Web – GIS und Multimedia

Web – GIS und Multimedia
Thema:
Methoden zur Visualisierung von Geodaten im Internet
Referent:
Martin Schulze
22.05.2003
Seminar Geoinformation IV
Sommersemester
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Inhaltsverzeichnis
1.
Merkmale kartengestützter Online-Systeme
2.
Übertragungs- und Präsentationsformen raumbezogener Daten im Internet
Kartenvorstufen
statische Karten
interaktive Karten
- Sensitive Karten
- Maps on demand
- Animierte Karten
- Web-Gis Karten
3.
Konstruktion von Web – Karten
verwendete Datenformate
- GIF
- JEPG oder JPG
- PNG
4.
Aufbau von Informationssystemen im Internet
Clint-Server-Architekturen
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Merkmale Kartengestützter Online-Systeme
Die Vorteile gegenüber traditioneller Papierkarten aber auch
gegenüber Offline–Bildschirmkarten sind:
- technische, theoretische internet–basierenden
kartographische Darstellungen
- zeitlich, räumlich unbeschränkte Zugang zu Webservern
- vielfältigen, unkomplizierten Daten- und Informationsaustausch
- Netzwerkverbindungen unmittelbare Rückkopplungen
zum Server
- möglich während des Entstehungsprozesses auf
spezifische Nutzungsanforderungen einzugehen
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Damit ist verbunden das nicht nur auf Graphische sondern auch auf (nicht
graphische) Geodaten zugegriffen werde kann. Dank dieser Techniken ist es nun
auch möglich auf die Fragestellung des jeweiligen Anwenders besser einzugehen
und in einer interaktiv – analytischen Vorgehensweise den Wissensstand
auszubauen.
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Durch vernetzen von
Einzelrechner erlangt man nicht
nur größere Datenmenge
sondern auch neues Wissen,
problematisch ist aber die
Kompatibilität und
Standarisierung.
Durch die Vernetzung erlangte
Vorteile:
- sehr hohe Aktualität der
Geodaten auf den Servern
- jederzeit und von jedem Ort
aus abrufbar (nur bei
„gepflegten“ Webseiten)
Probleme:
- Glaubwürdigkeit der erlangten
Informationen beim Download
(keine Kontrollinstanzen)
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Präsentationsformen raumbezogener Daten im
Internet
Zur Visualisierung von Geodaten im Internet gibt es viele verschiedene Möglichkeiten. Einige werden
nun vorgestellt und in ihren Prinzipien erläutert.
Kartenvorstufen (Karte in Form von digitalen Rohdaten) kann nur mit geeigneter Software bearbeitet
werden, dazu zählt der Browser nicht.
http:/edcwww.cr.usgs.gov/doc/edchome/ndcdb/ndcdb.html
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statische Karten
(static maps oder view only maps) vorgefertigt und leicht mit jedem Browser auf dem Bildschirm zu visualisieren
- Am Anfang des Online-Mappings wurden
Karten (Papierkarten) gescannt und konnten
so in Form von Bitmaps als statische Karte
visualisiert werden
- Statische Karten bilden heutzutage den
größten Teil von Karten im Internet
(Kartensammlung auf verschiedenen
Webseiten).
www.reliefweb.int/mapc
Die Grenze zwischen statische und interaktiv
beeinflußbaren Kartendarstellungen ist nur
sehr schwer zu ziehen. Von einer statischen
Karte ist auch dann noch zu sprechen, wenn
sie durch den Browser verschoben werden
kann oder in ihrer Größe veränderbar ist.
Das ist aber nur der Fall weil diese Aktionen auch mit einer Papierkarte möglich sind deswegen zählt
dieser Vorgang noch zur statischen Karte. Also wenn durch Anklicken einer Karte eine Vergrößerung
oder Vergröberung erreicht wird ist diese Karte statisch.
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interaktive Karten
sensitive Karten (clickable maps oder image maps) kann mit einer sensitive Fläche versehen sein
oder komplett als Link fungieren, um dann neue Informationsschichten aufzurufen, die sich auf einer
neuen Seite darstellen.
www.lonelyplanet.com/
durch
Klicken
auf sensitive
Fläche neuer
Link entsteht
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interaktive Karten
Von interaktiv kann man sprechen wenn die Möglichkeit geboten wird, das durch eine Aktion des Nutzers
neue Informationen geliefert werden, die durch die Ausgangsdarstellung nicht ermittelt werden können.
z.B. dies ist dann der Fall, wenn eine Siedlung zunächst nur als Punktsignatur erscheint, nach der
Vergrößerung jedoch in ihrer Grundrissstruktur abgebildet wird und mit weiteren textlichen Erläuterungen
versehen ist.
Der Reiz an Karten aus dem Internet besteht darin, dass durch Multimedia Aktionen den Karten durch
einzelne Buttons oder Flächen zum anklicken Sonderfunktionen zugeordnet werden können. Es können
auch Verbindungen zu anderen Dateien hergestellt werden. Diese Click maps dienen oft als graphische
Schnittstelle, da über sie z.B. eine weitere Information über die angeklickte Karte oder Gebiet erscheint.
Beispiel: es wird eine Weltkarte dargestellt, die klicksensitiv ist(Länder, Staaten und Städte
www.lonelyplanet.com) somit kann man sich die Informationen über sein Reiseziel besorgen.
Ein weiterer Vorteil von sensitiven Karten ist, das alle Browser mit ihnen umgehen können, somit ist es
nicht nötig Plug-ins oder sonstige Software-Erweiterungen zu besitzen oder andere Programme zu
installieren.
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Maps on demand
werden Informationen vor der Visualisierung vom Nutzer ausgewählt und dann nach diesen Daten generiert
Bei dem Zugriff auf einen Mapserver ist eine sehr hohe Informationsdichte zu erwarten, aus diesem Grund
wird ein Katalog von unterschiedlichen Informationsschichten als Fragenpaket gestellt. Somit kann der
User seine eigene Karte für seine eigenen Bedürfnisse erstellen (TIGER Map Server).
http://tiger.census.gov/
anklicken
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animierte Karten
mit denen sich dynamische Bewegungen animieren und visualisieren lassen sowie automatische
Aktualisierung der Karte
Diese Karten haben eine Folge von veränderten Darstellungen in einem bestimmten Zeitintervall,
sodass bei einer schnellen Darstellung hintereinander eine Animation entsteht (Daumenkino oder
Zeichentrickfilme). Die animierten Karten können auch noch um akustische Elemente erweitert
werden.
www.nationalatlas.gov
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Web-Gis Karten
Statische und interaktive Karten als Ergebnis von Gis-Analysen: Darstellung von Abfrage- und
Analyseergebnissen, die interaktiv mithilfe eines online arbeitenden Geographischen Informationssystems
gewonnen werden und aufgrund ihrer interaktiven Strukturen analytische Funktionen besitzen
Die Abfrageprodukte solcher Web-Gis Systeme sind meistens Darstellungen, die interaktiv erstellt
werden aber das Ergebnis liegt in statischer Form vor.
Die Übertragenen Daten oder Katen werden vor dem
Verschicken
aus
Vektordatensätzen
in
Rasterdatensätze konvertiert.
In diesen Systemen werden heutzutage auch
Vektorformate
benutzt,
die
eine
SoftwareErweiterung bei den Browsern voraussetzen.
Aus diesen übertragenen GIS-Daten werden im
Browser Vektorgraphiken, die interaktive Fähigkeiten
besitzen. Hierbei ist es möglich einzelne
Kartenelemente zu selektieren, was bei GIF oder
Jpeg Bilder nicht der fall ist. An Karten sind Tabellen
angebunden.
Bei diesen Karten handelt es sich somit nicht mehr „nur“ um die bloße Ergebnispräsentation nach einer
vollzogenen GIS-Operation, die zwar interaktiv erzeugt, jedoch im Ergebnis dann weitgehend statisch
bleiben. Dadurch wird dem Nutzer die Möglichkeit geboten auf den Client-Rechner Raumbezoogene
abfragen und Analysen vorzunehmen.
Mittlerweile stehen viele Systeme zur Verfügung, die je nach Anwendungsgebiet in ihren
Benutzeroberflächen unterschiedliche Interaktionsmöglichkeiten ihrer Kartenprodukte bieten
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Web-Gis Karten
Bei interaktiven Karten für Web-GIS-Zwecke ist neben der Plug-in-Technik
auch Java sehr wichtig. Dies verhilft den Browsern zu sehr umfassenden
Leistungsmerkmalen. Insgesamt bleibt jedoch festzuhalten, dass GISOperationen im engeren Sinne, also klassische Analyseverfahren wie das
Verschneiden oder die Puffergenerierung auch im Internet bisher nur wenig
verbreitet sind. Der weitaus größere Anteil entfällt auf reine Abfragesysteme.
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Konstruktion von Web – Karten
Grundlagen der konventionellen sowie der digitalen Karten bilden die Sach- und Geometriedaten, die
über Online-Rechner beschafft werden können.
Formen der Kartenerzeugung für das World Wide Web
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Verwendete Datenformate GIF
Damit keine Plug-ins oder externe Viewer zur Darstellung von Bilder oder Karten benötigt werden haben
sich drei Formate durchgesetzt (GIF, PNG und JPEG), da sie die am besten oder kleinsten komprimieren
bzw. kodiert, wodurch die Übertragungszeit derselbigen so gering wie möglich gehalten wird.
www.webkartographie.de
www.uni-koeln.de/themen/multimedia/grafikformate/vergleich.htm#Bildtyp
http://www.glossar.de/glossar/1frame.htm?http%3A//www.glossar.de/glossar/z_bildformate.htm
GIF:
Gif eignet sich hervorragend zum Komprimieren von Grafiken mit wenigen
Farben und zusammenhängenden Farbflächen (z.B. Logos, Buttons u.ä.)
Weitere Vorteile des gif-Formats:
Es kann eine beliebige Farbe der Ausgangsgrafik als transparent definiert
werden. Das Ergebnis ist dann ein z.B. freigestelltes Bild, welches Sie
problemlos auf jeden Hintergrund, auch mit Farbverläufen, platzieren können.
Außerdem können (und sollten) gif's im "Interlaced"-Modus gespeichert
werden. Ergebnis beim Betrachter mit seinem Browser ist: Das Bild baut sich
stufenweise von grob bis fein auf.
Auch die beliebten animierten Grafiken im Web sind gif-Dateien (animated gif), diese können z.B. mit
Macromedia Fireworks, Adobe Image Ready und vielen speziellen Free- und Shareware "Gif-AnimationsProgrammen„ erstellt werden. Der große Nachteil des gif-Formats liegt in seiner Farbbeschränkung: Es
können maximal 256 Farben je Grafik gespeichert werden. Damit ist es für alle Bilder mit Farbverläufen,
z.B. Fotos, untauglich.
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Verwendete Datenformate JEPG oder JPG / PNG
JPEG oder JPG:
Das jpg-Format (Joint Photographic Experts Group) ist der "Allrounder": Dieses
Format kommt zum Einsatz, wenn es sich um Bilder mit vielen Farben handelt, also
grundsätzlich für Fotos und für alle Grafiken mit Farbverläufen. Da jpg immer mit 16,7
Mio. Farben speichert, können mit diesem Format solche Bilder am besten dargestellt
werden.Ähnlich wie der interlaced-Modus beim gif-Format funktionieren die
"progressiven JPEG-Grafiken": es wird erst eine undeutliche Fassung des Bildes im
Browser angezeigt, die Details werden nach und nach sichtbar.
PNG:
(gesprochen "ping") steht für "Portable Network Graphics" und ist die Alternative und Nachfolger des gif's.
Dieses Format kann 16,7 Mio Farben darstellen, komprimiert sehr gut und verlustfrei
und ist im Gegensatz zu gif für die Softwarehersteller ohne Lizenzgebühren
implementierbar.
Leider unterstützen bisher nur die neuesten Browser von
Netscape und Microsoft die Darstellung des png-Formats.
Deswegen ist zum jetzigen Zeitpunkt von einer
Verwendung im Web noch abzuraten.
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Client-Server-Architekturen
Im Regelfall werden Pc´s als Frontend-Geräte (Clients) und
Workstations als Backends (Server) eingesetzt. Den Clients kommt
dabei die Bedeutung zu, Daten für den Verarbeitungsprozess auf
dem Server einschließlich der Speicherung und Verwaltung zur
Verfügung zu stellen. Auch die Steuerung des Datenzugriffs sowie
die Sicherungsmaßnahmen obliegen dem Server. Notwendig ist
allerdings, dass er über ein multitaskingfähiges Betriebssysteme
verfügt. Für Clients sind normale Betriebssystem ausreichend.
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Links
http://edcwww.cr.usgs.gov/doc/edchome/ndcdb/ndcdb.html
www.reliefweb.int/mapc
www.lonelyplanet.com
http://tiger.census.gov
www.nationalatlas.gov
www.webkartographie.de
www.uni-koeln.de/themen/multimedia/grafikformate/vergleich.htm#Bildtyp
http://www.glossar.de/glossar/1frame.htm?http%3A//www.glossar.de/glossar/z_bildformate.htm
http://gio.uni-muenster.de/beitraege/ausg97_1/ifgi1/uhl_einl.html
http://ifgivor.uni-muenster.de/vorlesungen/Visualisierung/kap/kap8/k08_3b.htm
http://www.laum.uni-hannover.de/ilr/lehre/giseinf/daten/datalift.htm
http://www.gis-tutor.de/internet/inetgis/423.htm
http://www.ecology.uni-kiel.de:8080/EDV/sim-sh/GISDBVIS/Notizen
http://www.lfu.baden-wuerttemberg.de/lfu/uis/globus_direkt/globus3/342-ipfb/gl3.html
http://www.diplomarbeit.biz/175_gis.php
http://gio.uni-muenster.de/beitraege/ausg00_2/intro.htm
http://www.bbr.bund.de/raumordnung/raumbeobachtung/veroeff_visualisierung.htm
http://annihilator.gia.rwth-aachen.de/Forschung/GDI/
http://w3.siemens.de/solutionprovider/_online_lexikon/2/f007582.htm
Quelle
Compass, Das Geographische Seminar, Frank Dickmann, Westmann Schulbuchverlag GmbH Braunschweig, 1Auflage 2001
ISBN 3-14-160340-5
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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