Diagramme mit einem Dialog (graph wizard) erzeugt. Er hält eine Anzahl verschiedener Diagramm-Typen (z. B. Balken, Torten, Punkte, Kurven, Boxplot) vor. Die erstellten Diagramme können gespeichert, exportiert und dem Layout hinzugefügt werden.

69 Diagramme erstellen in ArcMap Grundlagenwissen: Diagramme in ArcMap Zur Darstellung von Geodaten (eine der Aufgaben eines GIS) werden neben Karten auch Diagramme verwendet. Entsprechend bieten die üblichen GIS-Programme Lösungen zum Erzeugen von Diagrammen an. In ArcGIS werden Diagramme mit einem Dialog (graph wizard) erzeugt. Er hält eine Anzahl verschiedener Diagramm-Typen (z. B. Balken, Torten, Punkte, Kurven, Boxplot) vor. Die erstellten Diagramme können gespeichert, exportiert und dem Layout hinzugefügt werden.

70 Abfragen Grundlagenwissen: Abfragen nach Attributwerten Über eine Abfrage nach Werten in den Attributtabellen, können gezielt Daten ausgewählt werden. In allen weiteren Analysen und Berechnungen (z.b. Calculate Geometry oder Statics) werden dann, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben, nur die ausgewählten Daten einbezogen. Für die Abfrage von Geodatensätzen werden spezielle Sprachen verwendet, die mehr oder weniger auf SQL (Structured Query Language) beruhen. In ArcGIS und vielen anderen Programmen bieten Dialoge eine Hilfestellung zur Formulierung der Frage; die eigentliche Frage ist also hinter einer GUI (grafic user interface) versteckt. Die Abfragen beruhen auf den logischen Prinzipien, die die einzelnen Objekte als Teile einer Menge bergreifen (s. Boolsche Operatoren)

71 Abfragen Grundlagenwissen: Abfragen in ArcGIS Die Abfrage nach Attributwerten kann auf verschiedene Weise aufgerufen werden: über das Hauptmenü oder über Optionen der Attributtabelle

72 Abfragen Felder der Tabelle Grundlagenwissen: Abfrage von Attributwerten Möglichkeit kombinierte Abfragen zu bilden Operatoren zur Formulierung der Abfrage. Formulierung der Abfrage Attributwerte im ausgewählten Feld Vereinfachtes Auffinden eines Wertes Abfragen können gespeichert und wieder aufgerufen werden

73 Abfragen mit den Boolschen Operatoren Vertiefung: Select by Attribute Eine Ausdrucksart basierend auf oder bezogen auf die Boolesche Algebra, eine zweiwertige Algebra, die nur die Zustände 'wahr' und 'falsch' (0 und 1) kennt. Ein Boolescher Ausdruck gibt eine mathematische Vorschrift an, wie man einfache logische Ausdrücke zu komplexen Ausdrücken zusammenfassen kann. In GIS-Analysen finden Boolesche Ausdrücke z.b. bei der selektiven Auswahl von Geodaten Verwendung: "Selektiere alle Objekte mit einer Flächengröße größer als 1000 qm, (AND) die nicht (NOT) dem Besitzer Maier gehören. Aus: Lexikon, Uni. Rostock Geoinformatikservice ( Abruf am )

74 Aufgabe\Select_by_attributes Abfragen 2 Selektieren Sie alle Landkreise, deren Name mit einem G, H oder N beginnt. (Wieviele sind es?) Schließen Sie hiervon den Landkreis Göttingen aus Fügen Sie den Landkreis Schaumburg hinzu Wählen Sie nur die drei größten aus. Welche sind das?

75 Operatoren Vertiefung: Select by Attribute Viel Abfragen lassen sich mit GLEICH, GRÖSSER ALS, GRÖSSER GLEICH beantworten. Weitere Operatoren und Formulierungen vereinfachen die Sache zusätzlich. Für Textfelder kann auch lediglich der Beginn eines Feldwertes und dann ein % verwendet werden alle Feldwerte mit dem gleichen Beginn aufgerufen. *Field+ LIKE value% z. B. Name LIKE E% würde bei den Flüssen, die Eider, Elde, Engelsdorferbächlien auswählen. Es ist möglich innerhalb von Abfragen nach Attributen auch Berechnungen durchzuführen. So kann die Abfrage nach einer Bevölkerungsdichte pro Quadratkilometer von mindestens 60 formuliert werden als Bevölkerung / Area <= 60

76 Abfragen 2 Selektieren Sie alle Landkreise, deren Name mit einem G, H oder N beginnt. (Wieviele sind es?) Schließen Sie hiervon den Landkreis Göttingen aus Fügen Sie den Landkreis Schaumburg hinzu Wählen Sie nur die drei größten aus. Welche sind das?

77 Räumliche Abfragen / Spatial Queries Vertiefung: Räumliche Abfragen Die räumliche Abfrage ermöglicht die räumliche Beziehung von Sachverhalten aus unterschiedlichen Layern bzw. Geodatensätzen zu analysieren. Gefragt wird etwa ob sich Flächen, Punkte und Linien überschneiden, ob Punkte und Linien innerhalb bestimmter Flächen liegen, ob Linien und Flächen aneinander anschließen. Hier werden also topologische Fragen gestellt. Es können jedoch auch geometrische Fragen gestellt werden, also etwa ob Punkte und Linien innerhalb eines bestimmten Radius um eine Fläche liegen.

78 Räumliche Abfragen / Spatial Queries Vertiefung: Abfragen select by location select by attributes Quelle: C. Dolci, D. Salvini, R. Weibel, Räumliche Abfragen (Spatial Queries). Abruf am

79 Abfragen nach der räumlichen Lage Grundlagenwissen: Räumliche Abfragen in ArcGIS Layer im Kartenrahmen. Auswahl in welchem etwas selektiert werden soll topologische oder geometrische Abfrage Erläuternde Grafiken in der Hilfe von Esri Support: me=using_select_by_location Räumlicher Bezug

80 Kombinierte Abfragen Grundlagenwissen: Räumliche Abfragen in ArcGIS Abfragen räumliche, wie solche nach den Sachdaten können kombiniert werden, indem zum Ergebnis einer ersten Abfrage über eine folgende anders formulierte Abfrage weitere Daten hinzugefügt oder abgezogen werden..

81 Aufgabe Select by location Räumliche Abfragen Laden Sie die Daten Staedte, Landkreise und Fluesse ein und führen Sie folgende Abfragen durch (notieren Sie die Ergebnisse): 1. Wieviele Städte befinden sich im Landkreis Prignitz? 2. Wieviele Städte befinden sich in einem Abstand von 5 km Entfernung zur Leine? Kombinierte Abfragen 1. Durch welche Landkreise fließt die Lippe? Und wieviele Städte befinden sich in ihnen insgesamt? 2. Wieviele Städte befinden sich in einem Abstand von 10 km zur Leine, aber nicht weiter als 30 km von Göttingen entfernt?

82 Exportieren der Tabelle Grundlagenwissen: Exportieren von Geodaten in ArcMap Die Ergebnisse der räumlichen Abfragen und der Abfragen per Attribut (also selected objects) können exportiert werden. Hier besteht die Möglichkeit nur die Tabelle zu exportieren -> unter Optionen der Attributtabelle Export wählen.

83 Grundlagenwissen: Exportieren von Geodaten in ArcMap Exportieren der Tabelle und Geometrie Es können aber auch die Geometrien, also die Feature des Layers, samt Tabelle exportiert werden. Bei diesem Vorgang wird über ein Untermenü nicht allein der Speicherort des neu erzeugten Datensatzes bestimmt, sondern auch ausgewählt in welchem Koordinatensystem (+ Projektion) dieser Datensatz angelegt werden soll. Zur Auswahl steht das des Kartenrahmens (Layers) oder das des Datensatzes von dem Feature exportiert werden.

84 Aufgabe\ Export Exportieren Selektieren Sie alle Landkreise Bayerns und alle im Freistaat gelegenen Städte und exportieren sie diese als Shapefile. Exportieren Sie die Städte und Landkreise nur als.dbf (Attributtabelle). Ein weiteres Shapefile soll nur die Städte im Umfeld von 25 km um München anzeigen.

85 Attributierung Grundlagenwissen Attributierung: Add Field Einer Attributtabelle kann eine theoretisch unbegrenzte Anzahl weiterer Attribute zugeordnet werden, in dem ein neues Feld (eine neue Spalte) angelegt wird. Die Werte können als String (Text) oder numerischer Wert eingegeben werden. Dies erfolgt entweder, indem a.) die Tabelle editiert wird, oder b.)der Wert pro Feld ausgerechnet wird. a.) Editing Tabelle Tabelle* Tabelle** Add Field b.) Calculator

86 Attributierung Vertiefung Attributierung: Feldformate Für numerische Felder bieten sich die Formate: Short integers Long integers Single-precision floating point numbers aka. Float Double-precision floating point numbers aka. Double Beschrieben werden Formate, die aus einer internen Relation des jeweiligen Programmes abgeleitet werden. Üblicherweise beinhalten short und long integer ganze Zahlen, mit float und double können Zahlen mit unterschiedlichen langen Stellen nach und vor dem Komma gespeichert werden. Für die Festlegung in ArcGIS siehe Esri-Support. ( a_types)

87 Aufgabe\ Attribut Attributierung Attributtabellen in ArcGIS: Summarize Add a field to nds_lkr_corine.shp and calculate the percentage of forest. Add a second field to nds_lkr_corine.shp and calculate the percentage of the fields.

88 Grundlagenwissen Reklassifikation Reklassifikation Über die Anlage eines neuen Attributes (Feldes) können auf einfache Weise Reklassifikationen vorgenommen werden. Beispiel Es sollen in einem Datensatz alle Städte Deutschlands mit einem universitären Angebot in archäologischen Fächern ausgewiesen werden. Es wird hierzu eine Codierung vorgenommen. Eine 1 enthalten alle Städte mit einem entsprechenden Lehrangebot, eine 2 all jene, die stattdessen Ur- und Frühgeschichte (UFG) anbieten, eine 3 alle in denen beide Fächer gelehrt werden. Die Codes werden in einem neuen Feld (einer neuen Spalte) namens Arch_uni abgelegt. ID Name 23 Göttingen 24 Bamberg ID Name Arch_uni 23 Göttingen 3 24 Bamberg 2

89 Aufgabe\Reklass Reklassifikation Attributtabellen: Reklassifikation Nehmen Sie eine numerische Codierung vor, bei der die Städte nach ihrer Distanz zum Main in drei Stufen klassifiziert werden (5 km, 10 km, 20 km). Stellen Sie die Städte den jeweiligen Klassen (Distanzen) entsprechend auf Ihrer Karte in unterschiedlichen Farben dar. Bitte schicken Sie mir die Karte (als PDF) per . Create a numerical code, by that cities are classified due to their distance to the river Main (not further than 5 km, more than 5 less than 10, more than 10 less than 20 km). Display the cities in reference to their distance. Please send me your map (as PDF) via

90 Grundlagenwissen: Zusammenfassung von Attributen Zusammenfassung von Attributen in Tabellen Zusammengefasst werden alle gleichartigen Werte innerhalb einer Spalte der Attributtabelle. Die Zusammenfassung führt zu einer neuen Tabelle. Diese umfasst mindestens drei Felder, nämlich die FID, die Werte, auf die zusammengefasst wurde und eine Zählung der zusammengefassten Zeilen (records). Index Primäre Tabelle FID_tab1 Klasse Zusammenfassung Zusammenzufassende Werte Neue Tabelle FID_tab2 Klasse count Zählung der zusammengefassten Zeilen

91 Grundlagenwissen: Zusammenfassung von Attributen Zusammenfassung von Attributen in Tabellen Beim Zusammenfassen können Statistiken über die Werte in weiteren Feldern/Spalten angelegt werden. Auf diese Weise können z.b. Bei Feldern, die Messergebnisse wiedergeben (Fläche, Höhe, Population), können so statistische Maßzahlen zur Beschreibung der Streuung gewonnen und/oder die Summe aller Messungen berechnet werden. Primäre Tabelle FID_tab1 Klasse pers/km² Zusammenfassung Neue Tabelle FID_tab2 Klasse count min_pers/km² max_pers/km² sum_pers/km² Kleinster und größter Wert im Feld pers/km², sowie Summe aller Werte

92 Zusammenfassung von Attributen Attributtabellen in ArcGIS: Summarize Der Dialog Summarize wird vom Spaltenkopf aus mit der rechten Maustaste geöffnet.

93 Aufgabe\Summarize Zusammenfassung von Attributen Attributtabellen in ArcGIS: Summarize Erstellen Sie eine Tabelle aus der ersichtlich wird: die Anzahl der Land- und Stadtkreise in Niedersachsen die Fläche des größten und kleinsten Landkreises und die gesamte Fläche ersichtlich wird.

94 Diagramme erstellen in ArcGIS Grundlagenwissen: Diagramme Eine weitere sehr verbreitete Form Geodaten (und deren Analyse) zu repräsentieren ist die Darstellung mit Diagrammen. Neben den Diagrammen, die auf der Karte über die Symbologie erzeugt werden, können auch weitere alleinstehende Diagramme erstellt werden. Diese Diagramme (Torten, Säulen- und Balkengrafiken, Boxplots) können dem Layout zugefügt werden oder auch exportiert werden (als Bild oder funktionierender Datensatz). Zur Erstellung der Grafiken bietet ArcGIS einen Assistenten an (graph wizzard).

95 Verknüpfen von Layern Grundlagenwissen: Join by location Für eine Verknüpfung der Layer anhand der räumlichen Übereinstimmung werden die räumlichen Beziehungen zwischen den Featuren eines Layers und dem eines anderen festgestellt und die beiden Layer zusammengeführt. Es entsteht ein neues Layer, dass die räumlichen Zusammenhänge enthält. Änderungen in den beiden Ursprungslayern werden nicht nachgeführt. Die Geometrie der Daten verändert sich nicht, sondern es werden nur die Attributwerte des angeknüpften Wertes dauerhaft übernommen.

96 Verknüpfen von Layern Vertiefung: Join by location Über eine Verknüpfung sollen den Punkten als neues Attribut der Name des Landkreises zugeordnet werden, indem sie sich befinden. Tabelle des Punkte.shp vor der Verknüpfung Tabelle des Layers, dass die benötigten Attribute erhält.

97 Verknüpfen von Layern Vertiefung: Join by location Als Ergebnis der Verknüpfung wurde ein neues Shapefile mit den zugeordneten Attributen erzeugt. Übernommene Attribute Anzahl der Verknüpfungen pro Objekt Attribut der Ausgangstabelle (Punkte) ID des angeknüpften Layers (Landkreise)

98 Vertiefung: Join by location Layer Layer, das angeknüpft wird Es werden alle Felder/Spalten übernommen. Auswahl, wenn nur bestimmte Attributfelder übernommen werden sollen. Art der topologischen Beziehung

99 Aufgabe\Join by location Zusammenfassen über den räumlichen Bezug Ordnen Sie den Städten dauerhaft als Eigenschaft den Namen und die Flächengröße des Sie enthaltenen Landkreises zu. Legen Sie eine Tabelle an, aus der ersichtlich wird, wieviele Städte auf die einzelnen Landkreise entfallen. Legen Sie eine Grafik an, aus der ersichtlich wird die acht größten Landkreise und die Anzahl der Städte, die sie enthalten. Assign the Names and the expanse (km²) of the County/Landkreise to the cities within each county/landkreis. Create a table, to show how many cities are within each county. Present as a graph the eight major countys and the number of cities they inclose. Spatial Join Summarize Create Graph

100 Verknüpfen von Tabellen Grundlagenwissen: Verknüpfen in ArcGIS Eine Verknüpfung über übereinstimmende Attributwerte oder ID ist für alle Tabellen möglich (sofern sie eine ObjektID also eine indizierte Nummerierung der Datensätze/Zeilen besitzt). Somit können die Tabellen der Vektordaten etwa mit Tabellen aus Datenbanken verknüpft werden. Voraussetzung ist, dass die zu verknüpfenden Werte in der einen Tabelle nur exakt einmal vorkommen, in der zweiten können sie beliebig oft oder auch gar nicht vorkommen. Die Verknüpfung ist temporär und steht nur in dem Kartendokument (.mxd) zur Verfügung. Abb.: ArcGIS 9.3 Desktop Help s.v. Add Join. Esri

101 Verknüpfen von Tabellen Grundlagenwissen: Verknüpfungen Der Vorgang des Verknüpfens von Tabellen kann in ArcGIS über verschiedene Dialoge aufgerufen werden. a. Bei geöffneter Tabellenansicht, über die Optionen und dort unter Join & Relates. b. In der Toolbox Data Management Tool und dort unter Joins findet sich das Tool Add Join. a. b.

102 Verknüpfen von Tabellen Grundlagenwissen: Verknüpfungen in ArcGIS Tabelle an die eine andere geknüpft wird Verknüpfungsfeld Tabelle die angebunden werden soll Verknüpfungsfeld Das Tool Add Join Field erzeugt eine temporäre Verknüpfung. In diesem Beispiel erscheint ein Warnhinweis, der darauf aufmerksam macht, dass das Verknüpfungsfeld keine ObjectID beinhaltet.

103 Aufgabe\Join Verknüpfen über Attribute Verknüpfen Sie die gestern von Ihnen erzeugte Zusammenfassung der Landkreise pro Bundesland mit der von Ihnen codierten Attributtabelle des Shapefile Bundesländer. Nutzen Sie einmal das Tool Add Join führen Sie es einmal vom Menü des Layers oder von den Optionen der Tabelle ausgehend durch. Passen Sie die Symbologie des Shapefiles Bundesländer an.

104 Aufgabe\Join Verknüpfen über Attribute Fassen Sie die Fläche der verschiedenen Waldtypen (Corine Code = Feld Code 2000 ) pro Landkreis (Feld FID_landkr ) in der Tabelle des Shapefiles wald_lkr_nummern zusammen. Verknüpfen Sie die erzeugte Tabelle mit der Tabelle des Shapefiles lkr Passen Sie die Anzeige der Landkreise farblich so an, dass die drei Landkreise mit dem höchsten Waldanteil hervortreten. Legen Sie in der Tabelle von lkr ein neues Feld an und berechnen Sie den prozentualen Anteil des Waldes an der Fläche des Landkreises Lösen Sie die Verknüpfung. ALIAS_NAME bei redundanten Feldbezeichnungen in mehrfach Verknüpfungen.

105 Aufgabe\Attribute über temporäre Verknüpfungen anlegen Aufbau einer kleinen Datenbank mit Attributen (Wir greifen jetzt etwas vor und editieren schon einmal zwischendurch) Wir möchte eine elegante kleine Datenbank für Attribute erzeugen, bei der die Codes der Corine Layer in drei Untertabellen abgelegt werden. Code Klasse 3 Wald und naturnahe Flächen 4 Feuchtflächen Code_1 Code_2 Klasse 3 1 Wälder 3 2 Kraut/Strauchvegetation Code_1 Code_2 Code_3 Klasse Laubwald Nadelwald

106 Dauerhaftes Verknüpfen Vertiefung: Verknüpfungen in ArcGIS Tabelle an die eine andere geknüpft wird Verknüpfungsfeld Tabelle die angebunden werden soll Verknüpfungsfeld Felder, aus der anzubindenden Tabelle, die in die Verknüpfung übernommen werden sollen. Das Tool Join Field bietet die Möglichkeit, eine dauerhafte Verknüpfung zu erzeugen, bzw. einer Tabelle dauerhaft Attributspalten der anderen anzufügen. Es wird somit ein dem Spatial Join ähnliches Ergebnis erzeugt.

107 Verknüpfen von Tabellen Generell ist zu unterscheiden in one-to-many, many-to-one und many-tomany Beziehungen. Sie werden oftmals auch als 1:n, n:1 und n:m beschrieben. Bei einem Join in ArcGIS ist nur 1:n möglich! Enthält die anzuknüpfende Tabelle mehrere passende Zeilen, dann wird nur die erste in den Join aufgenommen (s. Beispiel Cstadt ID 30) Join Verknüpfte Tabelle Vertiefung: Verknüpfungen

108 Verknüpfen von Tabellen Vertiefung: Verknüpfungen Das Verknüpfen über Attributwerte entspricht dem Konzept relationaler Datenbanken, bei denen Beziehungen zwischen Tabellen aufgebaut werden. Beziehungen Relates in ArcGIS sind jedoch noch etwas anderes. Hier wird nicht an eine Tabelle eine andere geknüpft (wie bei einem Join), sondern die Tabellen werden wechselseitig miteinander verbunden. Zusätzlich ermöglichen sie neben one to one und one to many auch many to many Beziehungen. Im Kurs werden Relates nicht weiter vertieft.

109 Von der Tabelle zum Shapefile Grundlagenwissen: Eventlayer Oftmals liegen Punktdaten in Tabellen unter Angabe der Koordinaten, aber ohne Geometrie vor. In diesem Fall kann ein temporäres Eventlayer (ein Shapefile) der Punkte erzeugt. Es bleibt mit der Ausgangstabelle verbunden und übernimmt alle Änderungen, die an dieser durchgeführt werden. Das Event-Layer steht nur innerhalb des Kartendokumentes zur Verfügung. Erst durch das Exportieren des Eventlayers wird es als Shapefile gespeichert und kann dann in anderen Zusammenhängen benutzt werden. Änderungen in der Ausgangstabelle werden dann natürlich nicht nachgeführt.

110 Von der Tabelle zum Shapefile Grundlagenwissen: Event-Layer Identifikationsnr. Koordinatenpaar Attribute Die Eingangstabelle muss min. drei Spalten umfassen, die pro Punkt eine eindeutige Nummer (ID) und ein Koordinatenpaar aufweisen, sowie zwei Zeilen (die Spaltenköpfe und eine Datenzeile). Als Formate werden von den gängigen GIS- Programmen Tabellen aus z.b. Excel, Access, Texteditoren (mit Tab Stops getrennt) usw. verarbeitet.

111 Eventlayer Grundlagenwissen: Eventlayer in ArcGIS Die Tabelle wird auf gewohnte Weise eingeladen (über Add Data) und anschließend über die rechte Maustaste der Dialog Display XY Data aufgerufen.

112 Eventlayer Grundlagenwissen: Eventlayer in ArcGIS Im Dialog werden unter X- und Y-Field die Spalten mit den Koordinaten angewählt und anschließend das Koordinatensystem eingestellt (unter Edit erscheint das schon bekannte Menü).!Typische Fehler, die eine Erzeugung des Eventlayer verhindern: Koordinaten weisen Leerstellen ( statt ) oder Punkte ( statt ,56) auf.

113 Tabellen Von der Tabelle zum Shapefile Grundlagenwissen: Eventlayer in ArcGIS Das temporäre Eventlayer kann über den Export zu einem eigenständigen Shapefile umgeformt werden.

114 Eventlayer Grundlagenwissen: Eventlayer in ArcGIS Eine Tabelle bei der die ID nicht indiziert werden kann (die Spalte erhält die Eigenschaft, dass kein Wert doppelt vorkommen kann), kann nur als Event-Layer mit eingeschränkter Funktionalität angezeigt werden. Ein Index/Primärschlüssel kann in Datenbankprogrammen gesetzt werden.

115 Aufgabe\Eventlayer Eventlayer Laden Sie die Tabelle Fundpunkte aus der MsAccess Datenbank project.db und erzeugen Sie zwei Eventlayer. Beide sollen auf den 3. Streifen Gauss-Krüger (DHDN) liegen. Verwenden Sie einmal XCOOR/YCOOR und einmal XCOOR_1/YCOOR_1. Erzeugen Sie ein Eventlayer mit allen Fundpunkten aus der Excel- Tabelle. Load the table Fundpunkte (within project.db ) into a mapdocument and create an eventlayer in the projected coordinate system for the third zone of Gauss-Krüger. Use XCOOR/YCOOR. Repeat this by using XCOOR_1/YCOOR_1. Create an eventlayer with all points by using the Excel document.

116 Add XY Coordinates Grundlagenwissen: Tool Add XY Data Oftmals liegen Ihnen Punktdaten vor, deren Lageangaben (XY- Koordinaten) nicht in der Tabelle ausgewiesen sind. Sie können Sie sich automatisch in zwei neue Datenfelder schreiben lassen. Diese Vorgehensweise ist auch dann günstig, wenn Sie die Punkte in ein anderes Koordinatensystem und Projektion überführen wollen aber ihre ursprünglichen Eingangskoordinaten als Information behalten wollen.

117 Aufgabe\Add XY Data Zufügen von Koordinaten Rechnen Sie eines der von Ihnen erzeugten Eventlayer in ein anderes Koordinatensystem und eine andere Projektion um und zwar in ETRS 1989 UTM Zone 32N. Wählen Sie die geeignete Transformation aus der Tabelle unter: Fügen Sie der Tabelle die neuen Koordinaten als Attribute zu. Transform one of your eventlayers into ETRS 1989 UTM Zone 32N. Create an eventlayer with all points by using the Excel document. Choose the transfomation that fits best to yourt data. See for information the table on: Attach the new coordinates as attributes to the table of the points.

118 Geoprocessing Grundlagenwissen: Geoprocessing Unter Geoprocessing werden Vorgänge zusammengefasst mit denen in einem GIS Geodaten bearbeitet, also verändert werden. Üblicherweise wird diese Definition aber im Praxisbezug auf die Veränderung der Geometrien durch ver- und beschneiden, zusammenführen, puffern usw. beschränkt. Für diese Arbeiten stehen in den verschiedenen GIS Softwarepaketen Algorithmen zur Verfügung. Der Umfang von Algorithmen, die Bedienungsfreundlichkeit und die Qualität der dahinterstehenden Formeln sind ein wesentliches Qualitätsmerkmal der Programme. In ArcGIS werden diese Anwendungen als Tools in der Toolbox vorgehalten.

119 Das Programm ArcGIS bietet eine Vielzahl von Anwendungen (Tools) zur Analyse räumlicher Daten. Sie sind nach thematischen Aspekten in der Toolbox zusammengestellt. Viele Tools können sowohl vom ArcCatalog als auch von ArcMap aus benutzt werden. Toolbox Grundlagenwissen: Tools und Toolbox in ArcGIS Öffnen der Toolbox

120 Umfeldanalyse per Buffer Grundlagenwissen: Spatial Analysis Eine sehr häufige Anwendung betrifft die Analyse von Umfeldern. Im ArcGIS werden Umfelder Buffer (Puffer) genannt. Es besteht die Möglichkeit einfache Buffer oder gleich mehrere Umfelder verschiedenen Radius pro Feature zu erzeugen (Multiple Ring Buffer). Es können für Punkt, Linien und Flächendaten Buffer erzeugt werden. Die korrekte Berechnung von Buffern setzt voraus, dass die Projektionen des Kartenrahmens und des Feature Layers übereinstimmen!!

121 Einfacher Buffer Buffer Multiple Ring Buffer Grundlagenwissen: Spatial Analysis in ArcGIS Die ID des Objektes, für das ein Buffer erzeugt wurde, wird als Attribut übernommen. Die ID des wird nicht als Attribut übernommen.

122 Buffer Grundlagenwissen: Spatial Analysis in ArcGIS Dialog zur Erzeugung einfacher Buffer Featurelayer für das Buffer erzeugt werden soll Neu erzeugtes Shapefile mit Buffern Distanz des Buffers Weitere Optionen

123 Aufgabe # Buffer Laden Sie ein Staedte Fundpunkte Landkreise Fluesse und erzeugen sie jeweils einfache und Multiple Ringbuffer. Entfernen Sie die Daten aus dem Kartendokument und löschen Sie sie auch aus ihrem Verzeichnis.

124 Kartenprojektion umrechnen Grundlagenwissen: Umrechnen der Projektion in ArcMap Eine schnelle, einfache aber nicht ganz saubere Transformation erfolgt über den Export des Shapefiles, bei dem die Einstellungen des Kartenrahmens übernommen werden.

125 Kartenprojektion umrechnen Grundlagenwissen: Umrechnen der Projektion in ArcMap Der saubere Weg ist die Umrechnung der Projektion über das Tool Project in der Toolbox Data Management.

126 Überlagern und Ausschneiden Grundlagenwissen: Spatial Analysis Sehr häufig benötigte räumliche Analysen beinhalten das Verschneiden räumlicher Daten. Hierbei ist zwischen Vorgängen zu unterscheiden, bei denen Daten (Punkte, Linien, Polygone): nach räumlichen Kriterien beschnitten werden (in ArcGIS: clip, erase, symmetrical difference) in räumlich überlappenden Bereichen miteinander kombiniert, überschrieben oder ergänzt werden (in ArcGIS: identity, intersect, union, update) Siehe hierzu auch das Poster von Esri.

127 Funktion des Tools Clip Grundlagenwissen: Tools und Toolbox in ArcGIS Name des zu beschneidenden Shapefiles Name des ausschneidenden Shapefiles Sich ergebendes Shapefile Erklärende Hilfe, wenn nicht automatisch rechts gezeigt, über Show Help aufzurufen. Über Environments können Eigenschaften des Ergebnisses festgelegt werden.

128 Einstellungen des Tools Vertiefung: Tools in ArcGIS Verzeichnis in dem das Ergebnis gespeichert wird Koordinatensystem in dem das Ergebnis berechnet wird. Ausdehnung der Analyse. Beim Tool Clip ist die Angabe allerdings überflüssig.

129 Aufgabe\Tools testen Räumliche Analysen Erzeugen Sie einen Buffer von 5 km um die Orte Detmold, Emmerthal und Salzhemmerdorf (Aufgabe/staedte.shp), laden Sie die Bodenkarte buek_1000 ein und benutzen sie die folgenden Tools: Clip, Erase, Identity, Intersect, Union und Update. Beschreiben Sie jeweils kurz in eigenen Worten, was das Ergebnis umfasst (welcher Flächenausschnitt, welche Attribute, wieviele Feature (Zeilen) umfasste die Attributtabelle vorher, wieviele nachher?) Create Buffers of 5 km radius around the cities Detmold, Emmerthal and Salzhemmerdorf(Aufgabe_1/staedte.shp). Add the Soilmap buek_1000 and use the following tools: Clip, Erase, Identity, Intersect, Union and Update Note in your own words, what the tools had for an effect (how many records includes the former, how many the new Shapefile; wich part of the areas are still within the Shapefile etc.)

130 Data Management Grundlagenwissen: Spatial Analysis Die Toolbox Data Management enthält Werkzeuge zur Zusammenführung (Append, Merge) Umbenennung (Rename) Umrechnung der Projektion Anfügen von XY-Coordinaten Generalisierung von Daten Berechnung von Feldern, hinzufügen von Feldern von Vektordaten und weitere Werkzeuge ähnlicher Funktion, die auf Rasterdaten angewendet werden.

131 Funktion des Tools Dissolve Grundlagenwissen: Tool Dissolve Feld, das die Werte (z.b. Landnutzungscode) enthält, die zusammengefasst werden sollen. Felder, deren Werte z.b. summiert werden sollen.

132 Aufgabe\Generalization Dissolve Nehmen Sie sich wieder einmal die wald_lkr_nummern.shp vor und führen Sie Generalisierungen durch: Zusammenfassen der Wälderpolygone pro Landkreis Zusammenfassen der Polygone nach dem Waldtyp (Code 2000) Zusammenfassung der Polygone innerhalb des Landkreises Göttingen nach dem Waldtyp (Code 2000) Zusammenfassung der einzelnen Teilstücke der Leine im Datensatz d1000w_l (ATKIS Daten).

133 Funktion des Tools Merge Grundlagenwissen: Tool Merge Datensätze, die zusammengeführt werden sollen. Felder, die mitgeführt werden sollen. Im Beispiel sind sie jeweils in beiden Datensätzen identisch bezeichnet.

134 Aufgabe\Merge Merge Führen Sie die verschiedenen Datensätze der Corine Landnutzungsdaten unter Nutzung des Tools Merge zu einem Datensatz zusammen.

135 Bilanz Sie können jetzt: Abfragen nach Sachdaten und räumlichen Zusammenhängen durchführen Attributtabellen Zusammenfassen, Verknüpfen Attributieren und Reklassifizieren Die Geometrie von Geodaten editieren Geodaten beschneiden, überlagern, zusammenführen Geodaten Verwalten, Speichern, Exportieren, Umbenennen Buffer erzeugen Karten erstellen und in verschiedenen Formaten exportieren Und jetzt wenden wir alles innerhalb einer räumlichen Analyse an!

136 Standortsuche und Flächennutzung Grundlagenwissen: Analyse: Standortsuche Eine der häufig genutzten Fragen, die GIS-gestützt untersucht werden, ist die Frage nach Standorten. Zum Beispiel werden Waldflächen in einem Streifen von 10 km entlang des Rheins gesucht, die auf Auenböden stocken. Ihnen ständen zur Verfügung als Geodaten: Waldflächen (Wald), Böden und der Rhein. Dann würden Sie vorgehen: Select Rhein Buffer Wald Flüsse Select/Flüsse Rhein_buffer Clip Wald_Boden_clip Clip Wald_clip Select/Boden Select Rhein Boden

137 Aufgabe\Flächennutzung Flächennutzung im Umfeld der Leine/ Land allocation surround the Leine Stellen Sie fest auf welche Böden die Acker- und auf welche die Waldflächen in einem Umfeld von 5000 m Distanz um die Leine entfallen. 1. Stellen Sie die Ergebnisse Ihrer Analyse in einer Karte samt dreier einfacher Grafiken dar. Gezeigt wird der Anteil der Böden an den Waldflächen und an den Ackerflächen. Die dritte Grafik zeigt die Relation von Äckern zu Wäldern. 2. Stellen Sie Ihre Vorgehensweise in einem Ablaufdiagramm dar. Analyse what kind of soils are used as a.) fields and b.) forrests in an area of 5000 distance to the river Leine. 1. Present your results as map and with three graphs, showing a.) and b.). A third one should show the proportion of forrests and fields in the area. 2. Document your approach by a flowchart.

138 Editieren Grundlagenwissen: Editieren Das Editieren umfasst ein weites Feld von Eingriffen in bestehende Geodaten (so das Ändern der Geometrie, von Inhalten der Attributtabelle, der Projektion) wie auch das Anlegen neuer Feature. Ziel ist es also nicht neue Geodaten anzulegen (wie z.b. bei den Tools clip, identity usw.), sondern bestehende zu modifizieren. Das Editieren ist daher ein umfassender und irreversibler Vorgang. Entsprechend muss je nach Software das Beginn und Ende des Editierens eigens bestätigt werden. Ob Daten editiert werden können wird bei Mehrbenutzerlösungen über Rechte gesteuert. Bei Einzelnutzern ergeben sich Einschränkungen aus der Software heraus (in ArcGIS durch den Umfang der Lizenz).

139 Editieren Grundlagenwissen: Editieren in ArcGIS Zum Editieren wird eine eigene Toolbar über das Hauptmenü -> Tools -> costumize -> Editor aufgerufen.

140 Editieren Grundlagenwissen: Editieren in ArcGIS Der Editionsvorgang wird begonnen (Start Editing) und zunächst, das Verzeichnis in dem die zu editierenden Geodaten abgelegt sind, gewählt. Alle Daten in dem Verzeichnisumfeld (also hier einem Ordner) können nun editiert werden. Bei allen können Änderungen in der Attributtabelle vorgenommen werden (überschreiben von Werten, löschen von einzelner oder aller Feature). Änderungen der Geometrie, können nur in jeweils einem Layer zur Zeit vorgenommen werden.

141 Create New Feature Grundlagenwissen: Editieren in ArcGIS Mit dem Stift wird eine Form angelegt, hierbei produziert ein Klick mit der rechten Maustaste einen Vertex. Wird wie hier ein Polygon erzeugt, wird es mit einem Doppelklick geschlossen. Es erscheint dann als selektiertes Polygon in der Kartenfläche und in der Attributtabelle.

142 Modify Feature Grundlagenwissen: Editieren in ArcGIS Eine Veränderung an der Geometrie der Feature wird über Modify Feature vorgenommen. Nach Aktivierung eines Vertex können mit der rechten Maustaste die Koordinatenpaare jedes Vertex aufgerufen und verändert werden.

143 Save Edits & einige Anmerkungen Grundlagenwissen: Editieren in ArcGIS Erst durch das Abspeichern über Save Edits in der Toolbar werden die Editierungen übernommen. (Ein Speichern des Kartendokumentes reicht nicht!). Neue Felder in der Attributtabelle können nicht während des Editierens angelegt werden. Im Kurs wird das Editieren nur sehr knapp behandelt. Wenn Sie aneinanderstoßende Flächen und Linien erzeugen wollen, müssen Sie sich unbedingt näher mit Snapping vertraut machen. Lesen Sie dazu mindestens die Hilfen bei Esri, Sie werden sonst viel unnötigen Kummer haben! Die Digitalisierung und Überführung analoger Karten in Vektordaten war und ist ein riesiges Aufgabenfeld, entsprechend gibt es hier viele einfach zu verstehende Hilfen und Hinweise! (Nicht einfach so machen und mal sehen!)

144 Aufgabe\Editing Editieren Erzeugen Sie ein Polygon Shapefile im Koordinatensystem Dritter Streifen des Deutschen Hauptdreiecksnetz (DHDN 3). Es soll folgende Ausdehnung haben: Hoch/North: Links/West: Rechts/East: Hoch/South: Benennen Sie es mit Untersuchungsgebiet 1. Berechnen Sie die Fläche in Km². Create a polygon within DHDN 3. Zone (use the given coordinates). Name this polygon research area 1 and calculate the geometry.

145 Editieren Avanciertes Grundlagenwissen: Editieren Eine wichtige Aufgabe beim Editieren ist die Berücksichtigung der topologischen Beziehung der Elemente. Hierfür kann das snapping eingesetzt werden. Heywood et al. 2006, 155 Abb

146 Snapping in ArcGIS Avanciertes Grundlagenwissen: Editieren In ArcGIS kann sowohl der Umkreis des Snapping eingestellt werden (Abb. A), als auch bestimmt werden an welches Featurelayer und hier an welche Punkte geschnappt werden soll (Abb. B). Abb. A. Registerkarte des Snapping. Es wird von der Toolbar des Editors unter Snapping aufgerufen. Abb. B. Einstellen der Snapping Toleranz und Anzeigen der snap tips

147 Zeichenhilfen Avanciertes Grundlagenwissen: Editieren ArcGIS (wie viele andere Programme) bietet verschiedene Hilfestellungen für das Zecihnen neuer Feature. Vorgehensweise und Verwendung sind in der Hilfe detailliert vorgestellt. Abb. ArcGIS Desktop Hilfe

148 Aufgabe\Editieren Editieren 2 Legen sie ein Shapefile für Linien an (DHDN GK 3). Erzeugen Sie Nord-Süd verlaufende Linien. Zwei sollen östlich und westlich genau an das Polygon anschließen, das Sie in Aufgabe 1 zum Editieren erzeugt haben. Legen Sie eine Linie an, die nördlich in einem gleichmäßigen Bogen von dem westlichen zum östlichen Eckpunkt des Polygons verläuft. Legen Sie ein Shapefile für Punkte an (passendes KS). Erzeugen Sie Punkte die genau auf den Endpunkten der Linien liegen. Weitere Punkte sollen genau auf den Linien liegen. Je ein Punkt soll genau auf der nördlichen und südlichen Kante des Polygons liegen und hier jeweils auf der halben Strecke zwischen den Eckpunkten. Benennen Sie einige Linien und Punkte mit Namen wie östliche Parallel oder ähnliches (keine nummerische Benennung).

149 Routendaten Grundlagenwissen: Routen Routen sind linienförmige Features, die über eindeutige Kennung und über ein Maßsystem verfügen, d.h. sie sind linear referenziert. Jeder Punkt und jeder Abschnitt auf einer Route kann anhand seiner relativen Position auf der Routenlinie eindeutig beschrieben werden. (B. Harms 2007, 3). Screenshot (Abruf am

150 Routendaten - Anwendungsbereiche Routen werden in dynamischen Systemen mit wechselnder Geometrie bevorzugt anstelle der Linien Features eingesetzt. Auf diese Weise werden Eigenschaften Ereignisse/Events wie ein Unfall auf einer Straße nicht langwierig über ein XY Koordinatenpaar ausgedrückt, sondern über die relative Position auf der Linie. Sperrung der Autobahn von Höhe Auffahrt XY bis Auffahrt WZ. Erhöhte Messwerte am Pegel 21 und 23 des Flusses XY. Routen setzen sich also aus Routen zusammen in deren verlauf linienhafte und punktuelle Ereignisse auftreten können. (Sperrung von bis; Pegelstation) Grundlagenwissen: Routen

151 Routendaten - Struktur Grundlagenwissen: Routen Routen sind Linien, die aus einem Anfangs und Endpunkt sowie vertices bestehen. Dieses Vertices (Stützpunkte) werden als M-Wert bezeichnet und können mit der Geometrie ein Maßsystem speichern (z. B. Flußkilometer). Die Attributtabelle der Routendaten enthält die einzelnen Abschnitte zwischen den M-Werten, eine Benennung der Routen und die Angabe zur Geometrie Polyline M. Zusätzlich kann Sie die Länge der Abschnitte enthalten. Beispiel: ESRI Tutorial Daten

152 Routendaten - Struktur Grundlagenwissen: Routen Routenereignisse sind als Punkte oder Linien angelegt. Beide enthalten Angaben auf welche Route Sie sich beziehen und sind mit M-Werten der Route verbunden. Weiterhin enthalten Sie alle weiteren Angaben. Liniendaten etwa enthalten den Aubauzustand einer Straße in einem bestimmten Abschnitt, Punktdaten alle Ampeln mit Ihren Eigenschaften an einer Straße. Diese Routenereignisse werden jeweils als temporäres Eventlayer angezeigt. Punktereignisse Unfälle Beispiel: ESRI Tutorial Daten

153 Routendaten - Struktur Grundlagenwissen: Routen Die Routenereignisse sind in Tabellen gespeichert. Die Tabellen enthalten neben Attributen des Ereignisses Angaben zur relativen Position auf der Route. Diese Information verteilt sich auf zwei Felder (Punktevents), einmal der Bezeichnung der Route und zweitens dem Feld Measure, das sich auf die Position auf der Route bezieht. Linienereignisse enthalten Angaben über den Anfang und das Ende des Abschnittes auf den Sie sich beziehen. Route Bezugspunkt Route Start- & Endpunkt Beispiel: ESRI Tutorial Daten

154 Finden und Labeln von Routenpositionen Grundlagenwissen: Routen Um die Arbeit mit den Routen zu erleichtern ist ein temporäres Labeln der Routen möglich. Es wird über den Dialog finden aufgerufen.

155 Routenpositionen identifizieren Grundlagenwissen: Routen Um Routenpositionen zu identifizieren, benötigen Sie eine Schaltfläche, die Sie zunächst einladen müssen und per Drag & Drop in eine Toolbar (egal welche) absetzen. Sie können nun eine Route interaktiv anwählen und erhalten weitere Informationen zu ihr. Sie erhalten eine Ausgabe zum kleinsten und größten M-Wert. Angegeben wird auch ob die Werte durchgehend aufsteigen.

156 Routenereignisse anzeigen Grundlagenwissen: Routen Zum Anzeigen von Routenereignissen wird aus der Toolbar, oder, wenn die Tabelle in das Verzeichnis von ArcMap eingeladen ist, von der Tabelle ausgehend die Anzeige der Routenereignisse aufgerufen. Hierbei muss ausgewählt werden auf welche Route sich die Ereignisse beziehen und in welchem Feld die Bezugspunkte gespeichert sind.

157 Beschriftung mit Skalenstrichen (Hatches) Für die Darstellung für Routenabschnitte ist es sinnvoll die Maßeinheitskala an den Routen anzuzeigen. ArcMap bietet die Möglichkeit einer automatisierten auf den M-Werten beruhenden Beschriftung. Wie die Symbologie von anderen Featuredatensätzen (Shapefiles) können die angepassten Skalenstrich als Layer gespeichert und in einem anderen Zusammenhang erneut genutzt werden. Die Eigenschaften der Skalenanzeige werden über die Eigenschaften der Routendaten gesteuert. Die Skalierung ermöglicht Ihnen eine rasche Orientierung über Länge und Segmentierung der Route. Grundlagenwissen: Routen

158 Grundlagenwissen: Routen Sinn verschiedener Skalenebenen (Hatch Def) Erste Skaleneinheit (HatchDef1) Erste und zweite Skaleneinheit (HatchDef1 & 2)

159 Beschriftung mit Skalenstrichen (Hatches) Grundlagenwissen: Routen Anzeigen der Skalierung Klassen der Skalierung Intervall der Skalenanzeige der Klasse Auswahl der Routen für die Skalenklasse angezeigt werden Platzierung und Einheiten der Skaelnklasse Auswahl der Maßstabsebene in der Skalierung angezeigt wird Three Hatch Classes (1 cm, 5 mm, 1 mm)

160 Eigenschaften der 1. Skalenklasse Grundlagenwissen: Routen Maßeinheit der Skalierung Beginn der Skalenstriche bei einem Wert von 1 Obergrenze der angezeigten Werte

161 Bestimmung der Skalenstriche (Hatch Def) Grundlagenwissen: Routen Maßeinheit der Skalierung Beginn der Skalenstriche bei einem Wert von 1 Obergrenze der angezeigten Werte

162 Bestimmung der Skalenstriche (Hatch Def) Grundlagenwissen: Routen Intervall der Skalenstriche Länge der Striche der Skalierung Beschriftung der Hatches

163 Anzeigen der Skalenstriche Grundlagenwissen: Routen Einstellung des Nummernformates Festlegung des Maßstabes bis zu dem die Skalenstrichen angezeigt werden können.

164 Routen erzeugen aus Liniendaten Grundlagenwissen: Routen Um Routen aus bestehenden Liniendaten zu erzeugen, kann das Tool Create Routes aus der Toolbar Linear Referencing Tools verwendet werden. Voraussetzung für eine erfolgreiche Erstellung von Routen ist, das es eine Feld mit einer eindeutigen Benennung pro Route gibt. Zu konvertierendes Shape Rutenbenennung Feld mit Messwerten

165 Routen erzeugen aus Liniendaten Grundlagenwissen: Routen Punkte eines bestehenden Shapefiles werden einer Route zugeordnet. Es entsteht eine Routenereignistabelle. Über die Variation des Einzugsradius kann festgelegt werden, welche Punkte einfließen. Zuzuordnende Punkte Route ID/Name der Route Einzugsumfeld Wird automatisch vergeben Wird automatisch vergeben

166 Bearbeiten von M-Werten Grundlagenwissen: Routen Einfügen und verändern von M-Werten in der Route (z.b. neue Messstation für Pegelstände in einem Flussverlauf). Start Editing -> Modify Features. Auf einen Punkt der Route gehen und mit der rechten Maustaste das Untermenü aufrufen. M-Wert einfügen Mit einem Faktor berechnen Alle M-Werte gleichmäßig versetzen M-Werte neu berechnen aufgrund Geoetrie Richtung der Bemessung ändern

167 Avanciertes Grundlagenwissen: Georeferenzieren Luftbilder, Karten, Pläne georeferenzieren Rektifizierung. Mindestens drei Punkten (je mehr desto besser) werden Koordinaten zugeordnet. Auf diese Weise wird das Bild georeferenziert

168 Avanciertes Grundlagenwissen: Georeferenzieren Luftbilder, Karten, Pläne georeferenzieren Öffnen der Toolbar Georeferencing Auswahl des zu referenzierenden Layers Setzen der Passpunkte (Control Points).

169 Avanciertes Grundlagenwissen: Georeferenzieren Luftbilder, Karten, Pläne georeferenzieren Die Sitzung wird beendet (Update Georeferencing), wenn sich eine gute Übereinstimmung ergibt, dies ist an dem RMS Fehler auf der Menükarte der Kontrollpunkte abzulesen. Über Rectify ist ein Export des Bildes in ein anderes Bildformat möglich.

170 Avanciertes Grundlagenwissen: Rubber sheeting Luftbilder, Karten, Pläne georeferenzieren Bei Bildern die keine Koordinatenpunkten aufweisen ist eine Rektifizierung anhand mehrerer Passpunkte nötig. Das Bild wird dann über verschiedene Transformationen zu den Punkten hingezogen. Der Vorgang wird als Rubber sheeting bezeichnet.

171 Aufgabe\Georeferencing Georeferenzieren & Digitalizieren Georeferenzieren Sie den Kartenausschnitt aus der TK 1945 Griebenow. Georeferenzieren Sie den Screenshot aus Google Maps von dem Ort Sassen.

172 Aufgabe\Editing Georeferenzieren & Digitalizieren Please digitise the following streets as lines Kandelin Griebenow Levenhagen Heilgeisthof Kandelin Zarnewanz Griebenow Groß Bistdorf Klein Bisdorf And convert them afterwards to routes

173 Interaktive Karten: Map-Tips Grundlagenwissen: Map-Tips Map-Tip: Zeigt beim Überfahren eines Features den Wert des Attributes in einem Feld. Also z.b. beim Überfahren eines Punktes, der die Stadt München markiert, den Wert München aus dem Attributfeld City_Name. Einstellen der Map-Tip Funktion jeweils pro Layer über die Eigenschaften (Properties) und hier unter Display. Auswahl des Primary Display Fields auf der Registerkarte Fields.

174 Aufgabe\Map-Tips Map-Tips Öffnen Sie den Ordner Hyperlinks und legen Sie Map-Tips für das Layer aktive _staedte und aktive_laender an.

175 Interaktive Karten: Hyperlinks Grundlagenwissen: Hyperlinks Vektordaten können auf einfache Weise mit Verweisen auf Dokumente, Bilder, Grafiken (als Bilder), Webseiten versehen werden. Die Verweise werden in einem eigenen Attributfeld mit dem vollständigen Pfadnamen abgelegt. Anschließend können Sie auf verschiedene Weise in ArcMap aufgerufen werden. Oft sind mit Verweisen angereicherte Hyperlinks für die Weitergabe an Dritte (z.b. als.pmf für den ArcReader) gedacht, daher muss die Ablage der Dokumente und Bilder auf die verwiesen wird sorgsam überdacht werden und das Dokument mit realtiven Pfaden gespeichert werden!

176 Interaktive Karten: Hyperlinks Grundlagenwissen: Hyperlinks Bei Aktivierung des Blitzes in der Toolbar Tools werden die Feature, denen ein verweis zugeordnet wurde, blau markiert. Die links können nun interaktiv mit dem Blitz per Doppelklick aufgerufen werden.

177 Hyperlinks anzeigen Grundlagenwissen: Hyperlinks Die Anzeige per Hyperlink ( Blitz ) in der Toolbar setzt voraus, dass die Eigenschaften des Layers die Anzeige zulassen. Die Einstellung wird auf Support umgestellt und der Typ eingestellt (Document=Textdokumente, Bilder; URL= Weblink)

178 Dynamische Hyperlinks Grundlagenwissen: Hyperlinks Mit dem Tool Identify können auf einfache Weise Hyperlinks hinzugefügt werden, die auf Dokumente oder Webseiten verweisen. Sollten Sie größere Mengen von Hyperlinks ablegen führt dies zu längeren Ladezeiten des Kartendokumentes. Die Hyperlinks sollten dann in den Tabellen der Feature angelegt werden.

179 Interaktive Karten: Hyperlinks Grundlagenwissen: Hyperlinks Ausdruck: *Name+&.doc In diesem Beispiel sind alle Dokumente, auf die Verweise gesetzt werden in einem Ordner abgelegt. Daher reicht es diesen Ordner als Hyperlink base unter den Eigenschaften des Kartendokumentes abzulegen.

180 Grundlagenwissen: Hyperlinks Interaktive Karten: Hyperlinks Pfadverzeichnis In den Properties des Kartenrahmens wird die Hyperlink base (also der Ordner, die Datenbank in der die Objekte gespeichert sind auf die die links zugreifen) eingestellt. Natürlich nur, wenn alles in einer Verzeichnisebene abgelegt wurde. Ggfs. relative Pathname einstellen

181 Aufgabe\Hyperlinks Hyperlinks Legen Sie ein eigenes Kartendokument mit eigenen Verweisen auf Dokumente, Webseiten und Bilder für einige Städte und Länder an (dynamische und in Featuren gespeicherte Links) Laden Sie zusätzlich Flüsse ein und versehen Sie sie mit Verweisen. Create your own interactive mapdocument. Add hyperlinks (for websites and documents). Please use dynamic und in featuretables stored hyperlinks. Add rivers and attach also some hyperlinks

182 Karten interaktiv publizieren Avanciertes Grundlagenwissen: Publisher Um interaktive Kartendokumente zu publizieren bietet ArcGIS, ein Dokument zu erstellen. Dies transportiert die Kartierung mit den verschiedenen Ebenen (Layern) und allen Einstellungen zur Symbologie und Beschriftung, wie auch den Verweisen usw. Das *.pmf kann im kostenfreien ArcReader von Esri betrachtet werden und interaktive Funktionen ausgeführt werden. Die Daten (Shapefile, Geodatabase, Rasterdaten usw.) bleiben aber schreibgeschützt und werden nur in dem von Ihnen festgelegten Umfang sichtbar gemacht.

183 Aufgabe\Publisher Karten interaktiv publizieren Publizieren Sie Ihre mit Hyperlinks versehene Karte als.pmf. Eignen Sie sich die Vorgehensweise des Publisher über die Hilfe bei Esri (s. link) an.

184 Datenbestände Dritter online nutzen Avanciertes Grundlagenwissen: WMS Server Oftmals kann man bei der Präsentation von räumlichen Daten als Karte und zur einfachen Analyse auf Ressourcen im Web zurückgreifen; also thematische Oberflächen und georeferenzierte Bilder Dritter in das eigene Kartendokument einbinden. Entsprechende Daten werden über einen Web Map Service (WMS) angeboten. Die Daten werden in das ArcMap Dokument eingeladen indem zunächst über den ArcCatalog eine Verknüpfung mit dem Server hergestellt wird. Anschließend können in ArcMap über Add Data die auf dem Server gelagerten Daten wie üblich eingeladen werden.

185 Aufgabe\Georeferencing Web Map Service Vertiefung: WMS Server Nutzer der Daten; nur Metadaten, SVG und andere Formate. Server für Vektorund Rasterdaten Server für Vektoroder Rasterdaten Datenanbieter; nur hier stehen Rohdaten zur Verfügung Abb. Von Johan Vanhopplinus auf Wikipedia, Abruf

186 Aufgabe\WebMapServer Anbinden an einen Web Map Service Vertiefung: WMS Server Anbinden an die Verzeichnisstruktur in ArcCatalog unter GIS- Servers-> Add WMS Server Nachdem die Adresse eingegeben wird, wird eine Anfrage bei dem Server gestartet Get Layers (getcapabilities). Anschließend werden im Fenster die auf dem Server zur Verfügung gestellten Layer angezeigt.

187 Gazetteer Avanciertes Grundlagenwissen: Gazetteer Gazetteer / Ortsverzeichnis Gazetters dienen der Herstellung von Raumbezügen aus Texten heraus. Sie bezeichnen eine Verwaltungsstruktur für geographische Regionen wie z.b. Verwaltungseinheiten. Sie besitzen einen Namen, eine Kennziffer und eine Geometrie in Form von Koordinatenangaben. Die gleichzeitige Unterstützung textueller und geometrischer Beschreibungselemente erlaubt eine flexible raumbezogene Recherche nach Dokumenten, Daten und Dienstleistungen im Internet. Wird im Sinne räumlicher Metainformation verwendet, analog zum eher thematisch orientierten Thesaurus. Beispiele für online verfügbare Gazetteers sind der Global Gazetteer von Falling Rain und der Getty Thesaurus of Geographic Names. Zitat: Geoinformatikservice Universität Rostock ( letzter Abruf

188 World Gazetteer ESRI Avanciertes Grundlagenwissen: ESRI Gazetteer ArcMap ist automatisch mit den World Gazetteer der Firma ESRI verbunden. Es können hier einzelne Städte, Länder, Gewässer und zahlreiche Daten in den USA gefunden werden.

189 Aufgabe\WMS und ESRI Gazetteer Web Map Server anbinden und Berlin suchen Suchen Sie Berlin mit dem World Gazetteer ESRI. Lassen Sie es sich anzeigen. Labeln Sie die Lokalität. Binden Sie über ArcCatalog die Weltkarte (GEBCO_08 Grid) unter Geopole.com an. Verbinden Sie sich mit dem ArcGIS online Server

190 NGA GEOnet Names Server (GNS) Avanciertes Grundlagenwissen: NGA Eine weitere Ressource ist der GEOnet Names Server des nationalen Geo- Informationsdienstes der US-amerikanischen Streitkräfte. Es stehen hier tabellarisch geordnet Listen von Orten (je nach Staaten) mit Koordinaten (WGS 1984) als Download zur Verfügung. Die Koordinaten sind gerundet, so dass bei der Anzeige der Daten in einem GIS der Eindruck eines Gitter entsteht. Die Orte sind entsprechend der Rundung minimal 1,1 km voneinander entfernt. Zum Anzeigen der Daten müssen Sie zunächst in ein Shapefile/Featuredataset überführt werden. Eine Anleitung findet sich unter Achtung einige Änderungen sind zu beachten: Die Anleitung ist nicht mit Access 2010 durchzuführen. Speichern Sie die Datenbank in der Version und älter! Als Dezimaltrennung muss ein Komma angegeben werden. Die Namen können mit den Informationen des World Fact Books der CIA abgegelichen werden.

191 Rasterdaten Grundlagenwissen: Rasterdaten Bezeichnen eine Art der geometrischen Darstellung von raumbezogenen Objekten, bei denen das Objekt äquidistant diskretisiert und dann quantisiert wird. Rasterdaten sind in Matrixform (Zeilen und Spalten) vorliegende digitale Daten mit impliziter räumlicher Positionsangabe durch das Zeilen- Spaltensystem. Diese Datenstruktur nutzt i.d.r. quadratische Zellen gleicher Größe. Es gibt Multiband Raster und Single-Band Raster. Digitale Höhen Modelle (DHM) sind als Single Band Raster angelegt. Zitat aus Geoinformatik-Service Uni Rostock: Abruf am

192 Rasterdaten Grundlagenwissen: Symbologie Rasterdaten Die Symbologie der Rasterdaten wird über die übliche Menükarte unter den Eigenschaften des Datensatzes im Kartendokument verändert. Umfasst das Raster mehr als Einzelwerte ist eine Anzeige einzelner Farbwerte pro Rasterzelle (Unique Values) nicht möglich. Es ist dann eine Klassifikation für das Anzeigen der Daten im Kartendokument möglich.

193 Rasterdaten Grundlagenwissen: Symbologie Rasterdaten Unique Values. Angezeigt werden können die Z-Werte oder gegebenenfalls auch etwas wie Count Classified. Die Werte werden für die Anzeige klassifiziert. Möglich sind bis zu 32 Klassen, die manuell, als natural breaks usw. eingeteilt werden. Streched. Die Werte des Rasters werden über eine Farbskala verteilt angezeigt. Discrete. Die Werte des Rasters werden in einen Farbwert (a, r, g, b) umgesetzt, nur möglich, wenn die Werte diskret sind.

194 Rasterdaten ausschneiden Grundlagenwissen: Clip von Rasterdaten Rasterdaten können über den Spatial Analyst (Extension, wie gewohnt zunächst aufrufen) beschnitten werden. Hierbei wird eine Untersuchungsmaske oder eine bestimmte Ausdehnung eingegeben und anschließend das zu beschneidende Raster berechnet. Diese Funktion ist auch als Tool in der Spatial Analyst Tools Toolbox vorhanden. By Mask: Raster wird in der Form eines Polygons beschnitten By Circle/Rectangle: Raster wird in der Form eines Rechtecks oder Kreises ausgeschnitten By Polygon: Raster wird in der Form die über XY Koordinaten eingegeben wird beschnitten.

195 Rasterdaten als Attribut eines Punktes Grundlagenwissen: Extract Values Oftmals ist es sinnvoll Werte aus den Rasterdaten als Attribut eines Punktes zu gewinnen (z.b. Höhenwerte aus einem Digitalen Höhenmodell). Ermöglicht wird dies ebenfalls über den Spatial Analyst und auch wieder über ein Tool in der Spatial Analyst Tools Toolbox unter Extract Values to Points Extract Values to Points