Satellitenmessung (GPS), Geographische Informationssysteme (GIS) und 3D-Visualisierung am Beispiel der Günther-Klotz-Anlage in Karlsruhe

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Franziska Albrecht
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1 Lernprojekt Satellitenmessung (GPS), Geographische Informationssysteme (GIS) und 3D-Visualisierung am Beispiel der Günther-Klotz-Anlage in Karlsruhe

2 Gliederung 1. Wie alles begann? - Ausschreibung - Bewerbung - Schulen - Bedingungen 2. Durchführung des Lernprojektes - Projektteilnehmer - Kooperationspartner - Kenntnisstand der Schüler zu Beginn des Lernprojektes - Durchführung

3 Gliederung 3. Resümee - Lehrererfahrungen - Auswertung Fernstudienzentrum Karlsruhe 4. Praxis - Vorführung 3D-Visualisierung - Vorführung GIS

4 Wie alles begann? Januar 2006: - Ausschreibung Laptops für Karlsruher Schulen Laptops der Firma Pfizer Februar 2006: - Bewerbungsunterlagen der HHS - Fachgremium: Landesmedienzentrum BW Fernstudienzentrum der TH Karlsruhe Stadt Karlsruhe Firma Pfizer

5 Wie alles begann? März 2006: - aus ca. 60 Bewerbungen wurden 11 ausgewählt : 1. MoVE-it Multimedial organisierte Verarbeitung von Erfahrungen 2. Wasser ist Leben 3. Hey, sag was! Ein Rap Song entsteht 4. Planen und Herstellen verschiedener Geschicklichkeitsspiele zur Förderung der Feinmotorik im Grundschulalter 5. Der kürzeste Weg zum Fichte

6 Wie alles begann? 6. Naturwissenschaft und Technik im Schulversuch 7. Dem Wasser freien Lauf lassen mit eigenen Versuchen und Satellitendaten auf den Spuren der gesplitteten Abwassergebühr Jahre Frisurengeschichte von den Ägyptern zum Punk 9. GPS, GIS und 3D-Visualisierung am Beispiel der Günther-Klotz-Anlage in Karlsruhe 10. E-Learningkurs Existenzgründung

7 Wie alles begann? April 2006 Juni 2007: - Durchführung des Lernprojektes unter Beobachtung des Fachgremiums Juli 2007: - Präsentation des Lernprojektes bei der IHK vor ca. 300 Gästen

8 Projektteilnehmer

9 Kooperationspartner Bereitstellung digitaler Datensätze Satellitenpositionierungsdienst SAPOS CAD-Programmsystem GEOgraf GIS-Programmsystem GEOgraFIS GPS Planungs- und Auswertesoftware 3D-Visualisierungssoftware VIS-All 3D

10 Günther-Klotz-Anlage

11 Aufgabenschwerpunkte ab : : Aufbau eines Präsentation GIS, 3DVisualisierung der GüntherKlotz-Anlage bis : ab : Höhenlinienplan, Erstellung einer Längs- und Website Querprofile : Aufnahme der GüntherKlotz-Anlage mittels GPS

12 Kenntnisstand der Schüler zu Beginn des Lernprojektes: GPS-Theorie: - Satellitenpositionierungssysteme (1h) - Vertiefung GPS: (3h) (NAVSTAR-GPS, GLONASS, GALILEO) (Aufbau, Netzplanung, Anwendung) - Differentielles GPS-Messverfahren - Fehlerquellen - SAPOS (EPS, HEPS, GPPS, RINEX-Datensatz) - KV- und AP-Vorschrift (1h) (1h) (2h) (1h)

13 Kenntnisstand der Schüler zu Beginn des Lernprojektes: GPS-Praxis: - Abschattungsprotokoll - Sichtbarkeitsanalyse mit LEICA Geo Office (1h) (1h) - Aufbau und Bedienung des GPS System 500 der Firma LEICA (1h) - GPS-Messungen im Schlossgarten Karlsruhe (6 h) (SAPOS, Projektbezogene Referenzstation)

14 Kenntnisstand der Schüler zu Beginn des Lernprojektes: GIS-Theorie: Kooperation mit der Stadt Karlsruhe - Unterscheidung CAD/GIS, (0,5h) - Datenquellen eines GIS (1h) (primäre Daten, sekundäre Daten, tertiäre Daten) - Datenformen eines GIS (4h) - Eingliederung von Daten in ein GIS (1h) - Anfragetypen in einem GIS (2h) (Vektordaten, Rasterdaten, Sachdaten) (geometrische-, topologische und attributive Anfragen)

15 Kenntnisstand der Schüler zu Beginn des Lernprojektes: GIS-Praxis: - Erfahrungen innerhalb des Betriebes 3D-Visualisierung: - keine Kenntnisse

16 noch zu vermittelnde Inhalte: GEOgraf: - Erstellen von Macros - Grundzüge der Objektbildung GEOgraFIS: - Einlesen der Daten - Erstellen von Datenbanken - Abfragen

17 noch zu vermittelnde Inhalte: Vis-All 3D: - Einlesen der Daten Einlesen der Daten - Anlegen einer 3D-Schablone - Flächenhafte Texturierung - Einbindung DGM - Hochwassersimulation - Filmerzeugung - (3D- Animationen mit VB oder C++)

18 Messgebiet

19 Aufnahme mittels GPS-Messungen

20 Aufgenommene Punkte

21 Dreiecksvermaschung

22 Höhenlinienplan

23 Längsprofil B A A B

24 Aufgabenschwerpunkte ab : : Aufbau eines Präsentation GIS, 3DVisualisierung der GüntherKlotz-Anlage bis : ab : Höhenlinienplan, Erstellung einer Längs- und Website Querprofile : Aufnahme der GüntherKlotz-Anlage mittels GPS

25 GEOgraFIS (CAD-Daten)

26 GEOgraFIS (Datenbank Baum)

27 GEOgraFIS (Abfragen)

28 GEOgraFIS (Abfragen)

29 GEOgraFIS (Abfragen)

30 GEOgraFIS (Datenbank Flächen)

31 GEOgraFIS (Abfragen)

32 GEOgraFIS (Abfragen)

33 GEOgraFIS (Abfragen)

34 Aufgabenschwerpunkte ab : : Aufbau eines Präsentation GIS, 3DVisualisierung der GüntherKlotz-Anlage bis : ab : Höhenlinienplan, Erstellung einer Längs- und Website Querprofile : Aufnahme der GüntherKlotz-Anlage mittels GPS

35 3D-Visualisierung (Module)

36 3D-Visualisierung (Module) Symbolmodul Bäume

37 3D-Visualisierung (Module) Symbolmodul Verkehrszeichen - ca D-Symbole aus der StVO

38 3D-Visualisierung (Module) Modul Straße - Prüfung der räumlichen Linienführung nach RAS-L 95

39 3D-Visualisierung (Module) Modul Export nach Google Earth Datenweitergabe: Vis-All-Archiv, Schnappschuss, Film, VRML

40 3D-Visualisierung (Anbindung)

41 3D-Visualisierung (Anbindung)

42 3D-Visualisierung (Anbindung)

43 3D-Visualisierung (CAD-Daten) zukünftiger Weg Dreiecksvermaschung zukünftiger Fluss zukünftiger Rasen

44 3D-Visualisierung (Einleseprozess)

45 3D-Visualisierung (Einleseprozess)

46 3D-Visualisierung (Einleseprozess)

47 3D-Visualisierung (CAD+Orthophoto)

48 3D-Visualisierung (3D-Konfiguration) Punktart in GEOgraf Ausrichtung des Baumes Höhe des Baumes

49 3D-Visualisierung (Einleseprozess)

50 3D-Visualisierung

51 3D-Visualisierung

52 3D-Visualisierung

53 3D-Visualisierung (Schatten) Ansicht ohne Schatten Ansicht mit Schatten

54 3D-Visualisierung (Schatten) Ansicht mit Schatten Schattenvolumen

55 3D-Visualisierung (Hochwasser)

56 3D-Visualisierung (Einflugschneise)

57 3D-Visualisierung (Filmerzeugung)

58 3D-Visualisierung (Filmerzeugung)

59 3D-Visualisierung (Gebäude)

60 3D-Visualisierung (Gebäude) Drahtmodell

61 3D-Visualisierung (Karlsruhe) Windpark Baugebiete

62 3D-Visualisierung (Dortmund) Foto VIS-All-Modell

63 3D-Visualisierung (Crailsheim)

64 3D-Visualisierung (Animation)

65 Aufgabenschwerpunkte ab : : Aufbau eines Präsentation GIS, 3DVisualisierung der GüntherKlotz-Anlage bis : ab : Höhenlinienplan, Erstellung einer Längs- und Website Querprofile : Aufnahme der GüntherKlotz-Anlage mittels GPS

66 Erstellung einer Website

67 Präsentation

68 Gliederung 3. Resümee - Lehrererfahrungen - Auswertung Fernstudienzentrum Karlsruhe 4. Praxis - Vorführung 3D-Visualisierung - Vorführung GIS

69 Resümee Lehrererfahrungen: - hoher zeitlicher Aufwand für: Vorbereitung Einsatz der Laptops Erstellung von Berichten Abstimmung Kollegen Abstimmung Betrieb - wenig Möglichkeiten der Lernerfolgskontrolle - hohe Belastung für den Schüler

70 Resümee Lehrererfahrungen: + Öffentlichkeitsarbeit + hohe Motivation der Schüler (Teilnahmebescheinigung) + Entlastungseffekte: GPS-Messung Auswertung Präsentation (Erstellung einer Website, Plakate )

71 Auswertung Fernstudienzentrum Karlsruhe Wie Sie den Ergebnissen entnehmen können, fanden die Medienprojekte großen Anklang bei den Schülerinnen/ Schülern und Lehrerinnen/Lehrern. Laut Aussage der Schüler konnten sie ihre Ideen und Erfahrungen von Beginn an mit einfließen lassen und bauten ihre Kenntnisse im Umgang mit Laptops (weiter) aus. Da der Unterricht in Form von Gruppenarbeit organisiert war, fand eine stetige Kommunikation und Kooperation im Team statt. Nicht nur die Sozial- und Methodenkompetenz wurde bei der Durchführung des Projektes gefördert, sondern auch der Selbststeuerungsgrad der Schülerinnen und Schüler,

72 Auswertung Fernstudienzentrum Karlsruhe beispielsweise durch die Vergabe von Einzelaufgaben im Bereich der Recherche bzw. der Informationsverarbeitung. Wie die Auswertung der Fragebögen zeigt, wurde das Projektziel erreicht. Die Einschätzung der Schülerinnen und Schüler, an Schlüsselqualifikationen wie auch Medienkompetenz dazu gewonnen zu haben, konnte von den Lehrerinnen und Lehrern bestätigt werden. Als verbesserungswürdig sahen die Lehrerinnen und Lehrer die Präsenz sowie die Unterstützungsstruktur der Initiatoren.

73 Auswertung Fernstudienzentrum Karlsruhe Auswertung Fragebögen Schüler Anzahl: ca. 160 Schüler/innen Auswertung Fragebögen Lehrer Anzahl: 6 Lehrer

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