Technologie Geographischer Informationssysteme: Kongreß und Ausstellung KAGIS ’91

331 Pages·1992·15.26 MB·German

by  André Kilchenmann (auth.)

Andre Kilchenrnann (Hrsg.)
Technologie
Geographischer
Informationssysteme
KongreB und Ausstellung
KAGIS '91
Mit 104 Abbildungen
Springer-Verlag
Berlin Heidelberg New York
London Paris Tokyo
Hong Kong Barcelona
Budapest
Professor Dr. phil. II ANDRE KILCHENMANN
Waldring 10
W-7517 Waldbronn 2 (Busenbach)
Springer-Verlag nnd Umweit
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ISBN-13: 978-3-540-54889-8 e-ISBN-13: 978-3-642-77143-9
DOl: 10.1007/978-3-642-77143-9
Die Deutsche Bibliothek -CIP-Einheitsaufnahme
Technologie geographischer Informationssysteme
Kongress und Ausstellung KAGIS '9\. Andre Kilchenmann (Hrsg.).-
Berlin; Heidelberg; New York; London; Paris; Tokyo; Hong Kong; Barcelona; Budapest: Springer, 1992
NE: Kilchenmann, Andre [Hrsg.]; KAGIS <1991, Karlsruhe>
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1992
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VORWORT
Vor ziemlich genau einem Ja hr kam ich von der EGIS '90 in Amsterdam zuriick nach
Karlsruhe und war als Mitglied des EGIS Steering Komittees ziemlich enttauscht
darUber, daB von insgesamt fast 1000 Teilnehmem nur ca. 20 aus Deutschland an
diesem europaischen KongreB tiber Geographische Informationssysteme
teilgenommen hatten. Mir schien es damals notwendig, ffir den deutschsprachigen
Raum eine Veranstaltung zu organisieren, die moglichst vielen Interessenten den
Einstieg in die Technologie der geographischen Informationsverarbeitung erleichtem
sollte, urn den intemationalen AnschluB nicht zu verpassen. Ich freue mich, daB recht
viele diese Idee angenommen haben und nach Karlsruhe gekommen sind.
Damals bin ich im Telephonbuch bei der Suche nach der Nummer des Karlsruher
KongreB- und Ausstellungszentrums ganz zufaIlig auf die REGA gestossen. Nach
Gesprachen zwischen Frau Backel, der Geschaftsfiihrerin, und mir, entschloB sich Frau
Backel, das groBe Wagnis der Organisation eines GIS-Kongresses mit Ausstellung in
Karlsruhe zu wagen. Sie hat heute einen groBen Drahtseilakt ohne Netz hinter sich.
Ich meine, daB sie fUr ihren Wagemut unsere Anerkennung und Dank verdient.
Mein Dank richtet sich auch an alle Aussteller. Obwohl in diesem Bereich
europaweit unterdessen sehr viele GIS-Ausstellungen organisiert werden, haben
insgesamt 25 Firmen ihre Produkte in Karlsruhe vorgestellt. Sie sind das Salz in der
Suppe jeder GIS-Veranstaltung und ich bin glticklich dariiber, daB in Karlsruhe das
ganze Angebot an Hard-und Software prasentiert wurde.
Ich mochte einen weiteren Dank aussprechen, und zwar an meine Kollegen im
Programmkomittee. Herr Dr. Bill, Herr Dr. Fritsch und Herr Dr. Strobl haben mit
ihren Anregungen viel zur Programmgestaltung beigetragen. Statt in Konkurrenz zu
treten, was oft der Fall ist, haben wir zu einer engen Kooperation gefunden und ich
hoffe sehr, daB diese nicht nur weitergefUhrt, sondem noch ausgebaut werden kann.
Karlsruhe, im Oktober 1991 Andre Kilchenmann
INHALT SVERZEICHNIS
Einfiihrung
1 GIS: Vergangenheit - Gegenwart - Zukunft ............................ 1
A. Kilchenmann. Universitat Karlsruhe
GIS Grundlagen
2 Zur Erfassung raumbezogener Daten ....................................... 13
R. Bill, Universitat Stuttgart
3 Hybride Datenstrukturen in Geo-Informationssystemen ........ 33
D. Fritsch. Technische Universitat MOOchen
4 Datenmanipulation und Datenanalyse ... ....... ...... ....... ......... ..... 47
J. Strobl. Universitat Salzburg
5 GIS-Forschungsthemen heute ...... ...... ...................................... 57
W. Kainz. Universitat Wien
Ausgewahite aktuelle Forschungsthemen
6 Objekt-orientierte Datenbanken 65
P. Freckmann. Universitat Karlsruhe
7 Automatisierung der kartographischen Datenerfassung
und Generalisierung ... .......... ....... ...... ..... .... ...... ....... .......... .... ... 75
A. Illert. B. M. Powitz. Universitat Hannover
8 EXIN - Ein GIS-Werkzeug zur raumlichen Interpolation
punktbezogener Me8daten ..................... ......... ............. ............. 87
M. Rufeger. U. Streit. Westfiilische Wilhelms Universitat, Munster
VIII
Hard- und Software I Firmenprasentationen
9 GIS - Entwicklungen im Bereich der Datenverarbeitung 99
I. Wiesel, Universitat Karlsruhe
10 ADALYN .................................................................................. 119
P. Biinninger, ADASYS, Zurich
11 Atlas GIS - das Geographische Informationssystem fUr
den Personal Computer ....................... ..................................... 125
Th. F. Faber, Geospace Satellitenbilddaten GmbH, Bonn
12 Das Softwaresystem ARC/INFOTM .......................................... 141
I. Schaller, C.-D. Werner, ESRI, Kranzberg
13 SPANS - Integration, Analyse und Modellierung in einem
innovativen geographischen Informationssystem ................... 155
F.-I. Behr, L. Tschapke, TYDAC, Karlsruhe
14 Vom Landschaftsplan zum Umweltkataster mit Hitfe eines
geographischen Informationssystems ...................................... 167
Chr. Kapfer, OKOplan GmbH, Sindelfingen-Berlin
15 Das System ERDAS ................................................................. 181
L. Abele, Geosystems GmbH, Germering
16 ILW IS - Integrated Land and Water Information System ....... 189
N. Riether, Eurosense-GmbH, Aachen
17 GIS fur Planung und Optimierung in der Logistik .......... ...... 203
D. Vollmar, PTV Planungsbiiro Transport und Verkehr GmbH, Karlsruhe
18 Bildspektrometeraufnahmen als Datenquelle fur Geogr.
Informationssysteme ................................................................ 215
S. Blattner, M. Muksch, G. Pilawa
IX
Anwendungen von GIS in verschiedenen Bereichen
19 Anforderungen und Zielsetzungen an ein GIS in den
verschiedenen Bereichen ........................................................... 223
J. Leykauf, Universitat Halle
20 Einsatz Geographischer Informationssysteme in den
Geowissenschaften : Am Beispiel des GIS-Konzeptes
eines Hochschulinstitutes ........................................................ 229
P. Ludiischer, Universitiit Karlsruhe
2 1 Beitrage von Photogrammetrie und Fernerkundung fUr
Geo-Informationssysteme .......... .............................................. 241
H.-P. Biihr, Universitiit Karlsruhe
22 Anwendungsmoglichkeiten von Geo-Informationssystemen
in der Raumplanung .,. .......... .............................. ....... .... ........... 253
H. Junius, Dortmund
23 GIS als Arbeitsinstrument in der Landschafts-
und Umweltplanung .,. .......... .................................................... 283
U. Kias, Fachhochschule Weihenstephan, Freising
24 GIS im Technischen Rathaus .................................................. 301
P. Menzel, Kommunalentwicklung Baden-Wiirttemberg GmbH, Stuttgart
Ausbildung / Schulung
25 GIS: Lehre an Hochschulen ..................................................... 313
A. Kilchenmann, Universitiit Karlsruhe
26 Zukunftsorientierte Weiterbildung in der Graphischen
Datenverarbeitung (GDV) ........................................................ 319
S. Geisler, Fachzentrum fiir GDV und EDV GmbH, Paderborn
27 OSU MAP-for-the-PC
Ein Low-Cost-GIS fUr die Ausbildung ......... ................. ......... 327
M. Lenz, H.-G. Schwarz-von Raumer, Universitiit Karlsruhe
GIS: Vergangenheit - Gegenwart - Zukunft
Andre Kilchenmann
GeoInformatikZentrum
Institut fiir Geographie und Geookologie II, Universitiit Karlsruhe
Kaiserstr. 12, D-7S00 Karlsruhe 1
Vergangenheit
Geographische Informationssysteme (GIS) sind heute ungeflihr 30 Jahre alt. Roger F.
Tomlinson berichtet in seinem historischen Rtickblick (Tomlinson 1984 und 1990),
daB er im Jahre 1960 die Grundideen fUr ein GIS entwickelte, 1962 seine Vorschlage
der Kanadischen Regierung unterbreitete und 1964 das erste polygonorientierte GIS,
das Canadian Geographical Information System (CGIS), ffir das "Agricultural Rehabi
litation and Development Program" in Betrieb nahm. So wie heute noch in den mei
sten FaIlen ging es darum, alle Informationen tiber die Landnutzung, die in Karten
form bereits existierten, im Computer digital zu speichern und ffir anschlieBende
Ubersichten und Analysen bereit zu halten.
Mit zunachst etwas anderer Zielsetzung entwickelte sich fast gleichzeitig die raster
orientierte Computerkartographie, insbesondere am "Harvard Laboratory for Computer
Graphics and Spatial Analysis" (mit dem Pionierprodukt SYMAP). Diese neue Tech
nik der Kartenspeicherung und Kartenproduktion mtindete aber bald in die allgemeine
Entwicklung Geographischer Informationssysteme, oft im Zusammenhang mit der
Neuorientierung der amerikanischen Geographie ("quantitative Revolution", "Spatial
Analysis"). Bereits 1968 wurde innerhalb der "International Geographical Union"
(IGU) eine wissenschaftliche Kommission eingerichtet, die sich mit dieser neuen
Technologie auseinandersetzte ("Commission on Geographical Data Sensing and Pro
cessing"). 1970 organisierte die IGU (auf Anregung von R. F. Tomlinson) in Ottawa
mit Untersttitzung der Unesco die erste GIS-Konferenz, an der 40 Geographen und
verwandte Wissenschaftler teilnahmen. 1972 folgte dann die zweite Konferenz mit
nun bereits 300 Teilnehmern. 1m selben Jahr wurde durch die IGU die erste GIS Pu
blikation herausgegeben (zwei Bande mit dem Titel "Geographical Data Handling").
2
Bald darauf begannen sich die Themen "GIS" und "Computerkartographie" in Lehre
und Forschung an einigen amerikanischen Universitaten zu etablieren. Als bekann
testes Beispiel sei das "Geographic Information Systems Laboratory" an der SUNY in
Buffalo genannt.
Ais Folge von Studienaufenthalten und -kontakten von Dieter Steiner mit der
GIS/Computerkartographie-Szene in den USA und Kanada kam es bereits 1966 (also
vor 25 Jahren) am Geographischen Institut der Universitat ZUrich zur Entwicklung ei
nes eigenen Computerkartographieprogrammes. Ich hatte damals das Gliick, unter An
leitung von Dieter Steiner an der Entwicklung von GEOMAP arbeiten zu konnen. In
meiner Dissertation (Kilchenmann 1968) finden sich die ersten mit GEOMAP produ
zierten Computerkarten und 1971 publizierten wir den ersten Atlas mit Computerkar
ten, den "Computeratlas der Schweiz" (Kilchenmann et. al., 1971).
Ich mOchte nun kurz darstellen (siehe dazu Abb. 1), wie GEOMAP damals konzi
piert wurde, weil dadurch die heute noch giiltigen Grundziige der GIS-Technologie
deutlich werden.
Zu jener Zeit war der Printer, der auch die Protokolle des Rechners ausdruckte, das
einzig verfiigbare Ausgabe-Gerat fiir Karten. Dies bedeutete, daB man den Kartenaus
druck auf dem Rastemetz der Printerzellen aufbauen muBte.
Auf diesem Raster wurden zuerst die FIachen definiert, d. h. es wurden die Koordina
ten der Knoten aller Polygone von Hand festgelegt und auf Lochkarten iibertragen.
Desweiteren wurden fiir alle Flachen Polygonzentren festgelegt und deren Koordina
ten wiederum auf Lochkarten iibertragen.
Dann folgten im Lochkartenpaket die Werte der zu kartierenden Variablen.
Diese Geometrie- und Sachdaten wurden nun vom Programm eingelesen und mit
diesen Daten wurde ein Raumfiillungsalgorithmus gerechnet, der im Ergebnis zur
thematischen Karte fiihrte, welche auf Magnetbandern oder Festplatten gespeichert
oder ausgedruckt wurde.
Die Wirkung dieser einfachen SchwarzIWeiB-Karten (Abb. 2) war natiirlich beschei
den. Wir haben die Wirkung in der Publikation durch Uberdruck von farbigen Linien,
Grenzen, FluBnetz zu verbessem versucht.
Die Entwicklung der Computertechnik, insbesondere der graphischen Darstellungs
moglichkeiten, der interaktiven Graphik, der Rechnerleistung und der Speicherarten
haben von diesen Anfangen zur modemen GIS-Technologie gefiihrt. Grundsatzlich
funktionieren die heutigen GIS-Systeme indessen nicht viel anders.
3
GEOMAP
System ab 1964
Rasterfeld auf der
Basis der "Printer-Zellen"
Linienuberdruck (Farbe)
(Grenzen, Flussnetz)
Transparentfol ie
Farbdruck
'.,I
l
RaumfOliungsalgorithmus
Lochk@,len
xly Koordinaten der
Knoten der Polygons
Koordinaten
der Polygon
zentren
Variablen
wert der
Poly gone
Abb. 1 Konzept der Kartenspeicherung