Verkehrsnetze in GIS
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Verkehrsnetze Projektbeitrag im Rahmen des Vertieferseminars für GIS von Mathias Thelker Bonn, den 15.11.2000 Verkehrsnetze = Graphen Graphenstruktur besteht aus: Knoten (nodes): Kreuzungen, Abzweigungen, (Änderung von Objekten) Kanten (arcs): Verbindungen von Knoten = Straßen / Wege Speicherung von Graphen Knotenverzeichnis: Kantenverzeichnis: (Table Of Nodes) (Table Of Arc) Node x y Arc From Node To Node 1 12,34 34,78 1 1 3 2 11,98 87,23 2 1 2 3 1,23 99,43 3 2 4 4 2,98 23,54 4 8 4 5 19,12 51,11 5 2 5 Speicherung von Graphen (ArcInfo) Datenstruktur von GIS-Formaten: ( Objektbereich ) Verkehrsweg Objektklasse: Objektart: Straße Weg Platz lfd. Nr. lfd. Nr. lfd. Nr. Fahrsp Qualiät Qualität Attribute: Qualität Die Fragen: Was für Daten können/wollen wir verwenden ? (ATKIS vs. GDF) Wie können die Daten nach ArcInfo importiert werden ? Was ermöglicht ArcInfo im Umgang mit Verkehrsnetzen bzw. Graphen ? Wie lassen sich Objekte und Attribute bearbeiten ? (Wie ist die Routenplanung zu realisieren ?) ATKIS: Beschreibung der Topographie Vielzahl von Objektklassen und Objektarten (Auch Teilobjekte bei Objektänderung) Ausgabe als Datenbankformat „EDBS“ Konvertierung zu „dxf“-Format (CAD-Format) möglich. (Dabei gehen jedoch alle Objektinformationen verloren und es wird nur die geometrische Anordnung gespeichert) ATKIS: Aufbau: Objektbereiche: Verkehr Siedlung Objektklassen: ... • Schienenverkehr • Straßenverkehr • ... Objektarten: • Straße • Weg • Platz • ... Attribute: • Breite • Beschaffenh. • ... GDF: Geographic Data File Primär für Navigationssysteme in Fahrzeugen Erfassung durch 2 konkurierende Konsortien Entwicklung seit 1984 -> gdf Version 3.0 (ISO-Norm) TeleAtlas bietet mittlerweile 3 Systeme an => Straßenachsen (mit Abbiegespuren, etc) - EDRA (European Digital Road Association) (Bosch / TeleAtlas) - EGT (European Geographic Technologies) Europa voll erfaßt (StreetNet, RoadNet und MultiNet) Multinet soll auch topographische Informationen anbieten, soweit sie für den Autofahrer wichtig sind (Sehenswürdigkeiten, Raststätten. etc.) GDF: Beschreibt (nur) Verkehrswege, keine Straßenteile Topographie können In neuerer „multiNet“-Version weitere verschiedene Attribute Informationen möglich (laut TeleAtlas) besitzen wenig Objektklassen und Objektarten viel Gewicht auf Attribute, die auch segmentiert oder temporär sein können. Import von gdf Format fraglich Attribute sind nur zu bestimmten Zeitpunkten vorhanden GDF: Aufbau: 10 Objektgruppen: Straßen Wohngebiete Verwaltung Bahn ... Objektarten: • Straße • Fähre • Brunnels • ... Attribute: • Art • Breite • Höchstges. • Richtung • ... ATKIS vs. GDF Beispiel: „Fahrbahn mit baulich-getrennten Fahrspuren“ ATKIS*: Objektteil Objektteil GDF: Objektteil Objekt: Fahrbahn Objekt: Fahrbahn (3106) (3106) Objekt: Straßenkörper (3105) komplexes Objekt: Straße (3104) FeatureElement: Road Element FeatureElement: Road Element Komplexes FeatureElement: Road *Nach ATKIS muß zwischen einem Objekt und der Geometrie des Objektes mindestens ein Objektteil gebildet werden ATKIS Zusammenfassung: Vorteile: „Datenzugang:“ Nachteile: Die benötigten Daten liegen in der gewünschten Genauigkeit vor und ergeben eine komfortable Basis „Fahrzeugneutral“: Es sind keine Fahrspuren o.ä. vorhanden, die im Fahrradsystem überflüssig sind und zu Verwirrungen führen „Komplexe Darstellung“: Durch die Vielzahl von Objekten kommt es zu komplizierten Darstellungen. (siehe Beispiel) „Objektdimensionen“: Definition von Flächen- und Linienelementen führt zu Verwirrung, im schlimmsten Falle zu einer fehlerhaften Zuordnung GDF Zusammenfassung: Vorteile: „Attributgewichtung“: Nachteile: „KFZ-spezifisch“: Import nach ArcInfo ist fraglich „Ungenauigkeiten“: Veränderungen der Objekte können schnell und sicher durch Ergänzung von Attributen beschrieben werden. „Attributflexibilität“: Es können segmentierte oder temporäre Attribute eingesetzt werden. Dies führt zu Vereinfachungen und flexiblerem Umgang mit Situationen Verkehrsattribute: (Einbahnstraßen o.ä.) sind vorhanden Da das System auf Fahrzeugnavigation zugeschnitten ist, gibt es zu viele KFZInformationen (Fahrspuren), andererseits zu wenig „Fahrrad“Informationen (Rastplätze, Kultur, etc...) Mischung mit Koordinaten anderer Herkunft könnte schwierig sein. Mit ATKIS (± 15m) unmöglich. Daten Erfordernisse / Wunschliste: ATKIS GDF Flächendeckendes Verkehrssystem von Bonn Genauigkeit ± 3 m Eindeutigkeite (?) Objektkatalog mit relevanten Objekten - Einfach strukturiert - Attributvielfalt (segmentiert, temporär, ...) - ArcInfo kompatibel ? ? ArcInfo Möglichkeiten: Import von Rohdaten (ATKIS, GDF, ...) ist prinzipiell möglich. Es ist jedoch fraglich, ob die Datenstruktur vollständig übernommen werden kann. ArcInfo Möglichkeiten: Kanten- und Knotenbildung ist über Tool möglich, wenn nur die reinen Linienstrukturen importiert werden können (z.B. dxf-Format). Die Genauigkeit dieser Prozeduren muß sich in der „Praxisphase“ zeigen ArcInfo Möglichkeiten: Die Einführung neuer Attribute und Objekte stellt in ArcInfo kein Problem dar. „Sub“-Attribute möglich Beschreibungen von Beziehungen zwischen Objekten können mit einfachen logischen Operationen geschehen (if-Abfragen etc.) Abschließende Fragestellungen Sind gdf-Daten verfügbar ? Welche Daten wählen wir ? Lassen sich die Daten (GDF oder ATKIS) in ihren Datenstrukturen nach ArcInfo importieren ? Woher kommen die „Fahrrad“-spezifischen Daten und wie kompatibel sind diese zu den Verkehrsdaten ? Wie aufwendig (automatisiert <-> „handarbeit“) wird die Attributerstellung für unsere Zwecke ? GDF ATKIS
