Quelltext der Seite Geographic information system

[[Image:Daten geo inh.png|right]]
Ein '''Geoinformationssytem ([[GIS]])''' ist ein [[:de:Informationssystem|Informationssystem]], mit dem nach Bill (1994) "''[[Geodaten|raumbezogene Daten]] digital erfasst und redigiert, gespeichert und reorganisiert, modelliert und analysiert sowie alphanumerisch und graphisch präsentiert werden."''
<br />
Es vereint eine [[Datenbank]] und die zur Bearbeitung und Darstellung dieser Daten nützlichen Methoden (Kurzdefinition nach ''[[Fédération Internationale des Géomètres]]'').

==Ausprägungen eines GIS==

{{Seite|Landinformationssystem}}

{{Seite|Kommunale GIS}}

{{Seite|Umweltinformationssystem}}

{{Seite|Rauminformationssysteme}}

===BIS: Bodeninformationssystem===
Ein ''Bodeninformationssystem'' ist ein Fachinformationssystem zum Boden, welches als Bestandteil von UIS aufgebaut wird, zum Beispiel BIS-NRW.

{{Seite|Netzinformationssystem}}

{{Seite|Fachinformationssystem}}

==Datenmodell==
Das Datenmodell eines Geoinformationssystems wird in allen klassischen Datenmodellen erweitert mit der Datenhaltung geographischer Daten.

===Grundlegendes Modell===
Das grundlegende Datenmodell verwaltet [[Raumbezogenes Objekt|raumbezogene Objekte]] in Form von Punkten, Linien und Flächen. Es unterscheidet sich nicht wesentlich von herkömmlichen Datenstrukturen (wie in einfachsten Grafik/CAD-Programmen). Die Neuerung innerhalb des GIS-Modells bestand weniger im Datenmodell sondern in der Verwaltung geographischer Daten.

Die ersten GIS-Programme nutzten Standard-Datenbankprogramme wie beispielsweise [[DBase]] für die Verwaltung von [[Attribut]]daten (der Marktführer [[Esri]] benutzt bis heute das [[DBase|DBase-Format]] für das Programm [[ArcView]]). Ergänzt wurde diese normale Datenbank um ein Grafik-Speicherformat, sowie Programmroutinen die das Zusammenspiel zwischen der Datenbank und den Grafikobjekten organisieren.

Zur Speicherung kommen häufig objektrelationale [[Datenbank]]systeme zum Einsatz.

Innovativ war daher nicht die Entwicklung eines Datenbankmodells, sondern der programmatische Umgang damit.

===Topologie===
bezeichnet die räumliche Beziehung von [[Geoobjekt]]en zueinander (Nachbarschaftsbeziehungen).
Im Gegensatz zur Geometrie, die die absolute Form und Lage im Raum betrifft, sind topologische Beziehungen zwischen Geoobjekten unabhängig von Maßen wie der Distanz.
Die wichtigsten Topologischen Beziehungen zwischen 2 Geoobjekten A und B nach Egenhofer sind:
* A ist disjunkt zu B
* A liegt innerhalb B
* B liegt innerhalb A
* A überdeckt B
* B überdeckt A
* A trifft B
* A gleicht B

===Dimension===
[[Image:DatendimensionenImGIS.png|thumb|300px|Datendimensionen im GIS]]
Die Dimension gibt an, wie viele Koordinatenwerte einem Objekt im GIS zugeordnet sind:

* zweidimensional (''2D''): Jeder Punkt hat eine x- und eine y-[[Koordinate]]. Linienverbindungen oder Flächen, die auf die Punkte aufbauen, liegen also in einer Ebene (xy-Ebene) vor. [[Räumliche Darstellung]]en und Analysen sind daher nicht möglich
* zweieinhalbdimensional (''2,5D''): Jeder Punkt hat zusätzlich zur x- und y-Koordinate eine attributive Information über die Höhe. Das bedeutet, dass Punkte, Linien und Flächen weiterhin in der xy-Ebene dargestellt werden, aber für jeden Knotenpunkt ist auch die Höheninformation abrufbar. Einfache räumliche Analysen sind damit möglich. Räumliche Darstellungen sind jedoch nicht möglich. Ein Großteil der heute vorhandenen GIS-Daten liegt in dieser Form vor.
* dreidimensional (''3D''): Alle Punkte haben x-, y- und z-Koordinate (bzw. Höhe). Linienverbindungen sind räumliche Linien, die nicht in einer Ebene liegen. Wenn Kreisbögen als Verbindungen vorkommen, werden diese streng genommen [[Ellipse]]nabschnitte, die in einer geneigten Ebene liegen; oder sie müssen durch Linienzüge mit entsprechend kurzen Segmenten angenähert werden. Flächenobjekte sind nur dann ebene Flächen, wenn sie durch genau 3 Punkte begrenzt werden, ansonsten sind es gekrümmte Raumflächen. Räumliche Analysen und Darstellungen sind damit möglich.
* vierdimensional (''4D''): Zusätzlich zu den 3 Koordinaten im Raum wird eine vierte Information mitgeführt, die sich aus dem zeitlichen Ablauf ergibt. Das wird z. B. durch Verwendung eines Timestamps für jedes Objekt ermöglicht. Damit kann abgefragt werden, zu welchem Zeitpunkt ein Objekt existiert hat oder nicht. Aus diesen Daten können dann Darstellungen der Vergangenheit kreiert werden (z. B.: Wie sah das Ortsbild am 15. Februar 2002 aus, bevor der Neubau errichtet wurde); auch zeitabhängige Animationen können erzeugt werden (z. B.: der Fortschritt des Kohleabbaus in einem Bergwerk).

==Funktionen==
Ein GIS erweitert somit die Nutzungsmöglichkeiten der klassischen [[Landkarte]]. Neben der [[Visualisierung]] spielen [[Geooperatoren]] eine wichtige Rolle zur Analyse der Geodaten. Auf Basis eines guten Datenbestandes (geometrische und [[Sachdaten]]) erlaubt ein GIS zum Beispiel:

===Abfragen===
* die [[Abfrage]] von Eigenschaften in einem Gebiet (zum Beispiel: Wieviele Einwohner hat diese Stadt?)
===Visualisierung===
* [[Visualisierung]] der Lage, [[Extraktion]] oder Modifikation aller Objekte mit vorgegebenen Eigenschaften (beispielsweise: Welche Flächen sind Felder?) siehe auch [[Kartographie]]

===Weitere Funktionen===
* die [[Verschneidung]] (Feststellung, wo vorgegebene Eigenschaften verschiedener Themen aufeinandertreffen, zum Beispiel: Welche Seen ([[Topographie|topografisch]] ermittelt) befinden sich innerhalb der [[Verwaltung]]sgrenzen von Sachsen)
* die visuelle [[Überlagerung]] geometrischer Daten verschiedener Quellen auf Basis [[georeferenzierung|georeferenzierter]] [[Koordinate]]n (beispielsweise gemeinsame Darstellung von Tagebauen und [[Grundwasser]]messstellen)
* die grafische Visualisierung unterschiedlicher [[Attribut]]ierung durch [[Färbung]], Schraffur oder Beschriftung (zum Beispiel Flussbeschriftungen oder Einfärbungen nach [[Flächennutzung]]sarten)
* Die Bildung sogenannter Pufferflächen (Buffer) um [[Geoobjekt]]e beliebiger Dimension. Dies sind Gebiete innerhalb eines bestimmten Abstandes vom ursprünglichen Geoobjekt
* die Lösung von Abfragen unter Verwendung von Attributen wie 'schnellster Weg', aber auch mathematisch komplexer Probleme 'travelling salesman'
Geoinformationssysteme ermöglichen die Schaffung in sich [[widerspruchsfrei]]er, vollständig attributierter, überlappungsfreier Daten und stellen Funktionen zur Aufspürung u. Behandlung von Geometrie- u. Attributierungsfehlern bereit.

In der [[Geodäsie]] bzw. [[Kartographie]] werden sie zur Erstellung von [[Karte (Kartographie)|Karte]]n, [[Atlas (Kartographie)|Atlanten]], Sonder- und Leitungs-[[Kataster]]n, [[Zeitreihe]]n oder [[Virtuelle Realität|VR]]-Simulationen genutzt. Neben den kommerziell vermarkteten GIS gibt es auch freie GIS.

===Automatisierung===
Für wiederkehrende Aufgaben ist es sinnvoll, diese zu automatisieren, indem die notwendigen Abläufe zu Makros zusammengefasst werden. Solche Aufgaben können sein:
*[[Plot]]s von Karten und Plänen entsprechend einem bestimmten [[Blattschnitt]] unter gleichen Randbedingungen
*Nachattributierung importierter Daten
*spezifische periodische Auswertungen für regelmäßige Berichte
*Regelmäßige Datenweitergaben an andere Ämter oder Firmen über definierte [[Schnittstelle]]n
*Prüfvorgänge zur Datenkonsistenz
*Einbeziehung extern gepflegter Sachdaten

Voraussetzungen für Automatisierbakeit sind:
* Eine [[Makrosprache]] mit Schleifen, Bedingungen und Eingabemöglichkeiten
* [[konsistent]]e, [[redundanzfrei]]e Daten (Ausnahme: wenn die Konsistenz erst durch das Makto geprüft wird).
* softwarelesbare, klassifizierte Datenattribute, nach welche [[Selektion|selektiert]] werden kann.




==Wikipedia Verweise==
* [[Fernerkundung]]
* [[Wikipedia:Wikipedia:Wikiprojekt_Geoinformatik|Wikiprojekt Geoinformatik]]
* [[Wikipedia:Wikipedia:WikiProjekt_Geoinformatik/GIS-Lexikon|GIS-Lexikon]]
* [[Kataster]] und [[Automatisierte Liegenschaftskarte|ALK]]
* Weitere [[Informationssystem]]e
* [[Datenqualität]]
* [[Attribut]]ierung, [[Sekundärdaten]]
* [[Web GIS]]
* [[Kartographie]]

== Weblinks ==

=== Nicht kommerzielle Weblinks ===
* http://www.gis-tutor.de  deutschsprachiges "Lehrbuch", gute Einstiegsadresse zu GIS
* http://www2.geoinform.fh-mainz.de/~zipf/arcInfoBuch/  Das Geoinformationssystem ARC/INFO - Eine praktische Einführung in Arc/INFO Workstation und ArcTOOLS. Heidelberg. 2001. Zipf, A. und Nücker, L.
* http://www.opengis.org  Konsortium zur Ausarbeitung von Normierungsvorschlägen zum Austausch zwischen GIS
* http://www.isotc211.org  Int. Normierungsverein - Technisches Komitee Nr. 211 für Geoinformation
* http://www.freegis.org Übersicht über freie Geodaten und GIS
* [http://www.eogeo.org/Projects/projects_wiki/FreeGISBook FreeGISBook]&mdash;WiKi eines gemeinschaftlich erstellten Buches zu Free GIS (Theorie und Programme)
* [http://geosun1.uni-geog.gwdg.de/saga/html/index.php SAGA GIS]: A Free GIS under GNU Public License
* [http://www.l.hsr.ch/gis GIS-Scripts, Hochschule Rapperswil]: Viele Unterlagen, Anleitungen und Übungen zur Arbeit mit GIS in der Planung
* [http://www.mapref.org MapRef.org] - Sammlung Europäischer Koordinaten-Referenz-Systeme (geodätische Referenzsysteme, Kartenprojektionen).
* [[:Image:Praxishandbuch WebGIS Freie Software.pdf|Praxishandbuch WebGIS mit Freier Software]] (umfangreiche Einführung und Vorstellung aktueller Software)

=== Software ===
* siehe: [[:Kategorie:Software|Kategorie Software]]

=== Web-GIS-Beispiele ===
* [[WebGIS Anwendungsbeispiele]]

===GIS-Literatur===

* Ralf Bill: ''Grundlagen der Geoinformationssysteme''. Heidelberg 1994, ISBN 3-87907-265-5

* B. Harzer Verlag GmbH, Grundwissen GIS, ISBN 3-9808493-1-7

* Charles Warcup: ''Von der Landkarte zum GIS, 2005''. [http://www.pointsverlag.com PointsVerlag Norden], ISBN 3-9808463-4-2

* Bartelme, N. (2005): ''Geoinformatik: Modelle, Strukturen, Funktionen''. Berlin: Springer. 

* Helmut Saurer/Franz-Josef Behr: ''Geographische Informationssysteme. Eine Einführung''. Darmstadt 1997, ISBN 3-534-12009-4.

* Martin Dehrendorf/Michael Heiß: ''Geo-Informationssysteme in der kommunalen Planungspraxis''. Norden 2004, ISBN 3-9808463-3-4.

'''siehe auch''': [[Literatur|GIS-Literatur]]

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{{aus Wikipedia Id|Geoinformationssystem|6194223}}

[[en:Geographic information system]]