Kapitel 1 - Einführung20-%20Einf... · Since putting spatial data into a computer at great expense...

GIS methodische und technische Grundlagen

Vorlesung / 266.772 Arbeitsunterlagen Stand 2006

(Anmerkung: leider sind in der aktuellen Version sämtliche Bilder verschollen.

Bis auf Weiteres ist daher nur die alte Version aus 2000 verfügbar)

Kapitel 1 - Einführung

Inst. für Stadt- und Regionalforschung

Robert Kalasek

Vers.0.19

GIS – methodische und technische Grundlagen / VO Arbeitsunterlagen / 1998

Inst. f. Stadt- und Regionalforschung Seite 2 Robert Kalasek / 22.03.06

Everything happens somewhere

first law of geography: „everything is related to everything else,

but near things are more related than distant things.“ [Tobler, 1970]



INHALT KAPITEL 1 - EINFÜHRUNG 5 1.1 Allgemeines zur Vorlesung 5 1.2 Ziele & Inhalte 5

1.2.1 GIS und Raumplanung 5 1.2.2 Kurzdefinition von GIS 5 1.2.3 Ziele der Vo „GIS - technisch und methodische Grundlagen“ 5 1.2.4 Einbettung in das EDV-Lehrveranstaltungsangebot 7 1.2.5 Struktur der Vorlesung + Kurzbeschreibung der Inhalte 8

1.3 Was ist GIS ? – Begriffsabgrenzung und Anwendungsfelder 9 1.3.1 GIS-Definitionen 9 1.3.2 Abgrenzung zu anderen Informationssystemen (IS) 11 1.3.3 GIS-Anwendungsbereiche 12 1.3.4 Was bedeuten GIS für die Raumplanung? 14 1.3.5 GIS-Software (SW) 21

KAPITEL 2 - LITERATUR 22



ABBILDUNGEN Abb. 1: Pyramidenmodell der GIS-Ausbildung ...................................................................................... 6 Abb. 2: EDV im Spiegel des Studienplanes Raumplanung ................................................................... 7 Abb. 3: Räumliche Fragestellungen - GIS ............................................................................................. 9 Abb. 4: GIS - Komponenten................................................................................................................. 10 Abb. 5: GIS Architektur - Beispiel ....................................................................................................... 11 Abb. 6: GIS Anwendungsbereiche.................................................. Fehler! Textmarke nicht definiert. Abb. 7: Digitale Katastralmappe / Wien (ohne Grundstücksnummern)................................................ 15 Abb. 8: Inhalte von KM und topographischer Karte im Vergleich ........................................................ 16 Abb. 9: Digitales Höhenmodell (DHM) ................................................................................................. 16 Abb. 10: Wege der Erstellung digitaler Höhenmodelle ........................................................................ 16 Abb. 11: Digitaler Flächenwidmungsplan – Beispiel ............................................................................ 17 Abb. 12: Verkehrsbelastung Raum Linz .............................................................................................. 18 Abb. 13: Realraumanalyse Österreich / Ausschnitt Villach.................................................................. 18 Abb. 14: Stand der Biotopkartierung in Österreich / 1994 ................................................................... 19 Abb. 15: Erreichbarkeit der österreichischen Regionen auf der Bahn ................................................. 19 Abb. 16: Flächennutzungsplanung - Berlin / Ausschnitt Podsdamer Platz .......................................... 20 Abb. 17: Planwerk Innenstadt Berlin / Podsdamer Platz (li.) - Bahnhof Zoo (re.) ................................ 20 Vorbemerkungen zu den Arbeitsunterlagen:

- die Unterlagen enthalten grundsätzliche Informationen zum Thema und sind gleichzeitig Leitfaden für die Vorlesung - sie sollen allen VorlesungsbesucherInnen als Arbeitspapier dienen und allen übrigen als Lernhilfe

- die Abbildungen sind Pixelgrafiken (d.h. gerastert) und daher teilweise etwas „unscharf“. Da in Zukunft die Arbeitsunterlagen über WWW zugänglich sein sollen, konnte kein anderes Format gewählt werden - Sorry (!)

- auf die Arbeitsunterlagen WS 98/99 kann über die Instituts-Homepage zugegriffen werden (Dateiformat: Acrobat Reader - *.pdf), außerdem sind sie als Papierversion im Sekretariat spätestens ab Do. vor der Vorlesung erhältlich

- die Unterlagen können für den Studiengebrauch vervielfältigt werden - bei Verwendung für andere Zwecke bitte „sauber zitieren“

© Dipl.-Ing. Robert Kalasek / 1998



Kapitel 1 - Einführung

1.1 Allgemeines zur Vorlesung VO – das heißt: - Anwesenheit: freiwillig - Prüfung am Ende des Semesters

Termine / Ort - jeden Freitag 12:00-13:00 - EDV-Labor der Fakultät / PC1-Raum

Terminänderungen: - Aushang am Institut und - Instituts-Web-Seite (http://esrnt1.tuwien.ac.at/) bekannt gegeben

Prüfungsmodus - schriftliche Prüfung am Ende des Semesters / Termine im Jänner 1999

1.2 Ziele & Inhalte

1.2.1 GIS und Raumplanung Planerinnen und Planer arbeiten in der Regel mit einer Fülle meist raumbezogener Informationen. Mit zunehmender Komplexität der in Planungen zu berücksichtigenden Sachverhalte und Interessen (umfassender Umweltschutz, Bürgerbeteiligung, ...) wachsen auch die Anforderungen an die angewandten Methoden und Werkzeuge. In vielen Fällen geht das Informationsvolumen bereits über das "manuell" bewältigbare Ausmaß hinaus. Der Einsatz von Tabellenkalkulationsprogrammen, Textverarbeitungen aber auch Datenbanken ist daher auch in der Planung längst Standard. Erst in Ansätzen werden dagegen die Möglichkeiten EDV-gestützter raumbezogener Analysewerkzeuge genutzt.

1.2.2 Kurzdefinition von GIS Geographische Informationssysteme sind leistungsfähige EDV-Werkzeuge für die Erfassung, Verwaltung, Analyse und Darstellung raumbezogener Daten. Vor allem durch die umfassenden Analysemöglichkeiten logisch-inhaltlicher und räumlicher Zusammenhänge unterscheiden sie sich von verwandten Produkten wie Desktop-Mapping-, Bildverarbeitungs- oder CAD-Programmen.

1.2.3 Ziele der Vo „GIS - technisch und methodische Grundlagen“ Was ist das Ausbildungsziel?

- Beherrschen der Grundkonzepte geographischer Informationsverarbeitung, d.h. theoretische Kenntnis der relevanten Begriffe, Anwendungsgebiete, Datenstrukturen, Datengrundlagen und Analyseoperationen

- Vorbereitung auf die Pflichtübung „GIS – technische und methodische Grundlagen - UE“ und weiterführende LVAs, wie z.B. „GIS - Applied Methods“

- gemeinsam mit der Übung – Vermittlung eines soliden theoretischen und praktischen Fundamentes, auf dessen Grundlage einfache „GIS-Projekte“ selbständig entworfen und umgesetzt werden können

- d.h. ganz allgemein: Vermittlung von Fertigkeiten für GIS-User - natürlich soll die Vorlesung auch "Lust" am Umgang mit GIS wecken - falls das nicht

gelingen sollte, zumindest ein möglichst klares Bild der Möglichkeiten und Grenzen aufzeigen



Abb. 1: Pyramidenmodell der GIS-Ausbildung Quelle: [Marble, D. F., in: ARC News, Vol. 20 No. 1]

„Our notion of a curriculum must advance beyond simple attempts to specify the content of one or two introductory courses to a full-fledged examination of the entire spectrum of courses required to support an adequate GIS education at each level of the pyramid. We must have a firm idea of what specific sequence of courses should be taken by a variety of individuals“

Im Rahmen der RaumplanerInnen-Ausbildung decken wir mit dem Angebot an Pflichtlehrveranstaltungen die unteren beiden Schichten ab. GIS-Applied Methods ist eher im Berich der Ebenen 3 - 4 angesiedelt.



1.2.4 Einbettung in das EDV-Lehrveranstaltungsangebot

Abb. 2: EDV im Spiegel des Studienplanes Raumplanung Quelle: [Voigt, A., et al, 1998]



1.2.5 Struktur der Vorlesung + Kurzbeschreibung der Inhalte - GIS - Definitionen und planungsbezogene Anwendungsbereiche

Begriffsabgrenzung, GIS-Software / Überblick und Trends, GIS und Raumplanung, GIS-Anwendungsfelder

- Räumliche Modelle als Basis von GIS-Daten Abstraktion als Grundlage der Modellierung, diskrete und kontinuierliche Phänomene, Vektor- / Rasterdatenmodell, Geometrie - Topologie, Sachdatenanbindung, Daten-kompression (Raster)

- Georeferenzierung Raumbezug - das prägende Merkmal von Informationen im GIS, Raumbezugssysteme - Grundlage der „Verortung“, Kartenprojektionen - das Problem der Verebnung gekrümmter Oberflächen

- Geographische Daten - Datenintegration Datenquellen, Datenübernahme von Datenanbietern, Erfassungsmethoden raumbezogener Daten, Kontroll- und Editierfunktionen in GI-Systemen, Topologie-aufbau, Attributanbindung, Fehler und Datenqualität

- Analyse raumbezogener Daten Analyse die zentrale Funktionalität von GI-Systemen, Layer - Themenebenen im GIS, monothematische und multithematische Analysemethoden, grundsätzliches zu Netzwerk- und Geländeanalysen, Fuzzy-Logic - Unscharfe Mengen



1.3 Was ist GIS ? – Begriffsabgrenzung und Anwendungsfelder GIS liefert Antworten auf Fragen wie: wo ist was? wie groß ist was? wo hat was sich was wie verändert? welche Beziehungen bestehen? was beeinflußt was? wo ist was am besten? d.h. auf Fragen, die räumliche Phänomene betreffen (!)

Abb. 3: Räumliche Fragestellungen - GIS Quelle: [Laurini / Thompson, 1992]

1.3.1 GIS-Definitionen

GIS-Definitionen beziehen sich sowohl auf technische als auch auf organisatorische Aspekte - meist in sehr allgemeiner Form („kleinster gemeinsamer Nenner“)



Funktionen und Komponenten von GIS GIS-Funktionen GIS-Komponenten - Erfassung - Verwaltung - Analyse - Modellierung - Visualisierung

- HW - Software - Daten - BenutzerInnen

[Streit, WWW, 1998]

Abb. 4: GIS - Komponenten Quelle: [ESRI, WWW, 1998 / http://www.esri.com/library/gis/abtgis/comp_gis.html]

Definitionen aus Literatur und WWW Peter Burrough (1986): A powerful set of tools for collecting, storing, retrieving at will, transforming, and displaying spatial data from the real world for a particular set of purposes.

Goodchild (1985): ... a system which uses a spatial database to provide answers to queries of a geographical nature. ... Since putting spatial data into a computer at great expense for the sole purpose of getting it out again would be pointless, a GIS must allow a variety of manipulations to be carried out, such as sorting, selective retrieval, calculation and spatial analysis and modeling. We also expect a full range of functions to allow input of data in map form, and cartographic output ...

Page/Häuslein/Greve (1993): Ein Geographisches Informationssystem (kurz auch Geo-Informationssystem) ist ein Informationssystem, das der Bereitstellung von Fachinformationen unter Berücksichtigung ihres Raumbezuges dient. Es muß daher Funktionen zur Erfassung, Bearbeitung und Darstellung von raumbezogenen Daten anbieten. Es integriert geometrische Primitive, graphische und thematische Beschreibungen zu raumbezogenen Objekten. Die Verknüpfung von thematischen Daten mit Informationen zum Lagebezug, die i.d.R. kartographisch dargestellt werden, unterscheidet GIS von reinen Kartier- oder CAD-Systemen. Aufgrund des Raumbezuges sind die notwendigen Auswertungs- und Darstellungsverfahren besonders aufwendig. Zielsetzung des Einsatzes von GIS ist in vielen Fällen die Erstellung thematischer Karten. Da der Raumbezug ein wesentliches Charakteristikum derartiger Systeme ist, werden sie vereinzelt auch als Raumbezogene Informationssysteme (RIS) bezeichnet.

Bill/Fritsch (1991): Ein Geo-Informationssystem ist ein rechnergestütztes System, das aus Hardware, Software, Daten und den Anwendungen besteht. Mit ihm können raumbezogene Daten digital erfaßt und redigiert, gespeichert und reorganisiert, modelliert und analysiert sowie alphanumerisch und graphisch präsentiert werden.



Definitionen - Zusammenfassung - wesentliches Merkmal ist die raumbezogene Verarbeitung von Daten - ein GIS ist Werkzeug zur Erfassung, Verwaltung, Analyse und Darstellung

raumbezogener Daten - ein GIS integriert Informationen über: räumlichen Lage (Geometrie), Lagebeziehungen

(Topologie), Art und Eigenschaften (Thematik) sowie (teilweise) zeitliche Veränderungen (Dynamik) von Objekten im Raum

- ein GIS ist die Basis für raumbezogene Modelle und Simulationen - ein GIS ist ein System, besteht aus Hardware, Software, Daten - räumliche Basiselemente im GIS sind Punkt, Linie, Fläche und Rasterelement (Pixel) - in einem GIS besteht i. a. Maßstabsvielfalt und Blattschnittfreiheit

vgl.: [Stahl, WWW, 1998; http://www.laum.uni-hannover.de/umwelt/gis/gisdef.html]

Abb. 5: GIS Architektur - Beispiel Quelle: [CSC Ploenzke Consulting GmbH, WWW, 1998]

1.3.2 Abgrenzung zu anderen Informationssystemen (IS) „Das Hauptproblem der Identifizierung von Systemunterschieden ist in der Tatsache begründet, daß diese Unterschiede im Endergebnis (Pläne und Karten) praktisch nicht erkennbar sind.“ [Stahl, R / Greve, K., WWW, 1998; http://131.220.125.175/theorie/grundlag/architek/gisarchi.htm]

mit anderen Worten: die Unterschiede bestehen v.a. hinsichtlich Datenmodell/-struktur und Softwarefunktionalität - also für AnwenderInnen deutlich wahrnehmbar, für Konsumenten der Endprodukte kaum sichtbar



WESENTLICHE UNTERSCHIEDE ZWISCHEN

Geoinformationssystem Datenbanksystem Geoobjekte mit explizitem Raumbezug und gekoppelten Sachdaten

Modellierung allgemeiner Objekte, Raumbezug nur als ein Attribut

Selektion von Geoobjekten über Raumbezug und Attribute möglich

Selektion von Objekten nur über Attribute (z.B. Schlüssel) möglich

Datenanalyse interaktiv-grafisch und numerisch - statistisch

Datenanalyse überwiegend mit statistischen Methoden

Visualisierung mit digitaler Kartographie, Tabellen und Diagrammen

Visualisierung durch Tabellen und Diagramme (Business-Grafik)

Geoinformationssystem CAD - System Abbildung der Realität durch ein geometrisch und fachlich vereinfachtes Modell

"Von der Idee zur Realität" durch interaktiv-geometrisches Modellieren und Konstruieren

Geometrie und Thematik der Geoobjekte sind gekoppelt

Meist keine Sachdaten-Verwaltung bzw. Kopplung an Geoobjekte

Geoobjekte sowohl im Vektor- wie im Raster-Modell darstellbar

Geometrie der Objekte nur vektoriell sinnvoll

Analysefunktionen bilden den Schwerpunkt der GIS-Funktionalität

Analysefunktionen in der Regel nur rudimentär vorhanden

Geoinformationssystem Kartographiesystem Visualisierung mit graphischen und kartographischen Techniken ist nur eine von vielen Funktionen

Primäres Ziel ist die Konstruktion topographischer und thematischer Karten

Analysefunktionen bilden den Schwerpunkt der GIS-Funktionalität

Analysefunktionen sind nur eingeschränkt vorhanden

[Streit, WWW, 1998. http://ifgi.uni-http://ifgi.uni-muenster.de/vorlesungen/geoinformatik/index.html] Literatur / Quellen:

[Burrough, 1998]; [agi – source book articles 1997 / chapter 3 – a brief history of gis]; [Stahl, WWW, 1998, GIS-Tutor 3.0]; [Maguire, D. / Goodchild, M. / Rhind, D. – An Overview and Definition of GIS]

1.3.3 GIS-Anwendungsbereiche Geographische Informationssysteme (GIS) sind Werkzeuge – sehr vielfältige, flexible und für raumbezogene Fragestellungen universell einsetzbare Werkzeuge. Daher ist die Bandbreite an Anwendungen in denen GIS zur Entscheidungsunterstützung eingesetzt werden bereits sehr groß.

GIS-Einsatzbreiche – Merkmale: breites Spektrum, rasante Erweiterung, z.B.: - Vermessung und Katasterwesen - Umweltinformationssysteme [UIS] (Umweltkataster Altlasten, Biotope, ...) - Umweltanwendungen und Simulation / Environmental Modelling (Luft, Klima, Wasser, ...) - Kommunale Informationssysteme [KIS] - Planungswesen (Stadtplanung, Raumordnung, Bebauungs- und Flächenwidmungs-

planung, UVP) - Führungs-Informationssysteme [FIS] (Entscheidungsrelevante Daten auf Knopfdruck) - Netz-Informationssysteme für Ver- und Entsorgungsbetriebe sowie Telekommunikations-

anbieter [NIS] - Transport, Verkehr, Logistik (ÖPNV, Routenplanung, Fahrzeugnavigation, ...) - Funknetzplanung



- Geo-Marketing (Handel, Kommunikation, Vertrieb + Marketing allgemein) - Finanzdienstleistungen (Banken, Versicherungen ... - Standortplanung) - Immobilien, Gebäudeverwaltung, Facilities management - Industrieanwendungen - Boden-Informationssysteme [BIS] (geologische Fragestellungen, landwirtschaftliche

Ertragsabschätzung, Dokumentation von Schadstoffbelastungen, ...) - GIS im Bauwesen (Bodenmechanik, Grundwasser) - Geologie und Prospektion - Land- und Forstwirtschaft - Archäologie - Kriminalistik (Verbrechensschwerpunkte, Einsatzplanung, ...)

[Stahl, R / Greve, K., WWW, 1998; http://131.220.125.175/praxis/anwendg/index.htm]

Abb. 6: Einsatzfelder raumbezogener Informationsverarbeitung Quelle: [Hansen, J; 97]

GIS- Nutzenaspekte

Defizite manueller Verfahren bzw. manuell erstellter geogr. Informationsprodukte: - Personalaufwand, - begrenzte Lebensdauer der Informationsträger, - zunehmender Arbeitsumfang, - eingeschränkte Möglichkeiten der Fachdatenauswertung und Datenverknüpfung, - redundante Datenhaltung, - mangelnde Aktualität und Konsistenz, - mangelnde Flexibilität hinsichtlich Maßstab und Inhalt, - hoher Aufwand bei Informationssuche und Informationsaufbereitung, - hoher Aufwand bei Weiterleitung und Umformung der Information.

Quantifizierbarer Nutzen - Reduktion des Herstellungs- und Pflegeaufwandes für Pläne/Karten - Vereinfachung und Beschleunigung von Arbeitsabläufen - Verringerung des Personalaufwandes

Operationeller Nutzen d.h. wirkungsvolle Unterstützung der Organisationseinheit - komplexe räumliche Analysen - Qualitäts- und Aktualitätssteigerung



- Informationsverknüpfung - Benutzerfreundlichkeit - flexible Produktgestaltung (Ausschnitt, Maßstab, Thema, ...)

Strategischer Nutzen - Vereinheitlichung von Datenbeständen - Optimierung von Geschäftsprozessen / Arbeitsabläufen - Schaffung qualifizierter Arbeitsplätze

vgl. [Behr, F.J., WWW 1998]

1.3.4 Was bedeuten GIS für die Raumplanung? - „Zentraler Gegenstand der Raumplanung ist die planmäßige Gestaltung eines Gebietes

zur Gewährleistung der bestmöglichen Nutzung und Sicherung des Lebensraumes.“ [Amt d. Salzburger Landesregierung, 1995] – d.h. Raumplanung ist per Definition raumbezogen.

- Geographische Informationssysteme (GIS) sind Werkzeuge für raumbezogene Fragestellungen.

GIS – Aufgaben im Rahmen der Raumplanung (Top Down Konzept) 1. Informationsaufgabe: Die ständig, mehrfach oder auch nur einmalig benötigten

(räumlichen) Daten müssen verwaltet und problemadäquat bereitgestellt werden. 2. Analyseaufgabe: Einfache oder komplexe Zusammenhänge, die für die

Problemlösung relevant sind und die durch die Daten abgebildet werden, sollen mit GIS-Unterstützung erfaßt und transparent gemacht werden.

3. Planungsaufgabe: Maßnahmenalternativen sollen entworfen werden. 4. Simulationsaufgabe: Die Auswirkungen von gewünschten oder vorgeschlagenen

Maßnahmen sollen im Rahmen von GIS-Modellen simuliert werden. 5. Bewertungsaufgabe: Ein Raumplanungs-GIS muß auch Werkzeuge anbieten um

Bewertungen räumlicher Sachverhalte so objektiv wie möglich durchführen zu können. [Mandl, 1994]

zu Punkt 1: - Acquisition of information - Reduction and condensation of information - Structuring of the objectives and the problems

[Mandl, P. 1995]

GIS-Implementierung in der Raumplanung - Planungs-GIS

Status Quo (im Idealfall): Information – Analyse – Planung - Spatial Decision Support Systems – SDSS

(SDSS: dt. räumliches Entscheidungsunterstützungssystem) „Zukunftsmusik“: Information – Analyse – Planung – Simulation - Bewertung

GIS sind Datenquellen Planungsrelevante Daten liegen in zunehmendem Maß digital vor – d.h. PlanerInnen werden bei der Übernahme von Fremddaten immer öfter mit dem Output von geographischen Informationssystemen konfrontiert. Daher - müssen PlanerInnen generell mit den Konzepten geographischer Informationssysteme

vertraut sein und - sich auf der Basis dieses Grundlagenwissens ein Bild von der Aussagekraft und Qualität

der angebotenen Daten machen können.

digitale Grundlagendaten - Landesvermessung durch die Vermessungsbehörden



flächendeckende Bestände digitaler Daten als Produkt der Grundlagenvermessung durch das Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (siehe BEV)

- Satellitendaten: rasch wachsende Zahl von Datenanbietern für verschiedene Spektralbereiche, z.B. SPOT, Landsat

digitale Planungsdaten

digitale Katasterwerke - digitale Abbildungen der Grundstücksstruktur und Eigentumsverhältnisse

in Österreich: Digitale Katastralmappe (DKM) / Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV) – graphische Darstellung der Katastralmappe - rechtsverbindlich (!) aber innerhalb eines Mappenblattes keine Homogenität hinsichtlich Inhalt, Genauigkeit und Aktualität (vgl. [Kalasek, 1996])

- in der Regel für großmaßstäbige Fragen der Siedlungs-, Infrastruktur- und Verkehrsplanung verwendet (vgl. z.B. Planzeichenverordnungen der Länder zum Flächenwidmungsplan)

nähere Informationen zur DKM siehe BEV / Digitale Katastralmappe und LVA Kommunale Planungsdatenbanken (Schrenk, M. und Kalasek, R.)

Abb. 7: Digitale Katastralmappe / Wien (ohne Grundstücksnummern)

digitale topographische Grundkarten - digitale Repräsentationen der realen Verhältnisse in der Natur ( Rechtssituation im

Kataster) = Naturstand / Summe des natürlichen und künstlichen Bestandes der Umwelt (vgl. [Wenger-Oehn, 1992])

- Verwendung überall dort, wo Bezug zur realen Situation wesentlich ist z.B. Leitungskataster (-> Einmessung in der Natur)

- breites Spektrum an Informationen in Abhängigkeit vom Anwendungsbereich - kleine Maßstäbe: Höhenschichtlinien, Gewässernetz, administrative Grenzen, ...

Inhalt und Symbolik meist übereinstimmend mit entsprechenden nicht digitalen topographischen Kartenwerken (z.B. ÖK 50 oder ÖK 200)



- mittlere und große Maßstäbe: Gebäudebestand, Leitungsinfrastruktur (oberirdisch und unterirdisch), Straßenabgrenzungen, ...meist starke Differenzierung der Objektarten (z.B. Gebäude- oder Straßentypen) und Verknüpfung mit anwendungsspezifischen Attributen (z.B. Leitungskapazität oder -material) Beispiel: Mehrzweckkarten Wien (MZK) Problem: Lagegenauigkeit / Strukturierungstiefe -> Kosten, <- Aktualität - laufende Fortführung

Abb. 8: Inhalte von KM und topographischer Karte im Vergleich Quelle: [Kalasek, 1994]

digitale Höhenmodelle

- digitale Abbildungen der Geländehöhen - landesweit: Produkt der Landesvermessung (siehe Abb.

10), lokal: Ergebnis projektbezogener Vermessungen - Grundlage von dreidimensionalen Landschaftsanalysen wie

Hangneigung, Exposition, Geländeform und Sichtbarkeit (siehe Kapitel Analyse)

Abb. 9: Digitales Höhenmodell (DHM)

Abb. 10: Wege der Erstellung digitaler Höhenmodelle Quelle: [Muhar, 1992 ]



GIS sind PlanungsWerkzeuge

Von PlanerInnen wird neben der Fähigkeit das Datenangebot zu beurteilen, immer häufiger Kompetenz im Umgang mit dem Werkzeug GIS erwartet – User/Anwender treten nicht bloß als Konsumenten von GIS-Produkten, sondern als Produzenten auf. Im Rahmen von planungsbezogenen GIS-Projekten sind RaumplanerInnen / LandschaftsplanerInnen immer öfter verantwortlich für das gesamte Spektrum der GIS-spezifischen Aufgabenbereiche: - Sammlung, - Verwaltung, - Archivierung, - Darstellung, - Analyse / Modellierung raumbezogener Daten

Planungsbezogene GIS–Anwenungsbeispiele (Auswahl) Flächenwidmungsplanung

Abb. 11: Digitaler Flächenwidmungsplan – Beispiel Quelle: GeoInfo Graz, WWW, 1998 / http://www.gispoint.co.at./images/flawi.jpg Digitale Flächenwidmungsplanung ist ein häufig verwendetes Schlagwort, das inhaltlich-methodisch und technisch kaum abgegrenzt ist. In den einzelnen Bundesländern sind Ansätze in diese Richtung sehr unterschiedlich weit fortgeschritten. Zu den Vorreitern zählen jedenfalls Vorarlberg, Tirol, Salzburg und die Steiermark.

GIS werden im Zuge der Flächenwidmungsplanung verwendet als - Visualisierungswerkzeug (kartographische Aufgaben) - Planungswerkzeug (Standortplanung, Baulandbewertung)



Verkehrsplanung - Routenplanung

Abb. 12: Verkehrsbelastung Raum Linz Quelle: WigeoGis – Geomarketing, WWW, 1998 / http://www.wigeogis.co.at/Geomarketing/demograp_Bspl2.htm Der Einsatz edv-gestützter Werkzeuge ist in der Verkehrsplanung sehr traditionsreich - in der Objektplanung werden bereits seit langer Zeit CAD-Systeme und ähnliche Konstruktionsprogramme verwendet, in der Verkehrssystemplanung existieren spezialisierte Simulationswerkzeuge zur Modellierung komplexer Verkehrsnetze. Geographische Informationssysteme mit Netzwerkfunktionalität unterstützen mittlerweile Operationen wie Routenfindung, Allokation (Einzugsbereiche) und Adreßverortung. großes Wachstumspotential: Verkehrsleitsysteme, Road Pricing, Routenoptimierung

Realraumanalyse Österreich

Abb. 13: Realraumanalyse Österreich / Ausschnitt Villach Quelle: [Institut für Geographie und Regionalforschung (IGR), WWW, 1998 http://www.uni-klu.ac.at/groups/geo/projekte/realraum/realraum.htm] Zielsetzungen einer geographisch orientierten Realraumanalyse: - Erfassung der aktuellen Landnutzung auf gesamtstaatlicher Ebene: Status quo der

differenzierten Inanspruchnahme des Staatsgebietes (Realraummodell), - im mittleren Maßstab und unter den damit verbundenen inhaltlichen und

kartographischen Rahmenbedingungen; d.h. mittels eines geeigneten Sets von Nutzungstypen und auf der Basis einer angemessenen Generalisierung (inhaltlich-räumliche Normierung),



- aufgrund neuartiger, hochauflösender russischer Satellitenphotographien und anderer Fernerkundungsdaten sowie mit Hilfe diverser thematischer und topographischer Unterlagen,

- mit dem Ziel einer dualen Verwertung: nämlich um sowohl für wissenschaftliche Fragestellungen als auch in der Raumordnungspraxis angewandt zu werden.

Biotopkartierung

Abb. 14: Stand der Biotopkartierung in Österreich / 1994 Quelle: Umweltbundesamt, WWW, 1998 / http://www.ubavie.gv.at/

- Dokumentation der Biotopkartierungen in den einzelnen Bundesländern / Umweltbundesamt

- Rechtliche Grundlage zur Durchführung von Biotopkartierungen sind die Landesnaturschutzgesetze, dzt. bestehen entsprechende Regelungen im Burgenland, in Oberösterreich und in Salzburg für landesweite Biotopkartierungen und in Tirol für Biotopkartierungen in Schutzgebieten.

- Unterscheidung von: Selektiven Biotopkartierungen (individuelle Beschreibung einzelner Biotope) und Biotoptypenkartierung (Zuordnung einzelner Biotope zu Biotoptypen)

Bundesverkehrswegeplan Abreitspaket N0-S - Auswirkungen von Verkehrsinfrastrukturmaßnahmen auf die regionale Standortqualität (siehe www - srf/projekte )

Abb. 15: Erreichbarkeit der österreichischen Regionen auf der Bahn Quelle: SFR / Kramar. H., WWW, 1998



Bearbeitung durch das Institut für Stadt- und Regionalforschung im Auftrag des Bundesministeriums für Wissenschaft und Verkehr

Projektziel: - Erarbeitung eines regional differenzierten Computersimulationsmodells für Österreich,

mit Hilfe dessen die wirtschaftlichen und sozialen Effekte von zukünftigen Verkehrsinfrastrukturprojekten anhand von Indikatoren wie Kaufkraft, Wanderungsbilanz oder Steueraufkommen abgeschätzt werden können. Die prognostizierten sozio-ökonomischen Auswirkungen von Infrastrukturinvestitionen werden im besonderen auf die Veränderung der bestehenden Disparitäten und Rangfolgen im Siedlungsgefüge bezogen.

Stadtplanung - Berlin

- Realnutzung, Umweltsituation, topographische Informationen - Planungen, Szenarien - flächendeckend projektbezogen - Kombination verschiedener Technologien: GIS, CAD, Bildbearbeitung, ...

Abb. 16: Flächennutzungsplanung - Berlin / Ausschnitt Podsdamer Platz

Quelle: [Flächennutzungsplan Berlin, WWW. 1998; http://www.sensut.berlin.de/sensut/entwicklung/fnp/fnp.htm]

Planwerk Innenstadt Berlin

Abb. 17: Planwerk Innenstadt Berlin / Podsdamer Platz (li.) - Bahnhof Zoo (re.) Quelle: [Planwerk Innenstadt Berlin, WWW, 1998 - http://www.sensut.berlin.de/sensut/entwicklung/planwerk/index.htm]

Anmerkung: das WWW-Angebot zur Stadt- und Umweltplanung Berlins ist eines der umfangreichsten und anspruchsvollsten - absolut empfehlenswerte Adresse für Planerinnen und Planer (!)



weitere Anwendungsfelder in der Planung bzw. im Planungsumfeld - Netzinformationssysteme, z.B. Wiener Stadtwerke (Gas, Strom, Wasser, Kanal, ...) - Uweltplanung - Umweltinformationssysteme, Umweltverträglichkeitsprüfung, Visual

Impact-Studien

mehr zum Thema Gis als Planungswerkzeug und planungsbezogene digitale Daten siehe LVA Kommunale Planungsdatenbanken / Schrenk M., Kalasek, R.

Anmerkung am Ende des Kapitels: Mit der Vielfalt an Anwendungsmöglichkeiten nimmt auch die Verantwortung der AnwenderInnen zu. „Allgemeine Technikgläubigkeit und nahezu unbegrenzte Manipulationsmöglichkeiten durch unterschiedliche Darstellung des selben Sachverhalts erlauben weitgehende Einflußnahme auf Zielpersonen und Entscheidungen.“ [Stahl, R / Greve, K., 1998; http://131.220.125.175/einleitg/einleit.htm]

1.3.5 GIS-Software (SW) Trends

- enorme Hardwarebeschleunigung (Produktzyklus ca. 9 – 12 Monate) => zunehmend komplexe SW auf günstigen Hardware-Plattformen

- wachsende Vertrautheit mit PCs - generelle Nachfrage nach intuitiv zu bedienender Software (ohne Fenster geht nix) - Neue Märkte für GIS-Software (z.B. Marketing, Telekom, Logistik) -> mehr Angebot ->

sinkende Preise für GIS-Software - Verschmelzung verschiedener Produktgruppen: Desktop-GIS – GIS, Vektor-GIS –

Raster-GIS durch den Leistungszuwachs der Desktop-Computer verlieren die klassischen Unterscheidungen in Gis-Software zur „Datenvisualisierung“(GIS-Viewer) und Systemen zur „Datenverarbeitung“ an Bedeutung. Die Differenzierung von Vektor- und Raster-Gis nach den beiden wichtigsten GIS-Datenmodellen spiegelt den eher technischen Zugang eines Großteils der GIS-User wieder - aus reiner Anwendersicht verschwimmen die Grenzen v.a. durch das Aufkommen hybrider Systeme

Software – Auswahl SMALLWORLD INTERGRAPH ArcView ARC/INFO (ESRI) IDRISI WWW Tutorial - Home GRASS und Grassland 1.0 ® MapInfo ERDAS, Inc. - Geographic Imaging Made Simple (ohne Anspruch auf Vollständigkeit, Reihenfolge ohne Wertung)

LIteratur/Quellen - agi-source book articles 1997 / Chapter 4 - Maguire (1990) - Internet [z.B. http://www.akgis.de/gis/software/sw-liste.htm]



Kapitel 2 - Literatur Anmerkung: bei Internet-Links beziehen sich die Jahreszahlen nach dem Eintrag WWW auf den Zeitpunkt des letzten erfolgreichen Zugriffs

Aronof, S. (1989): Geographic Information Systems: A Management Perspective; Ottawa

Association for Geographic Information (WWW, 1997): AGI source book for GIS 1997, http://www.agi.org.uk/

Bartelme, N. (1989): GIS Technologie. Geoinformationssysteme, Landinformationssysteme und ihre Grundlagen; Berlin

Behr, F.J. (WWW, 1998): Nutzenkategorien – GIS; http://www.graphservice.de/papers/nutzen.htm

Bill, R. und Fritsch, D. (1991): Grundlagen der Geo-Informationssysteme. Band 1: Hardware, Software und Daten; Berlin

Burrough, P.A. (1986): Principles of Geographical Information Systems for Land Ressources Assessment; Oxford

Chou, Chou, Y.-H. (1996); Exploring Spatial Analysis in Geographic Information Systems; OnWord Press, Santa Fe

CSC Ploenzke Consulting GmbH (WWW, 1998): GIS - Infobox; In: Stahl, R und Greve, K.(1998): das GIS-Tutorial - Version 3.0; http://131.220.125.175/

DANA, P. H. (WWW, 1998): Map Projection Overview; http://www.utexas.edu/depts/grg/gcraft/notes/mapproj/mapproj.html

DANA, P. H. (WWW, 1998): Global Positioning System Overview; http://www.utexas.edu/depts/grg/gcraft/notes/gps/gps.html

DANA, P. H. (WWW, 1998): Coorinate Systems Overview; http://www.utexas.edu/depts/grg/gcraft/notes/coordsys/coordsys.html

Duden „Fremdwörterbuch“ (1982); 4. Auflage; Bibliographisches Institut; Mannheim, Wien, Zürich

ESRI - WWW GIS-Library (WWW, 1998): http://www.esri.com/library/gis/abtgis/comp_gis.html

Goodchild, M. F.; et al. (1993): Environmental modeling with GIS; New York

Hansen, J. (1997): GIS im Internet am Beispiel der Stadt Köln; In: geoinformatik_online, Ausgabe 2/97, http://gio.uni-muenster.de

Institut für Geographie und Regionalforschung / IGR (WWW, 1998): Realraumanalyse Österreich; http://www.uni-klu.ac.at/groups/geo/projekte/realraum/realraum.htm

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Kapitel 1 - Einführung20-%20Einf... · Since putting spatial data into a computer at great expense...

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