Digitale Karten Folien(2)
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Digitale Karten
Erik Fröhlich, Askar Massalimov
Gliederung 1
1. Digitale Karten
2. Anbieter und Nutzer
3. Statische und dynamische Karten
4. Digitalisieren von Karten
5. Von der Erde zur Karte
6. Geoinformationssysteme
7. Speicherformate
8. Geodatenbanksysteme
Gliederung 2
9. API
10. Implementierung
Digitale Karten
Einsatz in vielen Bereichen des Alltags
Wetterbericht
Luftbildaufnahme
Routenplanung
Digitale Karten 2
Definition:
Für die Herstellung und Aktualisierung von Landkarten wird
die elektronische Datenverarbeitung genutzt. Durch die
datenbezogene Informationsverarbeitung sind die
Einzelphasen der klassischen Kartentechnik in einem
digitalen Modellierungsprozess integriert. Eine
entsprechende Software führt zur digital gespeicherten
Karte.
Quelle: Universallexika Academix
Digitale Karten 3
Vorteile
•
•
•
•
•
Interaktion
Animation
akustische Untermalung
Speicherung auf Datenträger
blattschnittfreie Abbildung
Anbieter und Nutzer 1
Anbieter
•
•
•
•
NAVTEQ
TeleAtlas
Googlemaps
Bingmaps
•
•
•
•
•
Yahoomaps
OpenStreetMap
viaMichelin
Falk
…
Anbieter und Nutzer 2
Nutzer
•
•
•
•
Groß- und Einzelhandel
Raumplaner
Freizeit und Tourismus
Polizei, Feuerwehr,
Rettungsdienste
•
•
•
•
Bundesbehörden,
Landesbehörden,
Kommunen
Energieversorger,
Telekommunikation
Verlage und
Zustellorganisationen
…
Statische und dynamische Karten
•
•
Statische Karten
traditionelle Karten
Zustandsdarstellung, Momentaufnahme
Dynamische Karten
● Speicherung in Layern, dadurch aktueller
● Möglichkeit einer interaktiven Nutzung
z.B. Maßstabsveränderung, Veränderung des
Kartenausschnittes, Aufruf von Zusatzinformationen
Digitalisieren von Karten
Geoobjekte
Definition:
Unter einem Geoobjekt versteht man die elementarste in
einem GIS enthaltene Einheit. Sie stellt ein Abbild einer
konkreten physisch, geometrisch oder begrifflich
begrenzten Einheit der Erde dar und besitzt eine eindeutige
Identität.
Quelle: Geoinformatiklexikon Uni Rostock
Digitalisieren von Karten 2
Vier Aspekte eines Geoobjektes
•
•
•
•
Geometrie
Topologie
Thematik
Dynamik
Digitalisieren von Karten 3
Modellierung durch Abstraktion
•
•
•
•
Realität vereinfachen und verallgemeinern
Filtern nach Strukturen, Funktionen und Beziehungen
wichtigstes Abstraktionsmittel: Klassifizierung
weitere Abstraktionsmittel: Generalisierung und
Differenzierung
Digitalisieren von Karten 4
Grundlegende Aspekte bei der Abstraktion von
Raumobjekten
•
•
•
Dimension: 0-dimensionale (Punkte)
1-dimensionale (Linienstücke)
2-dimensionale (Polygone)
3-dimensionale (Polyeder)
Auflösung: räumlich, zeitlich, thematisch
Varianz:
räumlich, zeitlich, raum-zeitlich
Raster und Vektordaten
Rasterdaten
•
•
Darstellung der Information als Pixel
in Form einer Matrix oder Gitters
Rasterdaten
Raster und Vektordaten 2
Vektordaten
•
•
•
Speicherung der Position der darzustellenden Elemente
im Raum
Aufbau aus Koordinatenlisten
Darstellung der Objekte in Form von Punkten, Linien,
Polygonen
Vektordaten
Von der Erde zur Karte 1
Kartenprojektion
•
•
•
Kartenprojektionen versuchen die Oberfläche der Erde
oder einen Teil davon auf einer ebenen Fläche
abzubilden.
Aufgrund der Krümmung der Erde in allen Richtungen
ist das nur mit Einschränkungen möglich.
Das Ziel von Kartenprojektionen ist, die Erdoberfläche
in handhabbarer Form zu erhalten.
Von der Erde zur Karte
Die Erde ist ein Geoid
Deffinition:
Das Geoid ist eine sogenannte Äquipotentialfläche, die
dadurch definiert ist, dass die Schwerkraft an jedem Ort
senkrecht auf sie wirkt und das Schwerepotential immer
gleich groß ist
Quelle: GOCE-Projektüro Deutschland
Von der Erde zur Karte
Die wichtigsten Rotationsellipsoide :
•
•
•
•
•
•
•
Bessel 1841
Fischer 1968
International
WGS 60
WGS 66
WGS 72
WGS 84
Geoid
Geoinformationssysteme (GIS) 1
Definition
Ein Geoinformastionssystem (GIS) ist ein
Informationssystem, mit dem "raumbezogene Daten digital
erfasst und redigiert, gespeichert und reorganisiert,
modeliert und analysiert sowie alphanumerisch und
graphisch präsentiert werden." (Bill und Fritsch 1991)
Geoinformationssysteme (GIS) 3
Klassifizierung
•
•
•
Fachanwendung:
LIS, RIS, NIS, UIS, FIS
Lebensdauer der Geodaten:
persistente und temporäre Speicherung
räumliche Ausdehnung und Datenauflösung:
Größe, Dimension, Maßstab
Geoinformationssysteme (GIS) 4
Systemarchitektur
•
•
•
•
Backend, bestehend aus Datenbanken
Abfrage oder Analysetool
Interface
Frontend/Client
Speicherformate
GML
•
•
•
•
•
GML ist ein vom Open Geospatial Consortium (einem
internationalen Standardisierungs-Gremium für GeoDaten) entwickeltes Dateiformat.
Text Syntax
XML-basiert
besteht aus 2 Teilen: Schema und Daten
Objekte = Features
Speicherformate
GML
•
•
•
•
•
•
•
Geometrie
Point
LineString
LineRing
Polygon
Curve
Surface
Coverages(grids)
Beispiel
<Bridge>
<span>100</span>
<height>200</height>
<gml:centerLineOf>
<gml:LineString>
<gml:pos>100 200</gml:pos>
<gml:pos>200 200</gml:pos>
</gml:LineString>
</gml:centerLineOf>
</Bridge>
Speicherformate
KML
•
•
ist ein von Keyhole (heute Google) entwickeltes
Dateiformat, das insbesondere von Google Earth
genutzt wird, aber auch von Google Maps, ArcGIS
Explorer oder NASA World Wind gelesen werden kann.
KMZ (Keyhole Markup Language with ZIP
Compression), das eine komprimierte Version von
KML darstellt.
Speicherformate
GPX
•
•
GPX ist ein von TopoGrafix entwickeltes, offenes und
freies Dateiformat, das sich insbesondere für GPSDaten (Punkte und Strecken) eignet. Das Format wird
von einer Vielzahl von Programmen und Websites
verarbeitet.
GPS data exchange, mapping, and geocaching.
Geodatenbanksysteme 1
Definition
Geodatenbanksysteme sind Datenbanksysteme, die die
Speicherung von Geodaten und die Bearbeitung räumlicher
Anfragen unterstützen.
Geodatenbanksysteme 2
Objektrelationale Geodatenbanksysteme
Vorteile:
vordefinierte geometrische Datentypen
implementierte Methoden für Geometrieklassen
Erweiterungsmöglichkeiten
•
•
•
Beispiele:
MySQL
Oracle Datenbank
Microsoft SQL Server
PostgreSQL
•
•
•
•
API 1
•
•
•
•
•
•
Google Maps API:
Karten in die Webseite einbinden
selbst geschriebene Funktionalitäten Erweitern
JavaScript
kostenlos zur Verfügung
Entwickler-Key (API-Key) notwendig
Key - Beispiel:
ABQIAAAAzr2EBOXUKnm_jVnk0OJI7xSosDVG8KKPE
1-m51RBrvYughuyMxQi1QfUnH94QxWIa6N4U6MouMmBA
API 2
1
2
3
4
5
6
Google Maps API:
<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML
4.01 Transitional//EN"
"http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">
<html>
<head>
<meta http-equiv="content-type"
content="text/html; charset=UTF-8"/>
<title>Google Maps API
Beispiel</title>
<script src="
http://maps.google.com/maps?
file=api&amp;v=2.x&amp;
key=ABQIAAAAzr2EBOXUKnm_jVnk0OJI7xSosDVG8KKPE1m51RBrvYughuyMxQ-i1QfUnH94QxWIa6N4U6MouMmBA"
type="text/javascript">
</script>
API 3
Google Maps API:
<script type="text/javascript">
//<![CDATA[
7
8
9
function Karte_initialisieren() {
10
if (GBrowserIsCompatible()) {
11
var Karte = new
12 GMap2(document.getElementById("map_harz"));
13
14
Karte.setCenter(new GLatLng(51.799167,10.616226),
15
10);
16
Karte.addControl(new GLargeMapControl());
17
Karte.addControl(new GMapTypeControl());
18
var geocoder = new GClientGeocoder();
19
}
}
API 4
20 function showAddress(Adresse) {
if (geocoder) {
21
geocoder.getLatLng(Adresse,
22
function(point) {
23
if (!point) {
24
window.alert(Adresse + " nicht gefunden");
25
}
26
else {
27
Karte.setCenter(point, 13);
28
var Markierung = new GMarker(point);
29
Karte.addOverlay(Markierung);
30
Markierung.openInfoWindowHtml(Adresse);}});}}
31-36
//]]>
38
</script>
39
</head>
40
API 5
4
1
4
2
4
3
4
4
4
5
4
6
4
7
4
8
Google Maps API:
<body onload="Karte_initialisieren()"
onunload="GUnload()">
<form action="#"
onsubmit="showAddress(this.Adresse.value);
return false">
<p>
<input type="text" size="60" name="Adresse"
value="Strasse, Ort, Land " />
<input type="submit" value="Suche!" />
</p>
<div id="map_harz" style="width: 500px; height:
300px"></div>
</form>
</body>
</html>
Implementierung 1
Voraussetzung:
•
•
•
•
Editor
Server
Datenkarten
Code
Implementierung 2
Beispiel
public class MainActivity extends Activity {
static final LatLng HAMBURG = new LatLng(53.558, 9.927);
static final LatLng KIEL = new LatLng(53.551, 9.993);
private GoogleMap map;
@Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
map = ((MapFragment) getFragmentManager().findFragmentById(R.id.map))
.getMap();
map.setMyLocationEnabled(true);
Marker hamburg = map.addMarker(new MarkerOptions().position(HAMBURG)
.title("Hamburg"));
Marker kiel = map.addMarker(new MarkerOptions()
.position(KIEL)
.title("Kiel")
.snippet("Kiel is cool")
.icon(BitmapDescriptorFactory
.fromResource(R.drawable.ic_launcher)));
// Move the camera instantly to hamburg with a zoom of 15. map.moveCamera(CameraUpdateFactory.newLatLngZoom(HAMBURG, 15));
// Zoom in, animating the camera. map.animateCamera(CameraUpdateFactory.zoomTo(10), 2000, null);
}
@Override public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
getMenuInflater().inflate(R.menu.activity_main, menu);
return true;
}
}
http://www.vogella.com/articles/AndroidGoogleMaps/article.html
Quellen
Jørgen W. Lang: Web-Mapping mit Open-Source-GIS-Tools : Geodaten
aufbereiten, O'Reilly, 2007
Kathrin Kirchner, Peter Bens: Google Maps Webkarten einsetzen und
erweitern, dpunkt.verlag, 2010
www.mygeo.info/skripte/handbuch_polygis/00_vor/001_gis.htm letzter Zugriff
27.10.2013 17:45
romanharcke.de/grundlagen-der-gis-technologie/ letzter Zugriff 27.10.2013
17:45
https://www.tm.th-wildau.de/~sbruntha/wiki/index.php/Digitale_Karten letzter
Zugriff 27.10.2013 17:45
http://ifgivor.uni-muenster.de/vorlesungen/Geoinformatik/kap/kap9/k09_02.htm
letzter Zugriff 27.10.2013 17:45
http://www.bkg.bund.de/DE/Home/homepage__node.html__nnn=true letzter
Zugriff 27.10.2013 17:45
Quellen
universal_lexikon.deacademic.com/228619/digitale_Kartographie letzter Zugriff
27.10.2013 17:45
www.vde-verlag.de/buecher/leseprobe/9783879074723_leseprobe.pdf letzter
Zugriff 27.10.2013 17:45
www.stud.fernuni-hagen.de/q5620961/dikarten.html letzter Zugriff 27.10.2013
17:45
http://www.vogelschau.ch/2007/08/16/kml-gml-gpx-dateiformate-fr-geo-daten/
letzter Zugriff 27.10.2013 17:45
https://courseware.e-education.psu.edu/courses/geog585/content/lesson06/6.html
letzter Zugriff 27.10.2013 17:45
Bildquellen
Wetterbericht:
http://www.rosadom.de/mediac/400_0/media/Wetterkarte.jpg
letzter Zugriff 27.10.2013 15:10
Luftbildaufnahme:
http://www.wsa-berlin.wsv.de/wir_ueber_uns/images/luftbild_elbe.jpg
letzter Zugriff 27.10.2013 15:10
Routenplanung:
http://www.mapandguide.com/uploads/pics/PTV-MapGuide_Beispiel_Routenplanung_02.jpg
letzter Zugriff 27.10.2013 15:10
Rasterdaten:
ONTD-Wiki Digitale Karten
letzter Zugriff 27.10.2013 15:10
Bildquellen
Vektordaten:
http://www.gps-workshop.de/resources/Beispiel-Vektordaten.jpg
letzter Zugriff 27.10.2013 15:10
Lichtquelle, Äquatoriale Projektion, Polare Projektion, Schiefwinkige
Projektion,
Zylindrische Projektion 1, Zylindrische Projektion 2:
http://www.kowoma.de/gps/geo/Projektionen.htm
letzter Zugriff 27.10.2013 15:10
Geoid:
http://www.goce-projektbuero.de/8228--~goce~Goce~Produkte~Schwereanomalie~Das_Geoid.h
letzter Zugriff 27.10.2013 15:10
Komponenten eines GIS:
http://ifgivor.uni-muenster.de/vorlesungen/Geoinformatik/kap/kap9/k09_02.htm#9.2
letzter Zugriff 27.10.2013 15:10
