Automatische Ableitung von Fließrichtungen der ATKIS Gewässerachsen anhand von Digitalen Geländemodellen

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1 Automatische Ableitung von Fließrichtungen der ATKIS Gewässerachsen anhand von Digitalen Geländemodellen Fachvortrag auf der 51.Tagung der Arbeitsgruppe Automation in Kartographie, Photogrammetrie und GIS 8. September 2014, LGLN Hannover Benjamin Quest con terra GmbH

2 Agenda Warum Automatisierung? Einführung AX_Gewaesserachsen Automatische Ableitung der Fließrichtung aus dem DGM Fazit 2

3 Warum Automatisierung? Zunahme von Daten durch Digitalisierung > Mehr Anwendungen > Mehr Dienste > Mehr Schnittstellen > > Weniger Zeit Mehr Zeit zur Datenverarbeitung und mehr Datenprozesse nötig > Notwendigkeit, Prozesse zu automatisieren! 3

4 Was ist Automatisierung? Automatisierung ist die Zusammenfassung von wiederkehrenden Funktionsabläufen in der elektronischen Datenverarbeitung[ ] (Quelle: Wikipedia, ) Ziele der Automatisierung > Wiederkehrende Arbeitsabläufe ausführen > (Hoch-) Verfügbarkeit von Daten und Informationen gewährleisten > Ressourcen- und Kosteneffizienz

5 Was bedeutet Automatisierung im Kontext von Geodaten? Datentransformation (Geoprocessing) Prozessketten Stapelverarbeitung (Batch) Synchronisation von Daten Verschieben und kopieren von Dateien Aktualisieren von Datenbanken Benachrichtigungen senden ( , etc.) Echzeitdatenverarbeitung

6 FME Technologie Daten konvertieren Daten transformieren Daten verteilen und weitergeben Daten integrieren und harmonisieren Datenqualität sichern

7 FME Technologie Datenkonvertierung für mehr als 300 (Geo-) Datenquellen > Autodesk, Esri, Google, IBM, Informatica, Intergraph, MapInfo, Microsoft, Oracle, Smallworld, u.a.

8 Möglichkeiten der Automatisierung mit FME Grundlage bildet (immer) der FME Workspace. Lokales Ausführen eines FME Workspaces > Interner Aufruf (FME Workbench) > Lokale Automatisierung am Desktop Serverseitiges Ausführen eines FME Workspaces > Interner Aufruf (FME Server Web User Interface, Scheduling, Trigger und DirectoryWatcher) > Externer Aufruf (HTTP-Aufruf) > Server Automation

9 Beispiel: Automatische Ableitung von Fließrichtungen der ATKIS Gewässerachsen anhand von DGM 2 Projekte mit Landesvermessungen durchgeführt > Landesamt für Vermessung und Geoinformation Thüringen > Prototypische Umsetzung > Landesvermessung Sachsen 9

10 Datengrundlage Digitales Geländemodell > Gitterweite 2m/ 5m (DGM 2/ DGM5) > Überlappungsfrei > im ASCII-Format Landesweiter Bestandsdatenauszug aus der DHK > AX_Wasserlauf > AX_Gewaesserachse > AX_BauwerkImGewaesserbereich Auszug aus ASCII-Datei des DGM2 (Quelle: GeoSN) 10

11 Objektklasse AX_Gewaesserachse Geometrische Repräsentation eines Gewässers > Linie > Raumbezogenes Elementarobjekt (REO) ist Bestandteil eines AX_Wasserlauf > Zusammengesetztes Objekt (ZUSO) 11

12 Modellierung von Wasserläufen Endpunkt Startpunkt G1 G2 G3 AX_Gewaesserachse AX_Wasserlauf (z.b. Werse) 12

13 Eigenschaften Objektklasse AX_Gewaesserachse Fliessrichtung (FLR) > true (t) > Fließrichtung des Gewässers entspricht der Koordinatenreihenfolge in der Applikation (GIS) > false (f) > Fließrichtung ist unbekannt oder wird nicht zugewiesen (Kanal) Endpunkt t t f Gewässerachse Startpunkt 13

14 Ausgangssituation vor Automatischer Ableitung am Beispiel der Daten der Landesvermessung in Thüringen Fließrichtung (FLR) > true: Gewässerachsen (somit inkl. stromaufwärts) > Fließrichtung ist bekannt, kann nur noch kontrolliert werden > false: Gewässerachsen (ehemalig ATKIS Objekt 5103 Graben ) > Fließrichtung ist unbekannt Ziel > Anzahl der Gewässerachsen mit unbekannter Fließrichtung automatisiert minimieren 14

15 Erster Ansatz Idee > Jede AX_Gewaesserachse einzeln überprüfen > Problem: Fehler in der Digitalisierungsrichtung werden ignoriert und Fließrichtung des gesamten Wasserlaufs muss nicht logisch sein. Endpunkt p1 t p2 p4 t f Gewässerachse Startpunkt p3 15

16 Zweiter Ansatz Idee > Zusammenführung aller AX_Gewaesserachsen einer AX_Wasserlauf über Relation istteilvon und Vergleich der Höhen der Start- und Endpunkte des ZUSO > Vermeidung von zu kleinen Teilstücken bzw. REO > Ableitung der Fließrichtung für alle AX_Gewaesserachsen eines ZUSO 16

17 Methodik Berechnung > Bestimmung von Start- und Endpunkt eines jeden ZUSOs und bilden eines 15 m Puffers um jeden Start- und Endpunkt > Verschneiden von Start- und Endpunkten mit dem DGM > Berechnen einer gemittelten Höheninformation für jeden Punkt > Berechnen des Höhenunterschieds (dh) zwischen Start- und Endpunkten 17

18 Methodik 3 mögliche Ergebnisse: > Fall a) Delta ist positiv: Fließrichtung P1 P2 (Koordinatenreihenfolge ist richtig) > Fall b) Delta ist negativ: Fließrichtung P1 P2 (Koordinatenreihenfolge ist falsch) > Fall c) Delta ist kleiner als ein gewählter Schwellenwert: Fließrichtung ist unbestimmt* Setzen der korrekten (eventuell korrigierten) Fließrichtung *: Toleranzannahme von 0,5 Metern, um Fehlinterpretationen aufgrund von Datenungenauigkeiten auszuschließen 18

19 Methodik Technisches Problem > Beim Zusammenführen der AX_Gewaesserachsen werden diese ggfs. gedreht, um zu einer Linie zusammengefasst werden zu können Lösung > Vergleich der neuen Punktreihenfolge mit der ursprünglichen Digitalisierreihenfolge, um zu drehende AX_Gewaesserachsen Geometrien zu identifizieren Endpunkt t t f Startpunkt 19

20 Ergebnis Erzeugen des Fortführungsauftrages (FFA) im NAS-Format mit Gewässerachsen (ohne Fall c) zum Einlesen in die Datenhaltungskomponente (DHK) Nachmigration zur Prüfung und Korrektur der unveränderten Gewässerachsen mit fliessrichtung = false (aus Fall c) 20 con terra -GmbH

21 Fazit Insgesamt Gewässerachsen vor Update: > FLR true Gewässerachsen > FLR false Gewässerachsen nach Update: > FLR true Gewässerachsen (i.v.m. DGM5) > FLR false 1789 Gewässerachsen Immense Zeit- und Kostenersparins durch Automatisierte Bestätigung oder Korrektur der Fließrichtungen der AX_Gewaesserachsen 22

22 Vielen Dank! Benjamin Quest Spatial ETL / FME con terra GmbH Telefon b.quest@conterra.de

23 con terra GmbH Hamburg Münster Hannover Leipzig Martin-Luther-King-Weg Münster Telefon Bonn Wiesbaden Kranzberg Zürich Nyon Burgdorf 25