131.01.2005 ArcGIS Survey Analyst Referent: André Klein 31.01.2005 Universität Bonn Institut für Kartographie u. Geoinformation Proseminar Geoinformation

131.01.2005

ArcGIS Survey AnalystReferent: André Klein

31.01.2005

Universität BonnInstitut für Kartographie u. GeoinformationProseminar Geoinformation IIWS 04/05

2 ArcGis Survey Analyst31.01.2005

Gliederung

1. Was ist Survey Analyst ?

2. Begriffe

3. Werkzeuge

4. Voreinstellungen

5. Organisation der Vermessungsdaten

Aufgabe 1

6. Visualisieren von Vermessungdaten

Aufgabe 2

Allgemein

Anwendung



„Die Erweiterung Survey Analyst ergänzt die ArcGIS-Familie um

umfangreiche Vermessungsfunktionalitäten und bietet

Vermessungsfachleuten sowie Kataster- und Planungsverantwortlichen

die Verarbeitung und Visualisierung von Vermessungsdaten.“ (ESRI)

Gemeinschaftsprojekt der Firmen Leica Geosystems und ESRI

4 1. Was ist Survey Analyst ?31.01.2005

• Brücke zwischen Datenerfassung bzw. Fortführung (Vermessung) und der Datenverwaltung und Auswertung (GIS)

• durchgängigen Datenfluß vom Feld in das GIS und wieder zurück

ermöglicht

Sur

vey

Ana

l yst

• schrittweise Verbesserung der geometrischen Qualität der GIS-Daten im Laufe der Zeit

bietet

• Sammlung von Werkzeugen um

– Vermessungsdaten zu verwalten

– Messungen und Messpunkte in der Karte darzustellen

5 1. Was ist Survey Analyst ?31.01.2005

Konzept

Speicherung der Messinformationen in einer Datenbank

• die im Felde registrierten Rohdaten

• Informationen über Herkunft (Messung, Berechnung) jedes Messpunktes

Generierung der Vermessungspunkte aus den Messungen

Verknüpfung mit GIS-Elementen

631.01.2005

2. Begriffe

• survey project

• survey objects

• survey dataset

• survey layer

• survey aware feature

• CoGO computation

• TPS computation

Berechnungen mit Survey Analyst:

7 2. Begriffe31.01.2005

Survey project

• logische Strukturierung der Vermessungsinformationen

• Verwaltung der Vermessungsdaten die zu einem Auftrag gehören

• Speicherung der Daten in der Vermessungsdatenbank

Festlegen eines survey project:

• durch die Vergabe eines Namens

• durch die Definition des Koordinatensystems

ermöglicht: • eindeutige Zuordnung beim Zusammenlegen

mehrerer Projekte zu einem Datensatz

8 2. Begriffe31.01.2005

Survey objects

Das Datenmodell basiert auf vier Datentypen...

• Messungen (measurements)

• Berechnungen (computations)

• Vermessungspunkte (survey points)

• Koordinaten (coordinate)

...und werden unter dem Begriff survey objects zusammengefaßt.

I. Messungen: analog oder elektronisch registrierte Daten (Richtungen, Strecken, Winkel); dienen der Berechnung von Koordinaten

II. Berechnungen: einfache und erweiterte vermessungstechnische Berechnungen (Richtungswinkel, Entfernungen, Polygonzüge)

9 2. Begriffe31.01.2005

Survey objects

III. Vermessungspunkte: Punkte in der Örtlichkeit, die durch unterschiedliche Vermessungen beobachtet werden (z.B. Grenzpunkte, Gebäudeecken etc.)

IV. Koordinaten (GIS Koordinaten)

Die Koordinaten eines Vermessungspunktes können durch mehrere Messungen und zu unterschiedlichen Zeiten bestimmt werden.

survey points Koordinaten*1 : n

• Existieren für einen Vermessungspunkt mehrere Koordinaten, so werden diese auch separat in der Datenbank gespeichert.

10 2. Begriffe31.01.2005

Survey objects

• Für die Darstellung und Berechnung im GIS kann nur eine Koordinate verwendet werden. - GIS-Koordinate -

• aus einer Vermessung

• als Mittel aus mehreren Vermessungen unterschiedlicher Projekte

GIS-Koordinaten

Current Coordinate: Koordinaten aus mehreren Messungen innerhalb eines Projektes

11 2. Begriffe31.01.2005

Survey dataset

Vermessungsdatenbank, in der Informationen zu den einzelnen survey objects sowie dem survey project gespeichert werden.

12 2. Begriffe31.01.2005

Survey layer

Darstellung und Bearbeitung der Daten aller Projekte des survey dataset in ArcMap

• werden erzeugt, wenn Vermessungsdaten in ArcMap eingefügt werden

survey project

Vermessungsdaten als survey layer

13 2. Begriffe31.01.2005

Survey aware feature

• Features, die mit Vermessungsdaten verknüpft werden

• GIS-Koordinaten (B1, P1, P2) werden mit den Eckpunkten (101, 102, 103) des Features verlinkt.

ähnlich wie feature-classe in der Geodatabase: survey-aware-feature-classe

14 2. Begriffe31.01.2005

Berechnungen mit Survey Analyst

Survey Analyst unterscheidet prinzipiell zwischen COGO und TPS Berechnungen.

I. CoGo („constructive geometrie“)

„Maßbandkonstruktionen“ - einfache Messungen (Richtungen, Strecken, Orthogonalmaße) um z.B. Gebäudeseiten oder Grenzlängen zu bestimmen

• z.B. Maße, die in einem traditionellen Vermessungsriß dokumentiert sind

Berechnungen:

• Richtungswinkel, Entfernung

• Schnittberechnungen

• Bogenberechnungen

• Freie Stationierung

15 2. Begriffe31.01.2005

II. TPS („Total Positioning System“)

Registrierte Daten eines Tachymeters oder Theodolit werden in ein Austauschformat (ASCII, Leica GSI...) exportiert und in die Messdatenbank eingelesen.

Berechnungen: • Tachymetrie

• Polygonzug

• Ausgleich

• Rückwärtsschnitt

1631.01.2005

3. Werkzeuge

• ArcCatalog

• ArcMap

• Editor

• Survey Editor

• Survey Explorer

• Survey Analyst

ArcGIS Survey Analyst

17 3. Werkzeuge31.01.2005

I. ArcCatalog

Oberfläche zur Verwaltung der Vermessungsdaten:

• Erstellen von survey datasets

• Organisation und Strukturierung der Vermessungsprojekte

• Import und Export von Daten

• Festlegen von Projekteigenschaften

II. ArcMap

Oberfläche zur Bearbeitung und Darstellung der Vermessungsdaten:

18 3. Werkzeuge31.01.2005

III. Editor

Start Eding: Das Editieren der Vermessungsdaten durch den Survey Editor wird gestartet.

1

2


III. Survey Editor

Zentrales Steuerungstool:

um die Berechnung im gewählten Projekt auszuführen

um den Survey Explorer zu starten

CoGo-Berechnungen

TPS-Berechnungen

20 3. Werkzeuge31.01.2005

IV. Survey Explorer

• Verwalten und Editieren der Vermessungsobjekte

• zwei Typen von Ansichten

List page:

Wiedergabe der Informationen zu allen Vermessungsobjekten in einer Liste

Detail page:

Wiedergabe detaillierter Informationen zu den einzelnen Vermessungsobjekten

21 3. Werkzeuge31.01.2005

List pages aufrufen:

• Anklicken des Button („List survey object tool“)

• Fenster in der Karte über dem gewünschten Gebiet aufziehen

• Alle Objekte innerhalb des Fensters werden in der Liste aufgeführt.

22 3. Werkzeuge31.01.2005

Detail pages aufrufen:

• Zeile markieren

List Page

Go To Details

Go To Computation Go To Details

Go To Measurements

Navigationsschritte:

Go To Details

• Menüauswahl mit der rechten Maustaste öffnen

23 3. Werkzeuge31.01.2005

Inhalte:

List Page Go To Details

General (Name, Koordinaten)

Quality (Genauigkeitsangaben)

Coordinate Manager

List Page Go To Computation Go To Details

General

Setup

Measurements (Messdaten)

Computed points

Report

24 3. Werkzeuge31.01.2005

Inhalte:

List Page Go To Measurements Go To Details

25 3. Werkzeuge31.01.2005

V. Survey Analyst Toolbar

• Analysieren und Editieren von Vermessungsnetzwerken

Vermessungsnetzwerke (computation network):

• berechnete Vermessungspunkte - Ausgangspunkte für die Berechnung neuer Punkte

• Änderung einer Koordinate kann sich auf das gesamte Netzwerk auswirken


Gliederung


2. Begriffe

3. Werkzeuge

Allgemein

Anwendung4. Voreinstellungen


Aufgabe 1

6. Visualisieren von Vermessungsdaten

Aufgabe 2

2731.01.2005

4. Voreinstellungen

I. Survey Analyst aktivierenArcCatalog: Tools Extensions

Survey Analyst aktivieren

II. Einheiten setzen

ArcCatalog: Tools Option

28 4. Voreinstellung31.01.2005

Survey Measurement Formats

Nachkommastelle festlegen

Format setzen

• über das Dropdown Fenster das Maß wählen

• im Menüfenster das Format setzen

Beispiel:

Winkel: gon 4 Stellen

Strecke: m 2 Stellen

Einheiten setzen

2931.01.2005


• Vermessungsdatenbank große Anzahl zu verwaltender Vermessungsdaten

• Vermessungsdaten kosten Geld Pflege der Datenbank um den Überblick zu erhalten

logische Strukturierung und Organisation der Vermessungsdaten ist NOTWENDIG

• Innerhalb der project folders können projects für einzelne Vermessungsaufgaben angelegt werden. (z.B. Katastervermessung)

• größeres Vermessungsgebiet entspricht einem survey dataset (z.B. Bundesland)

• Survey dataset in einzelne project folders unterteilt (z.B. Landkreise)

30 5. Organistaion31.01.2005

Beispiel:

Geodatabase

survey dataset

project folders

survey projects

• project folders - nicht zwingend notwendig

• survey projects - direkt im survey dataset anlegen


Erzeugung des survey dataset:

• Rechtsklick auf geodatabase

• New Survey Dataset

„New Survey Datast Wizard“

• Name vergeben

• Datentypen auswählen, die im survey dataset verwendet werden sollen


Erzeugung eines survey dataset:

• Koordinatensystem festlegen

• „Select“ oder „Import“ - Koordinatensystem auswählen

• survey aware feature classes auswählen

• mit „Finish“ fertigstellen


Eigenschaften des survey dataset:

• Rechtsklick auf survey dataset

• „Properties“

• General

• Package ( Datentypen)

• Spatial Reference (Koordinatensystem)

• Feature Classes (survey aware feature classes)


Erzeugung eines survey project:

• Rechtsklick auf survey dataset oder project folder

• New Survey Project

„New Survey Project Wizard“

• Name vergeben

• mit „Select“ oder „Import“ Koordinatensystem festlegen



• „Prefix“ festlegen

Prefix sind Erweiterungen der Punktnamen, womit diese innerhalb des survey dataset eindeutig identifiziert werden können. Importierte Punkte mit gleichen Namen können so unterschieden werden.

• „Maßstabskorrektion“ festlegen

• „Winkelkorrektion“ festlegen

werden auf alle Strecken für CoGo-Berechnungen angewendet



• „Standardabweichungen“ definieren

• Methoden der Korrektionsberechnungen auswählen

• mit „Finish“ fertigstellen


Eigenschaften eines survey project:

• Rechtsklick auf survey project

• „Properties“

Alle Angaben lassen sich in den Eigenschaften anzeigen und z. T. ändern.


Import von Vermessungsdaten

• Rechtsklick auf survey project

• „Import Survey Data“

1. Schritt:

Konverter für das Datenformat der Rohdaten wählen

(z.B. GSI-Converter)

Pfad mit der Datei im entsprechenden Format angeben


Import von Vermessungsdaten

2. Schritt: Koordinatensystem festlegen

Koordinatensystem der zu importierenden Daten entspricht dem des survey project

Koordinatensystem der Importdatei muss angegeben werden

oder

3. Schritt: Protokolldatei erzeugen

Die Ergebnisse des Imports werden in einem log file dokumentiert.

Speicherort und Dateiname angeben

4031.01.2005

Aufgabe 1

Im Rahmen des Vermessungsprojektes Carmel Bay wurden Ergänzungsmessungen durchgeführt. Um das Projekt weiter bearbeiten zu können, müssen die Rohdaten (CarmelBay.gsi) importiert werden.

• Kopiert den Ordner Tutorial-Data in Euer Verzeichnis!

v:\A.Klein\Tutorial_data

• Importiert die Rohdaten in das Projekt Carmel Bay!

(...\Tutorial_data\survey)

Rohdaten liegen im Koordinatensystem des Projektes vor

Point Prefix Seperator: wird nicht benötigt

Point Quality: fiktive Werte eintragen (sinnvoll!!!)

log file: nicht erforderlich

TIP: mit der Preview-Ansicht in ArcCatalog läßt sich der Import visuell überprüfen

4131.01.2005

Lösung

vorher

importierte Daten

4231.01.2005

6. Visualisieren von Vermessungsdaten

In ArcMap erfolgt die Darstellung von Vermessungsdaten mit Hilfe von survey layer und sublayer.

Survey layer

Sublayerein sublayer je measurement classe:

• Coordinated

• No Coordinates

• TPS Measurement

• CoGo Measurements

43 6. Visualisierung31.01.2005

• Survey layer können ein oder mehrere Vermessungsprojekte in der Karte darstellen.

• Verwaltung über die Eigenschaften des survey layers

• Rechtsklick auf dem survey layer Properties

• Doppelklick auf dem survey layer

oder

Darzustellende Projekte aktivieren


Erzeugen eines survey layers

Survey layer werden erzeugt, wenn...

• survey project

• project folder

• survey dataset

...in ArcMap eingefügt wird.

„Add Data“ Button

„Drag & Drop“

oder


Erzeugen eines sublayers

Sublayer werden über die Eigenschaften des survey layers gesteuert.

• Rechtsklick auf dem survey layer Properties

• Doppelklick auf dem survey layer

oder

Sublayer hinzufügen


Symbole

Symbole in geeigneter Farbe helfen die Vermessungsdaten visuell ...

• voneinander zu trennen

• zu betonen

• in den Hintergrund zu stellen.

Bearbeitung erfolgt über die Eigenschaften der entsprechenden sublayer

Beispiel: Points

Properties Symbology Symbol


Fehlerellipsen

Survey Analyst speichert statistische Informationen über einen Vermessungspunkt.

• können importiert, berechnet oder über Fehlerfortpflanzung (Methode der error propagation) auf andere Vermessungspunkte übertragen werden.

• als Fehlerellipsen in der Karte dargestellt werden


Fehlerellipsen

sublayer points:

Properties Symbology Error Ellipse

Häkchen setzen

Symbol und Farbe einstellen

magnification

Vergrößerungsfaktor zur besseren Darstellung


Aufgabe 2

Durch Fehlerellipsen lässt sich schnell überprüfen, ob Genauigkeitsinformationen zu den Punkten gespeichert wurden.

• Erzeugt die entsprechenden survey layer zum survey dataset Arizona!

• Stellt die Fehlerellipsen in einer geeigneten Farbe und Skalierung dar!• Verifiziert die Darstellung der Punktgenauigkeiten anhand der gespeicherten Genauigkeitsinformationen!

Wählt dazu zwei Punkte, einen mit stark ausgeprägter Ellipsenform und einen mit einer eher kreisförmigen Fehlerellipse!

Hinweis: Survey Explorer Detail Pages


Lösung

Beispiel

Form Qxx Qyy

0,0000158 0,0000158

0,000037 0,00032

Fehlerellipsen

5131.01.2005

Literatur

GIS by ESRI: Using ArcGIS Survey Analyst

GIS by ESRI: Survey Analyst Concepts

Gernot Tutsch: Von Geodaten zu Geoinformation

ENDE

Documents

131.01.2005 ArcGIS Survey Analyst Referent: André Klein 31.01.2005 Universität Bonn Institut für Kartographie u. Geoinformation Proseminar Geoinformation