Übung 5 – Flächenbilanzierung Juli 15, 2009

Aufgabenstellung:

 

Erzeugen Sie auf Grundlage der Datei ‚TU_KL.shp’ eine Flächenbilanzierung für die vorkommenden

Fachbereiche als ‚TU_KL_Bilanzierung.shp’!!!

Schritt 1:

Im ersten Schritt werden die Projekteinstellungen bearbeitet. Wie schon in  den vorherigen Übungen verwenden wir das Gauß-Krüger-System 2, die Karteneinheit Meter und benennen das Projekt entsprechend mit Übung 5.

Schritt 2:

Wir laden nun die vorgegebene Shape-Datei der TU Kaiserslautern hoch und „splitten“ in auf, indem wir unter „Plugins“ „split Shapefile“ wählen. Mit dieser Funktion werden die ausgewählten Gebäude der TU KL in die versch. Fachbereiche aufgeteilt.

Schritt 3:

Nun können wir uns die Flächen der einzelnen Gebäude ansehen. Dazu das „Geometry Tool“ „Export/Add Geometry Columns“. Die Attribute AREA und PERIMETER wurden so hinzugefügt.

Schritt 4:

Um die Fachbereichsgebäude unterscheiden zu können, habe ich sie noch klassifiziert und mit der entsprechenden Bezeichnung beschriftet. Man hätte genauso gut als Beschriftung AREA wählen können.

 

Übung 4 – Geodatenverarbeitung Juli 7, 2009

Schritt 1: Zunächst muss man, wie bei jedem Projekt, die Projekteinstellungen verändern. Der Titel des Projektes wird eingegeben und die Karteneinheit „Meter“ gewählt. Das Koordinatenbezugssystem ist die Gauß-Krüger-Zone 2. Das Projekt habe ich anschließend abgespeichert.

 

Schritt 2: Nach allg. Einstellungen habe ich die Shape-Dateien der Vogelschutzgebiete RLP, der FFH-Gebiete RLP und der Landkreise von Rheinland-Pfalz eingefügt und diese laut Aufgabenstellung umbenannt in VSG_RLP, FFH_RLP, und LK_RLP.

 

Schritt 3: Die Landkreise Birkenfeld und Bernkastel-Wittlich sollen zusammengefügt werden. Unter der Attributtabelle des Landkreis-Layers wählt man „Erweitert…“. Nun öffnet sich ein neues Fenster, in dem man eingibt „NAME = Birkenfeld OR NAME = Bernkastel-Wittlich“. Die beiden Landkreise werden farblich gleich unterlegt. Beim Layer LK_RLP muss man nun die „Auswahl als Shape-Datei speichern“ und diesen neuen Layer dementsprechend benennen, abspeichern und als Vektorlayer in das Projekt einfügen.

 

Schritt 4: Um die FFH-Gebiete und VSG-Gebiete und deren Teilgebiete der beiden Landkreise hervorzuheben, muss man unter „tools“ – „research tools“ – „select by location“ ins obere Feld den Layer FFH_RLP bzw. VSG_RLP eingeben und ins untere Feld den Layer LK_BIR_WIL. Beide neuen Layer werden nun auch wieder gespeichert und als Vektorlayer eingefügt.

 

Schritt 5: Um nur die FFH-Gebiete und VSG-Gebiete innerhalb der beiden Landkreise zu erhalten, wählt man unter „tools“ – „geoprocessing-tools“ die Funktion „clip“. Hier gibt man in das obere Feld die aus Schritt 4 enstandenen Shape-Dateien (in diesem Fall FFH_BIR_WIL bzw. VSG_BIR_WIL)ein und in das untere Feld den Layer LK_BIR_WIL. Unter einem neuen Namen wird auch dies wiederum abgespeichert und als neuer Layer in die Karte geladen, diesmal mit der Bezeichnung FFH_BIR_WIL_clip bzw. VSG_BIR_WIL_clip.

 

Schritt 6: Beide Naturschutzgebiete sollen nun zu einem Layer zusammengefasst werden. Dies geschieht folgendermaßen: Unter „tools“ – „geoprocessing tools“  wählt man die Funktion „union“ und gibt in die Felder beide Layer ein, die man zusammenführen will. Speicherort und Benennung eingeben und schon kann man den neuen Layer in das Projekt einfügen.

 

Schritt 7: Zum Schluss wird noch die TK 100 als Rasterlayer hochgeladen und ganz nach oben gelegt, allerdings transparent (man sagte mir, dass sei besser wegen dem Plotten). Die Landkreisgrenzen von RLP habe ich etwas dicker und hellgrau gemacht, damit man sie besser erkennen kann. Die Layer FFH_BIR_WIL_clip und VSG_BIR_WIL_clip wurden jeweils klassifiziert nach ihren Gebietsnummern („Eigenschaften“ – „Darstellung“ – „Eindeutiger Wert“ – „Klassifizierungsfeld GEBIETNUM“ – „klassifizieren“) und farblich von einander abgesetzt. Da sich manche VSG mit FFH-Gebieten überschneiden, habe ich für die VSG einen vertikal gestrichenen Füllstil gewählt und diesen Layer über den der FFH-Gebiete gelegt.

 

Schritt 7: Der letzte Schritt war das Plotten bzw. das herstellen einer pdf-Datei. Die Funktion findet man unter „Plugins“ – „Schnelldruck“. Hier kann man dann einen Kartentitel, den Namen der speziellen Karte, ein Copyright und die Seitengröße eingeben.

GIS und Koordinatensysteme am Beispiel des Gauß-Krüger-Systems (GK-Systems) Mai 11, 2009

1. Was ist ein Ellipsoid?

Ein Ellipsoid ist die dreidimensionale Entsprechung einer Ellipse. Die Ellipsoidgleichung lautet:

x²/a²+y²/b²+z²/c² = 1

 

 

2. Wie ist die Bezeichung des Ellipsoids, der beim GK-System verwendet wird?

In Deutschland ist das Bessel-Ellipsoid üblich: Es ist ein Referenzellipsoid zur Modellierung der Erdoberfläche für Europa. 1841 wurde es von Friedrich Wilhelm Bessel aus Daten großräumiger Vermessungen abgeleitet.

Die beiden Achsen sind a=6.377.397,155 m      ,      b=6.356.078,963 m

 

3. Worin besteht der Unterschied zwischen geographischen und projizierten, kartesischen Koordinaten?

Geographische Koordinaten werden zur Festlegung von Punkten auf der Erdoberfläche genutzt. Sie beziehen sich auf den Äquator und einen Nullmeridian und werden als geographische Längen und Breiten bezeichnet.

Projizierte, kartesische Koordinaten lokalisieren Punkte im Raum. Sie stehen in einem Bezug zu zwei oder drei gegenseitig orthogonalen Achsen, wobei diese meistens als x, y und z Achse bezeichnet werden. Die Erdoberfläche wird unter Verwendung kartesischer Koordinatensystem verebnet. Die bekanntesten Projektionsarten zur Schaffung solcher Koordinaten sind die Zylinderprojektion, Stereografische Azimutalprojektion, Kegelprojektion und Transversale Mercatorprojektion.

 

4. Welche Projektionart liegt dem GK-System zu Grunde?

Transversale Mercatorprojektion:

Bei der Mercatorprojektion wird um die Erde ein Zylinder gelegt, der diese am Äquator berührt. Alle Punkte der Erde werden nun auf den Zylinder übertragen. Rollt man danach den Zylinder ab, erhält man eine zweidimensionale Karte der Erde. Um eine winkeltreue Abbildung zu erhalten, wird die Karte in Nord-Süd-Richtung verzerrt. Aufgrund der Winkeltreue werden Mercator-Abbildungen hauptsächlich für Seekarten verwendet. Für flächentreue Abbildungen eignen sie sich nicht, da die Pole vergrößert dargestellt werden.

 

5. Welche Vorteile bietet ein kartesisches Koordinatensystem?

Beim kartesichen Koordinatensystem wird die Erde wirklichkeitsgetreuer abgebildet, da die Oberflächenstruktur berücksichtigt wird. Die Verzerrungen der Erde, die bei der Mercatorprojektion entstehen, werden durch das Einsetzen eines kartesischen Koordinatensystems verringert.

 

6. Um welche Einheiten handelt es sich bei GK-Koordinaten?

Es handelt sich um Hoch- und Rechtswerte in Meter. Der Rechtswert wird aus der Distanz vom jeweiligen Bezugsmeridian ermittelt. Der Hochwert ergibt sich aus der Distanz vom Äquator.

 

7. Was versteht man in diesem Zusammenhang unter dem Begriff „Meridian“?

Ein Meridian ist ein halber Längenkreis der Erde, der von einem Pol zum anderen verläuft. Alle Meridiane haben die gleiche Ausdehnung, allerdings wird der Abstand zwischen zwei Meridianen von den Polen zum Äquator immer größer.

 

8. Warum werden im GK-System sog. Meridianstreifen verwendet?

Es wird sozusagen ein Netz über die Erde gelegt, die diese in 3°(6°) breite Meridianstreifen unterteilt. Jeder Meridianstreifen erhält eine Kennziffer. In der Mitte der Meridianstreifen verläuft der Mittelmeridian. Er stellt die x-Achse eines kartesischen Koordinatensystems dar; der Äquator die y-Achse. So lässt sich jeder Punkt auf der Erde genau festlegen.

 

9. Wie erkennt man die Kennziffer des verwendeten GK-Streifens an einer Koordinate?

Die Kennziffer des Meridianstreifens steht an erster Stelle des Rechtswertes. Ist der Rechtswert zum Beispiel 3.593.571,20, so wäre die Kennziffer 3.

 

10. Mit welcher Formel lässt sich am Einfachsten der Zentralmeridian eines beliebigen GK-Streifens berechnen?

Der Zentralmeridian entspricht dem Wert 500.000 m oder 500 km, damit für westlich des Zentralmeridians gelegene Punkte keine negativen Werte entstehen. Die erste Ziffer des Rechtswertes ergibt mit 3 multipliziert den Zentralmeridian des Meridianstreifensystems.

 

11. Übersetzen Sie die Begriffe „Easting“ und „Northing“ im aktuellen Kontext.

„Easting“ gibt den Rechtswert und „Northing“ den Hochwert im GK-System an. Sie beschreiben also die Koordianten im GK-System.

 

12. Was versteht man unter den Begriffen „False Easting“ und „False Northing“?

Negative Koordinaten sollen vermieden werden, in dem man bei „False Easting“ den Meridian rechnerisch durch hinzuaddieren von 500.000 m nach Westen verschiebt. Beim „False Northing“ wird diese Methode auf den Äquator angewendet.

 

13. Werden „False Easting“ und „False Northing“ beim GK-System eingesetzt? (Warum bzw. warum nicht?)

Da man beim GK-System von Mittelmeridianen ausgeht und negative Werte auftreten können, wird das „False Easting“ verwendet. „False Northing“ ist nur dann von Bedeutung, wenn man Koordinaten auf der Südhalbkugel bestimmen will.

 

14. Erläutern Sie kurz die Abkürzungen „OGC“, „SRS“ und „EPSG-Code“.

Open Geospatial Consortium:

Organisation, die allgemeinnützige Standards festlegt, die sich auf die Entwicklung raumbezogener Informationsverarbeitung beziehen.

Spatial Reference System:

Synonym für CRS (coordinate reference system), das ein Koordinatensystem durch Verknüpfung mit einem Datum auf die reale Welt bezogen ist.

EPSG-Code:

weltweit eindeutige 4- bis 5-stellige Schlüsselnummern für Koordinatensysteme, die von der European Petroleum Surgey Group Geodey eingeführt wurden.

 

15. Welche „EPSG-Codes“ werden in Deutschland (beim Einsatz des GK-Systems) verwendet?

Zone 2 = 31466

Zone 3 = 31467

Zone 4 = 31468

Zone 5 = 31469