Grundlagen der Geo-Informationssysteme:
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| Format: | Book |
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| Published: |
Berlin [u.a.]
Wichmann
2010
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| Edition: | 5., völlig neu bearb. Aufl. |
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| Item Description: | Die 5. Aufl. wurde komplett überarb. und aktualisiert und das früher zweibändige Werk in einer Ausg. zusammengefasst |
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
E I N F UE H R U NG IN GIS 1
1.1 DEFINITIONEN 1
1.1.1 DATEN. INFORMATION UND WISSEN 2
1.1.2 GCO-INFONNATIONSSYSTEIN 8
1.2 ENTWICKLUNGSPLAENEN ZU GIS UND GCOINFORMATIK 15
1.2.1 HISTORISCHE ENTWICKLUNGEN 15
1.2.2 GEOINFORMNTIK ALS WISSENSCHAFT SDISZIPLIN 18
1.3 MODELLIERUNG UND OBJEKT BILDUNG IN DER GIS-WELT 18
L.:U ABBILDUNG DER REALEN WELT 18
1 .'5.2 DAS GEOOBJEKT 19
1.3.3 DISKRETE VERSUS KONTINUIERLICHE OBJEKTE 22
1.1 DIMENSIONEN IN GIS 23
1.4.1 GEOMETRISCHE DIMENSION 24
1.4.2 TOPOLOGISCHE DIMENSION 2G
1.4.3 THEMATISCHE DIMENSION 27
1.5 DATENTYPEN IN GIS 28
1.5.1 GEOMETRIE- UND TOPOLOGIEDATEN 28
1.5.2 VEKTOR-UND RASTERDATEN 30
1.5.3 GRAPHIKDATEN 32
1.5.4 SACHDATEN 33
1.5.5 HYBRIDES GIS 35
1.6 DAS VIERKOMPONENTEN-MODELL EINES GIS 35
1.6.1 ERFASSUNG 38
1.6.2 VERWALTUNG UND MODELLIERUNG 39
1.6.3 ANALYSE 39
1.6.4 PRAESENTATION 40
1.7 GIS-AUSPRAEGUNGEN 41
1.7.1 KARTIER- UND INTERAKTIV GRAPHISCHES SYSTEM 41
1.7.2 CAD-SYSTEM 42
1.7.3 GIS-SPEZIALISIERUNGCN IM ANWENDUNGSBEREICH 43
1.8 ENTWICKLUNGEN IM INTERDISZIPLINAEREN GIS-UMFELD 52
1.8.1 UEBERGREIFENDE GIS-ORGANISATIONEN 53
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/99678070X
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
1.8.2 AUS- UND WEITERBILDUNG 54
1.8.3 LITERATUR 55
1.9 ZUSAMMENFASSUNG 58
1.10 AUFGABEN 59
HARD- UND SOFTWAREASPEKTE IN GIS 61
2.1 EINFUEHRUNG 61
2.2 HARDWAREKOMPONENTEN 62
2.2.1 GERAETE ZUR DATENERFASSUNG 63
2.2.2 GERAETE ZUR VERWALTUNG UND AUSWERTUNG 99
2.2.3 GERAETE ZUR DATENAUSGABE UND -PRAESENTATION 115
2.3 SOFTWAREASPEKTE 119
2.3.1 EINFUEHRUNG ZUR SOFTWARE 119
2.3.2 GRUNDSOFTWARE 120
2.3.3 INTERNET UND WORLD WIDE WEB 133
2.3.4 DATENBANKSPRACHEN 135
2.4 GIS-ARCHITEKTUREN 139
2.5 GIS-PRODUKTE 145
2.5.1 EINE GROBE SYSTEMKATEGORISIERUNG 146
2.5.2 STAND UND ENTWICKLUNGSTENDENZEN 151
2.6 ZUSAMMENFASSUNG 154
2.7 AUFGABEN 155
RAUM UND ZEIT IN GIS 157
3.1 EINFUEHRUNG 157
3.2 GEODAESIE UND DIE ERDFIGUR 158
3.2.1 GEODAESIE ALS WISSENSCHAFTSDISZIPLIN 158
3.2.2 ANNAEHERUNGEN AN DIE ERDFIGUR 159
3.3 KOORDINATEN ALS PRIMAERE METRIK 163
3.3.1 EUKLIDISCHER RAUM UND METRIK 164
3.3.2 KOORDINATEN IN MEHREREN DIMENSIONEN 167
3.3.3 DATUMSANGABEN UND KOORDINATENREFERENZSYSTEME 170 3.4 INDIREKTER
RAUMBEZUG 173
3.5 DREIDIMENSIONALE KOORDINATENREFERENZSYSTEME 174
3.5.1 GEOZENTRISCHE KOORDINATENREFERENZSYSTEME 174
3.5.2 ELLIPSOIDISCHE UND SPHAERISCHE KOORDINATENSYSTEME 176 3.5.3
GEODAETISCHE PARALLELKOORDINATENSYSTEME AUF KUGEL UND EL- LIPSOID 177
3.6 GRUNDLAGEN DER KARTENNETZENTWUERFE 179
3.6.1 REFERENZFLAECHEN UND -LAGEN 179
3.6.2 ABBILDUNGSEIGENSCHAFTEN 181
3.6.3 KARTOGRAPHISCHE ABBILDUNGEN 183
3.6.4 GEODAETISCHE ABBILDUNGEN 183
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS XI
3.6.5 ZUR WAHL DER KARTENPROJEKTION 187
3.7 KOORDINATENOPERATIONEN 188
3.7.1 KOORDINATENTRANSFORMATIONEN 189
3.8 ZEIT ALS VIERTE DIMENSION IM GIS 193
3.8.1 DIMENSIONSERWEITERUNGEN 194
3.8.2 ZEITFORMEN UND ZEITSKALEN 195
3.8.3 ANFORDERUNGEN AN DIE ZEIT IN EINEM GIS 197
3.9 ZUSAMMENFASSUNG 202
3.10 AUFGABEN 202
4 INTEROPERABILITAET UND OFFENE GIS-WELTEN 205
4.1 EINFUEHRUNG 205
4.2 UNIFIED MODELING LANGUAGE 206
4.2.1 MODELLE UND MODELLIERUNG 206
4.2.2 UML UND ALTERNATIVEN ZUR MODELLIERUNG 207
4.2.3 UML-DIAGRAMMARTEN UND GRAPHISCHE NOTATION 209 4.3 NORMUNG UND
INTEROPERABILITAET 218
4.3.1 NATIONALE UND INTERNATIONALE NORMUNG 219
4.3.2 OPEN GEOSPATIAL CONSORTIUM (OGC) 224
4.3.3 ANDERE NORMEN UND STANDARDS 230
4.4 GEODATENINFRASTRUKTUREN 230
4.4.1 GEOINFORMATION AUF NATIONALER UND INTERNATIONALER EBENE . 231
4.4.2 WELTWEITE GEODATENINFRASTRUKTUR-VORHABEN 234
4.4.3 INSPIRE AUF EUROPAEISCHER EBENE 236
4.4.4 NATIONALE GEODATENINFRASTRUKTUREN 239
4.4.5 GEODATENINFRASTRUKTUREN DER LAENDER, KREISE UND KOMMUNEN243 4.5
DIGITAL EARTH 245
4.5.1 EARTH VIEWER 247
4.5.2 GMES (GLOBAL MONITORING FOR ENVIRONMENT AND SECURITY) . 250 4.5.3
GEOSENSORNETZWERKE 251
4.5.4 CITYGML 255
4.5.5 NEOGEOGRAPHY 258
4.6 ZUSAMMENFASSUNG 261
4.7 AUFGABEN 261
5 ERFASSUNG RAUMBEZOGENER DATEN 263
5.1 EINFUEHRUNG 263
5.1.1 GEODAETEN 263
5.1.2 ERFASSUNGSMETHODEN UND MASSSTABSBEREICHE IM UEBERBLICK . 265 5.2
ORIGINAERE ERFASSUNGSMETHODEN 267
5.2.1 VERMESSUNGSMETHODEN 268
5.2.2 PHOTOGRAMMETRIE UND FERNERKUNDUNG 278
5.2.3 DIGITALES GELAENDEMODELL 289
IMAGE 4
XII INHALTSVERZEICHNIS
5.2.4 ANDERE PRIMAERE ERFASSUNGSMETHODEN 293
5.3 SEKUNDAERE ERFASSUNGSMETHODEN 295
5.3.1 MANUELLE DIGITALISIERUNG 295
5.3.2 SEMI-AUTOMATISCHE DIGITALISIERUNG 299
5.3.3 AUTOMATISCHE DIGITALISIERUNG 299
5.3.4 ALPHANUMERISCHE DATENEINGABE 300
5.3.5 AUSGEWAEHLTE VERARBEITUNGSSCHRITTE ZUR DATENERFASSUNG . . . 301 5.4
DATENQUELLEN 311
5.4.1 AMTLICHE TOPOGRAPHISCHE UND KATASTERKARTENWERKE 311 5.4.2
THEMATISCHE KARTENWERKE 315
5.4.3 BILDKARTEN 318
5.4.4 ANALOGE UND DIGITALE DATENBESTAENDE 319
5.5 METAINFORMATION UND QUALITAET DER DATEN 326
5.5.1 METAINFORMATION 326
5.5.2 QUALITAET IM KONTEXT DER NORMUNG 332
5.5.3 BEHANDLUNG DER DATENQUALITAET IN GIS 337
5.6 DATENVERIFIKATION 338
5.7 DATENFORTFUEHRUNG 339
5.8 SCHRITTE ZUR DATENERFASSUNG 340
5.8.1 ZUR PLANUNG DER DATENGEWINNUNG 341
5.8.2 ZUR ABSCHAETZUNG DER KOSTEN DER DATENERFASSUNG 342 5.9
ZUSAMMENFASSUNG 343
5.10 AUFGABEN 343
6 RAUMBEZOGENE DATENVERWALTUNG 345
6.1 EINFUEHRUNG IN DIE DATENMODELLIERUNG 345
6.1.1 UNGEORDNETE RAUMBEZOGENE DATEN 347
6.1.2 ORDNEN RAUMBEZOGENER DATEN 349
6.1.3 STRUKTUREN FUER SACHDATEN 349
6.2 GEOMETRISCHES MODELLIEREN 351
6.2.1 GEOMETRIEMODELLE IN 3D 352
6.2.2 GEOMETRISCHE ABFRAGEN 357
6.2.3 GEOMETRIEOBJEKT 358
6.2.4 DAS SIMPLE FEATURE MODEL 359
6.2.5 DIGITALES GELAENDEMODELL (DGM) 360
6.2.6 SPEZIELLE STRUKTUREN FUER RASTERDATEN 364
6.3 TOPOLOGISCHES MODELLIEREN 369
6.3.1 TOPOLOGIEOBJEKT 370
6.3.2 GRAPHENTHEORETISCHE GRUNDLAGEN 371
6.3.3 TOPOLOGISCHE BEZIEHUNGEN UND KONSISTENZBEDINGUNGEN . . . 377 6.3.4
TOPOLOGISCHE ABFRAGEN 381
6.3.5 PUNKTMENGENTOPOLOGIE 383
6.4 THEMATISCHES MODELLIEREN 389
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS XIII
6.4.1 DAS EBENENPRINZIP 391
6.4.2 DAS OBJEKTKLASSENMODELL 393
6.4.3 THEMATISCHE ABFRAGEN 397
6.5 LOGISCHE DATENMODELLE 397
6.5.1 ENTITAETEN-RELATIONENMODELL 398
6.5.2 HIERARCHISCHES DATENMODELL 401
6.5.3 NETZWERK-DATENMODELL 402
6.5.4 RELATIONALES DATENMODELL 403
6.5.5 OBJEKTORIENTIERTES DATENMODELL 407
6.6 PHYSIKALISCHE DATENMODELLE 410
6.6.1 DATEISTRUKTUREN 410
6.6.2 ZUGRIFFSMECHANISMEN FUER RAUMBEZOGENE DATEN 415 6.7
DATENBANKSYSTEME 427
6.7.1 DATEISYSTEM 428
6.7.2 DATENBANKSYSTEM 428
6.7.3 GEODATENBANKSYSTEME 435
6.8 ZUSAMMENFASSUNG 436
6.9 AUFGABEN 437
7 RAUMBEZOGENE DATENANALYSEMETHODEN 439
7.1 EINFUEHRUNG 439
7.2 GEOMETRISCHE METHODEN 443
7.2.1 GEOMETRISCHE GRUNDLAGEN 443
7.2.2 RECHTECKTESTS (CLIPPING) 449
7.2.3 PUNKT-IM-POLYGON-TEST 452
7.2.4 ZONENGENERIERUNG 455
7.2.5 FLAECHENVERSCHNEIDUNG 458
7.2.6 DREIECKSVERMASCHUNG UND NACHBARSCHAFTSGRAPHEN 467 7.3 TOPOLOGISCHE
METHODEN 474
7.3.1 GRAPHENTHEORETISCHE GRUNDLAGEN 474
7.3.2 NETZWERKANALYSEN UND WEGEPROBLEME 478
7.4 STATISTISCHE METHODEN 483
7.4.1 SYSTEMATISIERUNG DER STATISTIK 484
7.4.2 UNIVARIATE VERFAHREN 489
7.4.3 BIVARIATE VERFAHREN 491
7.4.4 MULTIVARIATE VERFAHREN 499
7.4.5 APPROXIMATION UND INTERPOLATION 500
7.4.6 GEOSTATISTIK 514
7.4.7 CLUSTERANALYSE UND KLASSIFIZIERUNG 521
7.5 MENGENMETHODEN 523
7.5.1 BOOLE'SCHE ALGEBRA 525
7.5.2 FUZZY-MATHEMATIK 526
7.5.3 RELATIONALE OPERATOREN 528
IMAGE 6
XIV INHALTSVERZEICHNIS
7.5.4 SORTIER- UND SUCHVERFAHREN 530
7.5.5 UMKLASSIFIZIERUNG 534
7.5.6 AGGREGATION 535
7.6 KOMPLEXERE MODELLE 536
7.6.1 SPATIAL DATA MINING 537
7.6.2 ANALYSE VON DIGITALEN GELAENDEMODELLEN 538
7.6.3 KARTOGRAPHISCHES MODELLIEREN 540
7.6.4 SYSTEMANALYTISCHE ANSAETZE 546
7.6.5 KOSTENOBERFLAECHEN IN GIS 550
7.6.6 SIMULATIONEN 552
7.7 ZUSAMMENFASSUNG 553
7.8 AUFGABEN 553
8 PRAESENTATION RAUMBEZOGENER DATEN 557
8.1 EINFUEHRUNG 557
8.2 INTERAKTIVE GRAPHIK 558
8.2.1 FUNKTIONALITAETEN 558
8.2.2 FARBDARSTELLUNG UND FARBSYSTEME 564
8.2.3 TRANSFORMATIONEN 569
8.2.4 PLANARE GEOMETRISCHE PROJEKTIONEN 572
8.3 GRAPHISCHE AUSGABEFORMEN 574
8.3.1 VOM LANDSCHAFTSMODELL ZUM KARTOGRAPHISCHEN MODELL . . . 575 8.3.2
DIE KARTE 576
8.3.3 THEMATISCHE DARSTELLUNGSFORMEN 579
8.3.4 GENERALISIERUNGSPROBLEM IN KARTEN UND IN GIS 583
8.3.5 RECHNERGESTUETZTE KARTOGRAPHIE 586
8.3.6 VISUALISIERUNGSFORMEN FUER DIGITALE GELAENDEMODELLE 587 8.3.7
ALTERNATIVE DARSTELLUNGSFORMEN 589
8.4 NICHTGRAPHISCHE AUSGABEFORMEN 594
8.5 DIGITALER DATENAUSTAUSCH 594
8.5.1 ANFORDERUNGEN AN DEN DATENAUSTAUSCH 594
8.5.2 UNTERSCHEIDUNG NACH INFORMATIONSGEHALT 597
8.5.3 NATIONALE UND INTERNATIONALE AUSTAUSCHFORMATE 599 8.5.4
PRODUKTSPEZIFISCHER AUSTAUSCH 601
8.6 ZUSAMMENFASSUNG 601
8.7 AUFGABEN 602
9 ANWENDUNGEN VON GIS 603
9.1 EINFUEHRUNG 603
9.2 LANDINFORMATIONSSYSTEME 606
9.2.1 MEHRZWECKKATASTER 607
9.2.2 TOPOGRAPHISCHE INFORMATIONSSYSTEME 612
9.2.3 AFIS-ALKIS-ATKIS - DAS AAA-VORHABEN 615
IMAGE 7
INHALTSVERZEICHNIS XV
9.3 RAUMINFORMATIONSSYSTEME 622
9.3.1 RAUMORDNUNG UND LANDESPLANUNG 624
9.3.2 REGIONALPLANUNG 627
9.3.3 LANDSCHAFTSPLANUNG 628
9.3.4 KOMMUNALE ANWENDUNGEN 631
9.3.5 AMTLICHE STATISTIK 640
9.4 UMWELTINFORMATIONSSYSTEME 644
9.4.1 INTERNATIONALE UMWELTPROGRAMME 645
9.4.2 NATIONALE UIS-VORHABEN 647
9.4.3 LANDSCHAFTSOEKOLOGISCHE ANWENDUNGEN 655
9.4.4 LAND- UND FORSTWIRTSCHAFT 657
9.4.5 BETRIEBLICHE UMWELTINFORMATIONSSYSTEME 663
9.5 NETZINFORMATIONSSYSTEME 663
9.5.1 ALLGEMEINE ANFORDERUNGEN 663
9.5.2 BEISPIELE ZU NETZINFORMATIONSSYSTEMEN 667
9.6 SPEZIELLE FACHINFORMATIONSSYSTEME 670
9.6.1 GIS IM TRANSPORT- UND VERKEHRSWESEN 670
9.6.2 GIS IM UNTERNEHMENSBEREICH 677
9.6.3 GIS IM SOZIALEN BEREICH 686
9.6.4 GEOINFORMATIONSWESEN DER BUNDESWEHR 690
9.6.5 GIS IN DER TELEKOMMUNIKATION 691
9.6.6 GIS IN DER ABFALLWIRTSCHAFT 692
9.6.7 GIS-ANWENDUNGEN IN BAUWESEN UND GEOTECHNIK 694 9.6.8 GIS IM
RESSOURCENMANAGEMENT 696
9.6.9 WEITERE GIS-ANWENDUNGEN 702
9.7 ZUSAMMENFASSUNG 709
9.8 AUFGABEN 709
10 LITERATURVERZEICHNIS 711
A LOESUNGEN ZU DEN AUFGABEN 739
B ABKUERZUNGSVERZEICHNIS 767
STICHWORTVERZEICHNIS 785 |
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