Übung 5 - "Flächenbilanzierung"

Aufgabe dieser Übung war es eine Flächenbilanzierung für die

Fachbereiche der TU Kaiserslautern durchzuführen.
Dazu musste man als erstes die Shape-Datei tu_kl.shp aus
der Datensammlung in Quantum GIS öffnen.
Dann benutzte man den Geoprocessing Tool "Dissolve" um die Fachbereiche in der Attributtabelle zusammenzufassen. Dies speichert man als tu_kaiserslautern_dissolve ab.

Danach benutzt man zur Flächenbilanzierung den Geometry Tool "Export/Add geometry columns". Die Datei soeichert man unter tu_kl_bilanzierung.shp ab und die daraus enstandene Attributtabelle enthält nun die Angaben "Area" und "Perimeter":






Zuletzt entsteht, durch die Klassifizierung in Fachbereiche (Eindeutiger Wert / FB), diese Ergebniskarte mit den, farblich, in die Fachbereiche unterteilten, Gebäuden:

Übung 4 - "Natura 2000"

Ziel der Übung 4 war es, unter Verwendung veschiedener Abfrage- und Analyseverfahren FFH – und Vogelschutzgebiete darzustellen.

Zunächst wurden die Layer „Vogelschutzgebiete in Rheinland-Pfalz“, „FFH-Gebiete
RHP“ und Landkreise hinzugefügt.

Nun mussten neue Layer erstellt werden.
Die Landkreisgrenzen Birkenfeld Bernkastel-Wittlich werden über die erweiterte Attributtabelle abgefragt. Hier gibt man ein NAME= „Birkenfeld“ ODER NAME = „Bernkastel-Wittlich“. Nun klickt man mit rechts auf den Landkreislayer und wählt „Auswahl als Shapefile speichern“. Nachdem man den neuen Layer abgespeichert hat, öffnet man ihn im Projekt.
Jetzt werden die Vogelschutz – und FFH- Gebiete geöffnet, die in den beiden genannten Landkreisen betroffen sind. Hierfür öffnet man bei Tools „Research Tools“ und „Select by location“ und gibt den FFH- bzw. den Vogelschutzlayer und den vorher erstellten Layer der beiden Landkreise ein. Die neuen Layer werden dann wie beschrieben abgespeichert und neu geöffnet.

Danach werden zwei Cliplayer erzeugt, die jeweils die Teilgebiete der Vogelschutz-oder FFH-Gebiete innerhalb der beiden Landkreise zeigen und die Teilgebiete, die außerhalb liegen, abschneiden.

Hierzu benutzt man bei „Geoprocessing Tools“ das Werkzeug „Clip“ und gibt in ein Feld den Layer mit Vogelschutzgebieten (bzw. FFH-Gebieten) der beiden Landkreise ein, und in das andere Feld den Layer, auf dem beide Landkreise zusammengefügt sind, speichert die neuen Layer und öffnet sie.

Als letzten Layer fügt man noch die beiden nun entstandenen Teilgebiete der Vogelschutz und FFH-Gebiete in einem Layer mit dem Werkzeug „Union“ zusammen, speichert und öffnet ihn.

Die Gebietsnummern der beiden Schutzgebiete klassifiziert man bei „Eigenschaften“, „Darstellung“, „Eindeutiger Wert“, „Gebietsnum“ und „klassifizieren“. Nun kann man Farben und Schraffuren für die einzelnen Gebiete wählen.

Zuletzt wurde noch ein Plan über die Schnelldruckfunktion erstellt. Dieser sollte die Topographische Karte enthalten und die FFHs und VSGs in den beiden Landkreisen.

Übung 3 - "Digitalisierung der TU Kaiserslautern"

In der Übung sollten auf Grundlage einer Topographischen Karte von
Kaiserslauternvorgegebene Universitätsgebäude digitalisiert werden.
Die Gebäude sollten in der Attributtabelle die korrekten
Gebäudenummern und Gebäudenamen zugeordnetbekommen,
die wir einem Lageplan der Universität entnehmen konnten.

Die Gebäude wurden (nach Fachbereichen gruppiert) in unterschiedlichen Farben
dargestellt.

Übung 2 - "QuantumGIS II"

Ziel der Übung war es, ein kleines QuantumGIS-Projekt zu erstellen.

Auf der Plangrundlage, einer Topographischen Karte des Bundeslandes Rheinland-Pfalz, sollten folgende Inhalte dargestellt werden:

1. Verwaltungsgrenzen für Landkreise, Verwaltungsgrenzen und Ortsgemeinden in verschiedenen Umrandungsfarben. Als Umrandungsstärken sind 3, 2, und 1 zu verwenden.

2. Naturschutzgebiete mit grüner Umrandung in der Stärke 3 und gleichfarbiger Diagonalschraffur.

3. Beschriftungen der Ortsgemeinden und Naturschutzgebiete nach ihren Namen in der zur Umrandung passenden Farbe und einer für den Umfang der unten
geforderten Grafikdatei gut lesbaren Form.



Zunächst muss die Plangrundlage "Topographische Karte 100" als Rasterlayer geladen werden:

"Topographische Karte 100"

Als nächstes wurden die Grenzen der Landkreise als Vektorlayer geladen. Der Layer wurde entsprechend den Vorgaben umbenannt, die Grenzen blau gefärbt und die Umrandungsstärke auf 1,5 gesetzt.

"Topographische Karte mit Landkreisen"

Im nächsten Schritt wurden die Grenzen der Landkreise geladen und farblich gelb und mit der Umrandungsstärke 1 hervorgehoben.

"Topographische Karte mit Landkreisen und Verbandsgemeiden"

Des weiteren wurden die Ortsgemeinden geladen, rot gefärbt und mit Umdrandungsstärke 0,5 hervorgehoben.

"Topographische Karte mit Landkreisen, Verbandsgemeiden und Ortsgemeinden"

Zuletzt wurde der Vektor-Layer für die Naturschutzgebiete geladen und grün gefärbt. Die Umrandungsstärke wurde auf 3 gestellt und die Flächen diagonal schraffiert.

"Topographische Karte mit Landkreisen, Verbandsgemeiden, Ortsgemeinden und Naturschutzgebieten"

Im Anschluss wurden noch die Namen der Ortsgemeinden und der Naturschutszgebiete eingeschaltet. Die Namen der Ortsgemeinen wurden den Grenzen entsprechend rot gefärbt, die Namen der Naturschutzgebiete grün.

"Fertig beschriftete Karte"

Zuletzt soll eine Ergebniskarte vom räumlichen Umfang der Verbandsgemeinde Weilerbach angefertigt werden.

"Verbandsgemeinde Weilerbach"

Übung 1 - „GIS und Koordinatensysteme am Beispiel des Gauß-Krüger-Systems (GK-Systems)“

1. Was ist ein Ellipsoid?

Ein Ellipsoid ist eine höherdimensionale Entsprechung einer Ellipse. Im dreidimensionalen Raum ist es also ein gestrecktes bzw. gestauchtes Bild einer Kugeloberfläche. Ein Ellipsoid stellt die komplexe Form der Erde mathematisch so genau wie möglich dar. Die Entfernung von den Polen zum Erdmittelpunkt ist geringer als vom Äquator zum Erdmittelpunkt.

2. Wie ist die Bezeichnung des Ellipsoids welches beim GK-System verwendet wird?

Das beim GK-System verwendete Ellipsoid nennt sich Bessel-Elipsoid. Gelegentlich, hauptsächlich in Russland, wird auch das Krassowski-Ellipsoid verwendet.

Weitere Ellipsoide:

Bessel Ellipsoid 1841
WGS84 (World Geodetic System 1984, IUGG)
Clarke-1866-Ellipsoid (USA)
Krassowski-Ellipsoid 1940 (Russland)
GRS80 (Geodetic Reference System 1980)
International 1924 (Hayford 1909)

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

Das projizierte, kartesische Koordinatensystem ist geradlinig und wird entlang senkrecht aufeinander stehender Achsen gemessen. Mit ihnen lässt sich die Beschreibung von Punkten auf einer Ebene im Raum durchführen.

Mit Hilfe der geographischen Koordinaten, also geographische Breite und Länge, lässt sich die Lage eines Punktes auf der Erdoberfläche beschreiben. Dazu wir die Erde in 360 Längengrade und 180 Breitengrade unterteilt.

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

Dem GK-System liegt eine transversale Mercatorprojektion zu Grunde. Dies ist eine Zylinderprojektion, wobei das Gitternetz der geographischen Koordinaten in 3° breite Meridianstreifen eingeteilt wird. Ein Zylinder wird rechtwinklig zur Polachse des Erdkörpers projeziert und berührt diesen in zwei Meridianen. Den vorderen dieser beiden nennt man Haupt-und Zentralmeridian, er bildet die Achse für die Hochwerte des projizierten Koordiantensystems. Um eine winkeltreue Abbildung zu erhalten wird die Projektion entlang der Nord-Süd-Richtung verzerrt, was jedoch eine starke Flächenverzerrung in den Polarregionen zur Folge hat.



5.Welche Vorteile bietet ein kartesisches Koordiantensystem?

Viele geometrische Sachverhalte lassen sich am besten mit einem kartesischen Koordinatensystem beschreiben. Außerdem bieten lokal angepasste Systeme den Vorteil rechtwinkliger Achsen mit einheitlich metrischer Teilung (kartesische Systeme).


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

Die Rechts- und Hochwerte werden beim GK-System in Meter angegeben.


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

Der Meridian steht im rechten Winkel zum Äquator und senkrecht zum Horizont. Er wird durch die beiden Pole der Erde und dem Zenith gebildet.


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

Die Meridianstreifen werden verwendet um die Erde in ein Gitternetz aufzuteilen. Der Abstand dieser ist sehr gering, um Verzerrungen auf ein minimum zu reduzieren.


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

Die Kennziffer des verwendeten GK-Streifens erkennt man an der ersten Ziffer einer Koordinate.


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

Der Zentralmeridian ergibt sich (östlich von Greenwich) aus der Formel:

ZM = ((Zonennummer - 30) * 6°) - 3° östliche Länge

Für die westliche Hemisphäre gilt:

ZM = ((30 - Zonennummer) * 6°) + 3° westliche Länge

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

Easting(engl.)= Rechtswert, die x-Koordinate (Ostrichtung positiv) in einem ebenen Koordinatensystem

Northing(engl.)= Hochwert, die y-Koordiante in einem ebenen Koordinatensystem


12.Was vertsteht man unter den Begriffen "False easting" und "False Northing"?

Der natürliche Ursprung des Gauß-Krüger-Koordinatensystems findet sich in der Regel im Schnittpunkt des Zentralmeridians mit dem Äquator. In seltenen Fällen wird eine Ursprungslatitude angegeben, dann bildet der Schnittpunkt des Zentralmeridians mit dieser Latitude den natürlichen Koordiantenursprung. Dieser wird häufig mittels eines X- und/oder Y- Offsets verschoben, um z.B. negative Rechts-/Hochwerte zu vermeiden.


13. Werden "False Easting" und "False Northing" beim GK-System eingesetzt?

Beim Gauss-Krüger-System wird lediglich das "False Easting" eingesetzt. Hier wird immer ein Offset zu den Rechtswerten addiert.

X0=(Streifen-Nr. x 1000000) + 500000

Mit Hilfe der Koordinaten kann sofort der zu grunde liegende Meridianstreifen ermittelt werden.

(StreifenNr. x 1000000)

Da die Rechtswerte links vom Zentralmeridian eigentlich negativ sind, werden noch weitere 500000 hinzugenommen werden.


14. Erläutern Sie kurz die Abkürzungen "OGC", "SRS" und "EPSG Codes"

OGC: Open Geospatial Consortium, ist eine 1994 gegründete gemeinnützige Organisation, welche die Entwicklung raumbezogener Informationsverarbeitung auf Basis allgemeinnütziger Standards zum Zweck der Interoperabilität festzulegen, zum Ziel hat.

SRS: Spatial Reference System, ist ein Synonym für CRS (coordinate reference system). Ein Koordiantenrefernezsystem ist ein Koordinatensystem, das durch Verknüpfung mit einem Datum auf die reale Welt bezogen ist.

EPSG Codes:European Petroleum Survey Group Geodesy, wurde 1986 gegrüdet und hat ein System von weltweit eindeutigen 4- bis 5-stelligen Schlüsselnummern für Koordinatenreferenzsysteme aufgebaut.


15. Welche "EPSG-Codes" werden in deutschland (beim Einsatz des GK-Systems) verwendet?

Folgende EPSG-Codes werden in Deutschland verwendet:

31466 für GK 2
31467 für GK 3
31468 für GK 4
31469 für GK 5

Übung 5 - "Bestandsaufnahme und Fassadenentzerrung" und Übung 6 - "Erstellung eines 3D-Stadtmodells"

Ziel dieser zwei zusammenhängenden Übungen war es,
mit Hilfe von Photoshop und SketchUp den Marktplatz,
in Neustadt a.d.W. als 3D-Stadtmodell darzustellen.


"Bestandsaufnahme und Fassadenentzerrung"

Zunächst mussten die Fassaden des Marktplatzes vor Ort
Fotografiert werden. Anschließend wurden die Fotos mit Hilfe
von Photoshop entzerrt und von störenden Elementen wie
Laternen, Passanten oder Bäumen befreit.


Bestandsaufnahme und Fassadenentzerrung
als fertig gelayouteter Plan



"Erstellung eines 3D-Stadtmodells"


Mit Hilfe von Google SketchUp wurden nun die Gebäude auf der
eingefügten Plangrundlage auf dreidimensionaler Ebene erstellt.
Anschließend wurden die Fassaden mit den jeweiligen entzerrten Fotos
versehen. Dachflächen, Wandfarben und Bodenbeläge wurden aus dem
Programm übernommen und eingefügt.

Zuletzt wurden noch gestalterische Elemente wie
Laternen und Bäume ergänzt.