Auswertung von großen Datenmengen mit Geo

Auswertung von großen Datenmengen
mit Geo-Daten
Robert Schulz, PhD
Consultant für
Datenmanagement
&
Daniel Kresin
Geschäftsführer
Inhalte
Einführung
Was sind Geo-Daten denn genau?
Kurz auf die technische Seite rüber…
Wie kann man Geo-Daten einsetzen & auswerten?
– Anwendungsmöglichkeiten
– und Beispiele
Zusammenfassung
Was sind Geo-Daten?
Informationen über …
– räumliche Position von Objekten
– ihre Form
– und ihre Orientierung
Was sind Geo-Daten denn genau?
Geographisch – auf „Erdkugel“ (ellipsoid):
– Längen- & Breitengrad (Winkel)
– Hohe Genauigkeit, aber Eigenheiten der Erde zu beachten
Geometrisch – auf „Erdscheibe“ (euklidisch):
– Koordinaten in der Ebene - meist: (x, y)
– Geographische Daten auf die Ebene projiziert, z.B. Atlas
– bzw.: „ebene“ Informationen (z.B. Lagerhaus)
Quellen…
Quellen für Geo-Daten
OpenStreetMaps – Kacheln & Straßeninformationen der Erde
Wikimedia Commons – Karten & Ausschnitte (auch im Vektorformat)
Natural Earth – Geo-Daten für Karten mit physischen & kulturellen
Informationen
Ihre eigene GIS-Software?
– ArcGIS, BentleyMap, Map 3D, …
Anwendung direkt an Kartendienste anbinden
– z.B. Google Maps API
Ein paar Hintergründe dazu
Zu Beachten:
– Die Form der Erde - Annäherung
• WGS84 als meist genutzte globale Variante
– „World Geodetic System of 1984“
– Darstellung meist zweidimensional → Projektion
• Möglicher Informationsverlust bei Berechnungen von …
– Entfernung
– Fläche
– Größenverhältnissen
Von der Kugel auf die Fläche
Verschiedene Projektionsmethoden verfügbar:
– Unterschiedliche Genauigkeit & Fokus
– z.B.: Web Mercator (viele Online-Kartendienste),
Gauss-Krüger, Robinson, …
Exkurs: Digitalisieren von Landschaftsdaten
Generalisieren der Informationen
Einteilung in typgleiche Gebiete
Überlappen mit Raster für Kacheln
– Geladene Daten beschränkt auf
sichtbare Kacheln
Beispiele:
Pixel-Kacheln – Google & Bing Maps
Vektorgrafiken – Maps von Apple
Uni Hamburg: Vortrag „Visualisierung von Geodaten“ von Volker Carlguth, 2005
Vergleich - Raster & Kacheln
Vergleich - Vektorgrafiken
Geo-Daten – die technische Seite
Importoptionen für Geo-Daten
GML – geographic markup language
– Für Beschreibung von Geo-Objekten generell
KML – keyhole markup language
– Für geographischer Visualisierung mit Kartendiensten
SHP – ESRI shapefiles
– Mit Zusatzinformationen & Sortierung (DBF, SHF)
Hinein in den SQL Server…
Möglichkeiten im SQL-Server
Import auch über Schnittstellen, z.B.:
– .NET-Bibliothek für ESRI SHPDateien
Speichern, Verarbeiten & Validieren
direkt auf dem Server
„Spatial Index“ zur PerformanceOptimierung
geometry & geography: fast äquivalent
anwendbar über erweiterte Funktionen
Darstellung von Geo-Daten im SQL-Server
Details kommen
gleich…
Geo-Daten im SQL-Server
Von
Punkt(en)
Geo-Daten im SQL-Server
Über
Linie(n)
Geo-Daten im SQL-Server
Bis
hin zu…
Beziehungen zwischen Geo-Objekten
Verschiedene Funktionen ähnlich zur
Mengenlehre
– Zusätzlich technisch relevante
Unterscheidungsmöglichkeiten
…
Disjunkt / separat
A
B
Beziehungen zwischen Geo-Objekten
Verschiedene Funktionen ähnlich zur
Mengenlehre
– Zusätzlich technisch relevante
Unterscheidungsmöglichkeiten
…
Disjunkt / separat
Angrenzend / sich berührend
A
C
B
Beziehungen zwischen Geo-Objekten
Verschiedene Funktionen ähnlich zur
Mengenlehre
– Zusätzlich technisch relevante
Unterscheidungsmöglichkeiten
…
Disjunkt / separat
Angrenzend / sich berührend
Überlappend
A
B
C
D
Beziehungen zwischen Geo-Objekten
Verschiedene Funktionen ähnlich zur
Mengenlehre
– Zusätzlich technisch relevante
Unterscheidungsmöglichkeiten
…
Disjunkt / separat
Angrenzend / sich berührend
Überlappend
Sich schneidend
…und vieles mehr!
A
B
E
C
D
Wie kann man Geo-Daten
einsetzen?
Verwendung von Geo-Informationen
Verknüpfung von Standortdaten mit Geschäftszahlen
In Verbindung mit anderen Kartendiensten
– BING Maps, Google Maps, OpenStreetMaps, …
Auswertungen über einzelne geographische Regionen
Visualisierung für Berichte und Präsentationen
– Beschreibung eines zeitlichen Verlaufs
– Kontinuierlich angepasste Darstellung beim Zoomen
Vorteil beim Präsentieren mit Geo-Daten
Umwandlung von Daten in ein sichtbares Bild
Herausforderung:
– Darstellung relevanter Sachverhalte auf einen Blick:
• intuitive Wahrnehmung
• Hilfe beim Erkunden, Verstehen und Erklären
– von räumlichen Strukturen und Prozesse
– und von räumlichen Abhängigkeiten
Präsentationsmöglichkeiten
Punktemasse – Geo-Koordinaten
Gruppierung – von Stadtteilen,
über Bundesländer bis zu
Kontinenten
„Heat Maps“
„Kuchendiagramme“ an
Standorten
Etc.
Verschiedene Werkzeuge dafür…
Einbinden in eigene Anwendungen
– z.B. Regions-/Standortverwaltung mit Karteninformationen
– Technologie: z.B. OpenStreetMaps mit .NET
Berichte mit SQL Server Reporting Services (SSRS)
– In Sharepoint nutzbar
Excel mit PowerBI…
Beispiel – SSRS-Bericht mit Geo-Daten
Einbinden von Geo-Objekten des SQL-Servers in Berichte
Verknüpfen mit Bing Maps
Einfacher gestrickt, eher auf Performance ausgelegt
Was Ist „PowerBI“?
Paket von Werkzeugen zur Daten-…
– Sammlung (PowerQuery)
– Aufbereitung (PowerPivot)
– Präsentation (PowerView & PowerMap)
Integriert in Office 365
Excel als Zentrale, in Verbindung mit Sharepoint Online
Teilen von Berichten im Unternehmen wie auch außerhalb möglich
PowerMap als Kartenraum
Verknüpfung von Geschäftszahlen
– Mit geographischen Daten
Basiert auf Bing Maps
Schicht-basiert (Layers)
– Kombinieren von verschieden
lokalisierten Informationen
– z.B. Diagramme auf
Geo-Koordinaten
Kurze Filmtouren für Präsentationen
– schrittweise erstellbar…
Live Session mit öffentlichen Daten
Bundestagswahl
2013
in Power Maps
Was am Ende dabei
herauskommen kann…
Video - Eintauchen nach Dallas
Video – Kombination Standort & Region
Flexible Flächenstatistiken
Zusammenfassen bzw. Auftrennen von Daten beim Zoomen
Geo-Daten - Beispiele
Hervorheben einzelner Datensätzen
Geo-Daten - Beispiele
Verknüpfen einzelner Datensätzen mit Daten in einem Graph
Das Ergebnis – PowerView für Berichte
Stolperfallen in PowerMap
Verlässlichkeit des Kartendienstes bei Übersetzung der GeoInformationen (z.B. Adresse) in Positionen oder Regionen
– Bsp.: Wetterstationen in Stadtteilen
Datenqualität der Adressen – Einfluss auf Übersetzung
Zusatzinformationen für regionale Aggregation
– Keine implizite Verknüpfung der Geo-Daten mit Breite & Länge
zum Bundesland o.ä.
Anwendungsschema
Rahmen vorgeben: z.B. geographisches Einsatzgebiet via GIS
Daten-Sammeln via Geo-Tracking, -Capturing, -Checking, -Fencing
Verknüpfen von Adressdaten mit Geo-Positionen
Daten-Speichern in Datenbank
Daten-Manipulation via eigener Anwendung
Daten-Auswertung mit SQL-Server-Funktionalitäten
Daten-Präsentation mit PowerBI, Berichten oder eigenen
Anwendungen
Wofür werden Geo-Daten benutzt?
Zeiterfassung & -auswertung mit GPS-Daten aus Mobile Apps
Einzugsgebiet eines Supermarktes über PLZ / Kundenkarten
Beliebtheit von Filmen je nach Kino-Standort
Verteilung der Belieferungsgebiete von Lagern
Aufteilung von Einzugsgebieten mehrerer Filialen in einem Ort
Management der Fahrzeugflotte inkl. Tracking
Beispiel 1 - Zeiterfassung nach Standort
Zentrale
Beispiel 2 – Verteilung der Lagerstandorte
Zusammenfassung
Fazit
Geo-Daten mit SQL-Server
– Speichern & Verarbeiten an einem Ort möglich
– „Wiederkehrende“ Berechnungen auf dem Server
PowerBI mit PowerMap
– Visuelle Auswertung über geographische Koordinaten
– Einfach zu handhaben für geschulte Nutzer
– Interaktiv, mit verschiedenen Möglichkeiten für Berichte
Was braucht man dafür?
Software:
– MS SQL Server seit Version 2008
– Für Präsentation:
• Excel 2013 mit PowerBI
• oder SQL Server Reporting Services (SSRS)
Daten:
– Allgemeine Geo-Daten als Referenz
• z.B.: externe Kartendienste, öffentliche Karten
• Oder GIS-Programm für Vorbereitung der Daten
– Eigene Daten mit örtlichem Bezug
Vielen Dank für Ihr Interesse!
Robert Schulz, PhD
Consultant für
Datenmanagement
&
Daniel Kresin
Geschäftsführer
Mögliche Themengebiete
Wetter & Klima
Gesundheitswesen – Ver- & Ausbreitung von Krankheiten
Sozio-Ökonomie, Stadtplanung & Quartiersmanagement
Geomarketing
Logistik mit Lagerstandort- & Routenplanung
Telekommunikation
Geologie
…