Verkehrsnetze

Projektbeitrag im Rahmen des Vertieferseminars für GIS

von Mathias ThelkerBonn, 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

51,1119,12523,542,98499,431,23387,2311,98234,7812,341yxNode

Knotenverzeichnis:(Table Of Nodes)

Kantenverzeichnis:(Table Of Arc)

28211

From Node

54423

To Node

54321

Arc

Speicherung von Graphen (ArcInfo)

Datenstruktur von GIS-Formaten:

Verkehrsweg

( Objektbereich )

Objektklasse:

Objektart:

Attribute:

lfd. Nr.

Qualität

Fahrsp

lfd. Nr.

Qualiät

lfd. Nr.

Qualität

Straße Weg Platz

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 ?)

A T K I S : 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)

A T K I S :

Objektarten:• Straße• Weg• Platz• ...

Attribute:• Breite• Beschaffenh.• ...

Objektbereiche: Verkehr Siedlung ...

Objektklassen:• Schienenverkehr• Straßenverkehr• ...

Aufbau:

Primär für Navigationssysteme in Fahrzeugen=> Straßenachsen (mit Abbiegespuren, etc)

Erfassung durch 2 konkurierende Konsortien- EDRA (European Digital Road Association) (Bosch / TeleAtlas)- EGT (European Geographic Technologies)

Entwicklung seit 1984 -> gdf Version 3.0 (ISO-Norm)Europa voll erfaßt

TeleAtlas bietet mittlerweile 3 Systeme an (StreetNet, RoadNet und MultiNet)Multinet soll auch topographische Informationen anbieten, soweit sie für den Autofahrer wichtig sind (Sehenswürdigkeiten, Raststätten. etc.)

G D F :Geographic Data FileGeographic Data File

Beschreibt (nur) Verkehrswege, keine Topographie

In neuerer „multiNet“-Version weitere Informationen möglich (laut TeleAtlas)

wenig Objektklassen und Objektarten viel Gewicht auf Attribute, die auch segmentiert

oder temporär sein können. Import von gdf Format fraglich

G D F :Straßenteile

können verschiedene

Attribute besitzen

Attribute sind nur zu bestimmten Zeitpunkten

vorhanden

G D F :10 Objektgruppen: Straßen Wohngebiete Verwaltung Bahn ...

Objektarten:• Straße• Fähre• Brunnels• ...

Attribute:• Art• Breite• Höchstges.• Richtung• ...

Aufbau:

ATKIS vs. GDFATKIS*: GDF:

*Nach ATKIS muß zwischen einem Objekt und der Geometrie des Objektes mindestens ein Objektteil gebildet werden

Beispiel: „Fahrbahn mit baulich-getrennten Fahrspuren“

ObjektteilObjektteilObjektteil

Objekt: Fahrbahn (3106)

Objekt: Straßenkörper (3105)

Objekt: Fahrbahn (3106)

komplexes Objekt: Straße (3104)

FeatureElement: Road Element

FeatureElement: Road Element

Komplexes FeatureElement: Road

Zusammenfassung:

Vorteile: „Datenzugang:“

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

Nachteile: „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

ATKIS

Vorteile: „Attributgewichtung“:

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

Nachteile: „KFZ-spezifisch“:

Da das System auf Fahrzeugnavigation zugeschnitten ist, gibt es zu viele KFZ-Informationen (Fahrspuren), andererseits zu wenig „Fahrrad“-Informationen (Rastplätze, Kultur, etc...)

Import nach ArcInfo ist fraglich

„Ungenauigkeiten“:Mischung mit Koordinaten anderer Herkunft könnte schwierig sein.Mit ATKIS (± 15m) unmöglich.

Zusammenfassung: GDF

DatenErfordernisse / Wunschliste:

Flächendeckendes Verkehrssystem von Bonn

Genauigkeit ± 3 m

Eindeutigkeite

Objektkatalog mit relevanten Objekten

Einfach strukturiert

Attributvielfalt (segmentiert, temporär, ...)

ArcInfo kompatibel

ATKIS

(?)

-

-

?

GDF

-

?

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

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.)

ArcInfo Möglichkeiten:

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 ?

G D FG D F

ATKIATKISS