Aktuelle Technologien zur Präsentationvon Geodaten

Aktuelle Technologien zur Präsentationvon Geodaten

Diplomarbeit

Tino FlessaMatrikel-Nr.: 17807

24.02.2009

Gutachter: Prof. Dr.-Ing. F. Schwarzbach

Prof. Dr.-Ing. A. Kowanda

Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden

Fachbereich Vermessungswesen/Kartographie

Studiengang Vermessungswesen

Seminargruppe 03/061/03

Eidesstattliche Erklärung

Hierdurch erkläre ich, dass ich die von mir eingereichte Diplomarbeit selbständig verfasstund ausschließlich die angegebenen Hilfsmittel benutzt habe.

Dresden, den 24. Februar 2009 Unterschrift:

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Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung 11.1. Problemstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2. Gliederung der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

2. Grundlagen Geodaten und Geodatenpräsentation 32.1. Geodaten und Geodatenbereitstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.1.1. Geodaten und Geoinformationssysteme . . . . . . . . . . . . . . . 32.1.2. Geobasisdaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.1.3. Geofachdaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.1.4. Raumbezug und Dimension der Geodaten . . . . . . . . . . . . . . 72.1.5. Geodatensysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.1.5.1. Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.1.5.2. Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.1.5.3. Datenhaltung, Datenaustausch . . . . . . . . . . . . . . 122.1.5.4. Datenarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.2. Präsentation von Geodaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.2.1. Wie präsentieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.2.1.1. Nichtgraphische Präsentation . . . . . . . . . . . . . . . 172.2.1.2. Graphische Präsentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.2.1.3. Statische Präsentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.2.1.4. Interaktive Präsentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.2.1.5. Dynamische Präsentation . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.2.2. Wodurch präsentieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.2.2.1. Offlinepräsentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.2.2.2. Onlinepräsentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.2.3. Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.3. Nutzergruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2.3.1. GIS-Experten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.3.2. GIS-Fachnutzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.3.3. GIS-Laien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.4. Usibility und Nutzungsrechte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

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Inhaltsverzeichnis

2.4.1. Usibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222.4.2. Nutzungsrechte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

3. Geodatenpräsentation heute 273.1. Geodatenpräsentation mittels Web Services . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

3.1.1. Web Map Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293.1.2. Web Feature Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.1.3. Web Coverage Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.1.4. Catalogue Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.1.5. Angebot und Metadaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.1.6. Geodatenviewer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

3.2. Geodatenpräsentation mit Technologien für Web 2.0 . . . . . . . . . . . . 393.2.1. AJAX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403.2.2. Adobe Flash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413.2.3. Adobe Flex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423.2.4. Microsoft Silverlight . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443.2.5. Gegenüberstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453.2.6. API’s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473.2.7. Technologiemix und Nutzungsbeschränkungen . . . . . . . . . . . 493.2.8. Anwendungsbeispiele der Technologien . . . . . . . . . . . . . . . 50

3.2.8.1. Anwendungen mit Silverlight . . . . . . . . . . . . . . . 503.2.8.2. Anwendungen mit Flex/Flash . . . . . . . . . . . . . . . 57

3.3. Geodatenpräsentation mittels anderer digitaler Medien . . . . . . . . . . . 633.3.1. PDF für Geodatenpräsentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633.3.2. Adobe Acrobat für Geodaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

3.3.2.1. Geodaten-PDF in Acrobat Pro Extended erstellen . . . . 653.3.2.2. Geodaten-PDF aus ArcGIS erstellen . . . . . . . . . . . 703.3.2.3. Funktionsumfang des Adobe Reader . . . . . . . . . . . 74

3.3.3. TerraGo Produkte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773.3.3.1. Erzeugung von GeoPDF in ArcGIS . . . . . . . . . . . . 793.3.3.2. Adobe Acrobat / Reader mit TerraGo Produkten . . . . . 80

3.4. Geodatenpräsentation mittels Webkonferenz und Screen Sharing . . . . . . 833.4.1. Geführte Präsentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 843.4.2. Präsentation mit Fernzugriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

3.5. Earth Browser und Geodatenpräsentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863.5.1. Erstellung von KML/KMZ aus ArcGIS . . . . . . . . . . . . . . . 863.5.2. Inhalt der KML/KMZ Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

3.6. Welche 2D-Geodatenpräsentation ist sinnvoll? . . . . . . . . . . . . . . . . 88

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Inhaltsverzeichnis

3.7. Aktualität der Geodaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

4. Geodaten in 3D-Modellen 914.1. 3D-Beschreibungssprachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 944.2. 3D-Stadtmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 944.3. Semantische 3D-Stadtmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 954.4. Projekte mit 3D-Modellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

4.4.1. Virtual Environmental Planning system . . . . . . . . . . . . . . . 974.4.2. Umgebungslärmkartierung in Nordrhein-Westfalen . . . . . . . . . 994.4.3. Heidelberg 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1024.4.4. Zusammenfassung 3D-Modelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

4.5. Eigene 3D-Geodatenmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1034.5.1. 3D-PDF Campusmodell HTW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1044.5.2. 3D-PDF aus GIS Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1074.5.3. Beurteilung 3D-PDF Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 1094.5.4. 3D-KML/KMZ aus GIS Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . 1094.5.5. Google Earth KML/KMZ vs. Adobe 3D-PDF . . . . . . . . . . . 112

5. Anwendung auf vorhandene Datenbestände 1145.1. Datenbestand Großschönau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1145.2. Datenbestand Baalbek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1155.3. Datenverfügbarkeit und Datenaustausch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1155.4. Nutzung der Baalbek Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

6. Zusammenfassung 120

A. Anhang 122A.1. Übersicht der Beispieldateien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122A.2. Übersicht der benutzten Softwareprodukte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123A.3. Formatbeschreibungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

A.3.1. PDF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124A.3.2. TIFF und GeoTIFF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125A.3.3. KML/KMZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

A.4. Flex Projekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

Literatur 133

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Abbildungsverzeichnis

2.1. Geobasisdatennutzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.2. Geofachdaten - Baumkataster, ALK und Bebauungsplanung . . . . . . . . 72.3. Raumbezugsangabe bei Verknüpfung einer Geodatenquelle . . . . . . . . 82.4. Datensatzes EPSG31468 aus EPSG Datenbank Version 6.18 . . . . . . . . 92.5. Georeferenzierungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.6. Rasterdaten original . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.7. Rasterdaten 8-fach vergrößert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.8. Vektordaten original . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.9. Vektordaten 8-fach vergrößert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.10. WKT Geometrie und Attribute . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.11. Entwicklung UTF8 - Grafik übernommen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.12. UTF-8 Auswahl bei Importfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.13. Usibility - Grafik übernommen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232.14. Freie Software und Open-Source-Software - Grafik übernommen . . . . . . 25

3.1. Überblick über Abfragefunktionen des CAT . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.2. Geodatenanalyse in QuantumGIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.3. AJAX Schema im Vergleich zum klassischen Rundgangmodell - Grafik über-

nommen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413.4. Statistik von Adobe - Übersicht der Nutzung verschiedener Programme durch

PC’s mit Internet Zugang - Stand September 2008 - Grafik übernommen . . 423.5. Beispiel einer Geodatenpräsentation mittels swf-Datei . . . . . . . . . . . . 433.6. Beispiel einer mit Silverlight Technologie entwickelten Anwendung . . . . 453.7. Beispielanwendung der Silverlight Map Viewer API for ArcGIS Server . . 483.8. Beispielanwendung der ArcGIS API for Flex von ESRI . . . . . . . . . . . 493.9. Kartenbereich aus http://www.parcelatlas.com zum Beispiel Tracy/USA . . 523.10. Export Spatial SQL-Datei aus SpatialWiki zum Beispiel Karlsruhe . . . . . 543.11. Beispiel Export KML-Datei aus SpatialWiki zum Beispiel Karlsruhe . . . . 543.12. Kartenbereich aus http://silverlight.idvsolutions.com zum Beispiel Karlsruhe 553.13. Kartenbereich aus http://demo.mapdotnet.com/mdnuxpropertygeomsample/

zum Beispiel Redmond Washington 98052 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

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3.14. Ansicht aus http://www.gisserver.de/aalen/ zum Beispiel GIS Aalen . . . . 593.15. Ansicht aus http://www.ganga.is/kort zum Beispiel Ganga . . . . . . . . . 603.16. Ansicht aus http://flex888.com/lab/geoweb/flexviewer/ zum Beispiel Rich

Spatial Flex Viewer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613.17. Auswahlliste Koordinatensysteme in Adobe Acrobat Pro Extended . . . . . 663.18. Auszug aus NeueKoordinatensystemeInArcGIS9.pdf . . . . . . . . . . . . 683.19. PDF-Export aus ArcMap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723.20. Layerdarstellung in Acrobat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723.21. Objektdatenabfrage in Acrobat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733.22. Längenermittlung Kanalstück mit Objektfang . . . . . . . . . . . . . . . . 753.23. Beispiel des Messungskommentars aus einer FDF-Datei . . . . . . . . . . 773.24. Beispiel des Linienkommentars aus einer FDF-Datei . . . . . . . . . . . . 773.25. Exportkonfiguration bei GeoPDF aus ArcGIS . . . . . . . . . . . . . . . . 793.26. GeoPDF-Funktionsmenüs in Adobe Reader . . . . . . . . . . . . . . . . . 813.27. GeoPDF mit Geolocator und Entfernungsanzeige in Adobe Raeder . . . . . 823.28. Importierter Geodateninhalt als Geokommentare in Adobe Reader . . . . . 833.29. CONNECTNOW - Veranstalterbildschirm . . . . . . . . . . . . . . . . . . 853.30. CONNECTNOW - Teilnehmerbildschirm . . . . . . . . . . . . . . . . . . 853.31. Präsentation mit Fernzugriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863.32. Exportdialog der Layer to KML Toolbox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873.33. 2D-Geodaten aus ArcMap in Google Earth . . . . . . . . . . . . . . . . . . 883.34. HTW - Virtual Earth Luftbild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903.35. HTW - Virtual Earth Vogelperspektive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

4.1. LoD3 LandXplorer Beispiel Stadt Ettenheim, ohne Textur . . . . . . . . . 924.2. LoD2 LandXplorer Beispiel Herten, Durchdringung - mit Textur . . . . . . 934.3. Semantisches Gebäudemodell - Bild übernommen . . . . . . . . . . . . . . 954.4. 3D-Kommentierungstool . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 974.5. 3D-Beteiligungstool . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 984.6. 3D-Masterplaner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 984.7. Überflutung Stand1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 994.8. Überflutung Stand2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 994.9. Lärmsimmulationsmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 994.10. Hauptaufgabenpakete zur technischen Umsetzung aus Umsetzungskonzept

- Grafik übernommen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1014.11. Öffentlichkeitsportal zur Umgebungslärmkartierung . . . . . . . . . . . . . 1014.12. Ansicht aus der Anwendung Heidelberg 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . 1024.13. HTW 3D-Campusmodell in SketchUp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1054.14. HTW 3D-Campusmodell in VivatyStudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

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4.15. HTW 3D-Campusmodell in Adobe Acrobat Pro Extended . . . . . . . . . 1074.16. HTW 3D-Campusmodell Messmodus in Adobe Reader . . . . . . . . . . . 1074.17. 3D-Modell Großschönau in ArcScene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1084.18. 3D-Modell Großschönau in Acrobat Pro Extended . . . . . . . . . . . . . . 1094.19. Layer to KML in ArcScene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1104.20. 3D-KMZ Großschönau in Google Earth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1114.21. Selektion in 3D-KMZ Großschönau in Google Earth . . . . . . . . . . . . 111

5.1. Auswahl aus dem Datenbestand Baalbek in QGIS . . . . . . . . . . . . . . 1155.2. Schema der möglichen gegenseitigen Nutzung von Geodatenbeständen . . . 1165.3. Transformationsparameter Baalbek im Proj.4 Format . . . . . . . . . . . . 1175.4. Datenselektion für Shape Export in QGIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1185.5. Georeferenzierung Orthobild Baalbek - Referenzierungswerte . . . . . . . 1185.6. Georeferenzierung Orthobild Baalbek - Projektion . . . . . . . . . . . . . . 119

A.1. Ansicht aus der Beispielanwendung mit Flex und UMap API . . . . . . . . 128

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Tabellenverzeichnis

2.1. Faktoren für die Wahl der Präsentationsform . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.1. angebotene Web Services der Vermessungsverwaltungen der Bundesländer 353.2. Metadateninformationssysteme der Bundesländer . . . . . . . . . . . . . . 363.3. Metadateninformationssysteme der österreichischen Bundesländer . . . . . 373.4. Gegenüberstellung AJAX, Flex/Flash und Silverlight . . . . . . . . . . . . 463.5. Übersicht Nutzungsbedingungen der Kartendienst API’s . . . . . . . . . . 50

4.1. Google Earth vs. Adobe 3D-PDF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

A.1. Übersicht der Beispieldateien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122A.2. Übersicht der benutzten Softwareprodukte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

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Abkürzungen und Markenrechte

AbkürzungenAbkürzungen werden im Text erklärt. Im Allgemeinen erfolgt dies bei der erstmaligen Er-wähnung innerhalb des zugehörigen Spezialthemas. Abkürzungen in allgemeinen Beschrei-bungen werden teilweise nicht erklärt, wenn es dem Verständnis des Zusammenhangs undder Sache nicht schadet.

Trademark und CopyrightDie in der Diplomarbeit benutzten Firmennamen, Produktnamen und Produktbezeichnun-gen unterliegen teilweise markenrechtlicher Bestimmungen, sind Eigentum der jeweiligenRechteinhaber und können (eingetragene) Warenzeichen der jeweiligen Unternehmen sein.

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1. Einleitung

1.1. Problemstellung

Gegenstand der Diplomarbeit sind aktuelle Technologien bei der Präsentation von Geoda-ten. In den letzten Jahren hat die Nutzung von Geodaten stark zugenommen. Hauptsächlicherfolgt diese Nutzung aber immer noch auf der Ebene von Fachanwendern oder Verwal-tungsstellen. Dabei ist für den Anwender eine hohe oder zumindest höhere Fachkenntnisder Grundlagen von Geodatennutzung und der Benutzung von speziellen Softwareerzeug-nissen notwendig. Es ist nicht in Abrede zu stellen, dass bei einer professionellen Anwen-dung von Geodaten auch ein hohes Niveau von Hintergrundwissen vorausgesetzt werdenmuss, um beste Ergebnisse zu erlangen. Aber gerade diese Voraussetzung bildet auch einehohe Schwelle für die Anwendung und Nutzung von Geodaten durch eine breite Anwend-ergruppe. Das Beispiel Google Earth (unabhängig einer Beurteilung der Qualität der Daten)zeigt, dass sich bei geringen Einstiegsvoraussetzungen schnell eine große Gruppe von Nut-zern entwickelt und das Produkt in vielen Situationen benutzt wird. Aus diesem Grund sindsowohl freie Institutionen, Interessengemeinschaften, die Anbieter der Geodaten, als auchdie Hersteller von Softwareprodukten daran interessiert, die Möglichkeiten der Nutzung vonGeodaten mittels neuer Technologien zu verbessern und in immer einfacherer Weise nutzbarzu machen. Dabei wird auf die Weiterentwicklung vorhandener Lösungen und auf die Ent-wicklung neuer Technologien gesetzt. Wenn sich mehr Anwender mittels einfacher Techno-logien mit den Geodaten auseinandersetzen und sie nutzen, werden Ressourcen geschont,die benutzten Daten entsprechen mehrheitlich dem neuesten Datenbestand und einheitlicheBasisdaten werden genutzt. Damit steht der Aufwand zur Erzeugung und Bereitstellung ineinem guten wirtschaftlichen Verhältnis zum Nutzen.

1.2. Gliederung der Arbeit

Die Arbeit gliedert sich in verschiedene Abschnitte. Diesem einleitenden Abschnitt folgt einAbschnitt über die Grundlagen von Geodaten und Geodatenpräsentation. Darin werden imnotwendigen Maße die in den folgenden Abschnitten genutzten Grundlagen behandelt.

Im dritten Abschnitt wird auf die breite Geodatenpräsentation von heute eingegangen. Dabei

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1.2. Gliederung der Arbeit

wird in diesem Abschnitt ausschließlich auf die aktuellen und neuen Technologien für diePräsentationen von zweidimensionalen Daten fokusiert. Bei den neuen Technologien wer-den Beispielanwendungen kommentiert und eigene Beispielpräsentationen beschrieben.

In dem darauf folgenden Abschnitt wird dann der Bereich der dreidimensionalen Geodaten-präsentation behandelt. Auch hier wird auf verschiedene Technologien und Entwicklungs-projekte eingegangen und diese beschrieben. Dabei werden auch zwei eigene Beispiele derGeodatenpräsentation angeführt.

Der fünfte Abschnitt beschäftigt sich speziell mit den vorhanden Geodatenbeständen vonGroßschönau und Baalbek. Nachdem die Beispielpräsentationen der vorangegangenen Ab-schnitte schon aus diesen Datenbeständen in den vorhanden Anwendungen erstellt wurdensind, wird hier auch das Zusammenspiel der jeweils genutzten GIS eingegangen.

Eine Zusammenfassung beschließt den Hauptteil. Im Anhang werden für spezielle Themenund Beispiele zusätzliche Informationen geliefert.

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2. Grundlagen Geodaten undGeodatenpräsentation

2.1. Geodaten und Geodatenbereitstellung

2.1.1. Geodaten und Geoinformationssysteme

Unter Geodaten versteht man Daten über Objekte, Gegenstände, Infrastrukturen und Ge-ländeformen an (auch unter) der Erdoberfläche. Dabei muss als wesentliches Merkmal einRaumbezug vorliegen. Geodaten lassen sich in zwei Teilbereiche unterteilen. In die Geoba-sisdaten und die Geofachdaten.

Die Erfassung der Geodaten erfolgt über die unterschiedlichsten Methoden. Eine Vielzahlder Geodaten wird mit Hilfe von automatischen Erfassungstechniken erzeugt. Dazu gehörendie Luftbilderzeugung und das Laserscanning, insbesondere das Aerolaserscanning. Die Er-fassung und Auswertung erfolgt in den meisten Fällen digital. Ergebnis sind Punktinforma-tionen, welche durch Aufbereitungstechniken überwiegend in Objekte gewandelt werden.Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung von Geodaten ist die Digitalisierung vorhandeneranaloger Kartendaten oder Objektdatennachweise. Dabei werden von den analogen Vorla-gen die benötigten Daten mit geometrischem Bezug abgegriffen, oder die gesamte Vorlageeingescannt und als Bilddatei abgelegt. Des Weiteren ist in einem örtlich begrenzten Ge-biet oder bei punktueller Erzeugung von Geodaten auch die Nutzung von tachymetrischerDatenerfassung oder GPS möglich, bzw. auf tachymetrischer oder GPS-Messung erzeug-te CAD-Daten werden als Geodaten herangezogen und aufbereitet. Bei guten Grunddatenkann für die Erfassung von Einzelelementen auch auf die manuelle Einmessung und Ein-rechnung in Bezug auf vorhandene Objekte zurückgegriffen werden.

Bei reinen Objektinformationen spricht man auch von Sachdaten (thematischen Daten). Rei-ne Sachdaten haben in der Regel nur einen indirekten Raumbezug über das Sachdatenobjekt.Sachdaten werden häufig auf Basis vorhandener Datenbestände oder mittels nachträglicherErfassung mit den Raumbezugs- und Objektdarstellungsdaten zusammengeführt oder ver-knüpft. Auch hier können automatisierte Auswertealgorithmen die Aufbereitung stark un-terstützen.

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Bei der Wahl der Erfassungsmethode von Geodaten sind, mit Bezug auf die zu erfassendenObjekte, die Punkte geometrische und thematische Genauigkeit, Aktualität, Sachgerecht-heit, Vollständigkeit und Aufwandsschätzung für die Datengewinnung miteinander abzu-wägen.

Geodaten lassen sich insbesondere über den Raumbezug miteinander verknüpfen. Darausresultierend entstehen neue Informationen. Mit den Daten und den Verknüpfungen lassensich Analysen und Auswertung für bestimmte Fragestellungen durchführen. Meist erfolgtdas mit Hilfe der Funktionalitäten von Geoinformationssystemen (GIS).

Eine einheitliche Definition eines GIS ist nicht vorhanden. Eine Definition aus dem Jahre1993 beschreibt es so: Ein Geographisches Informationssystem (kurz auch Geo-Informations-system) ist ein Informationssystem, das der Bereitstellung von Fachinformationen unter Be-rücksichtigung ihres Raumbezuges dient. Es muß daher Funktionen zur Erfassung, Bear-beitung und Darstellung von raumbezogenen Daten anbieten. Es integriert geometrischePrimitive, graphische und thematische Beschreibungen zu raumbezogenen Objekten. DieVerknüpfung von thematischen Daten mit Informationen zum Lagebezug, die i.d.R. karto-graphisch dargestellt werden, unterscheidet GIS von reinen Kartier- oder CAD-Systemen.Aufgrund des Raumbezuges sind die notwendigen Auswertungs- und Darstellungsverfahrenbesonders aufwendig. Zielsetzung des Einsatzes von GIS ist in vielen Fällen die Erstellungthematischer Karten.[11]

Zum Vergleich eine heute übliche Definition: Ein Geo-Informationssystem ist ein rechnerge-stütztes System, das aus Hardware, Software, Daten und den Anwendungen besteht. Mit ihmkönnen raumbezogene Daten digital erfasst und redigiert, gespeichert und reorganisiert,modelliert und analysiert sowie alphanumerisch und graphisch präsentiert werden.[106]

Geoinformationssysteme arbeiten mit den unterschiedlichsten Daten und Datenmengen. Da-ten sind Karten, Datensätze, Modelle, Dokumente und Metadaten. Es gibt eine Vielzahlguter Geoinformationssysteme. Dabei kann man zwischen kommerziellen Produkten undnichtkommerziellen Produkten wählen. Nichtkommerzielle Produkte können immer bes-ser mit den kommerziellen Produkten mithalten. Die Entwicklung der nichtkommerziel-len Produkte beruht auf wissenschaftlichen Projekten und dem Einsatz einzelner Personen(und auch Firmen), welche den Geoinformationsbereich weiter verbessern und verbreiternmöchten. Als Beispiele für kommerzielle Produktanbieter von Geoinformationssystemenseien ESRI1, INTERGRAPH2, PB MapInfo3, Autodesk4, GE Energy5 und AED-SICAD6

1ESRI, (http://www.esri.com)2INTERGRAPH, (http://www.intergraph.com)3PB MapInfo, (http://www.mapinfo.com)4Autodesk, (http://www.autodesk.com)5General Electric Energy, (http://www.gepower.com/prod_serv/products/gis_software/en/index.htm)6AED-SICAD, (http://www.aed-sicad.de)

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genannt. Nichtkommerzielle Produkte freier Entwicklergruppen sind beispielsweise Saga7,Quantum GIS8 oder GRASS9.

Die Anbieter von Geoinformationssystemen stellen mit ihren Produkten unterschiedlicheMöglichkeiten der eigenen Datenverwaltung, Datenerweiterung oder Veränderung, sowieAuswerte und Analysefunktionalitäten bereit.

Um eine optimale Lösung für die eigenen Aufgaben zu erreichen, ist die Wahl desrichtigen Geoinformationssystems eine bedeutsame Aufgabe. Hierbei sollten auch die lang-fristigen Veränderungen bedacht werden. In den meisten Fällen professioneller Anwendungist die größte Investition nicht der Bereitstellungs- und Integrationspreis eines Geoinforma-tionssystems, sondern die Datenerfassung und Datenaufbereitung.

Das eigene Datenkapital sollte unabhängig der momentanen Systemwahl sein, sowie eineschnelle und vollständige Integration in ein neues oder auch paralleles System ermöglichtwerden können.

2.1.2. Geobasisdaten

Eine Teilmenge der Geodaten sind die Geobasisdaten. Wie der Name schon vorgibt, handeltes sich hierbei um Basisdaten, welche als Grundlage für viele Anwendungen herangezogenwerden können. Zu den Geobasisdaten zählen in Deutschland insbesondere die Daten derVermessungsverwaltungen der Bundesländer und die Daten des BKG. Beispiele für Geoba-sisdaten dieser Institutionen sind Luftbilddaten, topographische Kartenwerke, DGM’s undALK.

Diese Geobasisdaten sind oftmals für den nichtkommerziellen Gebrauch frei und ohne Ge-bühr nutzbar. Weitere Stellen, welche Daten bereitstellen, sind meist öffentliche Institutio-nen der Verwaltung oder der Wissenschaft. Weltweit sind Quellen für Geobasisdaten ver-fügbar. Die Abbildung 2.1 zeigt die Nutzung verschiedener Basisdaten aus verschiedenenQuellen in einer Anwendung.

Detailinformationen und Aktualität der Geobasisdaten unterscheiden sich teilweise sehrdeutlich. Als Übersicht sind sie aber mit einigen Abstrichen für viele Anwendungen be-nutzbar.

2.1.3. Geofachdaten

Als Geofachdaten bezeichnet man die Geodaten, welche von den jeweiligen Fachdiszipli-nen erhoben werden und welche nur für einen eingeschränkten Fachbereich Informationen

7Saga, (http://www.saga-gis.org)8Quantum GIS, (http://www.qgis.org)9GRASS, (http://grass.osgeo.org)

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Abbildung 2.1.: Geobasisdatennutzung

liefern. Hierbei handelt es sich meist um thematisch abgegrenzte Bereiche oder um räum-liche Begrenzungen. Der Zusatz „Geo“ gibt Nachdruck, dass es sich bei den Fachdaten umDaten mit Raumbezug handelt.

Als Beispiele kann man hier die Fachdaten der Ver- und Entsorgungsunternehmen, ein Berg-bauunternehmen oder auch der Wasserschifffahrtsverwaltung anführen. An diesen Beispie-len ist sehr deutlich die thematische Abgrenzung zu erkennen, sowie die regionale bzw.überregionale Gebietsausdehnung.

Geofachdaten können auch Grundlagedaten sein, sie werden aber nicht als Basisdaten an-gesehen. So sind die Straßennetzdaten der Straßenverwaltungen die Grundlage jeder Infra-strukturplanung. Als Basisdaten zählen aber die Straßendaten des topographischen Karten-informationssystems. Die Abbildung 2.2 zeigt ein Einsatzbeispiel der Geofachdaten Bebau-ungsplan und Baumkataster auf Grundlage von Geobasisdaten der ALK.

Geofachdaten werden in weit höherem Maße für die Gewinnung von neuen Informationenherangezogen, als Geobasisdaten. Der fachliche Bezug führt auch dazu, dass mehrheitlichFachdaten von kommerziell tätigen Unternehmen erfasst, aufbereitet, analysiert und zur Ver-fügung gestellt werden. Der Markt der Geofachdaten bietet noch viel Potential. Die digitaleSammlung von Informationen hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Und gerade die-se, schon digital vorhandenen Daten, können mittels intelligenter Verknüpfung mit weiterenDaten einen hohen Informationsgewinn ermöglichen.

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Abbildung 2.2.: Geofachdaten - Baumkataster, ALK und Bebauungsplanung

2.1.4. Raumbezug und Dimension der Geodaten

Ein wesentliches Merkmal von Geodaten ist ihr Raumbezug. Es ist leicht zu erkennen,dass es sich um einen eindeutigen Raumbezug handeln muss. Abfragen bzw. Analysen vonGeodaten sollen exakte Ergebnisse liefern und nicht wegen unterschiedlicher Raumbezügescheitern. Aber gerade der Raumbezug ist ein Problem. Schon bei der Erfassung, aber spä-testens bei der Darstellung der Geodaten, will der Benutzer die gewohnte Situation vor sichhaben.

Nun gibt es nicht nur in Deutschland die Unterscheidung zwischen Lagebezug und Höhen-bezug, bzw. Raumbezug. Dazu kommen die unterschiedlichen Bezugssysteme und die da-zugehörigen mathematischen Modelle der Darstellung. Dazu kommen verschiedenen Maß-einheiten und teilweise getauschte Bezeichnungen (Y,X = X,Y). Verschiedene Projektionenrunden das Bild der Unterschiede ab. Die Geodaten wurden und werden mehrheitlich inden jeweiligen regional üblichen oder gültigen Bezugssystemen (Beispiel Abbildung 2.3)erfasst und aufbereitet. Die noch überwiegend genutzten Bezugssysteme für bereitgestelltGeodaten oder den Geodatenaustausch sind zweidimensionale, in eine Ebene projizierte,Gitterkoordinatensysteme.

Bei Geodaten unterscheidet man zudem 2D-, 2,5D- und 3D-Geodaten. 2D-Geodaten habennur einen Lagebezug. Da sich dieser aber laut Definition an der Erdoberfläche befindet unddie Erde ein Körper ist, kann man auch hier von Raumbezug sprechen. Die 2,5D-Geodatenbesitzen zusätzlich eine Höheninformation. 3D-Geodaten sind wirkliche räumliche Objektemit drei Dimensionen. Daten in verschiedenen Dimensionen stellen ein weiteres Hindernis

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Abbildung 2.3.: Raumbezugsangabe bei Verknüpfung einer Geodatenquelle

für eine gemeinschaftliche Nutzung dar.

Ein Datenbestand ist deshalb vor der Benutzung auf mögliche Probleme zu untersuchen.Auch ist darauf zu achten, ob die Daten wirklich in dem angenommenen System erfasstwurden. Vielen, in Geoinformationssystemen genutzten Datenbeständen, kann wegen feh-lender technischer Voraussetzungen kein Raumbezug zugeordnet werden. Dies erfolgt meistnur mittels Quelldatenoption im Geoinformationssystem. Dabei ist es heutzutage möglich,nahezu jedes System in ein anderes System zu überführen. Bei Systemen mit lokalen Bezug(z.B. verebnete Landessysteme), müssen die passenden Parameter zur Umrechnung vorlie-gen oder ermittelt werden.

Um die Raumbezugsprobleme von vorn herein nahezu auszuschalten, sollte gleiche ein glo-baler Raumbezug genutzt werden, oder eine gesicherte Umrechnung in diesen vorhandensein. Bei der Bereitstellung der Daten ist auf die Eindeutigkeit der Raumbezugsangabezu achten. Geoinformationssysteme benutzen üblicherweise standardisierte Informationenzum jeweiligen Bezugssystem der Daten. Hier hat sich die EPSG10-Kodierung durchge-setzt. EPSG steht für European Petroleum Survey Group; heute OGP11 Surveying & Posi-tioning Committee. Es pflegt und veröffentlicht Parameter und Beschreibungen für Koordi-natenreferenzsysteme. Diese Parameter werden unter einer Kennung zusammengefasst, demSpatial Reference System Identifier (SRID). Diese Kennungen werden z. B. auch in Web

10EPSG - European Petroleum Survey Group, (http://www.epsg.org/)11OPG - International Association of Oil & Gas producers, (http://www.ogp.org.uk/)

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Map Diensten genutzt. (z. B. EPSG 31468 für Gauss-Krüger 4.Streifen - siehe Abbildung2.412)

Abbildung 2.4.: Datensatzes EPSG31468 aus EPSG Datenbank Version 6.18

Möglichkeiten zur Kombination verschiedener Raumbezüge oder zur Abgabe in einem an-deren gewünschten Bezugssystem sind von den Anbietern von Geoinformationssystemenin diese Systeme direkt integriert oder benutzen standardisierte Umrechnungsumgebun-gen, wie PROJ.413 oder GeoTRANS14. PROJ.4 ist eine Sammlung von Kommandozeilen-Programmen und besitzt eine Bibliothek für wechselseitige Transformation. In PROJ.4 wer-den umfangreiche Projektionen angeboten.

Bei dem Thema Raumbezug und Umrechnung lokaler Systeme, muss auch auf die Geo-referenzierung hingewiesen werden, welche bei der Geodatenerzeugung aus analogen, imRegelfall zweidimensionalen, Vorlagen notwendig ist. Hierbei handelt es sich um die Po-sitionierung und Ausrichtung der Vorlage in ein Bezugssystem (Abbildung 2.5). Dies er-folgt mittels freier Passpunkte oder Passpunktwerte definierter Bildmarken (z.B. Eckpunk-te). Man unterscheidet zwischen Georeferenzierung unverzerrter ausgerichteter, unverzerr-ter nicht ausgerichteten und verzerrten nicht ausgerichteten Vorlagen. In Abhängig von derArt der Vorlagen, werden Translation, Rotation, Maßstabsänderung, oder auch zusätzlichenParameter (z.B. beim Abgleich mit Höhenmodel) berechnet und zur Georeferenzierung be-nutzt.

Bei der Wahl der Georeferenzierungsart, sowie bei der Wahl der Referenzpunkte, gibt esunterschiedliche Möglichkeiten. So kann die Vorlage im Originalzustand belassen werdenund nur einen Referenzierungsdatensatz erzeugt werden, oder die gesamte Vorlage wird inder neuen Form abgelegt. Besonders bei der Umwandlung von Kartenwerken in Geodaten12aus EPSG Access Datenbank Version 6.18, (http://www.epsg.org/databases/epsg-v6_18.zip)13PROJ.4 - Cartographic Projections Library, (http://trac.osgeo.org/proj/)14GeoTRANS - Geographic Translator, (http://earth-info.nga.mil/GandG/geotrans/index.html)

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Abbildung 2.5.: Georeferenzierungsbeispiel

werden zusätzlich Prozesse der Anpassung notwendig (Homogenisierung, Randanpassung),da die Vorlagen nicht exakt der geometrischen Vorgabe entsprechen. Hier ist im Einzelfalleine Ablauftechnologie zu entwickeln, damit das Endergebnis, die Geodaten, auch den ge-forderten Ansprüchen entsprechen.

2.1.5. Geodatensysteme

2.1.5.1. Software

Für die Verarbeitung und Bereitstellung von Geoinformation werden Geoinformationssys-teme benutzt. Geoinformationssysteme können in verschiedene Gruppen unterteilt werden,welche hauptsächlich über den Funktionsumfang definiert werden. Man spricht dann vonDesktop-GIS, Server-GIS und Online-GIS. Desktop-GIS beschreibt ein System, welchesden vollen Funktionsumfang besitzt und auf einem lokalen Computer installiert ist und aus-geführt wird. Bei einem Server-GIS handelt es sich um ein Geoinformationssystem, welchesvollen Funktionsumfang besitzt, auf einem Serversystem läuft und von den angeschlos-senen Arbeitsplätzen (Workstation) bedient wird. Serversysteme sind multiuserfähig. DieBezeichnungen sind nicht standardisiert. Und so gibt es gerade im Bereich der dezentra-len Bearbeitung verschiedenen Bezeichnungen. Hier spricht man neben Online-GIS auchvon Web-GIS oder Mobile-GIS. Für die Festlegung dieses Bereiches kann man allgemeinsagen, dass hier der Systemzugriff über Internettechnologien erfolgt und der Funktions-

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umfang eingeschränkt ist. Diese Onlinesysteme machen durch ihre Technik Informationenfür viele Anwender zugänglich. Sie sind überwiegend plattformunabhängig. Sie erfordernkeine Installation von kostenintensiver GIS Software auf dem einzelnen Arbeitsplatz. An-fänglich waren bei diesen Systemen nur Abfragefunktionen von Karten- und Objektdaten,sowie Suchfunktionen integriert. Heute hat sich dieser Bereich aber stark weiterentwickeltund es sind die überwiegende Anzahl der Standardfunktionen verfügbar.

Die Geodaten sind meist in Datenbanken abgelegt, als Rohdatendatei vorhanden, oder wer-den in speziellen Servern verwaltet (z.B. Kartendaten). Für die Datenhaltung bieten sich da-bei verschiedene Datenbankensysteme, wie beispielsweise Oracle Spatial15, MS-Access16

oder PostGIS17 an. Es gibt aber auch eigens umgesetzte Datenbanksysteme der GIS-Software-anbieter.

2.1.5.2. Hardware

Bei der Hardware für Geoinformationssysteme muss hauptsächlich unterschieden werden,um welchen Teil des Systems es sich handelt. So sind sowohl die Computersysteme, alsauch die Datenverbindung interessant.

ComputersystemDie Anforderungen an die Computersysteme zu den oben unterteilten GIS-Systemgruppensind unterschiedlich. Die Anforderungen für einen Online-GIS Computer beschränken sichüblicherweise auf einen Standard-PC, welcher auch den normalen Office Anwendungengenügt. Bei einem mobilen Endgerät eines speziellen Mobile-GIS sind Komponenten zurPositionsbestimmung und ein kabelloser Netzwerkzugang notwendig. Dazu kommen ro-buste Bauweise und Außendiensttauglichkeit. Die Anforderungen an Desktop-GIS liegenleicht über denen eines Standard PC. Hier sollte wegen der internen Datenhaltung großerWert auf Datensicherheit und Langlebigkeit der Bauteile gelegt werden. Bei Server-GISmuss wiederum unterschieden werden. Für die Datenhaltung und Bereitstellung sind reineServersysteme (ServerOS18, Backup, RAID19, USV20, usw.) sinnvoll. Für die Auswerte-,Abfrage- und Administrationsarbeit genügt wiederum ein Standard-PC.

Bei allen Computersystemen werden Netzwerkverbindungskomponenten und die Verbin-dungskomponenten zu anderen Endgeräten vorausgesetzt.

15Oracle Spatial, (http://www.oracle.com/database/spatial.html)16Microsoft Access, (http://office.microsoft.com/de-de/access/default.aspx)17PostGIS, (http://postgis.refractions.net/)18ServerOS - Server Betriebssystem19RAID - redundant array of independent disks, deutsch: Redundante Anordnung unabhängiger Festplatten20USV - unterbrechungsfreien Stromversorgung

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NetzwerkanbindungIm Normalfall erfolgt die Datenübertragung über ein Netzwerk. Auf Bereitstellungsmög-lichkeiten in Form von Listen und Grafiken auf Datenträger soll hier nicht eingegangenwerden. In einem kabelgebundenen Local Area Network (LAN) sind die meist vorhande-nen Leitungsverbindungen von 100MBit ausreichend. Für die Übertragung über das Internetsind besondere Anforderungen zu stellen. So ist zwar für viele DSL-Anschlüsse eine hoheDownloadgeschwindigkeit möglich, aber auch die Uploadgeschwindigkeit ist wichtig, daauch Daten zu einem externen Abnehmer übertragen werden sollen. Standardmäßig sindhier nur bis zu 1MBit/sec möglich. Dazu kommen Anforderungen an die Sicherheit desNetzwerkzuganges und an die Autorisierungsregelungen. Feste IP-Adresse21 und Router-system22 sollen hier nur als Stichpunkte gesetzt werden, ohne weiter auf die notwendigentechnischen Details einzugehen. Bei einem Einsatz von Funknetzwerktechnologie ist beson-deres Augenmerk auf die Sicherheit der Datenverbindung zu setzen.

2.1.5.3. Datenhaltung, Datenaustausch

Wie schon angemerkt, erfolgt die Datenhaltung der Geodaten in Datenbanken oder in Formvon Originaldatensätzen mit Anbindung an das GIS. Zum Datenaustausch werden Diens-te und Protokolle genutzt, welche teilweise offenen Standards entsprechen und teilweiseaber auch anbieterabhängige und programmabhängige Einzellösungen (z.B. bei Mobile-GIS) sind. Der Datenaustausch basiert zumeist auf Internettechnologien.

2.1.5.4. Datenarten

Geodaten werden als verschiedene Datenarten genutzt. So sind Rasterdaten, Vektordaten,und textbasierte Datenbestände üblich. Auf die verschiedenen Arten soll an dieser Stellekurz eingegangen werden.

RasterdatenBei Rasterdaten wird jeder einzelne Bildpunkt des darzustellenden Bildes separat in der Da-tei beschrieben. Dies erfolgt nach Vorauswahl von Dateiformat und Qualität unterschiedlich.Je nach Auflösung23 und Farbtiefe24, sowie eventuell möglicher Komprimierung ergibt sichdie Dateigröße. Verlustfreie Darstellung kann nur bis zur Größe von einem Pixel25 realisiertwerden. Danach kommt es zu Abstufungen durch das Einrechnen von zusätzlichen Pixeln

21IP-Adresse - Absender-/Empfänger-Identifikation in Computernetzen mit Internetprotokoll (IP)22Router - Netzwerkkomponente für die Verteilung von Datenpaketen23Auflösung (dpi) - Bildpunkte pro Inch24Farbtiefe - Farbkanalkodierung25Pixel - Bildpunkt, kleinste Einheit einer digitalen Rastergrafik

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in benachbarte Originalwerte. Dies ist im Vergleich der Abbildung 2.6 mit Abbildung 2.7zu erkennen. Das richtige Rasterdatenformat für Geodaten ergibt sich aus der Untersuchungvon notwendiger Qualität mit möglicher Dateigröße und möglicher Unterstützung durch dasGeoinformationssystem. Weiter ist die Georeferenzierbarkeit von gewollt extern abzulegen-den Originalbilddateien zu beachten.

In Rasterdaten können nur über zusätzliche Vereinbarungen (z.B. Farbgebung) dreidimen-sionale Informationen beschrieben werden. Dabei wird die Höheninformation beispielswei-se in einen separaten Farbwert für jedes Pixel kodiert. Je Pixel oder Rasterfläche kann dieserdann mittels geeigneten Auswerteprogrammen für 3D-Darstellungen oder auch zur Analysebenutzt werden. Als gängige Beispiele für Rasterdatenformate sind anführbar: ECW, GEO-TIFF, GIF, JPEG, JPEG2000, PNG, TIFF.

Abbildung 2.6.: Rasterdaten original Abbildung 2.7.: Rasterdaten 8-fach ver-größert

VektordatenBei Vektordaten wird im Gegensatz zu Rasterdaten nicht jeder Bildpunkt in der Datei be-schrieben, sondern es werden die geometrischen Objekte mit ihren notwendigen Parameterngespeichert. Aus der Gesamtheit aller Objekte entsteht das Bild. Dieses Bild kann in jeder(nur durch das System begrenzten) Vergrößerung geometrisch verlustfrei dargestellt werden.Dies ist im Vergleich der Abbildung 2.8 mit Abbildung 2.9 zu erkennen. Je nach Dateiformatkönnen mehr oder weniger Geometrieobjekte benutzt werden, bzw. zusätzliche Parameteroder Informationsangaben in die Datei integriert werden. Die Größe der Datei unterschei-det sich stark von der Dateigröße der Rasterdaten. Vektordateien sind in den meisten Fällendeutlich kleiner als Rasterdateien. Das kommt hauptsächlich dadurch, das leere Bereiche ei-ner Darstellung (oder gleiche Füllungen) mittels Vektordatensatz besser abgebildet werden

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können als das mittels Komprimierung der Rasterdaten möglich ist.

Abbildung 2.8.: Vektordaten original

Abbildung 2.9.: Vektordaten 8-fach vergrößert

Mittels Vektordaten können dreidimensionale Angaben teilweise sehr gut beschrieben wer-den. Voraussetzung ist die Unterstützung von dreidimensionalen Objekten in dem Dateifor-mat. Allerdings ist auch hier die Qualität stark von der Menge der Ausgangsdaten abhän-gig. Als gängige Beispiele für Vektordatenformate sind anführbar: DWF, DXF, DGN, E00,EDBS, GML, NAS oder Shape. Speziell zur graphischen Darstellung im Internet bieten sichnoch KML, SVG und PDF an. Bei PDF ist zu beachten, dass dieses zwar im eigentlichenSinne ein Vektorformat ist, jedoch auch Rasterdaten mit in die Datei eingebunden werdenkönnen. Die Bezeichnung Vektor ist wegen dem grundsätzlichen Aufbau durch grafischePrimitive26 gewählt, begrenzt sie aber in keiner Weise auf diese.

Auch die Geometrieverwaltung von Datenbanken mit dieser Option verwendet für die Be-schreibung Vektorelemente. Die Abbildung 2.10 zeigt den Datenbankauszug eines Flur-stücks mit Geometriebeschreibung im WKT27-Format.26grafische Primitive - zweidimensionale oder dreidimensionale grafische Grundformen27WKT - Well Known Text - Format zur Darstellung von Geometrien

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Abbildung 2.10.: WKT Geometrie und Attribute

Textbasierte Datenbestände und KodierungBei so genannten Textdaten handelt es sich im Bereich der Geodaten meist um Sachdatenoder auch Modelldaten. Diese werden als reiner Textdatensatz in Dateien oder Datenbankengespeichert und auch als solcher abgegeben. Die Daten werden dazu immer kodiert in Com-putersystemen gespeichert. Hierbei ist es gleich, ob Datenbank oder Textdatei. Der zugehö-rige Dienst oder das Betriebssystem übernimmt die Übersetzung der einzelnen Zeichen undsorgt somit normalerweise für die gewünschte Anzeige. Innerhalb eines geschlossenen Sys-tems sind diese Übersetzungen meist eindeutig geregelt. Aber bei Nutzung fremder Diensteoder Systemteile müssen Absprachen über die verwendete Kodierung getroffen werden.Gerade im Bereich der Geodaten ist ansonsten großes Potential für Fehldarstellung oderFehlinterpretation vorhanden.

Um ein „Wörterbuch“ für die verschiedenen Kodierungen zu nutzen, wurden schon mitBeginn der Computertechnik spezielle Zeichensätze von den Herstellern normiert. Späterübernahmen auch die Standardisierungsorganisationen diese Zeichensätze oder erstelltenneue.

Heute werden in Mitteleuropa allgemein noch die Zeichensätze nach ISO Normenreihe 8859benutzt. Dabei ist der Zeichensatz ISO 8859-1 (auch Latin-1) für fast alle westeuropäischenSprachen einsetzbar. Mit dem Zeichensatz nach ISO 8859-15 (welcher auch das Eurozei-chen beinhaltet) wurde versucht, möglichst viele Sonderzeichen, vorwiegend westeuropäi-scher Sprachen zu integrieren. Andere Zeichensätze der ISO 8859 Normenreihe decken zumBeispiel Arabisch, Kyrillisch, Griechisch oder auch Baltisch ab.

Das Unicode Transformation Format (UTF), speziell UTF-8, wird aber immer mehr zumeinheitlichen Standard der Zeichenkodierung. Speziell im Internet bei der Email Kommu-nikation und bei den in Browsern verwendeten HTML soll UTF-8 Standard werden. Schonjetzt wird speziell in Datenbanken überwiegend auf UTF-8 gesetzt. Abbildung 2.11 (Gra-fik28 übernommen) zeigt deutlich die Entwicklung von UTF über die letzten Jahre hinweg.

28Entwicklung UTF8 - Grafik übernommen,(http://googleblog.blogspot.com/2008/05/moving-to-unicode-51.html)

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2.2. Präsentation von Geodaten

Abbildung 2.11.: Entwicklung UTF8 - Grafik übernommen

Die Zeichenkodierung spielt auch bei Rasterdaten und bei Vektordaten eine wichtige Rol-le, da die einzelne Information auch in einer, durch ein Erzeugungssystem kodierten Dateiabgelegt ist. In vielen Systemen werden schon seit längerem unterschiedliche Kodierungenunterstützt, um dem Nutzer die Möglichkeit zu geben, fremdkodierte Daten zu nutzen. Auf-grund fehlender Angaben in manchen Datensätzen und einer möglichst großen Einsatzbrei-te ist die Angabe der Zeichenkodierung (wie in Abbildung 2.12 zu sehen) oftmals variabeldurch den Bearbeiter auswählbar.

Abbildung 2.12.: UTF-8 Auswahl bei Importfunktionen

Als andere Zeichenkodierungen sind noch ASCII, Windows-1252 (auch bekannt als ANSI),Mac-Roman (MAC OS) und der russische KOI8-R erwähnenswert.


2.2.1. Wie präsentieren

Die Präsentation ist die Darstellung und die Erklärung eines Themeninhaltes zu einem Pu-blikum. Präsentationen sind in den vergangenen Jahren immer mehr zu einem Wettbewerbs-

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faktor in der Wirtschaft geworden.

Im Bereich der Geodateninformation spricht man von einer Präsentation, wenn es sich umeine graphische oder nichtgraphische Ausgabe raumbezogener Daten handelt. Speziell diegraphische Präsentation dient der Übermittlung von georäumlichem Inhalt, bzw. georäum-lichem Wissen. Mit ihr werden Situationen dargestellt und Anhaltspunkte für weitere Ent-scheidungsprozesse geliefert.

Als Präsentationsmedium kommen hierbei sowohl ein Trägermaterial, z.B. in Form von Pa-pier oder Folie in Frage, als auch die Möglichkeit der direkten Anzeige am Bildschirm inFrage. Die Ausgabe auf einem Trägermaterial bezeichnet man auch als Hardcopy. Die An-zeige am Bildschirm wird als Softcopy bezeichnet. Bei der direkten Anzeige am Bildschirmist es unwichtig, ob die Darstellung auf Grundlage einer vorher abgespeicherten Datei, oderauf Grundlage einer direkt vom Geoinformationssystem erzeugten Bildschirmdarstellungerfolgt.

Bei einer Präsentation gilt es auch, nach Aussehen und Inhalt zu unterscheiden. So könnengute Präsentationen sowohl mit aufwendigem Layout, als auch mit schlichtem Layout undinformativem Inhalt punkten. Eine Präsentation muss sich dem jeweils gestellten Umfeldmit Aussehen und Inhalt anpassen, um optimal zu wirken. Im Bereich der Geoinformati-on sind diese beiden Komponenten ebenso notwendig, wie in anderen Bereichen. Der Be-trachter möchte von dem Aussehen angesprochen werden und gleichzeitig muss der Inhaltübersichtlich und informativ dargestellt sein.

2.2.1.1. Nichtgraphische Präsentation

Von nichtgraphischen Präsentationen spricht man, wenn die Geodaten in alphanumerischerForm auf dem Trägermaterial oder am Bildschirm dargestellt werden. Das kann in Form vonListen, Tabellen oder auch als reine Zeichenfolge erfolgen. Je nach Wahl des Darstellungs-mediums und der Informationsfülle sollte dabei die geeignete Form ausgewählt werden.Auch ist die Wahl des geeigneten Zeichensatzes wichtig.

Weiterhin zählen zu den nichtgraphischen Präsentationen auch numerischen Ausgaben, zumBeispiel von Raumbezugsdaten oder statistischen Angaben.

2.2.1.2. Graphische Präsentation

Die graphische Präsentation von Geodaten ist die Ausgabe von Daten in graphisch-analogeroder graphisch-digitaler Form. Dies erfolgt über Darstellung in Karten, Bildern, Diagram-men, 3D-Darstellungen oder Graphen. Die Darstellung des Inhaltes ist direkt abhängig vonder Wahl des Präsentationsmediums. Bei einer Ausgabe auf Trägermaterial, kann der Inhalt

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nur statisch, d.h. ohne Veränderung der Darstellung erfolgen. Hingegen ist durch die Nut-zung einer Softcopy-Präsentationsform auch eine dynamische oder auch interaktive Darstel-lung möglich.

2.2.1.3. Statische Präsentation

Bei der statischen Präsentation von Geodaten sind Aussehen und Inhalt permanent gleich.Das setzt voraus, dass eine genaue Analyse des notwendigen Informationsbedarfes derErstellung vorausgeht. Verschiedene Themeninhalte müssen hier ggf. nebeneinander oderüberlagernd angeordnet werden. Gerade aber die Überlagerung von Inhalten führt zu einerReduktion der Information des überlagerten Themas.

Die statische Präsentation ist somit nur für thematisch begrenzte Präsentationen sinnvoll.Die statische Präsentation kann mittels analogen und digitalen Medien erfolgen. Es stehteine Vielzahl digitaler Formate zur Darstellung zur Verfügung. Aufgrund der Vielzahl derFormate kann ein breiter Nutzerkreis angesprochen werden.

2.2.1.4. Interaktive Präsentation

Von einer interaktiven graphischen Präsentation von Geodaten spricht man, wenn die Mög-lichkeit des Eingriffes und damit der Veränderung der Präsentation in der Darstellung oderdem Inhalt erfolgen kann. Dies umfasst hauptsächlich Funktionen zum Vergrößern/-kleinernoder Verschieben, sowie Ein- und Ausblendung von thematischen Inhalten oder die Ände-rung von Darstellungsparametern. Speziell über hinzufügen oder reduzieren des Darstel-lungsinhaltes und Veränderung des Darstellungsausschnittes ist eine erheblich verbesserteInformationsqualität möglich.

Diese Präsentation ist nicht für analoge Trägermaterialien geeignet. Als Ausnahmefall kannman den ebenenhaften Aufbau von Kartenwerken sehen. Hier wird durch Überlagerungmehrerer verschiedener Darstellungen mit gleichem Raumbezug auf transparentem Träger-material eine Darstellungsänderung möglich.

Auch bei der Präsentation von nichtgraphischen Geodaten sind interaktive Veränderungenmöglich.

2.2.1.5. Dynamische Präsentation

Bei einer dynamischen Präsentation stehen eine Vielzahl von Veränderungsmöglichkeitenzur Verfügung, die jederzeit, in Ausmaß und Inhalt, eine neue Präsentationsdarstellung er-möglichen. Die Nutzung der vollen Dynamik ist direkt am Server-GIS Arbeitsplatzbild-schirm möglich. Bei Web-GIS, Desktop-GIS, Online-GIS und Mobilen-GIS ist dies schon

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geringer. Dynamische Präsentation mittels exportierter Präsentationsdatei ist mit weiterenAbstrichen möglich.

2.2.2. Wodurch präsentieren

Bei der Beschreibung von heute gängigen Präsentationsformen muss man zwischen Online-und Offlinepräsentation unterscheiden. Bei Onlinepräsentationen werden, neben anderenMöglichkeiten, oftmals die vom Open Geospatial Consortium (OGC) standardisierten WebServices als Datenaustauschschnittstelle genutzt. Viele Onlineanwendungen nutzen dieseSchnittstellen zur Abfrage von Datenbeständen. Durch die Festlegung als OGC-Standardkönnen alle Anwendungsentwickler eine einheitliche Basis benutzen und der korrekte Aus-tausch der Daten ist gewährleistet. Speziell Geobasisdaten werden durch Web Services prä-sentiert.

Bei Offlinepräsentationen muss man zwischen digitalen und analogen Präsentationformenunterscheiden. Digitale Offlinepräsentationen werden heutzutage überwiegend bei anspruchs-vollen Projekten und im 3D-Bereich genutzt. Sie sind Bestandteil oder spezielles Werkzeugder eingesetzten GIS Anwendersoftware. Sie kommen bei Einzelprojekten zur Anwendung.Offlinepräsenationen bieten im Allgemeinen mehr Möglichkeiten der Inhaltsübermittlung.Sie werden überwiegend als geführte Präsentation vorgetragen. Analoge Offlinepräsentatio-nen sind üblicherweise die seit langen genutzten Möglichkeiten der Kartendarstellung aufPapier oder anderen Trägermaterialien. Aber auch analoge 3D-Modelle können zum Bereichder Offlinepräsentation gezählt werden.

Faktoren Onlinepräsentation Offlinepräsentation

Nutzerkreis Größer Begrenzt

Nutzerregion Überregional Regional

Projektauswirkung Ab Regionalebene Bis Kommunalebene

Projektverantwortliche Mehrere Einzelner

Projektumfang Größer Stark begrenzt

Individuelle Inhalte Gering Hoch

Qualifikation des

Projektbearbeiters Hoch Mittel

Darstellungsform Zweidimensional Dreidimensional

Tabelle 2.1.: Faktoren für die Wahl der Präsentationsform

Die Wahl zwischen Online- oder Offlinepräsentation ist also abhängig von Individualität,Nutzerkreis, Projektumfang und anderen Faktoren. Die Tabelle 2.1 zeigt die Präsentations-form in Abhängigkeit spezieller Faktoren.

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Die Übersicht stellt nur eine Auswahl von Faktoren für die Wahl der Präsentation dar. ImEinzelfall kann es auch sinnvoll sein, eine andere Präsentationsform zu wählen. Dies istauch sehr stark abhängig von der Entwicklung der Präsentationstechnologien. Je mehr Mög-lichkeiten mit immer geringerem Aufwand zur Verfügung stehen, desto sinnvoller wird dieOnlinepräsentation als Präsentationsform. In der Vergangenheit hat sich diese Entwicklungschon mit der immer zunehmenden Anzahl von Präsentationen im Onlinebereich gezeigt.

2.2.2.1. Offlinepräsentation

Wegen der Vielzahl von Möglichkeiten zur digitalen Offlinepräsentation und deren indivi-duelle Abhängigkeit vom eingesetzten GIS, wird hier nicht allgemein auf diese Form einge-gangen. Die in dieser Arbeit beschriebenen Technologien sind, wenn auch teilweise offlinenutzbar, alle auch online einsetzbar. Auf den Bereich der analogen Offlinepräsentation wirdnicht eingegangen.

2.2.2.2. Onlinepräsentation

Online beschreibt die Möglichkeit, über Internettechnologien mit anderen Computern inVerbindung zu treten und Daten auszutauschen. Für die Onlinepräsentationen sind bestimm-te hardwaretechnische und softwaretechnische Voraussetzungen zu erfüllen. Diese werdennicht speziell beschrieben. Im Einzelfall kann es aber kommen, dass die Präsentation wegenFehlens einer solchen Voraussetzung (meist softwaretechnisch) nicht funktioniert.

2.2.3. Layout

Allgemein spricht man von Layout29 als detailliertes Sichtbarmachen eines gedanklichenBildes im Sinne eines tatsächlichen Entwurfs, meist in Bezug auf eine Drucksache. DasLayout ist also das Erscheinungsbild der Präsentation ohne speziellen Inhalt. Dabei mussbei einer graphischen Präsentation unterschieden werden, zwischen dem Layout der Grafikselbst und dem Layout der die Grafik umgebenden Präsentationsfläche.

Das Layout der Grafik selbst ist meist durch den Inhalt vordefiniert. So können hier nurwenige Änderungen vorgenommen werden. Wird ein Kartenausschnitt in Form einer Ras-terdatei verwendet, so kann möglicherweise die Transparenz, Kontrast, Helligkeit oder auchFarbtiefe angepasst werden. Die Veränderung der Katendarstellung ist aber bei dieser, schonvorerzeugten Grafik, nicht mehr möglich.

Dagegen kann das Layout der Umgebungsfläche optimal definiert werden. Sind alle Infor-mationen über den späteren Inhalt bekannt, so können Funktions- und Informationsflächen,29Layout - engl. für Plan, Entwurf

20

2.3. Nutzergruppen

sowie Datenabfragefelder u.Ä. geeignet angeordnet werden. Mittels veränderbare Layout-vorgaben entstehen noch weitere Möglichkeiten der angepassten Gestaltung. Gerade beibrowserbasierenden Onlinepräsentation ist es sinnvoll, dem Nutzer die Einstellung einer fürIhn angenehmen Präsentationsoberfläche zu ermöglichen.

2.3. Nutzergruppen

Um sich mit den Ansprüchen an eine Präsentation von Geodaten und dem dazugehörigenUmfeld zu beschäftigen, ist es wichtig, dass man die verschiedenen GIS-Nutzergruppenzuerst näher betrachtet. Im Folgenden werden die Nutzer in drei Gruppen unterteilt und diespezifischen Tatsachen der jeweiligen Nutzergruppe beschrieben. Sinnvoll ist es, mit derhöchsten Stufe (dem GIS-Experten) zu beginnen und dann den Anspruch mit den folgendenGruppen zu reduzieren.

2.3.1. GIS-Experten

GIS-Experten oder GIS-Professionals nennt man die am höchsten qualifizierten Nutzer vonGeoinformationssystemen. Dieser Personenkreis ist bis zu 100 Prozent seiner professionel-len Tätigkeit mit Geodaten und Geoinformationssystemen beschäftigt. GIS-Experten kön-nen die Systeme installieren, verwalten und optimieren, Datenbestände integrieren und eva-luieren, Standardanalysen und Analysesammlungen erstellen, sowie weitere Nutzer schulen.Sie besitzen somit einen hohen Grad an Wissen in den Bereichen Informatik, Vermessung,Fernerkundung, Kartographie und Analytik.

Durch die teilweise sehr fachspezifischen Geodaten können GIS-Experten aber nicht in je-dem Bereich volle Unterstützung bieten. Auch sie brauchen spezialisierte Fachkollegen fürdie Bewältigung mancher Aufgaben im Bereich der Geoinformation. Diese kommen oft-mals aus der nächsten Gruppe der GIS-Nutzer. Haupttätigkeitsbereich eines GIS-Expertenist die Entwicklung und Einführung, bzw. Verwaltung von Geoinformationssystemen, sowiedie Wissenschaft, Forschung und Weiterbildung.

2.3.2. GIS-Fachnutzer

GIS-Fachnutzer (auch als GIS-Fachanwender bezeichnet) bilden die zweite Schicht derGIS-Nutzer. Dieser Personenkreis beschäftigt sich in seiner professionellen Tätigkeit oft-mals mit Geodaten und Geoinformationssystemen. Er nutzt die zur Verfügung stehendenWerkzeuge zur Lösung seiner Fachaufgaben. Er kennt die Zusammenhänge in einem Geo-informationssystem. Der Fachanwender ist in der Lage, alle ihm zur Verfügung gestellten

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2.4. Usibility und Nutzungsrechte

Analyse- und Auswertefunktionen fachgerecht anzuwenden und gegebenenfalls einfachereneue Funktionen zu erstellen. Er kann die Ergebnisse auf Grundlage des Datenbestandesund der erwarteten Werte auf Plausibilität prüfen. GIS-Fachnutzer können weitere Nutzerim praktischen Umgang mit dem System schulen und Fachpräsentationen halten.

Zu diesem Nutzerkreis zählen mehrheitlich die Sachbearbeiter in anwendenden Verwaltun-gen oder die Anwender in den Ingenieurbüros. Dabei ist die Hauptanwendung in der Erzeu-gung und/oder der Auswertung von Geodaten der einzelnen Fachdisziplinen mit Hilfe vonGeoinformationssystemen zu sehen.

2.3.3. GIS-Laien

Unter GIS-Laien30 sind alle anderen potentiellen oder realen Nutzer von Geodaten zu sehen.Sie haben kein oder nur geringes Wissen über die Geodaten und die Geoinformationssys-teme. Bei ihnen besteht Bedarf, Geodaten einfach und in geeigneter Form zu nutzen, ohnesich über Erstellung und Bereitstellung Gedanken machen zu müssen. Dies ist die größteGruppe. Auch GIS-Laien sind oftmals in der Lage, einfache GIS zu nutzen, oder mit sehrbegrenzten Datenbeständen die für ihren Bereich notwendigen Abfragen und Auswertungendurchzuführen. Das ist aber nicht der Normalfall.

Speziell in der breiten Schul- und Berufsausbildung (nicht Fachdisziplinen) ist die Mehrzahlder Lehrkräfte als GIS-Laie zu bezeichnen. Um aber Geoinformation besser und auch breiterzu nutzen, ist gerade dieser Personenkreis ein wichtiger Vermittler. Er bringt das MediumGeodaten in einen großen Anwenderbereich. Und gerade dieser Anwenderbereich wird sichin den nächsten Jahren vergrößern.

Für GIS-Laien ist es wichtig, geeignete Mittel im schon vorhandenen Umfeld ihrer Nutzungvon digitalen Medien zur Verfügung gestellt zu bekommen.


2.4.1. Usibility

Usibility (engl.) steht für Gebrauchstauglichkeit (Abbildung 2.13, Grafik31 übernommen).Allgemein handelt es sich dabei um den Nachweis, dass ein Produkt durch einen bestimm-ten Benutzer erfolgreich, effektiv und effizient genutzt werden kann. In Zusammenhangmit Softwareprodukten spielt auch die Benutzerfreundlichkeit eine wichtige Rolle. Aus den

30Laie - aus dem griechischen: Volk oder zum Volk gehörend31Gebrauchstauglichkeit - Grafik übernommen,

(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/65/Gebrauchstauglichkeit.PNG/750px-Gebrauchstauglichkeit.PNG)

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subjektiven Beurteilungselementen Erfolg und Benutzerfreundlichkeit ergibt sich die Zu-friedenheit. Effektivität und Effizienz können objektiv beurteilt werden und ergeben zusam-men die Wirtschaftlichkeit.

Abbildung 2.13.: Usibility - Grafik übernommen

ZufriedenheitZufriedenheit lässt sich im Allgemeinen nur schwer beurteilen. Sie ist stark von der je-weiligen Person abhängig, welche die Aussage treffen soll. Im Bereich einer Geodatenprä-sentation ergibt sich die Zufriedenheit aus der Zufriedenheit des Präsentationsempfängersund der Zufriedenheit des Präsentationserzeugers. Also aus der erfolgreichen und benut-zerfreundlichen Präsentationserzeugung, sowie der erfolgreichen und benutzerfreundlichenPräsentationsnutzung. Dabei kann der Erfolg relativ gut beurteilt werden. Erfolg heißt, dasZiel zu erreichen. Bei der Benutzerfreundlichkeit muss eher subjektiv über die möglichenHürden und Probleme geurteilt werden.

WirtschaftlichkeitSowohl auf der Datennutzerseite, als auch auf der Datenanbieterseite stellt die Wirtschaft-lichkeit eine grundlegende Größe dar. Aufwand und Nutzen stehen sich dabei permanentgegenüber. Im Umfeld einer wirtschaftlich erfolgreichen Tätigkeit ist ein Unternehmen dar-auf angewiesen, dass die Einnahmen die Ausgaben langfristig deutlich übersteigen. Es wirdnicht vorausgesetzt, dass eine Firma oder Institution nur der Präsentation halber in ein Geo-informationssystem investiert. Auch wird angenommen, dass die Mehrkosten durch die Ein-führung einer neuen Arbeitstechnologie, im Verhältnis zu den Gesamtkosten, relativ geringsind. Deshalb spielen die Anschaffungs- und Einrichtungskosten auf der Seite des Anbietersim Zusammenhang der Wirtschaftlichkeit keine Rolle. Auf Nutzerseite sind finanzieller undzeitlicher Faktor jedoch signifikante Größen.

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2.4.2. Nutzungsrechte

Bei dem Begriff Nutzungsrechte muss unterschieden werden, zwischen den Nutzungsrech-ten an den Daten der Präsentation - also dem dargestellten Inhalt, und denen der benutztenSoftware.

Nutzungsrecht an einem SoftwareproduktIndem der Urheber ein geistiges Werk (Software, Softwareteil) erschafft (Urheber geistigerWerke sind reale Personen - keine juristische Person), entsteht Urheberrechtsschutz32, ohnedas eine besondere Anmeldung eines Schutzrechtes notwendig ist. Mit dem Kauf der meis-ten Softwareprodukte wird einem ein mehr oder weniger umfangreiches Nutzungsrecht undWeiterveräußerungsrecht überlassen. Die Regelungen zur weiteren Veräußerung sollen hiernicht betrachtet werden. Softwareprodukte genießen den Schutz des Urheberrechts. Bei denRechten zu Softwareprodukten gibt es aber Unterschiede.

In diesem Zusammenhang muss auf die Begriffe “Freeware“, “Freie Software“ und “Open-Source-Software“ eingegangen werden. Freeware ist Software, die dem Nutzer vom Urhe-ber kostenlos (engl. free = kostenlos) zur Verfügung gestellt wird. Viele Hilfsprogramme(Tools) sind Freeware. Freeware ist aber nicht frei im Sinne von unabhängig, sie ist meistpropriätär und darf nicht mit freier Software verwechselt werden. Freie Software verstehtsich mit dem Begriff von Freiheit. Freie Software darf nach der Free Software Foundation(FSF)33 für jeden Zweck benutzt werden, studiert und verändert werden, sowie weiterver-breitet und verbessert werden, um einen Nutzen für die Gemeinschaft zu erzeugen. Open-Source-Software ist in den meisten Fällen auch freie Software. Nach der Definition der OpenSource Initiative (OSI)34 hat Open Source Software einen frei zugänglichen Quellcode, derbeliebig genutzt, kopiert und verbreitet werden darf. Die Software darf verändert werdenund in der veränderten Form weitergegeben werden.

Sowohl FSF, als auch OSI stellen mit den von ihnen anerkannten Lizenzen Vertragsverein-barungen bereit, welche mehr oder weniger stark die Entwicklung oder die weitere Verbrei-tung unterstützen bzw. auch einschränken. Beispiel einer Lizenz der FSF, welche gleichzei-tig eine OSI Lizenz ist, ist die GNU General Public License (GNU GPL35). Die Abbildung2.14 (Grafik36 übernommen) verdeutlicht die Nähe von Freier Software und Open-Source-Software.

32Urheberrechtsgesetz - UrhG, (http://bundesrecht.juris.de/urhg/index.html)33Free Software Foundation - Freie Software, (http://www.gnu.org/philosophy/free-sw.html)34Open Source Initiative - Open Source Software, (http://www.opensource.org/docs/osd)35GNU General Public License, (http://www.opensource.org/licenses/gpl-2.0.php)36Freie Software und Open-Source-Software - Grafik übernommen,

(http://www.gnu.org/philosophy/categories.de.html)

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Abbildung 2.14.: Freie Software und Open-Source-Software - Grafik übernommen

Nutzungsrechte von Daten, CopyrightWie schon im letzten Artikel angemerkt, entsteht mit der Erzeugung eines geistig schöpfe-rischen Werkes ein Recht an diesem Werk nach Urheberrecht. Geodaten sind Datensamm-lungen oder Bildarchive. Prinzipiell hat das Urheberrecht inne, welcher das Werk erzeugt,wenn dazu eine geistig schöpferische Tätigkeit notwendig ist. In vielen Fällen wird eineDatenerzeugung von Geodaten mittels Beauftragung durchgeführt. Bestandteil eines Ver-trages zur Datenerzeugung ist in vielen Fällen, dass der Auftragnehmer alle Nutzungsrechtean der Geodatensammlung mit der geleisteten Aufwandsentschädigung (Begleichung desRechnungsbetrages) an den Auftraggeber abtritt. Die eigentlichen Messwerte sind mangelsgeistiger Schöpfung nicht nach Urheberrechtsgesetz geschützt.

Bei den nicht urheberrechtlich geschützten amtlichen Werken erfolgt die Nutzungsbeschrän-kung zumeist innerhalb von Gesetzen oder nachgeordneten Rechtsnormen (z.B. SächsVerm-GeoG37). Geodaten werden zunehmend aus verschiedenen Quellen abgefragt und zusam-men dargestellt. Bei weiterer Nutzung (entgeltfrei oder entgeltpflichtig) ist zumeist eineAngabe des Urhebers mit Copyright notwendig. Bei kombinierten Daten ist somit die An-gabe von verschiedenen Urhebern notwendig. Und dies sollte normalerweise für die jewei-ligen einzelnen Datenteile gelten, damit bei auszugsweiser Weitergabe auch die jeweiligeUrheberangabe bestehen bleiben kann. Mit zunehmender Kombination verschiedener Quel-len, stellt sich somit immer mehr die Problematik eines Quellenverweises an den jeweiligenDaten.

Bei Dateneinbindung in eigene Anwendungen sind immer auch die rechtlichen Einschrän-kungen und Verpflichtungen zu erfassen, zu dokumentieren und zu beachten. Manche Da-tendienste, wie beispielsweise die Kartendienste von Google Maps oder Yahoo Maps, gebendie Urheberdaten innerhalb der abgegebenen Daten mit aus. Daten aus Web Map Diensten

37Sächsisches Vermessungs- und Geobasisinformationsgesetz - SächsVermGeoG,(http://www.revosax.sachsen.de/Details.do?sid=2201111583441)

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besitzen diese Möglichkeit nicht. Rechtliche Einschränkungen sind selbst zu ermitteln. Invielen Fällen ist deshalb die nichtkommerzielle Nutzung von amtlichen WMS-Daten mitNutzung des Onlineportales verbunden. Auf den Seiten des Onlineportals sind die Nut-zungsrechtsangaben ersichtlich.

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3. Geodatenpräsentation heute

Dieser Abschnitt soll einen Überblick über die heute vorhandenen Möglichkeiten zur Geo-datenpräsentationen geben. Eine spezielle „State of the Art1“ Einstufung im Bezug auf diePräsentation von Geodaten, ist nur bedingt möglich. Bei der Präsentation von Geodaten istein, vom Benutzer und dessen Möglichkeiten und Interessen geprägtes, Umfeld vorhanden.Dazu kommt, dass der Begriff State of the Art - höchster anzunehmender Entwicklungszu-stand einer Technologie/Klasse - nur mit dem neuesten Stand einer Technologie beschriebenwird. Hierbei vermischt sich der Begriff auch noch stark mit dem aktuellen Stand der Wis-senschaft - State of the Science, da viele aktuelle Technologien nur testweise umgesetztsind, bzw. teilweise erst noch umgesetzt werden müssen, oder nur Forschungsgruppen sol-che Projekte bearbeiten.

Für die Beurteilung sind also alle die Technologien zu sehen, welche im Nutzermarkt si-gnifikant vertreten sind, plus die Technologien, welche in Beispielanwendungen oder For-schungsprojekten beschrieben werden. Für den Einstieg in die verschiedenen Möglichkeitenist eine Unterteilung in Gruppen sinnvoll. Dabei bieten sich die Bereiche zweidimensionalund dreidimensional an. Dreidimensionale Geodatenpräsentation ist immer noch ein Be-reich im Anfangsstadium. Auch wenn die angewandten Technologien teilweise die selben,wie bei zweidimensionalen Geodatenpräsentationen sind, soll die dreidimensionalen Geo-datenpräsentation in einem eigenen Kapitel beschrieben werden.

Für die Präsentation zweidimensionaler Geodateninhalte ist eine weitere Unterteilung inGeodatenpräsentationen mittels Internet, Geodatenpräsentation mittels anderer digitaler Me-dien und Geodatenpräsentation in Form von analoger Medienabgabe zweckmäßig. Letzterescheint im Zusammenhang mit dem Begriff „Neueste Technologien“ falsch zu sein. Mit-tels dieser Technologie werden jedoch immer noch zahlreiche Produkte erzeugt. Sie wirdaber nur an dieser Stelle der Vollständigkeit halber mit aufgeführt und später nicht mehrbeachtet.

Bei der Geodatenpräsentation über das Internet ist die Technologie stark abhängig von derDatenbereitstellung. Somit habe ich diese Gruppe nochmals in zwei Teile aufgeteilt. Zumeinen werden kurz die Web Services beschrieben, zum anderen werden die Technologi-en aufgeführt, welche sich aktuell im Zusammenhang mit populären Kartendiensten und

1WIKI State of the Art, (http://en.wikipedia.org/wiki/State_of_the_art)

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3.1. Geodatenpräsentation mittels Web Services

speziellen Präsentationsmerkmalen nach Web 2.02 entwickeln, oder schon am Markt vertre-ten sind. Diese sind allgemein auch für Anbindungen an professionelle Geodatenbeständegeeignet. Geodatenpräsentation mittels Webkonferenz und ein aktueller Blick auf die Mög-lichkeiten von GIS und Earth Browser runden die Beschreibung ab.

Zu einzelnen Technologien wurden Beispiele erstellt, welche in den Abschnitten beschrie-ben werden. Eine beispielhafte Umsetzung von eigenen Anwendung für die programmier-intensiven Technologien ist wegen des Umfangs des Aufwandes hier nicht möglich. Für denTest und die prinzipielle Beurteilung solcher Technologien wurden Beispiele ausgesucht.An diesen Beispielen werden die vorhandenen Möglichkeiten beispielhaft aufgezeigt so dasdie Technologie darüber bewertet werden konnte.


Um vorhandene Geodaten anderen Servern oder Clients zur Verfügung zu stellen, sind stan-dardisierte Dienste, so genannte Web Services vorhanden. Dabei unterstützt jeder Dienst ei-ne spezielle Aufgabe. Diese standardisierten Dienste sind wichtiger Bestandteil einer funk-tionierenden Geodateninfrastruktur (GDI). In solch einer GDI werden Informationen überGeodaten und Geodienste bereitgestellt und können zentral abgefragt werden. Dies ist einwesentlicher Bestandteil von E-Government3. GDI’s werden unter anderem nach Standardsder International Organization for Standardization4 (ISO) und des Open Geospatial Consor-tium5 (OGC) aufgebaut.

In Deutschland ist Geodateninfrastruktur Deutschland6 (GDI-DE) die nationale Basis fürden Zugriff auf die Geodaten und Geodienste, also zentraler Informationsknoten. Aktuellbefinden sich die GDI’s in Europa noch im Aufbau. Das Architekturkonzept der GDI-DEberücksichtigt die föderalen Strukturen in Deutschland. Auch aus diesem Grund stehen dieGeodateninfrastrukturen der Bundesländer parallel zu den GDI des Bundes. Ergänzt mitden kommunalen GDI und dem Willen zur zentralen Bereitstellung, auch und gerade vonInformation über Geodaten und Geodatendienste privater Anbieter, sind die standardisiertenWeb Services des OGC wichtiger Bestandteil.

An dieser Stelle muss unterschieden werden zwischen den OGC Standards und den Dis-kussionspapieren (Quasistandard) des OGC. Beide bilden eine Vorgabe, jedoch entsprechennur die beschlossenen Standards endgültigen Festlegungen. Die Standards werden offiziell

2Web 2.0 - Benutzer erstellen, bearbeiten und verteilen; Erweiterung der Interaktivität3E-Government - Information, Kommunikation und Transaktion bei Verwaltungsaufgaben durch den Einsatz von

Informations- und Kommunikationstechniken4International Organization for Standardization - ISO, (http://www.iso.org)5Open Geospatial Consortium - OGC, (http://www.opengeospatial.org)6Geodateninfrastruktur Deutschland - GDI-DE, (http://www.gdi-de.de)

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meist mit der vorangestellten Bezeichnung OpenGIS ergänzt.

Zu den wichtigen OGC Web Services (OSW), welche im Bereich der Geodatenpräsentationaktuell in teilweise umfangreicher Form angewendet werden, gehören der Web Map Ser-vice (WMS), der Web Feature Service (WFS), der Web Coverage Service (WCS) und derCatalogue Service (CAT). Im Folgenden werden diese Web Services kurz beschrieben.

3.1.1. Web Map Service

Ein Web Map Service (WMS) stellt auf Anforderung des Clients ein Kartenbild mit eineroder mehreren Ebenen (Layern) zur Verfügung. Ein WMS kann die Daten aus mehrerenQuellen beziehen. Zu diesen Quellen können auch weitere WMS gehören. Danach werdendie Daten zusammengefasst und dem Client übermittelt.

In der Anfrage sind neben der Adresse des WMS-Servers die Angaben zu Inhalt, Aussehenund Bereich, sowie weitere festgelegte Merkmale enthalten. Der Datentransfer wird mittelsHTTP durchgeführt. HTTP unterstützt 2 Abfragemethoden: GET und POST. HTTP GET istfür OpenGIS WMS (aktuelle Version 1.37) zwingend. HTTP POST ist zusätzlich möglich.Jede WMS Operation mit HTTP GET hat zwingend notwendige und optionale Parameter.Jeder Parameter besitzt einen festen Namen und einen bzw. mehrere zulässige Werte. BeiHTTP GET erstellt der Client die URL nach vorgegebenen Muster des Servers und ruftdiese dann auf.

Der Client, welcher Daten vom WMS-Server anfordert, braucht für deren Anzeige nur weni-ge Funktionen bereitzustellen. Im einfachsten Fall genügt die manuelle Eingabe einer URLnach Schemavorgabe in einem Browser. Überwiegend erfolgt bei WMS die Abgabe der An-forderung mittels Rasterdaten. Einige WMS können die Daten von Grafikelementen bereit-stellen. Dies muss dann als Scalable Vector Graphics (SVG) oder Web Computer GraphicsMetafile (WebCGM) erfolgen. Damit wird der Nachteil des Rasterdaten-Request, dass sonstfür jede Änderung der Ansicht (z.B. Vergrößerung, Verschiebung) eine neue Anfrage not-wendig wird und diese nur maximal in Auflösung der Rasterdarstellung zur Verfügung steht,beseitigt. Weitere Nachteile bleiben aber bestehen. So sind mit WMS nur vorbestimmte Aus-wahlmöglichkeiten gegeben. Eine Auswahl nach lagemäßiger Ausdehnung (Bounding Box)und nach Kartenebene (Layer). Positiv ist die Angabe über die Transparenz einiger Layer.

Ein WMS kann die nachfolgend aufgeführten Funktionen anbieten. Mit GetCapabilities undGetMap ist der WMS OGC-konform (OpenGIS WMS). GetFeatureInfo ist optional mög-lich.

7OGC WMS 1.3 - 1.303-109r1_OGC_Web_Map_Service_WMS1.3_Interface_Recommendation_Paper.pdf,(http://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=4756)und 06-042_OpenGIS_Web_Map_Service_WMS_Implementation_Specification.pdf,(http://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=14416)

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• GetCapabilitiesDieser Funktion gibt Informationen über den Betreiber des Services, sowie der mög-lichen Kartenlayer an, welche mittels GetMap angefordert werden können. Für dieKartenlayer werden die möglichen geographischen Systeme (nach EPSG) benannt, indem sie darstellbar sind. Die Daten werden in XML zurückgegeben. Jeder OGC WebService besitzt diese Selbstbeschreibung.

• GetMapDiese Funktion liefert nach Anforderung mittels notwendiger und optionaler Parame-ter die Kartengrafik im gewählten Grafikformat zurück. Fehlerrückgaben erfolgen inXML.

• GetFeatureInfoDiese optional verfügbare Funktion des WMS liefert zu einem Feature zusätzliche In-formationen, standardmäßig in Form eines XML Datensatzes. Die Funktion ist nur fürdie Layer verfügbar, welche GetFeatureInfo unterstützen. Die Abfrage erfolgt mittelsAngabe der Kartenposition der benutzten GetMap Darstellung in Pixeln.

3.1.2. Web Feature Service

Web Feature Service (WFS) ist hauptsächlich ein Datendienst, der einzelne Features alsVektordatensatz in Geography Markup Language (GML) zur Verfügung stellt. Prinzipiellerlaubt er einem Client, die Erzeugung, Änderung, Suche, Abfrage und das Sperren vonGeodaten auf Grundlage von HTTP. (OGC Reference Model8) Neben dem Basis WFS, wasnur einen Lesezugriff beinhaltet, erlaubt das Transactional WFS (WFS-T) auch das erzeu-gen, ändern und löschen von Features und Elementen, also den Schreibzugriff auf einenDatenbestand. Als dritte Klasse von WFS gibt es noch XLink WFS, was die GetGmlObjektOperation beinhaltet. Abfragen erfolgen mittels HTTP GET oder HTTP POST. Mit WFSsind verschiedenartige Selektionsabfragen möglich. Dabei ist es auch möglich, Filterungenzu integrieren.

Wie bei WMS bietet auch WFS verschiedene Funktionen. Ein Basis-WFS nach OGC Stan-dard (OpenGIS WFS aktuelle Version 1.19) besitzt folgende Funktionen.

• GetCapabilitiesJeder OGC Web Service (OWS) besitzt (zwingend) die Möglichkeit der Selbstbe-schreibung mittels GetCapabilities Funktion. Mit dieser Funktion erhält man Grund-lageninformationen, um sich über die Nutzung des Services zu informieren. DieseAngaben erhält man wie auch bei WMS mittels XML Dokument.

8OGC Reference Model, (http://www.opengeospatial.org/standards/orm)9OGC WFS 1.1 - 04-094_Web_Feature_Service_Implementation_Specification_V1.1.pdf,

(http://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=8339)

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• DescribeFeature TypeDamit wird die Struktur der zur Verfügung stehenden Features ausgegeben. Die Aus-gabe erfolgt in GML.

• GetFeatureDamit wird eine Abfrage zu einem speziell definierten Feature durchgeführt.

Weiterhin stehen noch die Funktionen GetGmlObject, Transaction und LockFeature zur Ver-fügung.

3.1.3. Web Coverage Service

Der Web Coverage Service (WCS) ist, für die Bereitstellung von Rasterdaten (so genanntenCoverages) zuständig. Dabei wird aber nicht, wie bei WMS, ein fertig erzeugter Kartenaus-schnitt übergeben, sondern die Daten in ihrer „originalen“ Form. Hier sind zum Beispieldie einzelnen Spektralkanäle eines Satellitenbildes, unbearbeitet und mit ihren Basisinfor-mationen, von dem bereitstellenden Dienst abrufbar. Die Umwandlung der Originaldatenerfolgt dann auf der Seite des Client. Gerade für die weitere Verarbeitung oder die Nutzunginnerhalb wissenschaftlicher Projekte ist diese Art der Datenabfrage von großer Bedeutungund stellt eine große Anzahl von potentiell detaillierten Geoinformationen bereit.

Ein OpenGIS WCS (aktuelle Version 1.1.210) stellt folgende Funktionen zur Verfügung.

• GetCapabilitiesSelbstbeschreibung gleich den anderen OWS mit Informationen speziell zu den Co-verages.

• DescribeCoverageGibt eine vollständige Beschreibung zu einem oder mehreren Coverages eines WCS anden Client zurück. Diese vollständigen Beschreibungen von identifizierten Coverageserfolgt mittels XML. Diese Angaben sind für die Nutzung von GetCoverage notwen-dig.

• GetCoverageGetCoverage ist das Gegenstück zu GetMap bei WMS oder GetFeature bei WFS. Die-se Funktion liefert ein Coverage in einem bekannten Coverage Format. Prinzipiell istjedes Format zulässig, welches das abgerufene Coverage angemessen mit Position undBildbereichsangabe beschreiben kann. Für die zuverlässige Übermittlung von Cover-ages haben sich die folgenden Formate herausgestellt: GeoTIFF, HDF-EOS, NITF,CF-NetCTF.

10OGC WCS 1.1.2 - 07-067r5_Web_Coverage_Service_WCS_version_1.1_Corrigendum_2.pdf,(http://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=27297)

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3.1.4. Catalogue Service

OpenGIS Catalogue Services Interface Standard (CAT, aktuelle Version 2.0.211) ermöglichteine einheitliche und standardisierte Veröffentlichung und Suche von Geoanwendungen,Geodienste und Geodaten (Metadaten) in Geodateninfrastrukturen. Anbieter von Geodatenkönnen den potentiellen Nutzern so die Informationen über ihre Produkte und Dienste, so-wie über deren Verfügbarkeit und Qualität bereitstellen.

In einer Geodateninfrastruktur verwalteten verschiedene Metainformationssysteme die je-weiligen Metadaten und über deren Vernetzung stehen die Informationen im gesamten Netz-werk zur Verfügung. Der OpenGIS CAT stellt mit seinen standardisierten Funktionen Werk-zeuge für diese Vernetzung bereit. Die folgende Übersicht (Abbildung 3.1) gibt einen Über-blick über verfügbare Funktionen des CAT.

Abbildung 3.1.: Überblick über Abfragefunktionen des CAT

3.1.5. Angebot und Metadaten

Es gibt mittlerweile weltweit viele Angebote an Geodaten, welche mit Web Services abge-fragt werden können. Das Angebot reicht in viele Bereiche hinein. Hauptsächlich handeltes sich um Daten der Verwaltungen. Die Geodaten werden dabei zum überwiegenden Teilmittels WMS bereitgestellt.

11OGC CAT 2.0.2 - 07-006r1_OpenGIS_Catalogue_Services_Specification_V2.0.2.pdf,(http://portal.opengeospatial.org/files/?artifact_id=20555)

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Ein Problem besteht aber noch in der unzureichenden Geodateninfrastruktur und den Meta-informationssystemen (MIS). Den normalen Nutzern ist nur ein sehr beschränktes Angebotbekannt. Neue Angebote müssen ihnen über herkömmliche Informationswege bekannt ge-macht werden. Da die potentiellen Nutzer zum Zeitpunkt der Mitteilung dieser Bekanntgabeallgemein kein spezielles Interesse haben, muss diese Bekanntgabe mehrfach erfolgen, umWirkung zu erzielen. Mehr zufällig, als strukturiert ist die Suche nach Datenquellen momen-tan gestaltbar. Gerade im Ausland sind nur mittels Kenntnis der speziellen BezeichnungenDatendienste ermittelbar.

Zwar sind Metainformationssysteme vorhanden, jedoch ist die Auswahl teils unübersicht-lich, bzw. im Einzelfall unzureichend. Der Zugang eines Normalnutzers zu Geodatenange-boten erfolgt überwiegend über ein ihm sehr gut bekanntes Portal. Je nach Übersichtlichkeitwird er dann die einzelnen Angebote erforschen, oder nur das voreingestellte Standardan-gebot nutzen. Diese Erkenntnis beruht auf eigener Erfahrung und Tests. So konnte die Nut-zung der Geodatenportale und der Metainformationssysteme am Beispiel Sachsenatlas12

und GeoMIS.Sachsen13 durch GIS-Laien ausprobiert werden. Diese waren im Umgang mitdem Internet sehr erfahren, hatte jedoch im Bereich der Geodaten keine besondere Vorbil-dung.

Auch erfahrenere Nutzer haben bei der Suche, beispielsweise nach speziell angebotenen Da-tendiensten der einzelnen Vermessungsverwaltungen und sonstiger Verwaltungsstellen derBundesländer, Probleme und sind nicht erfolgreich. Auch ergaben Recherchen auf den je-weiligen Internetseiten der Institutionen nur teilweise die gesuchte fachliche Information.

Beispielrecherche 1Als Beispiel sollten die angebotenen Web Services der Vermessungsverwaltungen der Bun-desländer ermittel werden, welche Geodaten über WFS bereitstellen. Nach dem 2. Geo-Fort-schrittsbericht der Bundesregierung14 waren im Dezember 2007 dank breiter Beteiligungvon Bundeseinrichtungen insgesamt ca. 30.000 Metadatensätze für die Suche und ca. 500thematische Kartenvisualisierungen über standardbasierte Dienste im GeoPortal.Bund15 ver-fügbar. Das ist eine Vielzahl von Informationen. Über die vorhandenen Suchfunktion sindaber nur bedingt erfolgreiche Ergebnisse erzielbar.

Die Datenbank der Nationalen Geodatenbasis16 (NGDB) brachte zwar einige Informatio-nen zu den Bereitstellungsdiensten verschiedener Institutionen, jedoch nicht zu den Ver-messungsverwaltungen. Im Ergebnis der Beispielrecherche musste jeder Internetauftritt der

12Sachsenatlas, (http://www.atlas.sachsen.de)13GeoMIS.Sachsen, (http://www.landesvermessung.sachsen.de/geomis/terraCatalog/)142. Geo-Fortschrittsbericht der Bundesregierung,

(http://www.gdi-de.de/de/download/2_Fortschrittsbericht_BReg.pdf)15GeoPortal.Bund, (http://geoportal.bkg.bund.de)16Datenbank der Nationalen Geodatenbasis - NGDB, (http://141.74.33.52/ngdb-liste/produkte_dienste.aspx)

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Vermessungsverwaltung nach Informationen durchsucht werden. Als Ergebnis wurde diefolgende Übersicht erstellt.

- Angebotene Web Services der Vermessungsverwaltungen der Bundesländer

Bundesland Web Service Quelle

Baden-Württemberg

WMS http://www.lv-bw.de/lvshop2/start_ns.asp?openkey=web&keyinfo=web&os=Win32&mapw=400http://www.geoportal-bw.de/basiswissen.html

Bayern WMS,WFS http://www.geodaten.bayern.de/http://www.gdi.bayern.de/Downloaddateien/Folder_GeoWebDienste_BVV.pdf

Berlin WMS,WFS,WCTS,WECS

http://gdi.berlin-brandenburg.de/gs.php

Brandenburg WMS,WFS,WCTS,WECS

http://isk.geobasis-bb.de/index.php?cms=1101http://gdi.berlin-brandenburg.de/gs.php

Bremen WMS http://www.geo.bremen.de/sixcms/detail.php?gsid=bremen04.c.1807.de

Hamburg WMS http://www.geonord.de

Hessen WMS http://geodatenkatalog.hessen.de/MIS-Hessen

Mecklenburg-Vorpommern

WMS http://www.gaia-mv.de/dienste.php

Niedersachsen WMS http://www.geodaten.niedersachsen.de/master/C32421953_N32418443_L20_D0_I15258844.html

Nordrhein-Westfalen

WMS http://www.lverma.nrw.de/produkte/Produkte.htmhttp://www.bezreg-koeln.nrw.de/brk_internet/organisation/abteilung07/dezernat_74/gdi_koordinierung/geobasisdienste_portale/index.htmlhttp://www.tim-online.nrw.de/tim-online/nutzung.htm

Rheinland-Pfalz WMS,WFS http://www.geoportal.rlp.de/portal/das-portal/datenangebot.html

Saarland WMS http://www.saarland.de/30690.htm

34

http://www.lv-bw.de/lvshop2/start_ns.asp?openkey=web\&keyinfo=web\&os=Win32\&mapw=400

http://www.gdi.bayern.de/Downloaddateien/Folder_GeoWebDienste_BVV.pdf

http://www.geo.bremen.de/sixcms/detail.php?gsid=bremen04.c.1807.de

http://www.geodaten.niedersachsen.de/master/C32421953_N32418443_L20_D0_I15258844.html

http://www.bezreg-koeln.nrw.de/brk_internet/organisation/abteilung07/dezernat_74/gdi_koordinierung/geobasisdienste_portale/index.html


Sachsen WMS http://www.landesvermessung.sachsen.de/inhalt/geo/basis/basis_dienste.html

Sachsen-Anhalt WMS http://www.lvermgeo.sachsen-anhalt.de/de/geoservice/viewer/main.htm

Schleswig-Holstein

WMS http://www.schleswig-holstein.de/LVERMA/DE/Geobasisdaten/OgcDienste/ogcDienste__node.htmlhttp://www.gdi-sh.de/beschluesse.html

Thüringen WMS http://www.thueringen.de/de/tlvermgeo/onlineservice/web_map_service/content.html

Tabelle 3.1.: angebotene Web Services der Vermessungsverwaltungen der Bundesländer

(WMS = Web Map Service, WFS = Web Feature Service, WCTS = Web Coordinate Trans-formation Service, WECS = Web Elevation Calculation Service)(CSW = Katalogservice und WGS = Gazetteer Service nicht mit aufgeführt)

Beispielrecherche 2Für die Nutzbarkeit der Metadaten wurden die MIS der Bundesländer recherchiert und auf-gelistet. Ausgangspunkt hierzu waren Geoportal.Bund17, das Metadateninformationssystemder ADV18 und eine Übersicht von GDI-Bayern (GDI-BY)19.

- Übersicht über Metadateninformationssysteme der Bundesländer( “-“ = keine eigenen Metadateninformationssysteme aufgeführt/ keine Informationen vor-handen)

Bundesland MISBezeichnung

Quelle

Baden-Württemberg

- http://www.geoportal-bw.de/basiswissen.html

Bayern - http://www.gdi.bayern.de

Berlin GeoMIS http://gdi.berlin-brandenburg.de/geomis.php

Brandenburg (zusammenmit Berlin)

http://gdi.berlin-brandenburg.de/geomis.php

17Geoportal.Bund, (http://geoportal.bkg.bund.de/DE/Home/homepage__node.html)18Metadateninformationssystem der ADV,

(http://www.geodatenzentrum.de/isoinfo/iso_rahmen.iso_div?iso_spr_id=1&iso_spr_web=1&iso_menu=Organisation)19Übersicht von GDI-Bayern, (http://www.gdi.bayern.de/GDI_Links/linkseite.htm)

35

http://www.landesvermessung.sachsen.de/inhalt/geo/basis/basis_dienste.html

http://www.schleswig-holstein.de/LVERMA/DE/Geobasisdaten/OgcDienste/ogcDienste__node.html

http://www.thueringen.de/de/tlvermgeo/onlineservice/web_map_service/content.html


Bremen - http://www.geodaten-management.bremen.de

Hamburg HMDK http://www.hmdk.de

Hessen MIS-Hessen http://geodatenkatalog.hessen.de/MIS-Hessen

Mecklenburg-Vorpommern

GeoMIS.MV http://www.geodaten-mv.de/geoportal/portal/template/geomisSimpleSearch

Niedersachsen GeoMDKNiedersachsen


Nordrhein-Westfalen

- http://www.bezreg-koeln.nrw.de/brk_internet/organisation/abteilung07/dezernat_74/gdi_koordinierung/gdi_nrw/archiv/index.html

Rheinland-Pfalz GeoMIS.rlpangebundenan GeoMIS.Bund

http://www.geoportal.rlp.de/portal/fileadmin/user_upload/Download/Dokumente/bestandsanalyse_der_geodaten_rp.pdf

Saarland - http://www.saarland.de/30688.htm

Sachsen GeoMIS.Sachsen

http://www.landesvermessung.sachsen.de/geomis/terraCatalog/Start.do

Sachsen-Anhalt - http://www.lvermgeo.sachsen-anhalt.de/de/geoservice/main.htm

Schleswig-Holstein

SH-MIS http://www.gdi-sh.de/shmis.html

Thüringen GeoMIS.Thüringen

http://www.geoportal-th.de/portal/template/geomisSimpleSearch

Tabelle 3.2.: Metadateninformationssysteme der Bundesländer

36

http://www.geodaten-mv.de/geoportal/portal/template/geomisSimpleSearch


http://www.bezreg-koeln.nrw.de/brk_internet/organisation/abteilung07/dezernat_74/gdi_koordinierung/gdi_nrw/archiv/index.html

http://www.geoportal.rlp.de/portal/fileadmin/user_upload/Download/Dokumente/bestandsanalyse_der_geodaten_rp.pdf

http://www.landesvermessung.sachsen.de/geomis/terraCatalog/Start.do


Beispielrecherche 3Zum Vergleich wurden auch die Metainformationssysteme der österreichischen Bundeslän-der recherchiert.

- Übersicht MIS der österreichischen Bundesländern( “-“ = keine eigenen Metadateninformationssysteme aufgeführt/ keine Informationen vor-handen)

Österreich.Bundesland

MISBezeichnung

Quelle

Burgenland - http://www.e-government.bgld.gv.at/gis

Kärnten - http://www.kagis.ktn.gv.at

Niederösterreich Metadaten-katalog NÖ

http://www01.noel.gv.at/scripts/cms/bd/bd5/noegis/geokatalog/suche_ssi.asp

Oberösterreich - http://doris.ooe.gv.at/geoinformation/metadata

Salzburg - http://www.salzburg.gv.at/themen/se/salzburg/sagis/sagis_informationsdienste/sagis_metadatenauskunft.htm

Steiermark GeoDaten Ka-talog

http://www.gis.steiermark.at/cms/ziel/3186097/DE

Tirol - https://portal.tirol.gv.at/login.show?cid=1&cmd=start

Vorarlberg VoGIS - Meta-datenkatalog

http://www.vorarlberg.at/geokatalog_internet/index.htm

Wien - http://www.wien.gv.at/viennagis

Tabelle 3.3.: Metadateninformationssysteme der österreichischen Bundesländer

Beispielrecherche 4Mit dem Wissen über die Metadateninformationssysteme wurde an drei Beispiel-MIS(MIS.Sachsen, SH-MIS und HMDK) deren Nutzung getestet. Hierzu wurden u.a. auch dreiBeispielbegriffe ausgewählt (Hochwasser, DGM, Bebauungsplan). Die Ergebnisse der dreiBeispiel-MIS wurden mit den regional begrenzten Ergebnissen des GeoMIS.Bund vergli-chen. Im Ergebnis wurde folgendes festgestellt.

37

http://www01.noel.gv.at/scripts/cms/bd/bd5/noegis/geokatalog/suche_ssi.asp

http://www.salzburg.gv.at/themen/se/salzburg/sagis/sagis_informationsdienste/sagis_metadatenauskunft.htm

https://portal.tirol.gv.at/login.show?cid=1\&cmd=start

http://www.vorarlberg.at/geokatalog_internet/index.htm


GeoMIS.Sachsen/GeoMIS.Bund: keine übereinstimmenden ErgebnisseAnmerkung: alle Einzelergebnisse stimmig

SH-MIS/GeoMIS.Bund: keine übereinstimmenden ErgebnisseAnmerkung: SH-MIS 491 Ergebnisse zu DGM

GeoMIS.Bund 536 Ergebnisse zu DGM

HMDK/GeoMIS.Bund: 3 Übereinstimmungen Hochwasser2 Übereinstimmungen in DGM

Anmerkungen: alle Einzelergebnisse stimmig

3.1.6. Geodatenviewer

Für die einfache Darstellung von Ergebnissen einer der am häufigsten angebotenen undgenutzten Web Services, dem Web Map Services reichen im allgemeinen einfache Anwen-dungen aus. Diese einfachen Anwendungen nennen sich Geodatenviewer und werden inder Mehrzahl von den öffentlichen Anbietern der Geodaten mit bereitgestellt, was geradebei Nutzung durch GIS-Laien notwendig ist. Einen kleinen Überblick über vorhandeneneGeodatenviewer bietet die Listung von GDI-Bayern20.

Die Geodatenviewer unterscheiden sich nicht stark. Meist handelt es sich um eine Java An-wendung. Aussehen und Aufbau der Geodatenviewer sind ähnlich. Auch in den Funktionenunterscheiden sie sich nur wenig. Teilweise sind zusätzlich noch einfache HTML Versio-nen für die mobile Nutzung vorhanden. Positiv fiel auf, dass in die Geodatenviewer teil-weise Transformationsdienste integriert worden. Zwei Beispiele dafür sind der Viewer derNationalen Geodatenbasis (NGDB-Viewer21) und Topographisches Informationsmanage-ment (TIM-online)22, der Geobasisdatenviewer der Vermessungs- und KatasterverwaltungNRW.

Alternativ zu den Geodatenviewern bieten sich frei verfügbare Desktop GIS an, welche inden Standardfunktionalitäten Geodatenauswahl, Navigation, Vergrößern, Hinzufügen vonInhalt, Abfrage von Sachdaten und Ergebnisausgabe mittlerweile sehr umfangreiche Mög-lichkeiten bieten. Dazu sind oftmals noch begrenzte Analysefunktionen in den Anwendun-gen vorhanden.

Ein Beispiel, welches im Zusammenhang mit dieser Arbeit verwendet wurde ist Quantum-20Liste einige vorhandenene Geodatenviewer,

(http://www.gdi.bayern.de/Geowebdienste/WMS_Viewer/WMS_Viewer.htm)21Viewer der Nationalen Geodatenbasis - NGDB-Viewer,

(http://geoportal.bkg.bund.de/nn_45880/DE/Navigation/NGDB/NGDB__Viewer__node.html__nnn=true)22TIM-online, (http://www.tim-online.nrw.de/tim-online/index.jsp)

38

3.2. Geodatenpräsentation mit Technologien für Web 2.0

Abbildung 3.2.: Geodatenanalyse in QuantumGIS

GIS, ein frei verfügbares Open Source GIS. An QuantumGIS wurden testweise verschie-dene Web Services angebunden und zusammen mit anderen Geodaten analysiert, verändertund ausgegeben (Abbildung 3.2).


Viele Geodatendienste sind mit den schon länger eingesetzten und gut bekannten Tech-nologien HTML oder HTML mit Java-Applet realisiert. Als Datenquelle dient meist einWMS. Diese Technologien sind weit verbreitet, bieten aber nur schlechte bis mittelmäßigeInteraktion und Dynamik. Für bessere Möglichkeiten bieten sich Technologien an, welcheauch unter dem Sammelbegriff Web 2.0 geführt werden können. Zwar unterscheiden sichdie nachfolgend aufgeführten Technologien in den Anwendungen, jedoch bieten alle Mög-lichkeiten für eine verbesserte Mitwirkung und Beeinflussung durch den Anwender, sowieumfangreiche Interaktionen. In diesem Bereich gibt es aktuell die meisten Entwicklungen.

Zu den Technologien zählen:

• AJAX• Adobe Flash• Adobe Flex• Microsoft Silverlight• SVG

39


Bei AJAX handelt sich um eine Mischung von Technologien. Adobe Flash ist ein Produkti-onswerkzeug, Adobe Flex und Microsoft Silverlight verstehen sich als Framework.

Eine Sonderstellung nimmt Scalable Vector Graphics (SVG) ein. SVG wird schon längerals Möglichkeit gesehen, Geodaten modern zu präsentieren. SVG ist OGC Standard undwird mittlerweile von vielen Browsern nativ unterstützt. Jedoch wird SVG in den breitenAnwendungen nur sehr wenig genutzt. Auch wenn einige Quellen [12], [105], [14] die gu-ten Möglichkeiten von SVG und den praktischen Einsatz verdeutlichen, SVG kommt nurzögerlich voran. Einen guten Überblick über die Möglichkeiten bieten carto:net23 und diejährliche Conference on Scalable Vector Graphics24 (SVG Open). Es ist abzuwarten, wie dieEntwicklung bei SVG weitergeht. In dieser Arbeit wird SVG nicht weiter beschrieben.

3.2.1. AJAX

AJAX (Asynchronous JavaScript and XML) ist eine Technologiemischung aus HTML, CSSund JavaScript, welche mittels XMLHttpRequest eine asynchrone Datenübertragung zwi-schen Browser und Server ermöglicht. Bei der asynchronen Datenübertragung wird derBrowser während der Ausführung nicht blockiert. Als Austauschformat zwischen Serverund Client wird XML eingesetzt. Dabei werden die XML-Daten auf Clientseite per Ja-vaScript verpackt (Abfragedaten) und über HTTP verschickt (XMLHttpRequest). In derHTTP-Antwort ist dann die Antwort des Servers als XML-Daten enthalten. Mit AJAX istein sukzessives Nachladen von Inhalt möglich (Abbildung 3.3 Grafik25 übernommen). Beiden eingesetzten Teiltechnologien handelt es sich um etablierte Technologien. Das ist auchdie große Stärke von AJAX.

Bei AJAX ist die Browserunterstützung weitreichend, muss aber teilweise angepasst wer-den. Dies macht sowohl die Erstellung einer Geodatenpräsentation, als auch die Nutzungproblematisch. Browserprobleme müssen abgefangen und umfangreich getestet werden. Einweiterer Nachteil ist, dass der AJAX Aufbau pixelgrafisch ist. Somit müssen Animationenund Änderungen komplett mittels JavaScript gesteuert werden. Das führt zu erheblichenEinschränkungen in der Performance, da die in den Webbrowsern integrierten Renderer undJavaScript Interpreter schnell (Rechenleistung) an ihre Grenzen stoßen können.

Über das Document Object Modell (DOM) in XML wird die dynamische Veränderung desim Browser dargestellten Inhaltes ermöglicht. Der hohe Grad von Anpassung und Verände-rung ist aber in der Programmierung von Zugriff (und gegebenenfalls auch deren Änderung)relativ komplex.

23carto:net, (http://www.carto.net)24Conference on Scalable Vector Graphics, (http://www.svgopen.org)25AJAX-Schema im Vergleich zum klassischen Rundgangmodell - Grafik übernommen,

(http://www.it-visions.de/DOTNET/ASPNET2/Artikel/ASPNET_AJAX_Einfuehrung.aspx)

40


Abbildung 3.3.: AJAX Schema im Vergleich zum klassischen Rundgangmodell - Grafikübernommen

3.2.2. Adobe Flash

Adobe Flash26 (aktuelle Version CS4) ist ein Produktionswerkzeug für die Erzeugung vonPräsentationen mit multimedialem Inhalt. Mittels Adobe Flash werden binäre swf-Dateien(Flash-Dateien) erzeugt, welche vom Flash Player Browser-Plug-in27 “abgespielt“ werden.Mittels ActionScript28 (aktuelle Version 3.0) ist die Programmierung der Client-seitigen Lo-gik (also der Aktionen) in Flash möglich. Diese erfolgt mittels objektorientiertem Modell.Dabei besteht ein einfacher Zugriff auf die Elemente und das Ereignismodell. Der Datenaus-tausch erfolgt, wie auch bei AJAX, asynchron mittels URLLoader29. Als Austauschformatwird XML eingesetzt.

Eine oder mehrere, in eine HTML-Seite eingebetteten, Flash Anwendungen können mit demebenfalls in diese Seite eingebetteten JavaScript kommunizieren und umgekehrt. Somit sindvielfältige Interaktionen möglich und die jeweiligen Teiltechnologien Flash und JavaScriptergänzen sich. Damit sind auch die JavaScript-API diverser Kartendienste (beispielsweiseYahoo Maps) mit Flash nutzbar.

Für die Wiedergabe von swf-Dateien ist, wie schon aufgeführt, ein Flash-Player notwendig,Dieser ist plattformübergreifend als Browser-Plug-in vorhanden und somit auch eine platt-formübergreifende Nutzung sichergestellt. Auch ist der Flash-Player sehr stark verbreitet,was der Akzeptanz dieser Technologie positiv zu Gute kommt. Eine Übersicht der Nutzungverschiedener Programme durch PC’s mit Internet Zugang (auch Flash Player) zeigt die

26Flash CS4, (http://www.adobe.com/de/products/flash)27Flash Player Browser-Plug-in, (http://www.adobe.com/de/products/flashplayer)28Adobe ActionScript, (http://www.adobe.com/devnet/actionscript/articles/actionscript3_overview.html)29URLLoader - ActionScript 3.0 Class

41


Abbildung 3.4 (Grafik30 übernommen). Für neuere Anwendungen ist gegebenenfalls eineaktuelle Version notwendig.

Abbildung 3.4.: Statistik von Adobe - Übersicht der Nutzung verschiedener Programmedurch PC’s mit Internet Zugang - Stand September 2008 - Grafik über-nommen

3.2.3. Adobe Flex

Bei Adobe Flex31 (aktuelle Version 3) handelt es sich um ein Open Source Framework fürdie Entwicklung ansprechender Web-Anwendungen. Diese sind auf allen gängigen Brow-sern, Desktops und Betriebssystemen konsistent lauffähig32.

Prinzipiell ist das Ergebnis gleich dem aus Flash. Mit Adobe Flex wird, gleich Adobe Flash,eine binäre swf-Datei erzeugt. Anders aber als bei Adobe Flash, wird neben Actionscriptfür die Erstellung eine XML-basierte Beschreibungssprache benutzt. Dabei handelt es sichum MXML (es ist keine offizielle Namensbeschreibung für das “M“ vor XML vorhanden).MXML wird für das Aussehen der Benutzeroberfläche und deren Verhalten genutzt. Acti-onscript wird, wie bei Flash, für die Client-seitige Logik verwendet.

Die Entwicklung kann mit dem Adobe Flex Builder (aktuelle Version 3) oder einer freiverfügbaren Open-Source-SDK (Software Development Kit) inklusive Compiler erfolgen.Der Adobe Flex Builder bietet dabei einige Vorteile für eine produktive und optimierte An-wendungsentwicklung. Für Flex stehen umfangreiche Komponentenbibliotheken zur Verfü-gung. Adobe Flex Data Services 233 (ACFDS) bieten die Möglichkeit, Anwendungen mitoptimalem Datenfluss zwischen Client und Server zu erstellen.

Mit der Flex Ajax Bridge34 (FABridge) steht eine Codebibliothek zur Verfügung, mit derActionscript Klassen für JavaScript nutzbar gemacht werden. Damit sind Oberflächenpro-

30Statistik von Adobe - Grafik übernommen, (http://www.adobe.com/products/player_census/flashplayer)31Flex CS4, (http://www.adobe.com/de/products/flex)32Adobe Flex - Lauffähigkeit, (http://www.adobe.com/de/products/flex/overview)33Adobe Flex Data Services 2 - ACFDS, (http://www.adobe.com/de/products/flex/dataservices)34Flex Ajax Bridge - FABridge,

(http://livedocs.adobe.com/flex/3/html/help.html?content=ajaxbridge_1.html)

42


grammierung und Programmierung von Inhalt schon in der Erstellungsphase getrennt aus-führbar.

Im Bereich der Geodatenpräsentation bietet zum Beispiel ESRI für ArcGIS die ArcGISAPI for Flex35 an. Mit dieser Schnittstelle kann auf einen ArcGIS Server zugegriffen wer-den. Dabei können Kartendaten angezeigt werden, sowie eigene Grafikelemente angepasstoder GIS-Aufgaben durchgeführt werden. Zu den Funktionen zählen beispielsweise: Ab-fragen ausführen und Ergebnis darstellen, Features identifizieren, Attribute auffinden, odervorhandene Geofunktionen ausführen. Beispiele für diese Funktionen sind unter ESRI Flex-Samples36 zu finden.

Abbildung 3.5.: Beispiel einer Geodatenpräsentation mittels swf-Datei

Für die Wiedergabe der aus Flex erzeugten swf-Dateien ist ein Flash-Player notwendig,Dieser ist als ein plattformübergreifendes Browser-Plug-in vorhanden und somit auch ei-ne plattformübergreifende Nutzung sichergestellt. Der Flash-Player ist sehr stark verbreitet,was der Akzeptanz dieser Technologie positiv zu Gute kommt. Gegebenenfalls ist eine ak-tuelle Version des Flash-Players notwendig, was dann zu den gleichen Problemen bei einge-schränkten Nutzungs- und Administrationsrechten führt, wie das bei der in AJAX benutztenTeiltechnologie JavaScript der Fall ist. Abbildung 3.5 zeigt eine Beispielanwendung derTechnologie.

35ESRI ArcGIS API for Flex,(http://resources.esri.com/help/9.3/arcgisserver/apis/flex/samples/index.html)

36ESRI Flex-Samples, (http://resources.esri.com/help/9.3/arcgisserver/apis/flex/samples/index.html)

43


3.2.4. Microsoft Silverlight

Microsoft Silverlight37 ist eine relativ neue Technik zur Erstellung von Internetpräsentatio-nen. Erst im September 2007 erschien die 1.0 RTW (Ready to Web) Version und im Okto-ber 2008 die stark verbesserte und aktuelle Version 2 RTW38. Microsoft Silverlight ist eineWebpräsentationstechnik für Windows und Mac OS (soll später auch auf anderen Plattfor-men laufen) erhältlich. Die momentanen Nutzungseinschränkungen sind in der folgendenÜbersicht erkennbar.

Welche Browser und Betriebssysteme sind mit Silverlight kompatibel39 ?

• Internet Explorer 8: auf Windows Vista, Windows XP SP2, Windows Server 2003 undWindows Server 2008

• Internet Explorer 7: auf Windows 7 (Beta), Windows Vista, Windows XP SP2, Win-dows Server 2008 und Windows Server 2003

• Internet Explorer 6: auf Windows XP SP2, Windows Server 2003 und Windows Server2000 SP4

• Firefox 1.5 bis Firefox 3.0.x: auf Windows 7 (Beta), Windows Vista, Windows XPSP2, Windows Server 2008, Windows Server 2003, MacOS 10.4.8+ (PowerPC) undMacOS 10.4.8+ (Intel-basiert)

• Safari: auf MacOS 10.4.8+ (PowerPC) und MacOS 10.4.8+ (Intel-basiert)

Microsoft Silverlight ist als Konkurrenzprodukt zu Adobe Flash Player zu sehen. Mit Micro-soft Silverlight können, basierend auf XAML (extensible Application Markup Language),einer Beschreibungssprache für Klassenstrukturen der Firma Microsoft im XML Stil, undder Ereignisbibliothek, grafische Oberflächen mit multimedialem Inhalt, Grafik, Animati-on und Interaktivität erzeugt werden. XAML ist Hauptbestandteil der .NET 3.0 API vonWindows Vista und zugleich Basis der Oberfläche von Vista. Mittels JavaScript, und ab deraktuellen Version 2.0 jeder anderen .NET Sprache (beispielsweise C# oder VB.NET), kön-nen dynamische Aktionen in Microsoft Silverlight entworfen werden. Über ASP.NET mitAJAX Erweiterungsset40 können auch AJAX Anwendungen angesprochen werden.

Ein Werkzeug zum Erzeugen von Silverlight Anwendungen ist Microsoft Silverlight Soft-ware Development Kit (SDK). Das SDK beinhaltet alle notwendigen Teile (inklusive Doku-mentation) eine Silverlight Anwendung zu erzeugen. Mit der ferner erhältlichen SilverlightDeveloper Runtime kann eine Anwendung auf Fehler getestet werden. Beide Werkzeuge

37Microsoft Silverlight, (http://www.microsoft.com/SILVERLIGHT)38RTW - Ready to Web39Silverlight Lauffähigkeit,

(http://www.microsoft.com/silverlight/resources/install.aspx#sysreq undhttp://en.wikipedia.org/wiki/Microsoft_Silverlight )

40Active Server Pages .NET (mit AJAX Erweiterungsset,(http://www.microsoft.com/silverlight/overview/faq.aspx#developing-apps)

44


Abbildung 3.6.: Beispiel einer mit Silverlight Technologie entwickelten Anwendung

sind auch in Microsoft Silverlight Tools for Visual Studio 2008 enthalten. Aus den XAML-Daten und allen anderen notwendigen Anwendungselementen wird eine, nach ZIP Algorith-mus gepackte .xap-Datei erzeugt. Die Abbildung 3.6 zeigt eine mit Silverlight Technologieentwickelte Anwendung der Geodatenpräsentation. Weitere interessante Anwendungsbei-spiele für Silverlight Entwicklungen finden sich unter anderem unter MapDotNet41.

3.2.5. Gegenüberstellung

Die Tabelle zeigt die drei Technologiegruppen AJAX, Flex/Flash und Silverlight mit grund-legenden Informationen.

Faktoren AJAX Flex/Flash Silverlight

Betriebssysteme alle alle Microsoft XP und Vista,Mac OS X, Linux (alsMoonlight lauffähig)

Technologie browserinte-griert

Flash Plug-in Silverlight Plug-in

Browser alle alle moderne Browser

41MapDotNet,(http://www.mapdotnet.com)

45


Grafikoberfläche Pixel Vektor Vektor

Scriptsprache JavaScript Actionscript 3.0 .NET Sprachen

Elementzugriff DOM nahezu alle Elementesteuerbar

nahezu alle Elementesteuerbar

ServerseitigeInteraktionmöglich

ja ja ja

Interaktions-möglichkeiten

ASP.NET mitAJAX,Flex AjaxBridge

ArcGIS API for Flex,Flex Ajax Bridge,Adobe Flex Data Ser-vices 2

ASP.NET mit AJAX,Silverlight Map ViewerAPI for ArcGIS Server

Lizenzein-schränkungen

nein nein nein

Lizenzkosten keine keine keine

sonst. Kosten keine keine, evt. Entwicklungs-umgebung sinnvoll

keine, evt. Entwicklungs-umgebung sinnvoll

Nutzungsrechteder Technologie

ohneEinschrän-kung

ohne Einschränkung ohne Einschränkung

AufwandAnwendungser-stellung

hoch, aber viel-fach vorhanden

bei Nutzung vorhande-ner AJAX Anwendungengering, bei Neuerstellungmittels API im Rahmenüblichem Aufwandes

bei Nutzung vorhandenerAJAX Anwendungen ge-ring, bei Anbindung anMicrosoft Produkte (z.B.SQL Server 2008) ge-ring, bei Neuerstellung-mittels API im Rahmenüblichem Aufwandes

Integration invorhandene GI-Workflows

möglich ArcGIS: über API’sQGIS: über AJAX API

ArcGIS: über API’sQGIS: über AJAX API

Tabelle 3.4.: Gegenüberstellung AJAX, Flex/Flash und Silverlight

46


3.2.6. API’s

Für die Erstellung einer Geodatenanwendung mit den angesprochenen Technologien stehenfür viele Bereiche Application Programming Interface - API’s42 zur Verfügung. Diese er-möglichen die Einbindung oder den Zugriff auf bestimmte Programme, bzw. die Interaktionmit anderen Anwendungen.

Eine der bekanntesten API im Bereich der Kartendatenpräsentation ist das Google MapsAPI. Durch die freie Verfügbarkeit und die umfangreichen Funktionen ist es weit verbreitetund wird in vielen Präsentationen benutzt. Mittlerweile ist auch ein Google Earth Brow-ser Plug-in vorhanden, welches mit der zugehörigen Google Earth API die Funktionalitä-ten auch für Browseranwendungen nutzbar macht. Neben Google bieten auch die anderenbekannten Anbieter, wie Yahoo und Microsoft solche Schnittstellen zu ihren Produkten Ya-hoo Maps und Microsoft Virtual Earth. Der Funktionsumfang bietet minimal die folgendenMöglichkeiten.

• Kartendarstellung in eigenen Internetseiten• Geocodieren• Anzeige GeoRSS XML Daten• Eigene Overlays

Je nach Anbieter können aber teilweise viele weitere Funktionen genutzt werden. Es istabzusehen, dass mit den Folgeversionen auch immer mehr Funktionalität hinzukommt. Zudem schon jetzt möglichen erweiterten Funktionsumfang gehören

• Routenplanung• Einbindung anderer Kartendienste• Zeitweise Personalisierung• Messwerkzeuge• Sachdatenanzeige und Abfrage• Rückwärts Geocodieren• Persönliche Anpassungen

Google bietet mit seinen API zu Google Maps und Google Earth die Einbindung in AJAX.Daneben steht eine Einbindung in Flash Anwendungen unter der Adobe Flex Entwicklungs-umgebung zur Verfügung. Yahoo Maps bietet auch die Möglichkeiten zur Einbindung43 inAJAX- und Adobe Flash-Anwendungen. Mit der Microsoft Silverlight -AJAX Verbindung(ASP.Net mit AJAX Erweiterung) ist auch eine Silverlight Anwendung in der Lage YahooMaps zu nutzen. Microsoft stellt mit dem Virtual Earth Map Control SDK44 (aktuelle Versi-

42Application Programming Interface (API) - engl. für Anwendungsprogrammierschnittstellen43Yahoo Maps - Einbindung, (http://http://developer.yahoo.com/maps)44Virtual Earth Map Control SDK, (http://msdn.microsoft.com/en-us/library/bb429619.aspx)

47


on 6.2) ein Bearbeitungswerkzeug zur Verfügung, welches alle Virtual Earth Map Control-API beinhaltet. Die aktuelle Version 6.2 bietet eine umfangreiche Funktionenbibliothek45

für die Nutzung in eigenen Anwendungen.

Abbildung 3.7.: Beispielanwendung der Silverlight Map Viewer API for ArcGIS Server

Ein Beispiel für die direkte Nutzung von Geodatenquellen der GIS Anwender im Umfeldder neuen Technologien ist das Silverlight Map Viewer API for ArcGIS Server46 von ESRI.Hierbei wird eine Schnittstelle zur direkten Nutzung der Geodatenbestände auf Grundlageder Silverlight Technologie ermöglicht. ESRI geht somit auf diese Technologien ein undversucht damit, seine Produkte für die Nutzung noch attraktiver zu machen. Silverlight MapViewer-API for ArcGIS Server wurde auf der 2008 ESRI International Conference im Au-gust 2008 vorgestellt. Die Abbildung 3.7 zeigt die Anwendung in einem Beispiel, was vonESRI online47 zur Verfügung gestellt wird.

Auch die im Abschnitt Adobe Flex schon erwähnte ArcGIS API for Flex von ESRI soll andieser Stelle nochmals angefügt werden. Ein Beispiel zu den unfangreichen Beispielfunk-tionen dieser API ist in der Abbildung 3.8 zu sehen.

45Virtual Earth Map Control SDK - Funktionenbibliothek,(http://blogs.msdn.com/markbrown/archive/2008/09/24/announcing-virtual-earth-6-2-and-virtual-earth-web-services-1-0.aspx)

46Silverlight Map Viewer API for ArcGIS Server,(http://mrrichie.spaces.live.com/blog/cns!DD16C3F34F4D913E!1841.entry)

47ESRI Silverlight Map Viewer Beispiele,(http://resources.esri.com/arcgisserver/adf/dotnet/index.cfm?fa=codeGalleryDetails&scriptID=15746)

48


Abbildung 3.8.: Beispielanwendung der ArcGIS API for Flex von ESRI

3.2.7. Technologiemix und Nutzungsbeschränkungen

Aktuell sind verschiedene Möglichkeiten der Kombination von Technologien möglich. Durchdiesen Umstand und der Vermischung von Programmierern und Anwendungsdesignern beiProjekten, sowie deren verschiedenen Grundausrichtungen in der Anwendungserstellung,wird die moderne Anwendung mehr und mehr aus einem Technologiemix entwickelt. Dar-stellung verschiedenen Inhaltes, ansprechende Benutzeroberflächen und die Notwendigkei-ten einer individuellen Anpassung werden verlangt. Dies ist mit der Tatsache begründet,dass heutzutage der Anspruch besteht, eine Rich Internet Application48 (RIA) zu erstellenund das die Technologien plattformübergreifend einsetzbar sind.

Es ist sehr wahrscheinlich, dass die Anwendungen in den nächsten Jahren aus der Kombi-nation von schon vorhandenen Anwendungsprogrammierungen mit den neu zur Verfügungstehenden Technologien erstellt werden.

Für die Anwendung der Technologien bestehen momentan keine Nutzungsbeschränkungen.Alle aufgeführten Technologien sind frei nutzbar. Bei den API der Anbieter von Daten-diensten gibt es Nutzungseinschränkungen, welche in der nachfolgenden Übersicht aufge-führt sind. Die Übersicht zeigt die prinzipielle Gleichheit der Bedingungen. Die Anbieterdefinieren in den Nutzungsbedingungen unterschiedliche Bedingungen für die Abweichungvon der Standardnutzung.

Die Tabelle 3.5 zeigt die Übersicht der Nutzungsbedingungen zu den API’s von Google

48Rich Internet Application - RIA, (http://de.wikipedia.org/wiki/Rich_Internet_Application)

49


Maps[55], Yahoo Maps[125], MS Virtual Earth[68] und OpenStreetMap[94].

Google Maps undGoogle Earth

Yahoo Maps MS Virtual Earth OpenStreetMap

ID notwendig Ja Nein Nein Nein

Privatseiten kostenlos kostenlos kostenlos kostenlos

Firmenwebseitenkostenlos

teilweise kostenlos(je nach Umfangder eigenen Anpas-sung)



kostenlos

Firmenwebseitenkommerziell

kostenpflichtig kostenpflichtig kostenpflichtig kostenlos

Tabelle 3.5.: Übersicht Nutzungsbedingungen der Kartendienst API’s

Für die Erstellung einer Anwendung ist es auch möglich, angepasste API’s Dritter zu nut-zen. Bei der Nutzung solcher API’s sind die Lizenzbestimmungen für die kommerzielleNutzung zu beachten. Als Beispiel einer solchen API ist UMap49 anzuführen. Mit dieserAPI wurde auch die einfache Erstellung einer Flex Anwendung getestet, welche im AnhangA.4 beschrieben ist.

3.2.8. Anwendungsbeispiele der Technologien

3.2.8.1. Anwendungen mit Silverlight

Microsoft Silverlight ist eine relativ neue Technik zur Erstellung von Internetpräsentationen.Erst im September 2007 erschien die 1.0 RTW Version und im Oktober 2008 die starkverbesserte 2 RTW Version. Microsoft Silverlight Anwendungen für Geodatenpräsentationkönnen somit seit circa einem Jahr erstellt werden.

Die beispielhafte Umsetzung einer eigenen Anwendung mit dieser Technologie ist wegendes Umfangs des Aufwandes hier nicht möglich. Für den Test und die prinzipielle Beurtei-lung solcher Anwendungen wurden drei Beispiele aus unterschiedlichen Bereichen gesucht.Eine Möglichkeit bietet dabei der Microsoft Silverlight Showcase50. Hier findet man eineumfangreiche Sammlung von verschiedenen Beispielen. Mit den Mitteln der allgemeinenInternetrecherche wurde nach weiteren Beispielen gesucht. Ziel war es, auch mindestenseine Anwendung aus Deutschland zu beurteilen. Dieses Ziel konnte nicht erreicht werden.Trotz umfangreicher Recherchen, wurde keine deutsche Geodatenanwendung mit MicrosoftSilverlight gefunden. Aus den ermittelten Anwendungen wurden dann die drei folgenden

49Universal ActionScript 3.0 Mapping API - UMap, (http://www.afcomponents.com/components/umap_as3)50Microsoft Silverlight Showcase, (http://silverlight.net/showcase)

50


Beispiele ausgewählt.

• http://www.parcelatlas.com• http://silverlight.idvsolutions.com• http://demo.mapdotnet.com/mdnuxpropertygeomsample

Die Beispiele wurden auf Datenquellen, Grundfunktionen, Übersichtlichkeit, Import/Exportund allgemeine Performance getestet und beurteilt. Als Browser wurde der Internet Explorer7 benutzt. Für die Nutzung ist das aktuelle Silverlight Browser Plug-in51 der Version 2 RTWnotwendig. Das Browser Plug-in ist momentan nur für Microsoft Windows Vista, XP, 2000und Mac OS, sowie als Betaversion für Linux erhältlich. Dabei ist auch zu beachten, dassSilverlight nur mit einigen Browsern voll lauffähig ist.

Für die Beurteilung der Anwendung wurde die Download- und Installationszeit des Plug-in nicht beachtet. Die Plug-in Downloaddatei “Silverlight.2.0.exe“ ist 4,63MB groß undsomit mit einem normalen Internetanschluss ohne größeren Zeitaufwand installierbar. EineInstallation ist in vielen Fällen auch notwendig, da das Silverlight Plug-in auf den meistenComputern noch nicht vorhanden ist.

Parcel Atlas - http://www.parcelatlas.comDer Start der Anwendung erfolgt zügig. Als Datenquellen dienen die Straßenkarten undLuftbilder von Virtual Earth, sowie ein SQL Server. Die Ansicht ist übersichtlich in zweiTeile unterteilt; den Kartenteil (rechts) und den Auskunftsteil (links). Im oberen Bereichdes Kartenteils befindet sich die Kartenfunktion zur Auswahl der Kartendatenquelle für dieAnzeige, sowie ein Positionsfeld mit zusätzlicher Maßstabsangabe. Im unteren Bereich isteine Legendendarstellung möglich. Die Navigation erfolgt über die üblichen Mousefunk-tionen zu Zoom und Pan. Ein Navigationsmenu sollte aber, mit Sicht auf nicht versierteInternetnutzer, in jeder Anwendung vorhanden sein.

Im Auskunftsteil sind verschiedene Felder zur Eingabe von Abfrageparametern vorhanden.Die Anordnung der Felder ist übersichtlich. Mittels Reiter sind verschiedenen Ebenen auf-rufbar. Darunter befinden sich ein Wahlbereich und ein Informationsfeld, indem die Sach-daten angezeigt werden. Bei kleinerem Maßstab und größerer Flurstücksdichte erfolgt dieDarstellung erwartungsgemäß langsamer. Jedoch kann diese als gut bezeichnet werden. DieDetaildarstellung mit Flurstücken erfolgt ab circa 1:40000. Eine genaue Angabe ist wegendem dynamischen Zoom (ohne Einstellmöglichkeit für den Maßstab) nicht möglich. Beidiesem Maßstab dauert die Darstellung aller Parzellen (im Weiteren werden diese, wegender Analogie zu Deutschland, als Flurstücke bezeichnet) einer Kleinstadt (im Beispiel Tracy,Kalifornien 95376 - siehe Abbildung 3.9) unter einer halben Minute. Bei größerem Maßstab(z.B. 1:1000) ist mit rund 15 sec. zu rechnen.51Silverlight Browser Plug-in, (http://www.microsoft.com/silverlight/resources/install.aspx)

51


Abbildung 3.9.: Kartenbereich aus http://www.parcelatlas.com zum Beispiel Tracy/USA

Neben der Darstellung können auch Informationen zu den einzelnen Flurstücken abgefragtwerden. Hierbei werden Flurstücksnummer, Eigentümer, Anschrift und Daten zur Grund-stücksbewertung bereitgestellt. Mittels Umkreissuche sind benachbarte Flurstücke zu selek-tieren. Aus diesen Daten kann eine .xls (Excel) Datei erzeugt werden. Die Positionsangabein der Anzeige scheint sich auf WGS1984 zu beziehen, da Virtual Earth diese als Basisbenutzt.

In die Anwendung ist keine Druckfunktion integriert. Die Druckfunktion des Browsers kannden Inhalt einer Microsoft Silverlight Anwendung aber nicht ausgeben. Somit bleibt nur einBildschirmdruck. Dies ist für eine Geodatenpräsentation nicht ausreichend. In diesem Fallwürde eine schlichte Ausgabefunktion der Kartendarstellung zum Druck genügen.

Trotz fehlender Mess- und Druckfunktionen überzeugt diese Anwendung. Sie ist intuitivbedienbar und selbsterklärend. Erwartete Flurstücksinformationen (leider ohne Flächenan-gabe) werden geliefert. Übersichtliche Informationsdarstellung und die Ausgabemöglich-keit geben dem Benutzer ein gutes Werkzeug an die Hand. Zusammengefasst werden dieFunktionen Suchen, Navigieren, Darstellen und Speichern unterstützt.

SpatialWiki - http://silverlight.idvsolutions.comDiese Anwendung ist nur eine Testversion zur gemeinschaftlichen Erzeugung und Spei-cherung von Geoinformationen durch die Benutzer. Hierzu kann Geodateninhalt gesucht,erzeugt (zeichnen), verändert und gespeichert werden. Als Datengrundlage werden die Stra-

52


ßenkarten und Luftbilder aus Virtual Earth genutzt. Dazu kommen die eingegebenen Datender Nutzer (Punkt, Linie, Fläche), welche in einem Microsoft SQL Server abgelegt sind.

Die Ansicht ist in zwei Teile unterteilt, den Kartenteil (links) und den Managementteil(rechts). Im unteren linken Bereich des Kartenteils befinden sich ein Navigationswerkzeugund die Kartenauswahl. Kartendrehung und Neigung ist möglich. Im oberen Bereich desKartenteils ist eine Informationsleiste mit Hilfe vorhanden. Die Navigation kann auch mit-tels Mousefunktionen erfolgen. Eine Positionsangabe fehlt. Im Managementteil stehen dieSuch- , Speicher- und Erstellungsfunktionen zur Verfügung. Der Bereich ist ein- und aus-blendbar. Für die Erstellung und Änderung wird ein zusätzliches Menu eingeblendet. DieGröße des Managementteils ist, wenn eingeblendet, fest.

Die Anwendung startet zügig. Navigation und Managementwerkzeuge sind intuitiv benutz-bar. Die Anordnung der Elemente ist übersichtlich. Die angebotene “Fly to“ Funktion funk-tioniert in dieser Testversion nicht. Die Abfrage der Daten und die Anzeige erfolgt in übli-cher Geschwindigkeit. Jedoch wird dazu immer eine Fluganimation benutzt. Dies schwächtdie Geschwindigkeit. Je nach Entfernung vom Ausgangspunkt und der Detaildarstellung desaufgerufenen Geodatenobjektes können 30 sec. für die Fluganimation vergehen.

Die Eingabe von Geodatenobjekten erfolgt über eine Zeichenfunktion. Dabei können, wieüblich, Punkte, Linien und Flächen gezeichnet werden. Die Nutzung verschiedener Farbenist möglich. Jedes einzelne Element erhält eine Beschreibung mit Titel und Beschreibung.Die einzelnen Elemente werden zu einem Geodatenobjekt gruppiert. Jedes Geodatenobjektverfügt über mehrere Beschreibungselemente. So sind Angaben zu Titel, Bezeichnung, Tagsund Urheber möglich.

Beim Export werden die Angaben und die Geometriedaten in die Dateien eingefügt. Ein Ex-port ist als Spatial SQL-Datei (dabei wird nur Angabe von Titel und Bezeichnung eingefügt- Abbildung 3.10) oder KML-Datei (Abbildung 3.11) möglich.

Neben der Erstellung von Geodatenobjekten können auch vorhandene Inhalte geändert oderdupliziert werden. Jede Veränderung wird chronologisch dokumentiert. Somit kann zu ei-nem späteren Zeitpunkt eine Vorgängerversion wieder als aktuelle Version gesetzt werden.Diese Funktion ist auch für die Darstellung von Veränderungen sinnvoll.

Leider kann in der Testversion nur jedes Objekt einzeln exportiert werden. Für die Nutzungals separate Datenquelle ist es aber schon ausreichend. Es ist keine Druckfunktion integriert.Die Druckfunktion des Browsers kann den Inhalt einer Microsoft Silverlight Anwendungaber nicht ausgeben. Somit bleibt nur ein Bildschirmdruck. Dies ist für eine Geodatenprä-sentation nicht ausreichend. Eine Angabe der Darstellungsverhältnisse mit Maßstabsbalkenoder Maßstab fehlt. Das ist ein großer Negativpunkt.

Für die Beurteilung von Geodaten sind Maßstab oder Entfernungsangaben notwendige Grund-

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Abbildung 3.10.: Export Spatial SQL-Datei aus SpatialWiki zum Beispiel Karlsruhe

Abbildung 3.11.: Beispiel Export KML-Datei aus SpatialWiki zum Beispiel Karlsruhe

mittel. Ohne diese muss sich der Betrachter auf den Vergleich mit der Umgebung verlassen.Dabei können schnell Interpretationsfehler auftreten und der Inhalt wird missverstanden.

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Auch sind keine Messwerkzeuge vorhanden. Abbildung 3.12 zeigt einen Ausschnitt aus derAnwendung.

Abbildung 3.12.: Kartenbereich aus http://silverlight.idvsolutions.com zum BeispielKarlsruhe

Diese Anwendung überzeugt mit der Interaktivität. Sie ist intuitiv bedienbar und selbster-klärend. Erwartete Geodatendarstellungen (leider ohne Maßbezug) werden geliefert. DieAusgabemöglichkeiten sind für weitere Anwendungen vorteilhaft. Zusammengefasst wer-den die Funktionen Navigieren, Erstellen und Speichern unterstützt.

MapDotNet - http://demo.mapdotnet.com/mdnuxpropertygeomsampleDie Anwendung nutzt Daten von Microsoft SQL Server 2008, Virtual Earth und OpenStreet-Map. Besonders die Nutzung von OpenStreetMap52 in einer Anwendung ist zu beachten, dadiese Daten jederzeit lizenzkostenfrei genutzt und weiterverarbeitet werden können.

Prinzipiell sind die Daten aus diesem Datenbestand als Basishintergrund innerhalb einerGeodatenpräsentation (ohne besonderes Augenmerk auf die Basis) ausreichend und der Da-tenbestand nimmt ständig zu. In dieser Anwendung werden Flurstücke dargestellt und diedazugehörigen Sachdaten können angezeigt werden. Zusätzlich stehen Messfunktionen zurVerfügung.

Die Kartendarstellung erfolgt über den gesamten Bildbereich der Internetseite. Im linkenoberen Bereich befindet sich das Interaktionmenü. Hier werden die Positionsdaten mit Maß-stab angezeigt, es können die Kartengrundlagen gewechselt werden, oder die Messfunktio-nen aufgerufen werden. Im rechten oberen Bereich befindet sich Maßstabsregler für schnel-len Wechsel. Sonst ist nur eine Navigation mittels Zoom und Pan über die Mousefunktionen52OpenStreetMap, (http://www.openstreetmap.de/faq.html#was_ist_osm)

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möglich. Das Prinzip einer menüüberlagerten Kartendarstellung lässt viel Platz für den Kar-teninhalt. Allerdings sind die Menüs nicht in der Position veränderlich, was zu noch bes-serer Darstellungsqualität führen könnte. Abbildung 3.13 zeigt die Anwendung an einemBeispiel.

Abbildung 3.13.: Kartenbereich aus http://demo.mapdotnet.com/mdnuxpropertygeomsample/zum Beispiel Redmond Washington 98052

Neben der Positionsangabe in Länge und Breite, wurden hier auch die Gitterwerte angezeigt.Somit sind Positionsangaben zu finden. Die Stützpunkte der Messfunktionen sind nachträg-lich veränderbar. Die Angaben überlagern sich aber gegenseitig, was teilweise zur Unüber-sichtlichkeit führt. Es ist keine Druckfunktion integriert. Die Druckfunktion des Browserskann den Inhalt einer Microsoft Silverlight Anwendung aber nicht ausgeben und ein Bild-schirmdruck ist für eine Geodatenpräsentation nicht ausreichend. Die Kartendaten ladensich zügig und auch die Darstellung der Sachdateninhalte erfolgt schnell.

Zusammenfassung Microsoft SilverlightDie drei Beispiele haben umgesetzte Möglichkeiten für Geodatenpräsentation mit der Sil-verlight Technologie aufgezeigt. Die notwendigen Funktionen für die Geodatenpräsentationsind, bis auf die Druckfunktion, vorhanden. Jedes der Beispiele besitzt positive und negativePunkte. Als Gemeinsamkeit kann man die starke Verbindung mit anderen Microsoft Produk-ten erkennen. So fällt auf, dass die Kartendaten von Virtual Earth kommen und die Sachda-ten oftmals mittels Microsoft SQL Server bereitgestellt werden. Da die Silverlight Technikrelativ jung ist und für die Erstellung der Anwendungen einfache Wege gesucht werden,kommen Ressourcen zum Einsatz, welche schnell und effektiv eingebunden werden kön-nen. Ein weiterer Punkt ist, dass in die Entwicklung vorhandener Geodatenpräsentationen

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in den letzten Jahren viel investiert wurde und diese nun nicht gleich auf eine neue Tech-nik umgestellt werden. Auch ist mit Adobe Flex ein gleichwertiger Konkurrent am Marktvertreten und mittels AJAX Technologie bieten auch HTML Anwendungen weiterhin guteMöglichkeiten. Die Darstellung des Inhaltes erfolgt allgemein zügig. Übliche Techniken vonKachelung und Überlappung, oder auch der Rückgriff auf schon vorhandene Bildbereiche,welche bei neuer Betrachtung nicht nochmals geladen werden, ermöglichen dies.

Bei der Silverlight Technologie selbst werden die vorhandenen Möglichkeiten (Vergleichmit Silverlight Anwendungen aus anderen Bereichen, z.B. Marketing) noch nicht ausge-schöpft. Besonders die Interaktion bei der Menüdarstellung und Positionierung, sowie dieIntegration weiterer, auf Sachdaten beruhender Funktionen, können verbessert werden. Hierwerden mit weiteren Anwendungen auch neue Maßstabe gesetzt werden.

Die beispielhafte Umsetzung einer eigenen Anwendung ist wegen des Umfangs des Auf-wandes hier nicht möglich.

3.2.8.2. Anwendungen mit Flex/Flash

Adobe bietet mit seinen 2 Produkten Flex und Flash bewährte Werkzeuge zur Erzeugungvon interaktiven Präsentationen. Auch im Bereich der Geodatenpräsentation bieten die 2Produkte gute Möglichkeiten zur Erstellung einer Anwendung. Ergebnis beider Anwen-dung ist eine Flash-Datei (.swf). Da beide Produkte zum selben Ergebnis führen und auchTeilanwendungen aus Flex mit Anwendungen aus Flash kombiniert werden können, wer-den in diesem Abschnitt keine Unterschiede zwischen den beiden Erstellungstechnologiengemacht.

Die beispielhafte Umsetzung einer eigenen Anwendung ist wegen des Umfangs des Auf-wandes hier nur bedingt möglich. Diese reicht für die Beurteilung der Möglichkeiten nichtaus. Somit wurden für den Test und die Beurteilung von Flex/Flash Anwendungen drei vor-handene Anwendungsbeispiele aus unterschiedlichen Bereichen gesucht. Eine Möglichkeitbietet der Adobe Flex Showcase53. In dieser Auflistung von Beispielen findet man eine um-fangreiche Sammlung aus den verschiedenen Anwendungsbereichen. Mit den Mitteln derallgemeinen Internetrecherche wurden weitere Beispiele gesucht. Da einige Hersteller vonGIS Softwareprodukten direkt Flex API’s anbieten, wurde auch hier nach geeigneten Bei-spielen für eine Bewertung gesucht. Ziel war es, auch mindestens eine professionelle undallgemein genutzte Anwendung aus Deutschland mit in die Beurteilung einzubinden. Die-ses Ziel konnte erreicht werden. Aus den ermittelten Anwendungen wurden dann die dreifolgenden Beispiele ausgewählt.

• http://www.gisserver.de/aalen/start.html

53Adobe Flex Showcase, (http://flex.org/showcase)

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• http://www.ganga.is/kort• http://flex888.com/lab/geoweb/flexviewer (mit ArcGIS API for Flex)

Die Beispiele wurden auf Datenquellen, Grundfunktionen, Übersichtlichkeit, Import/Exportund allgemeine Performance getestet und beurteilt. Als Browser wurde dazu der InternetExplorer 7 benutzt. Für die Wiedergabe von Flash-Dateien ist ein aktuelles Adobe FlashPlayer Browser Plug-in54 notwendig (benutzt wurde Version 9.0.124.0). Für die Beurtei-lung der Anwendung wurde die Download- und Installationszeit des Plug-in nicht beachtet.Die aktuelle Plug-in Downloaddatei für die Version 10 ist ca. 1.7MB groß und mit einemnormalen Internetanschluss schnell installierbar. Eine Installation ist in vielen Fällen nichtnotwendig, da wegen der großen Verbreitung des Flash Formates eine aktuelle Version desPlug-in auf den vielen Computern vorhanden ist.

GIS Aalen - http://www.gisserver.de/aalen/start.htmlNach Aufruf einer Datengruppe (z.B. Flächennutzungsplan) startet die Anwendung zü-gig. Gleich am Anfang werden Hinweise zur Anwendung eingeblendet. Es handelt sichhier um eine professionelle Anwendung für die Geodaten der Stadt Aalen; ein Internet-Geodatenportal, welches auf dem Produkt GTI/RDB der Firma ibb-Grafische Datenverar-beitung55 Langenfeld aufbaut. Die Daten werden vom GTI/Web Geodatenserver bereitge-stellt. Als Datenquellen sind sowohl die im eigenen System vorhandenen Geodaten, als auchexterne Daten integrierbar56. In der Beispielanwendung werden neben den städtischen Da-ten auch Basisdaten über WMS genutzt.

Die Ansicht ist in drei Teile unterteilt. Im mittleren Bereich befindet sich die Kartenansicht.In die Kartenansicht sind Navigations- und Bearbeitungsleiste, sowie Positionsanzeige undMaßstabsangabe integriert. Im linken Bereich befinden sich die Themenauswahl und einNavigationsbereich. Rechts sind Such- und Auswahlfunktionen, sowie Sonderfunktionendargestellt. Die Auswahl an Funktionen ist sehr umfangreich. Da es sich um eine professio-nelle Anwendung handelt, ist auch eine Shopfunktion vorhanden.

Die Oberfläche ist interaktiv gestaltet. Damit bleibt die Vielzahl an Funktionen sehr über-sichtlich. Alle üblichen Funktionen, wie Navigation, Suche, Themenauswahl und Messensind vorhanden. Die Druckfunktion ist bei den freien Daten mittels PDF-Ausgabe gelöst. BeiShopdatenthemen wird der Nutzer weitergeleitet. Eigene Auswahl- und Kartenausschnittekönnen definiert und gespeichert werden. Damit ist ein später Aufruf dieser Bereiche mög-lich. Zu jedem Themenbereich können Hilfsinformationen eingeblendet werden. Die Sach-datenanzeige erfolgt im Kartenbereich mittels Hinweisfenster und interaktiver Symbolik.Mittels Sonderfunktionen kann eigene Grafik (Punkt, Linie, Fläche Symbol, Text) eingefügt54Adobe Flash Player Browser Plug-in, (http://www.adobe.com/de/products/flashplayer)55ibb-Grafische Datenverarbeitung, (http://www.ibbgdv.de)56ibb Geodatenintegration, (http://www.ibbgdv.de/index.php?id=96)

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werden und die Darstellung dann auch mittels einer Emailfunktion versendet werden. Inter-aktionen mittels eigens eingefügten Dateninhalts erweitern die normalen Möglichkeiten vonGeodatenpräsentationen stark. Jeder Nutzer kann, mittels der zusätzlich zu den angebotenenInformation eingefügten eigenen Informationen, die für ihn wichtigen Zusammenstellun-gen erzeugen und weiter nutzen. Auch sind solche eigenen Grafiken ideal als individuelleOverlays geeignet, wodurch auch Inhalt zwischen den einzelnen Themengruppen übertra-gen werden kann, selbst wenn dies die normalen Funktionen der Ebenendarstellung nichtmöglich machen.

Alle drei Bereiche der Darstellung dieser Anwendung sind veränderbar. Mit der interaktivenMenüstruktur ist damit eine optimale persönliche Anpassung möglich. Abbildung 3.14 zeigtein Beispiel aus der Anwendung.

Abbildung 3.14.: Ansicht aus http://www.gisserver.de/aalen/ zum Beispiel GIS Aalen

Mit der Vielzahl an Funktionen, der veränderbaren Anordnung, den Hilfsinformationen undden individuellen Möglichkeiten und Zusatzfunktionen überzeugt diese Anwendung. Vonder Firma ibb Grafische Datenverarbeitung wird noch ein weiteres, ähnliches Geodatenpor-tal der Stadt Heilbronn57 betreut, welches nach Angabe der Infodialogbox den Stand von2005 zeigt. Schon hier wurde für diese Anwendung Flash benutzt. Die neuere Version desGIS Aalen (aktueller Hinweis der Infodialogbox ist 2007) ist jedoch in Hinsicht auf die Prä-sentation überzeugender, wenn gleich der eigentliche Inhalt, die Geodaten, unabhängig voneiner Gestaltungsverbesserung sind und der Funktionsumfang (Druckfunktion fehlt) nähe-rungsweise der selbe ist.

57ibb Geodatenportal der Stadt Heilbronn,(http://www.ibbgdv.de/index.php?id=163 und http://www.gisserver.de/stadt-heilbronn)

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Ganga - http://www.ganga.is/kortDiese Beispielseite zeigt, dass in der Geodatenpräsentation die Symbolik wichtiger als derText ist. Denn dieses Beispiel einer Flash Anwendung ist nur als rein isländische Versionvorhanden. Das Gebiet Islands ist in mehrere Bereiche aufgeteilt und für jeden Bereich gibtes eine eigene Flash Anwendung. Die Geodaten sind unterschiedlich, aber die Anwendungselbst bleibt gleich. Die Anwendung startet zügig. Nach dem Start sich eine übersichtlicheDarstellung. Die Ansicht ist in drei Teile unterteilt. Im Kopfbereich können die Kartenbe-reiche gewechselt werden. An der rechten Seite befindet sich der Themenauswahlbereichund links der Kartenbereich. Der Kartenbereich ist mit einer Maßstabsanzeige und einerNavigations- und Funktionsleiste, sowie einem Auswahlbereich für die Kartengrundlage(Luftbild oder topographische Karte) überblendet. Im oberen Teil des Informationsbereichessind eine Übersichtsdarstellung mit Skalier- und Verschiebefunktion, sowie die Positions-angabe integriert. Darunter befindet sich die Themenauswahl. Die Funktionen sind selbst-erklärend und die Darstellung lässt auf die Abfolge von notwendigen Eingaben schließen.Da die Anwendung für den Bereich Wandern erstellt wurde, sind die Themendarstellungendementsprechend. Die Themen werden mit Symbolen dargestellt. Über die Symbole könnendie Informationen dazu abgerufen werden. Diese werden in sich öffnenten Boxen angezeigt(Abbildung 3.15).

Abbildung 3.15.: Ansicht aus http://www.ganga.is/kort zum Beispiel Ganga

Zu den einzelnen Themen (Wanderwege, Aussichtspunkte, Hütten und weitere) sind auchZusatzfunktionen (z.B. Gästebuch, Wetterinformation) vorhanden. Es ist nur die üblicheFlash Druckfunktion vorhanden. Damit können aber bei Ganzseitendarstellungen keine voll-ständigen Bilder gedruckt werden. Als Messfunktionen sind Radius- und Distanzmessungmöglich. Diese Anwendung ist übersichtlich und auf die, für den Nutzerkreis notwendigen

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Funktionen, reduziert. Sie zeigt aber die Möglichkeiten zusätzlicher, bei Geodatenpräsenta-tionen üblicherweise nicht vorhandenen, Funktionen.

Rich Spatial Flex Viewer - http://flex888.com/lab/geoweb/flexviewerDer Rich Spatial Flex Viewer ist eine Anwendung, welche von der Firma ESRI erstellt wur-de. Sie soll beispielhaft aufzeigen, welche Geodatenpräsentationsmöglichkeiten aus demZusammenspiel von Flex und ArcGIS entstehen können. ESRI bietet eine API für Flex.Damit sind Anwendungen mit Zugriff auf den eigenen Datenbestand einfach zu erstellen.Die Beispielanwendung datiert laut Infobox auf den 13.11.2008 und ist somit aktuell. Beider Anwendung wurde viel Wert auf Effekte gelegt. So sind viele Symbole und die Menüsanimiert. Menüleisten öffnen und schließen sich mittels MouseOver und sind minimierbar.Der Aufbau der Ansicht ist übersichtlich. Die Kartendarstellung nimmt den gesamten Bild-bereich ein. Im oberen Bereich ist eine Menüleiste vorgeblendet. Am rechten Rand sind diegeöffneten Menüs angeordnet. Diese können aber auch minimiert und ausgeblendet werden.Links unten befindet sich eine Maßstabsinformation. In dieser Beispielanwendung werdendie von ESRI bereitgestellten Satellitenbilder oder Straßenkarten als Basisdaten benutzt.Darüber können beispielsweise Flächennutzung, Parzellierung, aktuelle Erdbebenvorkom-men oder Verkehrsüberwachung eingeblendet werden.

Abbildung 3.16.: Ansicht aus http://flex888.com/lab/geoweb/flexviewer/ zum BeispielRich Spatial Flex Viewer

Das Hinzufügen von eigenen Angaben ist auch möglich. Eine Druckfunktion ist in einemMenü vorhanden, der Ausdruck erfolgt aber über die Standartdruckausgabe, bei der nurTeilausschnitte der Gesamtansicht gedruckt werden. Eine Positionsangabe fehlt in der Bei-spielanwendung (Abbildung 3.16). Die gute Menügestaltung und die zusätzlichen Effekte

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bei den angezeigten Geodaten geben dem Benutzer dieser Geodatenpräsentation einen Aus-blick auf die vielleicht schon bald standardmäßig genutzten Möglichkeiten. Trotz der sichschon länger am Markt befindlichen Flex/Flash Technologie, wird diese erst langsam für dieprofessionelle Nutzung eingesetzt.

Diese Anwendung und auch die ESRI Einzelbeispiele zur API für Flex können den einenoder anderen ArcGIS Anwender überzeugen, in Zukunft Geodaten mittels Flex Anwendun-gen zu präsentieren.

Zusammenfassung Flex/FlashBesonders die Effektmöglichkeiten zeichnen eine Flex/Flash Anwendung aus. Hier sinddie Möglichkeiten vielfältig. Die Umsetzung in Anwendungen für Geodatenpräsentationenist momentan nur beispielhaft vorhanden. In anderen Bereichen werden die Möglichkeitenaber schon gut präsentiert. API machen eine effiziente Umsetzung und die Nutzung auch improfessionellen Umfeld möglich.

Die beispielhafte Umsetzung einer eigenen Anwendung ist wegen des Umfangs des Auf-wandes hier nur bedingt möglich. So wurde die vorhandene Möglichkeit der Erstellung einereinfachen Anwendung mit offenen Kartendiensten genutzt und ein Flex Beispiel erzeugt.Diese ist im Anhang A.4 aufgeführt. Für die Beurteilung der Anwendungsmöglichkeitender Technologie ist dieses Beispiel aber nicht nutzbar. Deshalb können nur die vorhandenenBeispielanwendungen als Spiegelbild der Möglichkeiten dienen.

Das Flash Format ist sehr gut etabliert und die Nutzung auf nahezu jeder Plattform möglich.Dies ist momentan noch der größte Vorteil gegenüber der Microsoft Silverlight Konkurrenz.Bei den Beispielanwendungen konnte inhaltlich die GIS-Aalen Anwendung am meistenüberzeugen. Sie bietet alle notwendigen Werkzeuge und Extrafunktionen. Nur im Bereichder Menügestaltung und Animation konnte der Rich Spatial Flex Viewer mehr überzeu-gen.

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3.3. Geodatenpräsentation mittels anderer digitaler Medien


Neben der Geodatenpräsentation im Internet bietet es sich an, Geodaten auch mittels di-gitalen Austauschformats zur Verfügung zu stellen. Natürlich sollten diese auch über dasInternet austauschbar sein, was über die Dateigröße geregelt wird.

Als aktuelle Vertreter der Geodatenpräsentation mittels anderer digitaler Medien ist das Por-table Document Format (PDF) aufzuführen. Dieses wird nicht mehr nur für den Austauscheiner darstellungsechten Druckversion benutzt. Auch Geodateninhalt kann mittels einigerFunktionen eingefügt werden.

3.3.1. PDF für Geodatenpräsentation

Auf die Grundlagen des PDF-Formates wird in der Anlage PDF eingegangen. An dieserStelle sollen aber einige Grundlagen betrachtet werden. PDF gilt als plattformunabhängig.Bei der Erzeugung der PDF-Datei ergeben sich nur Einschränkungen in Handy- oder PockedPC-Anwendungen. Bei der Darstellung jedoch, sind auch diese Bereiche mit den aktuellenVersionen des Adobe Reader58 weitgehend abgedeckt.

Das PDF-Format wird bei der Präsentation von Geodaten überwiegend nur über die Druck-bilderzeugung einer Kartendarstellung mit mehr oder weniger Sachdateninhalt und Raum-bezugsangabe (z.B. Gitternetz) genutzt. Mit der aktuellen Version 9 von Adobe Reader undAdobe Acrobat Pro Extended stehen nun auch grundlegende Funktionen zur Erzeugung undPräsentation von Geodaten zur Verfügung.

Schon mit der Produktfamilie Acrobat Version 7 und des Produktes Acrobat 3D wurde ab2005 die Integration von 3D-Elementen möglich. Dabei wurde auch erstmals PDF/E (Teilder PDF Version 1.6) eingesetzt. PDF/E steht für die Festlegung eines Standards zur Integra-tion von technischen Dokumenten. Dabei wurde speziell auf Maßstabstreue, darstellungs-treue Linienstärke und andere wichtige Elemente bei der Erzeugung von Plänen und KartenWert gelegt. Der 2005 unter PDF 1.6 festgelegte de-facto-Standard PDF/E wurde 2007 alsISO Standard ISO 24517-1:200859 veröffentlicht.

Neben einer originaltreuen Darstellung von Kartenelementen kam mit der Nutzung derschon vorhandenen Layerstruktur in PDF die Möglichkeit der selektiven Darstellung vonGeodateninhalt hinzu. Hierzu konnten schon in früheren Versionen Layer ein- und ausge-blendet werden. Damit konnten verschiedene Darstellungen eines selben Geodatenbestan-des gegenübergestellt werden.

58Adobe Reader Versionen, (http://get.adobe.com/de/reader/otherversions)59ISO 24517-1:2008 PDF/E,

(http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=42274 undhttp://www.adobe.com/enterprise/pdfs/pdf-eready-guide-ue.pdf)

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Da es sich um eine offline Anwendung handelt, ist an dieser Stelle darauf hinzuweisen, dasssich der Dateninhalt in einer PDF-Datei, mit Sicht auf Dateigröße und der damit verbun-denen Performance bei Datenübertragung und Aufbereitung, auf eine abgegrenzte Mengebegrenzt. Das bedeutet, sowohl Ausmaß eines Gebietes der Abbildung, wie auch Sachda-teninhalt, müssen je nach Situation auf eine Größe begrenzt werden, welche den jeweiligenAnsprüchen an die Performance des Gesamtsystems (speichern, übertragen, darstellen, aus-werten) entsprechen.

3.3.2. Adobe Acrobat für Geodaten

Die aktuelle Version 9 der Acrobat Familie bietet für die Nutzung zur Geodatenpräsentationunter anderem den folgenden Funktionsumfang. Für die Erstellung ist dabei das ProduktAdobe Acrobat 9 Pro Extended notwendig.

• Georeferenzierte Darstellung• Layerstruktur ein- und ausblendbar• Sachdateninformation mit Abfrage• Sachdatensuche• Positionskoordinaten suchen und markieren• Koordinatensystem und Maßeinheit ändern• Georeferenzierung• Messwerkzeuge Abstand, Umfang, Fläche• Darstellungstreue Ausgabe• Bedingter Datenexport

Für die Darstellung reicht der frei verfügbare Adobe Reader 9. Dieser ist im Funktionsum-fang um die Mittel der Erzeugung und Veränderung von Geodaten reduziert und verfügt nurüber die Funktionen zur Darstellung und Auswertung.

Bei der Benutzung des Adobe Acrobat Pro Extended ist als erstes die Herkunft oder auchdie Erzeugung eines Geodatenbestandes abzuklären. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten.

• Erzeugung mittels Georeferenzierung und Import innerhalb Acrobat Pro Extended• Erzeugung mittels Export aus ArcGIS

Die Geodatenerzeugung mittels Export aus ArcGIS ist aus einem Gemeinschaftsprojekt vonESRI und Adobe entstanden. Diese Beziehung zeigt sich an einigen Stellen im Umgang mitden Adobe Produkten. Als Beispiel soll an dieser Stelle die Koordinatensystemverwaltunggenannt werden. Weiterhin wird das Shape-Format für die Einbindung von Vektordaten (beiAdobe auch Formdaten genannt) benutzt. Dabei wird der Koordinatenbezug aus einer derShape-Dateigruppe angehörigen Projektionsdaten-Datei (prj.Datei) gelesen.

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Es ist anzunehmen, dass sich bei einer Etablierung dieser Präsentationsmöglichkeit auchweitere Anbieter von GIS-Software zur Integrierung solch eines Werkzeuges in ihre Pro-dukte entschließen. Auch werden Anbieter von Zusatztools sich für diese Möglichkeiteninteressieren. Und nicht zuletzt wird auch Adobe weiter an der Verbesserung seines Sys-tems arbeiten und neue Möglichkeiten integrieren. Die aktuelle Version ist als Pro Extendednur für Windows erhältlich, was die Nutzung einschränkt.

Für die Nutzung von 3D-Modellen mit Geodateninhalt stehen die 3D-Funktionalitäten vonAdobe Acrobat Pro Extended zur Verfügung. Diese 3D-Funktionalitäten sind umfangreichund sie ermöglichen eine Präsentation von dreidimensionalen Geodateninhalt in PDF. DieNutzung von 3D-Modellen wird in einem extra Abschnitt beschrieben.

3.3.2.1. Geodaten-PDF in Acrobat Pro Extended erstellen

Die Erstellung einer Geodaten PDF-Datei kann direkt in Acrobat Pro Extended erfolgen.Für die Nutzung ist dann nur noch der Adobe Reader 9 notwendig. Bei der Erstellung überAcrobat Pro Extended werden von dem Bearbeiter einige Grundkenntnisse aus dem Geoin-formationbereich abverlangt. Die Dokumentation der Arbeitsschritte ist an einigen Stellenunzureichend. Teilweise werden notwendige Informationen weder in der Hilfe, noch im In-ternetbereich beschrieben und sind so nur zu erahnen. Im Allgemeinen sind die Abläufe abermit dem Hintergrundwissen über Raster- und Vektordaten erfolgreich durchzuführen.

Für die Erstellung einer PDF-Datei mit Geodaten stehen folgende Methoden zur Verfü-gung.

• Import einer georeferenzierten TIFF-Datei (GeoTIFF) oder JPEG 2000-Datei• Import von Vektordaten (auch mit Sachdateninhalt) im Shape-Format• Georeferenzierung einer Rasterdatei (ohne Angabe der Genauigkeit)• Sachdateneingabe und Manipulation

Im folgenden Abschnitt wird nur auf die GeoTIFF Benutzung eingegangen. Bei JPEG2000Dateien gelten die Angaben analog in Bezug auf die notwendigen Daten. Für Grundlagen-informationen zu den Formaten wird auf die Anlage GeoTIFF und JPEG2000 verwiesen.

Bei den schon georeferenzierten GeoTIFF-Dateien werden die Georeferenzangaben aus derDatei übernommen. Wichtig ist, dass neben den normal üblichen GeoTIFF Tags, Maßstab Xund Y, sowie Ursprung X und Y, auch noch die GeoKey Informationen60, wie Angaben zurProjektion beinhaltet sein müssen. Die Nutzung von georeferenzierten TIFF mit zugehöri-ger World-Datei (.tfw) ist nicht möglich. Sollten die notwendigen Angaben zur Projektion

60GeoKey Informationen,(http://www.sno.phy.queensu.ca/p̃hil/exiftool/TagNames/GeoTiff.html undhttp://www.remotesensing.org/geotiff/spec/contents.html)

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nicht in die Datei integriert worden sein, so müssen diese nachträglich eingefügt werden.Dazu können die Möglichkeiten von GIS-Softwareprodukten (z.B ArcCatalog) oder auchfrei erhältlicher Software (z. B. Exiftool61) genutzt werden.

Für die Erstellung eines GeoTIFF wird in der Regel eine GIS Software (ArcGIS) genutzt.Diese verfügen am ehesten über ein Werkzeug zur ordnungsgemäßen Erzeugung. Aber auchmit frei verfügbaren Softwareprodukten, wie FwTools mit GDAL62 in Verbindung mit Exif-tool, ist man in der Lage, GeoTIFF-Dateien zu erzeugen. Bei der Erstellung muss auf dieNutzung EPSG konformer Angaben geachtet werden. In den GeoTIFF Tags werden diesemit Nummernkennung (GeoKey) aufgeführt. Geprüft werden kann das wiederum mit demExiftool. Trotz ordnungsgemäßer Erstellung kann es sein, das eine Folgeanwendung dieDaten nicht interpretieren kann. Die ist beispielsweise möglich, wenn verschiedene EPSGVersionen genutzt werden und somit eine GeoKey Kennung nicht enthalten ist. Auch kön-nen eigenständig eingeführte Angaben, wie die beispielsweise in den ArcGIS Anwendun-gen der an der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTW-Dresden) genutztenGauss-Krüger Projektion (GK), zu Problemen führen. Zum testen einer Anwendung undfür Informationen bieten sich GeoTIFF Beispiele63 mit ordnungsgemäßen Angaben an. Füreine Übersicht, der in Adobe Acrobat Pro Extended zu verwendenden Projektionssysteme,kann die Auswahlliste der Koordinatensysteme genutzt werden, welche bei der Georeferen-zierung innerhalb Adobe Acrobat Pro Extended angeboten wird (Abbildung 3.17).

Abbildung 3.17.: Auswahlliste Koordinatensysteme in Adobe Acrobat Pro Extended

Für die Erstellung einer PDF-Datei auf Grundlage einer vorhanden GeoTIFF-Datei wird inAdobe Acrobat Pro Extended die Funktion “Erstellen > PDF aus Datei“ aufgerufen. Danach61Exiftool, (http://www.sno.phy.queensu.ca/p̃hil/exiftool/index.html)62GDAL - Geospatial Data Abstraction Library63GeoTIFF Beispiele, (ftp://ftp.remotesensing.org/pub/geotiff/samples)

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ist die GeoTIFF-Datei auszuwählen und mit “Öffnen“ zu bestätigen. Damit wird eine PDF-Seite mit dem Inhalt der GeoTIFF-Datei erstellt. Ob das Programm die GeoTIFF Parameterauslesen und übersetzen konnte, sieht man, wenn man nach Aufruf von “Werkzeuge > Ana-lyse > Positionswerkzeug für Geodaten“ Längen- und Breitenangaben angezeigt bekommt.Sollte das nicht der Fall sein, so wurde die GeoTIFF-Datei nur als reine Grafik übernommenund die Geodatenfunktionen stehen nicht zur Verfügung. In diesem Fall sind die Georefe-renzierungsangaben in der GeoTIFF-Datei auf Vollständigkeit und Richtigkeit zu prüfen(siehe Beschreibung weiter oben) oder nach dem folgenden Abschnitt zu verfahren.

Steht eine ordnungsgemäße GeoTIFF-Datei oder die oben beschriebenen Möglichkeiten zuErzeugung einer solchen Datei nicht zur Verfügung, oder sind diese zu aufwendig, dannkann man auch auf die nachträgliche Georeferenzierung innerhalb Adobe Acrobat Pro Ex-tended zurückgreifen. Dabei wird eine Rastergrafik ausgewählt und damit die erste Seite ei-ner PDF-Datei erzeugt. Danach muss mittels Georeferenzierungswerkzeug, welches sich imBereich “Werkzeuge > Analyse“ befindet, ein Kartenbereich festgelegt werden und mittelsPasspunkteingabe die Georeferenzierung durchgeführt werden. Dabei können 4 Passpunkteangeben werden. Diese Angaben haben zwingend mit Längen- und Breitenangabe (GradMin Sec, oder Dezimalgrad) zu erfolgen. Hierzu sind geeignete Passpunkte zu definieren,bzw. die Rastergrafikeckpunkte mit ihren Werten (wenn ermittelbar) zu nutzen. Eine mög-liche Umrechnung von gegebenen Werten in Längen- und Breitenangabe beinhaltet diverseFehlerquellen. Dazu kommt, dass man keine Genauigkeitsangabe für die erfolgreiche Geo-referenzierung bekommt und somit grobe Fehler nicht erkennen kann. Im weiteren Prozessder Georeferenzierung werden dann Möglichkeiten der Angabe von Projektionssystemenangeboten. Die Auswahl ist umfangreich und entspricht denen, welche auch in ArcGIS 9.3genutzt werden. Hier besteht die Gefahr, der falschen Definition. Neben der Angabe desProjektionssystems besteht noch die Möglichkeit, den Bezug umzuwandeln (Datumsver-schiebung).

Mit der Angabe der Projektion verbinden sich die Ergebniswerte der Messungswerkzeugeund da die möglichen Angaben nicht dokumentiert sind, besteht hier ein großes Risiko vonFehleinstellungen. Deshalb ist gerade bei kleinmaßstäblichen Karten eine richtige Angabefür die Ermittlung korrekter Ergebnisse notwendig. Durch die feste und nicht veränderbareKoordinatenanzeige in Länge und Breite, ist eine schnelle und objektive Beurteilung aufkorrekte Werte unmöglich.

Bei den Bezeichnungen der möglichen Systeme für Projektion und Bezug kommen die be-kannten Bezeichnungen aus ArcGIS zur Anwendung. Diese sind in Adobe Acrobat nicht be-schrieben, können aber in diversen aktuellen ArcGIS Dokumentationen (speziell zu Version964 sowie Dokumentation65 - Auszug in Abbildung 3.18 aufgeführt) nachgelesen werden.64Datumstransformation in ArcIMS 9.1, (http://edndoc.esri.com/arcims/9.1/elements/dattrans_alpha.htm)65ESRI - NeueKoordinatensystemeInArcGIS9,

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Die Daten dazu entstammen der EPSG-Datenbank Version 6.x (x=5?) und den Angaben desBundesamtes für Kartographie und Geodäsie (BKG).

Abbildung 3.18.: Auszug aus NeueKoordinatensystemeInArcGIS9.pdf

Der nicht beschriebene Datensatz „DHDN_To_WGS_1984_6x“ entspricht dem Datensatz„DHDN_To_ETRS_1989_6“ und bezieht sich auf den BKG Datensatz „DE_PD/83 to ETRS89“ für die Umrechnung für das Gebiet des Freistaates Thüringen. Der nicht beschriebeneDatensatz „DHDN_To_WGS_1984_7x“ entspricht dem Datensatz „DHDN_To_ETRS_1989_7“ und bezieht sich auf den BKG Datensatz „DE_RD/83 to ETRS89“ für die Um-rechnung für das Gebiet des Freistaates Sachsen. ETRS1989 (auch ETRS89) und WGS1984(auch WGS84) sind mit ihren Grundparametern bezogen auf die Datumstransformation imBezug auf Geodaten gleich.

Wegen der Genauigkeitseinschränkung auf Submeterbereich können aber beide Datensätzefür alle neuen Bundesländer genutzt werden. RD83 und PD83 bezeichnen nur die konkretenRealisierungen. Die Transformationsparameter ergeben sich aus den konkreten Messungen

(http://support.esri-germany.de/files/support/NeueKoordinatensystemeInArcGIS9.pdf)

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und sind im Submeterbereich gleich. Weitere Informationen zu den sonstigen noch in Fragekommenden Parametersätzen erhält man auf den Internetseiten des BKG-66 oder EPSG67.

In einer PDF-Datei können mehrere Kartenrahmen auf Grundlage von georeferenziertenRasterdaten erstellt werden. Nachdem mindestens eine Basisseite auf Grundlage von ge-oreferenzierten Rasterdaten besteht, können Formdaten (Begriff aus Adobe Acrobat ProExtended) mittels Shape-Datensätzen eingefügt werden. Sind keine Rasterdaten als Basisverfügbar, so kann auch man auch auf Grundlage einer leeren Seite einen Kartenbereich(z.B. Kartenrahmen = ganze Seite) definieren und mit Einblendung eines Rasters und ge-eigneten Rasterpunktkoordinaten (Bereich des späteren Shape-Datensatzes) georeferenzie-ren. Die zu nutzenden Shape Daten müssen eine Projektionsdatei (.prj-Datei in der Shape-Dateiengruppe) anhängig mitliefern, damit Acrobat Pro Extended die Georeferenzierungbeim Import vornehmen kann. Hier ist zu beachten, dass nur die Bereiche der Shape Daten,welche sich mit dem Ausgangsrahmen (ganze Bildfläche eines GeoTIFF, oder die sich in-nerhalb des definierten Kartenrahmens befindliche Fläche bei Georeferenzierung innerhalbAcrobat Pro Extended) überlappen, in die PDF-Datei übernommen werden. Die Problematikder richtigen Definition des verwendeten Koordinatensystems ist auch hier zu beachten. DasEinfügen der Shape Daten erfolgt über die Funktion “Als Ebene importieren“ im Bereichder Ebenenanzeige. Dazu ist diese unter “Anzeige > Navigationsleiste > Ebenen“ auszu-wählen. Nach Auswahl der Quelle in Form einer Shape-Datei und der Einstellung einigerParameter, wird diese der Ebene zugeordnet und ist damit Bestandteil der PDF-Datei. Essind mehrere Ebenen erzeugbar. Diese sind dann einzeln aus- und einblendbar. Auch sinddiverse Ebeneneigenschaften definierbar.

Hier sei angemerkt, dass auch GeoTIFF-Dateien als zusätzliche Ebenen eingefügt werdenkönnen. Damit kann ein sonst nicht mögliches Ein- und Ausblenden realisiert werden. Odersie werden als separate Seite angelegt. Dies erfolgt durch “Seiten > Seiten einfügen > AusDatei“. Danach können jeder Seite mehrere Ebenen zugeordnet werden.

Sachdatenintegration erfolgt über die Nutzung der Datenbankangaben des Shape-Formatsoder durch das hinzufügen mit Mitteln von Adobe Acrobat Pro Extended. Shapedaten be-stehen aus einer Gruppe von Dateien (.shp Geometrie, .shx Index, .dbf Attribute, .prj Pro-jektion). Da es sich um ein von ESRI entwickeltes Format für Geodaten handelt, könnenjedem Shape Geometrieelement (Punkt, Linie, Fläche) auch Zusatzinformationen, zum Bei-spiel die Angaben aus Datenbanken, angehängt werden. Diese werden aus der Attributdatei(.dbf) ausgelesen und zu dem Element verwaltet. Dabei hängt es vom Erzeugungsprogrammder Shape-Dateien ab, welcher Dateninhalt integriert ist. Ein nachträgliches hinzufügen isteinerseits mit Mitteln eines Programms möglich, was den Dateninhalt von Shape-Dateienändern kann (z.B. GIS Software). Andererseits kann man auch einen DBASE Editor (z.B.66BKG - Parametersätze, (http://crs.bkg.bund.de/crs-eu)67EPSG, (http://www.epsg.org)

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DBF Viewer 200068) benutzen, da die Shape .dbf-Datei DBASE Format benutzt. Damitsind Import und Export aus und in andere Datenformate (unter anderem auch in XML)möglich.

Da die Sachdaten einzelne Elemete darstellen, können diese auch über die Funktion “Werk-zeuge > Analyse > Objektdatenwerkzeug“ ausgewählt und deren Sachdateninhalt angezeigtwerden. Auch hier ist eine Änderung der Sachdaten möglich. Alternativ kann mit Wissenum einen speziellen Sachdateninhalt die Suchfunktion genutzt werden. Diese greift nebendem üblicherweise in PDF vorhandenen Textteil, auch auf die Sachdaten durch. Hierbei istjedoch immer nur ein einzelnes Element ansprechbar. Der gesamte Dateninhalt einer Ebe-ne kann als XML-Datei exportiert werden. Somit stehen auch die im Adobe Acrobat ProExtended geänderten Daten für externe Anwendungen zur Verfügung.

Nachdem ein Geodatenbestand durch die oben beschriebenen Schritte erstellt wurde, kanndie PDF-Datei für die Nutzung im Adobe Reader freigeschaltet werden. Diese Funktionfindet man unter “Erweitert > Funktionen in Adobe Reader erweitern“. Mit dieser Freigabestehen nun auch Anwendern des frei verfügbaren Adobe Reader Funktionen für Geodatenzur Verfügung. Die Beschreibung des Funktionsumfanges erfolgt in einem späteren Ab-schnitt. In diesem Abschnitt wird auch auf weitere Funktionen, wie Messung, Notizen undKommentare eingegangen.

Die beschriebenen Funktionen sind alles Funktionen, wofür nur das Adobe Produkt AcrobatPro Extended benötigt wird. Wie schon angemerkt, sind diese GIS-Funktionalitäten durchdie Zusammenarbeit von Adobe und ESRI entstanden. Aus dieser Zusammenarbeit sindauch in ArcGIS Neuerungen entstanden, auf die im nächsten Abschnitt eingegangen wird.

Wirtschaftlich muss beim Einsatz von Adobe Acrobat 9 Pro Extended mit rund 600 Eurofür eine Lizenz gerechnet werden. Diese Angabe basiert auf Angebotspreisen von autori-sierten Adobe Händlern im Internet (Ebay). Ein Upgrade ist für rund 300 Euro erhältlich,was ein akzeptabler Preis für die Nutzung aller PDF-Funktionalitäten inklusive 3D-Modellund Geodatenerzeugung ist und für Nutzer von Vorgängerversionen ab Version 6.x gilt. DieEinschränkung69 der Extended Version auf das Windows Betriebssystem ist negativ zu be-werten.

3.3.2.2. Geodaten-PDF aus ArcGIS erstellen

Wie schon beschrieben ist die Geodatenfunktionalität der Adobe Produkte aus der Zusam-menarbeit von Adobe mit ESRI entstanden. So wurden diese Funktionalitäten auch in ver-schiedene ESRI Produkte integriert. Damit kann auch aus ArcGIS Produkten ab Version

68DBF Viewer 2000, (http://www.dbf2002.com/de)69Adobe Acrobat 9 Pro Extended - Betriebssystem,

(http://www.adobe.com/products/acrobatproextended/pdfs/acrobatproext_datasheet.pdf)

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9.3 eine PDF-Datei mit erweiterten Funktionen für Geodaten erstellt werden. Diese mussdann nur noch einmalig in Adobe Acrobat Pro Extended geöffnet werden und die erweiterteFunktionalität für Adobe Reader freigegeben werden. Damit sind die erweiterten Funktio-nen zur Geodatenpräsentation auch im freien Adobe Reader nutzbar.

Für die Tests und die Erstellung von Beispielen wurde hier ESRI ArcMap 9.3 genutzt. Umalle Möglichkeiten der neuesten Acrobat 9 Version nutzen zu können, musste das ArcGIS9.3 Map Export Patch für Adobe Acrobat 9 PDF70 nachinstalliert werden. Damit standenauch die zusätzlichen Funktionen der georeferenzierten Ausgabe in PDF zur Verfügung.

Die Erstellung einer PDF-Datei mit Geodateninhalt aus ArcMap erfolgt in den folgendenSchritten. Zuerst werden die notwendigen Voreinstellungen getroffen. Dazu gehören dieEinstellungen zur Layeranzeige, Festlegung des Kartenausschnittes und der Kartenelemen-te. Hierzu sind die entsprechenden Einstellungswerkzeuge in ArcMap zu nutzen, auf die andieser Stelle nicht weiter eingegangen wird. Es soll nur angemerkt werden, dass die endgül-tigen Bezeichnungen der Layer, die Auswahl der Attribute und die Darstellung direkt vonden Einstellungen in ArcMap abhängig sind.

Für jedes einzelne Datenframe in ArcMap wird ein einzelner PDF-Ordner in der PDF-Dateierstellt. Die Reihenfolge der Anordnung der PDF-Ordner entspricht dabei der Reihenfolgeder Datenframes bei der Kartenerzeugung aus ArcMap. Ist nur ein Datenframe vorhanden,gibt es somit auch nur einen Ordner in der PDF-Datei. Gruppenlayer werden als Unterordnerdargestellt. In diesen befinden sich dann die einzelnen Layer. Im PDF-Layer “Other“ sindalle anderen Kartenelemente (z.B. Nordpfeil, Legende) zusammengefasst, welche nicht Ele-mente des Datenframe sind. Layer, welche Rastereigenschaften besitzen, so zum BeispielLayer mit Transparenzeigenschaft und Layer mit Fülleigenschaften, werden in einen eige-nen Layer mit Namen “Image“ zusammengefasst. Labels werden auch in einen eigenenLayer mit Namen “Labels“ ausgegeben. Zu den Image- und Labels-Layern, sowie zu denOther-Layer werden keine Attribute mit exportiert.

Nachdem die Voreinstellungen vorgenommen wurden erfolgt die PDF-Erzeugung. Dies ge-schieht mittels der Kartenexportfunktion. Hierbei wird das Format PDF ausgewählt. Nebenden üblichen allgemeinen Einstellungen zu Auflösung von Rasterdarstellungen, sowie Qua-lität und Format ist ab Version 9.3 in der Kartenexportfunktion die Option Layer- und At-tributexport dazugekommen. Hie kann die Auswahl “ohne Layer“, “nur Layer“ oder “Layerund Attribute“ getroffen werden. “Ohne Layer“ bedeutet Erzeugung einer georeferenziertenPDF-Datei ohne Objektdaten. Die Einstellung “nur Layer“ bedeutet den Export in eine geo-referenzierte PDF-Datei mit Ebenenstruktur. Hierbei sind aber den Objekten keine Attributezugeordnet und es können die Ebenen nur ein- und ausgeblendet werden.

70ArcGIS 9.3 Map Export Patch für Adobe Acrobat 9 PDF,(http://support.esri.com/index.cfm?fa=downloads.patchesServicePacks.viewPatch&PID=66&MetaID=1407)

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Abbildung 3.19.: PDF-Export aus ArcMap

Abbildung 3.20.: Layerdarstellung in Acrobat

Die Einstellung “Layer und Attribute“ und die Aktivierung der Georeferenzierungsoptionerzeugt eine georeferenzierte PDF-Datei, in der sowohl die Ebenenstruktur vorhanden ist,als auch den Objekten die ausgewählten Attribute angehängt wurden und diese abfragbarsind. Die Abbildungen 3.19 und 3.20 zeigen unter anderem die Layer in ArcMap und diedaraus erzeugte Struktur in der PDF-Datei. In diesem Beispiel wurde nur der Layer Kanalund der Layer Gebäude mit Attributen exportiert, da die anderen Layer entsprechendenZuordnungen zum Image-Layer entsprachen.

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Die PDF-Dateigröße ist direkt von dem Umfang der eingeschlossenen Elemente abhängig.So sollte bei der Auswahl der Auflösung der Rasterdaten eine geeignete Größe gewähltwerden. Vektordaten benötigen im Allgemeinen wenig Speicher. Somit ist die Auswahl vonVektorlayern in ArcMap unproblematisch. Die Tests haben jedoch gezeigt, dass die Anzahlder Attribute die Performance stark beeinflusst. Die im Beispieldatensatz Großschönau vor-handenen Flurstücks- und Gebäudeattribute stellten eine Obergrenze für die Nutzung dar,obwohl die PDF-Datei selbst nur wenige MB groß war. In der Abbildung 3.21 ist zum obengenannten Exportbeispiel aus ArcMap eine Objektdatenabfrage in der PDF-Datei darge-stellt.

Abbildung 3.21.: Objektdatenabfrage in Acrobat

In der Abbildung ist das ausgewählt Objekt in der Kartendarstellung erkennbar. Danebenist das Objekt mit der Anzeigefeldbezeichnung aus ArcMap in der Liste aller Objekte mar-kiert. Darunter ist die Attributauflistung zu sehen. In Adobe Acrobat Pro Extended könnendie einzelnen Attribute manuell mittels Doppelklick auf das notwendige Attribut geändertwerden. Diese Möglichkeit besteht nach der Freigabe der erweiterten Funktionen für AdobeReader nicht mehr.

Die mittels ArcMap erzeugte PDF-Datei muss nun für die Nutzung im Adobe Reader frei-gegeben werden. Dies erfolgt mittels „Erweitert > Funktionen in Adobe Reader erweitern“.Danach sind die erweiterten Geodatenfunktionen auch im Adobe Reader nutzbar. Auf diesewird im folgenden Abschnitt eingegangen.

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3.3.2.3. Funktionsumfang des Adobe Reader

Der Adobe Reader ist für die Geodatenpräsentation in der Vergangenheit überwiegend nurals Darstellungswerkzeug für Kartenbilder in Erscheinung getreten. Die maßstabsgetreueund darstellungstreue Abbildung im PDF-Format machte die Nutzung gerade bei Korrek-tur, Kommentierung und als Vorlage für den Präsentationsausdruck, sowie als Internet-Austauschformat sinnvoll. Mit den neuen Funktionen der Version 9 haben sich die Mög-lichkeiten zur Nutzung erheblich erweitert. So ist es jetzt möglich Geodateninhalt nicht nurdarzustellen, sondern auch den Inhalt interaktiv zu benutzen. Voraussetzung ist die Freiga-be der erweiterten Funktionen in Adobe Acrobat Pro Extended. Die folgenden Funktionenwerden nun im Adobe Reader zur Geodatennutzung bereitgestellt.

• Positionswerkzeug für Geodaten• Messwerkzeug• Objektdaten-Werkzeug• Suchfunktion nach Geodateninhalt• Selektionsmöglichkeit• Geokommentierung

Die Funktionen sind im Bereich „Werkzeuge > Analyse“ auswählbar. Suchfunktion und An-zeige der Ebenen und Attribute, sowie Selektion und Kommentierung sind über das Navi-gationsfenster benutzbar. Im Folgenden wird kurz auf die Funktionen eingegangen. Voraus-setzung für die Nutzung der Funktionen ist natürlich, dass auch zugehöriger Geodateninhaltvorhanden ist.

Beim Positionswerkzeug für Geodaten handelt es sich um die Anzeige der Cursorposition inLänge und Breite. Die Positionsangabe bezieht sich auf das bei der Erzeugung angegebeneKoordinatensystem. Es kann die Einheit der Anzeige geändert werden. Jedoch ist die An-zeige von Gitterkoordinaten mit Rechts- und Hochwert nicht möglich. Auch ist die Anzeigemit vier Nachkommastellen der Dezimalgradanzeige eher grob. So sind in unserem Bereichnur Veränderungen von rund 10m in der Breit und rund 8m in der Länge auflösbar. Damitist diese Funktion eher für die Nutzung von kleinmaßstäblichen Geodatenpräsentationensinnvoll. Das zugrunde gelegte Koordinatensystem ist auch nicht erkennbar. Es wird nichtangezeigt und ist an keiner Stelle für den Nutzer abrufbar. Hierfür währen Angaben in denDokumenteneigenschaften sinnvoll. Diese müssen aber durch das erzeugende Programmoder den Bearbeiter eingetragen werden.

Mittels Messwerkzeug sind die Werte auch aus großmaßstäblichen Kartendarstellungen gutablesbar. Hier ist die Auflösung auf Zentimeter voreingestellt. Längen und Flächenanga-ben sind somit in der für Geodatenpräsentationen höchsten Qualität ablesbar. Für die Ma-ßentnahme sind nur die Grenzen der Detaildarstellung entscheidend. Das Messwerkzeug

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schnappt mittels Objektfang auf vorhandene Vektorelemente, was exakte Messungen er-möglicht (Beispiel in Abbildung 3.22 dargestellt).

Abbildung 3.22.: Längenermittlung Kanalstück mit Objektfang

Die Maßeinheiten sind auch nachträglich noch veränderbar. Die durch die unzureichendeAngabe des Koordinatensystems und der darin benutzten Projektion entstehenden Maßdif-ferenzen können bei üblichen Anwendungen im Bereich der Geodatenpräsentation vernach-lässigt werden. Ermittelte Maßangaben werden als Kommentare abgespeichert und könnenauch gelöscht werden.

Mit dem Objektdaten-Werkzeug hat man die Möglichkeit, Geodatenobjekte auszuwählen.Dies erfolgt mittels der Anwahl durch den Cursor. Bei Geodatenobjekten ist dieser als Kreuzdargestellt. Die Objektwahl geschieht dann in mehreren Schritten der Wiederholung derAuswahl. Je nach Strukturtiefe der Auswahlebene, in welcher sich das Objekt befindet, mussdie Maustaste mehrfach betätigt werden. Den Fortgang der jeweiligen Zwischenauswahlkann man in der Modellhierarchieanzeige nachvollziehen. Hier wird die jeweilig angewähl-te Ebene, bzw. das Objekt angezeigt. Ist das Geodatenobjekt ausgewählt, so werden seineAttribute in einem weiteren Fenster angezeigt.

An dieser Stelle sei nochmals darauf hingewiesen, dass im Adobe Acrobat Pro Extendeddie einzelnen Attribute manuell mittels Doppelklick auf das notwendige Attribut geändertwerden können. Diese Möglichkeit besteht nach der Freigabe der erweiterten Funktionenfür Adobe Reader nicht mehr.

Die Suchfunktion nach Geodateninhalt funktioniert über zwei Möglichkeiten. Zum einensind alle Textelemente (z.B. Flurstücksnummern) mittels der normalen Suchfunktion se-lektierbar. Mit dieser Anwahl kann dann weiter nach den zugehörigen Objektdaten mittels

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Objektdaten-Werkzeug gesucht werden. Die zweite Möglichkeit ist die Suchfunktion in derModellhierarchie. Hier wird im Inhalt der Objektbezeichnungen und Attribute gesucht. Mit-tels der angezeigten Auswahl an gefundenen Elementen kann dann die weitere Auswahlerfolgen.

Neben der Anzeige von Objektgruppen können diese auch gruppiert dargestellt und teilwei-se auch selektiert werden. Hierzu gibt es mehrere Möglichkeiten. Eine Möglichkeit ist dasein- und ausblenden der verschiedenen Ebenen. Man kann die Ebenen auch deaktivieren.Somit sind sie zum Beispiel für die Suchfunktion deaktiviert. Mit dem ausblenden wird derInhalt nicht mehr dargestellt. Eine weitere Möglichkeit ist die Auswahl über die Modellhier-archie und die Funktion der Auswahl aller identischen Elemente. Diese Funktion kann beiumfangreichem Inhalt eine lange Zeit beanspruchen. Eine weitere nützliche Funktion derAnzeige von speziellen Objekten ist die Objekt-Zoom-Funktion welche nach der Auswahleines Objektes zur Verfügung steht.

Im Adobe Reader ist es möglich Geokommentierungen einzufügen. Dies entspricht dennormalen Kommentierungsmöglichkeiten des PDF mit dem Zusatz der Georeferenzierung.Die Adobe Reader Kommentierwerkzeuge, wie Polygon-, Kreis- oder Pfeilkommentierungsind dafür nutzbar. Kommentare können als separate Kommentardatei (.fdf-Datei) expor-tiert werden und in einer Duplikat-Datei wieder eingelesen werden. Dies ermöglicht diedezentrale Kommentierung und die zentrale Auswertung der Kommentare. Somit mussnicht die ganze PDF-Datei mit großem Geodateninhalt versendet werden. Messergebnis-se werden wie oben angeführt auch als Kommentare abgelegt. Diese sind in der FDF-Kommentarexportdatei mit Positionsangabe abgelegt, was ein Auslesen von georeferenzier-ten Kommentierungen auch in andere Anwendungen ermöglicht. Die normalen Kommenta-re werden jedoch nur als Bildwerte koordiniert. Somit ist eine einfache Überführung in dieGeoreferenzierung nicht möglich.

Die Bildwerte der Kommentare sind wie folgt angegeben. Ursprung ist die linke untereEcke der Seite. Die Angaben der Bildwerte erfolgen in Pixel. Bei den Messungskommenta-ren sind sowohl Längen- und Breitenangabe im Koordinatensystem, als auch die Bildwertein Pixel angegeben. Die Dateiausschnitte Abbildung 3.23 und 3.24 zeigen einen Messwert-kommentar und einen Linienkommentar der selben Kommentarbasis in einer FDF-Datei.Die entscheidenden Angaben sind in den Abbildungen hervorgehoben.

In dem Beispiel des Messungskommentars ist ersichtlich, das die Längen- und Breitenanga-be mit sechs Nachkommastellen erfolgt. Somit sind bei Nutzung des Fangmodus für Vekto-relemente genauere Angaben, als die der Positionsanzeige möglich. Die einfachere Lösungwäre aber die Erweiterung der Nachkommastellenanzeige im Adobe Reader, was für Adobeohne Probleme möglich sein sollte.

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Abbildung 3.23.: Beispiel des Messungskommentars aus einer FDF-Datei

Abbildung 3.24.: Beispiel des Linienkommentars aus einer FDF-Datei

Mit dem Wissen über die Georeferenzierungswerte der Seite stehen auch Umrechnungs-möglichkeiten zur Verfügung. Auf diese soll hier aber, auch wegen der schon angemerktenfehlenden Informationen zum Koordinatensystem der beinhalteten Geodaten, nicht weitereingegangen werden.

3.3.3. TerraGo Produkte

Schon länger werden auch für ArcGIS und weitere Produkte Zusatzmodule angeboten, wel-che die Erzeugung von georeferenzierten PDF-Dateien mit Geodateninhalt ermöglichen. Ei-nes der Möglichkeiten ist ein Produktangebot der Firma TerraGo Technologies Inc.71 Dieses

71TerraGo Technologies Inc. - Produktübersicht,(http://www.terragotech.com/solutions.php)

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Produktangebot, bietet sowohl mit, als auch ohne Nutzung von Adobe Acrobat verschiede-ne Möglichkeiten der Geodatenpräsentation. Das Produktangebot gliedert sich in drei Pro-duktreihen. Die drei Produktreihen der Firma TerraGo Technologies Inc. (TerraGo) heißenPublisher Suite, Composer und Collaboration Suite. Publisher Suite (ehemals Map2PDF)beinhaltet die vier Module Publisher for ArcGIS, Publisher for ArcGIS Server, Publisher forGeoMedia und Publisher for Raster. Die Produktreihe Composer (früher Map2PDF Acro-bat) ermöglicht die Erstellung von GeoPDF mittels Acrobat. Die Produktreihe CollaborationSuite beinhaltet den frei verfügbaren TerraGo Desktop (früher GeoPDF Toolbar), TerraGoMobile und TerraGo Web. Für den Vergleich der Technologien wurde der Publisher forArcGIS und TerraGo Desktop ausgewählt und als Testversion benutzt.

Die GeoPDF-Anwendungen von TerraGo werden auch als intelligentes PDF beschrieben,weil die Strukturen und die Informationen aus den Geoinformationssystemen in die PDF-Datei übernommen werden. Eine aus ArcGIS oder GeoMedia exportierte, oder unter Acro-bat erstellte intelligente PDF-Datei, kann mittels TerraGo Desktop Plug-in, einem frei ver-fügbaren und kostenlosen Zusatztool, zur Geodatenpräsentation im Adobe Reader (ab Ver-sion 7) genutzt werden. Damit stehen dem Nutzer zusätzliche Funktionen der Geodatennut-zung zur Verfügung.

Die Funktionen der TerraGo Produkte umfassen im Wesentlichen folgende Punkte.

• Erstellung von GeoPDF• Zusammenfügen mehrerer GeoPDF zu einer Datei• Batch Verarbeitung

Dabei sind mittels Adobe Reader und dem TerraGo Desktop dann die folgenden Möglich-keiten verfügbar.

• Anzeige von Geoinformationen• Koordinatenanzeige• Geopositionierung• Messungskomponenten• Anzeige von GPS Echtzeitdaten• Import/Export von Shape, KML/KMZ Daten• Georeferenzierte Kommentierung• Einfügen von Geoobjekten mit Kommentar• Einfügen von Geomarkierungssymbolen• Export von georeferenzierten Kommentaren als Shape-Datei

Im Folgenden wird die Erzeugung in ArcGIS und die Nutzung in Adobe Acrobat und AdobeReader beschrieben.

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3.3.3.1. Erzeugung von GeoPDF in ArcGIS

Für die Erzeugung einer GeoPDF in ArcGIS ist das Produkt TerraGo Publisher for ArcGIS72

notwendig. Dieses wurde in der aktuellen Version 4.0.1 (Produktname intern immer nochMap2PDF for ArcGIS) benutzt. Nach der Installation und der Einstellung der Extensions fürGeoPDF in ArcGIS, sowie der Toolbar, sind alle Funktionen verfügbar. Das Produkt wirdüber die Einstellmöglichkeiten der Toolbar konfiguriert. Die Erzeugung der Datei erfolgtdann wahlweise über die Kartenexportfunktion von ArcGIS mit der Auswahl GeoPDF oderüber die Toolbarfunktion Export GeoPDF.

Für die Erstellung einer GeoPDF müssen folgende Vorarbeiten ausgeführt werden. Die zuexportierenden Layer und deren Eigenschaften (Name, Anzeige, o.Ä.) müssen voreingestelltund ausgewählt werden. Die Kartendarstellung muss mit den gewünschten Kartenelemen-ten (Legende, Nordpfeilergänzt, o.Ä.) ergänzt werden. Das gewünschte Koordinatensystemmuss voreingestellt werden. In den Exporteinstellungen (Abbildung 3.25) der Toolbar sinddie Einstellungen zu Raster und Vektordaten, Layereinstellungen, Einstellungen zu den At-tributen und inbegriffenen Hyperlinks, sowie Einstellungen zu lokalen Koordinatenverschie-bungselementen zu treffen.

Abbildung 3.25.: Exportkonfiguration bei GeoPDF aus ArcGIS

Die erzeugte PDF-Datei besitzt auch ohne Nutzung des TerraGo Desktop73 die Funktioneiner georeferenzierten PDF-Datei. Somit kann sie auch als Vorlage für die schon in ei-nem früheren Abschnitt beschriebene Erstellung in Acrobat Pro Extended ohne zusätzliches72TerraGo Publisher for ArcGIS, (http://www.terragotech.com/arcgisserver.php)73TerraGo Desktop, (http://www.terragotech.com/arcgisserver.php)

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TerraGo Desktop Plug-in benutzt werden. Die Möglichkeiten des Analyse-Objektdaten-Werkzeuges und des Messwerkzeuges, sowie des Positionswerkzeuges von Geodaten inAcrobat Pro Extended stehen zur Verfügung.

Mit dem TerraGo Desktop Plug-in werden jedoch verbesserte Positionsangaben (fünfDezimalgrad-Nachkommastellen) und die erweiterte Geokommentierungsmöglichkeiten, so-wie die weiteren beschriebenen Werkzeuge bereitgestellt. Wegen der freien Verfügbarkeitdes Plug-in sollte es somit auf jeden Fall installiert und genutzt werden. Das Plug-in ist auchfür Adobe Reader frei verfügbar. Damit sind alle Möglichkeiten der Geodatenpräsentationauch hier mittels Adobe Reader anwendbar.

Allgemein kann eingeschätzt werden, dass das TerraGo Produkt zur Erzeugung von GeoPDFaus ArcGIS bessere Einstellungsmöglichkeiten und mehr Funktionalität als die direkte Map-export Funktion von ArcGIS Produkten bietet. Somit ist ein Einsatz auch neben der direktenExportmöglichkeit aus ArcGIS Produkten sinnvoll.

Für die Beurteilung der zusätzlichen Investition in das Produkt von TerraGo TechnologiesInc. währe die Angabe eines Lizenzpreises notwendig gewesen. Leider war es nicht mög-lich, von TerraGo Technologie Inc. einen Produktpreis zu erfahren. Die Antwort auf eineAnfrage zu einem Produktpreisüberblick blieb aus. Somit kann die wirtschaftliche Seite derProduktbenutzung nicht beurteilt werden.

3.3.3.2. Adobe Acrobat / Reader mit TerraGo Produkten

Nach der Erstellung einer GeoPDF-Datei kann diese auch direkt im Adobe Reader genutztwerden. Hierfür stehen mit dem TerraGo Desktop viele Funktionen zur Verfügung. Aller-dings ist dann die Objektdatenabfragemöglichkeit des PDF eingeschränkt. Für die volleFunktionsvielfalt ist es somit sinnvoll, die erweiterten Funktionen für Adobe Reader in Ad-obe Acrobat Pro Extended freizugeben. Die Adobe eigenen Funktionen wurden schon ineinem vorherigen Abschnitt beschrieben. Hier soll nun nur noch auf die Möglichkeiten ein-gegangen werden, welche das frei verfügbare TerraGo Desktop Plug-in bietet.

Zusatzfunktionen gegenüber Adobe Acrobat/ Adobe Reader ohne TerraGo Desktop Plug-in:

• Geolocator mit Anzeige Landeskoordinatensystem• Anzeige von GPS Echtzeitdaten• Import/Export von Shape, KML/KMZ Daten• Georeferenzierte Kommentierung• Einfügen von Geoobjekten mit Kommentar• Einfügen von Geomarkierungssymbolen• Export von georeferenzierten Kommentaren als Shape-Datei

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Nach der Installation des TerraGo Desktop Plug-in sind zwei zusätzliche Menüs, GeoPDF-Toolbar und GeoMark-Toolbar, verfügbar. Diese sind unter GeoPDF aufrufbar. Nach Öff-nung einer GeoPDF-Datei ist dies durch die nutzbaren Funktionssymbole erkennbar. BeiÖffnung einer anderen georeferenzierten PDF-Datei, zum Beispiel als normaler Kartenex-port in PDF aus ArcMap bleiben die Funktionssymbole deaktiviert. Die GeoMark Toolbarist nur bei vorheriger Freischaltung der erweiterten Funktionen für Adobe Reader im Rea-der nutzbar. Die Abbildung 3.26 zeigt einen Ausschnitt der zuvor aus ArcMap erzeugtenGeoPDF-Datei. Rechts unten ist die erweiterte Positionsanzeige zu sehen. Oben die zweizusätzlichen Menübereiche.

Abbildung 3.26.: GeoPDF-Funktionsmenüs in Adobe Reader

Wie schon angemerkt funktionieren die normalen Geodatenfunktionalitäten des Adobe Rea-der auch hier und es wird nicht weiter auf diese eingegangen.

Die Funktion Geolocator ermöglicht, gegenüber der Positionsangabe in Länge und Breite,die Anzeige von Koordinaten in anderen Koordinatensystemen. Somit sind auch Anzeigeund Entnahme von lokalen projizierten Koordinaten mit Rechts- und Hochwert möglich.Die Abbildung 3.27 zeigt die Anzeige der Koordinaten in WGS1984 UTM 33N für eineHausecke im Flurstück 661 der Gemarkung Großschönau und den Abstand zum Kanal,sowie die Flurstücksattribute.

Die Messwerte können, anders als bei der Adobe Messfunktion an dieser Stelle nicht ge-speichert werden.

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Abbildung 3.27.: GeoPDF mit Geolocator und Entfernungsanzeige in Adobe Raeder

Eine weitere Funktionalität ist die GeoTrack Funktion. Sie erlaubt die Darstellung von GPSTracks im NMEA74 Format in der PDF-Datei. Hierzu muss eine Signalquelle, zum Beispielein handelsüblicher Handempfänger mit NMEA Ausgang, an den definierten Com Port an-geschlossen werden. Da intern das Koordinatensystem WGS1984 benutzt wird, können dieLängen- und Breitenangaben direkt umgesetzt werden. Voraussetzung bei Kartendaten ausLandessystemen ist natürlich eine korrekt georeferenzierte Kartendarstellung mit korrekterDatumsverschiebung.

Die letzte Funktion der GeoToolbar ist die Import/Export Funktion von Geodaten als CSV,GPX, Google Earth KML/KMZ oder Shape-Datei. Dieser Geodateninhalt wird dann alsGeokommentar angezeigt. Eine vergleichbare Funktion ist der Ebenenimport bei AdobeAcrobat Pro Extended. Dabei werden aber die Geodaten als Vektorebene eingeführt. DerExport von Geokommentaren kann ins Google Earth KML und Shape Format erfolgen. DieAbbildung 3.28 zeigt Flächen der Freizeitnutzung als importierte Geokommentare aus einerKMZ-Datei.

Beim Export können die gewünschten Exportgruppen ausgewählt werden. Diese umfassenauch die Geokommentare, welche in der nächsten Menügruppe GeoMark eingegeben wer-den können. Da es sich hier um die normalen Kommentierungsmöglichkeiten von AdobeReader handelt wird nicht näher darauf eingegangen. Einziger Unterschied ist die Geore-ferenzierung und die Möglichkeit zur georeferenzierten Ausgabe in die oben aufgeführtenExportformate. Mit der Geokommentierungsfunktion bietet das Plug-in somit eine einfacheMöglichkeit, Geodaten in Google Earth zu überführen. Auf die in anderen Abschnitten be-schriebenen KML/KMZ Exportmöglichkeiten aus ArcGIS Produkten wird an dieser Stellehingewiesen.

74National Marine Electronics Association (NMEA), (http://www.nmea.org/)

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3.4. Geodatenpräsentation mittels Webkonferenz und Screen Sharing

Abbildung 3.28.: Importierter Geodateninhalt als Geokommentare in Adobe Reader

3.4. Geodatenpräsentation mittels Webkonferenz und ScreenSharing

Eine momentan kaum genutzte Möglichkeit zur Geodatenpräsentation bietet die Webkonfe-renz oder das Screen Sharing. Bei der klassischen Webpräsentation über Webkonferenztech-nik wird der Bildschirminhalt allen zugeschalteten Nutzern zugänglich gemacht. Das nenntman Screen Sharing. Teilweise kann dabei auch ein Zugriff auf den Bildschirm gestattetwerden. Wie kann diese Technik bei Geodatenpräsentationen genutzt werden?

Bei Geodatenpräsentationen ist es nicht immer möglich oder sinnvoll, gesamte Projekte inallen Einzelheiten in ein allgemeinnutzerfähiges Format zu überführen und die Daten damitbereitzustellen. In diesem Fall muss nach einer anderen geeigneten Form der Präsentationgesucht werden. Dabei kann auf die Möglichkeiten des GIS Systems selbst zurückgegriffenwerden. Oftmals bietet dieses einfache Möglichkeiten der Präsentation. Das GIS Systemselbst ist aber in den meisten Fällen standortgebunden. Den Präsentationsnutzern kann auchnicht immer zugemutet werden, einer Präsentation an einem bestimmten Ort beizuwoh-nen.

Hier ergeben sich zwei Möglichkeiten, Präsentationen mittels Webkonferenz und ScreenSharing durchzuführen. Zum einen kann man eine geführte Präsentation gestalten, zum an-deren den Zugriff auch auf die Bedienelemente der Präsentationsanwendung von einemFremdrechner aus gestatten.

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3.4.1. Geführte Präsentation

Eine einfache Möglichkeit zur Präsentation von Geodaten ohne Bereitstellung in einem Al-ternativformat ist die geführte Präsentation. Dabei erfolgt die Präsentation über das Inter-net und wird von einem Bearbeiter gelenkt. Projektbeteiligte, Betroffene oder auch andereNutzergruppen sind der Präsentation über das Internet zugeschaltet. Kommentierungsmög-lichkeiten stehen über Chatfunktionen oder Audioübermittlung zur Verfügung. Bilddatenwerden mittels Videostreaming übermittelt. Das System der Übertragung von Video- undAudiodaten an mehrere dezentrale Plätze über das Internet ist auch unter der BezeichnungWebkonferenz bekannt.

Die Möglichkeiten der Nutzung solcher Techniken bei der Präsentation von Geodaten habensich in den letzten Jahren stark verbessert. Zum einen haben sind die Systeme technologischverbessert, zum anderen stehen sie nun auch in professioneller Qualität kostengünstig zurVerfügung. Beispiele hierzu sind Arcor Webkonferenz75, spreed76 oder auch Adobe AcrobatCONNECTNOW77 (Beispiel in den Abbildungen 3.29 und 3.30).

Für die Nutzung sind bestimmte minimale Systemanforderungen notwendig. Besonders beider Übertragungsgeschwindigkeit sind die folgenden Werte nach Angaben von Arcor78 zubeachten. Für die Übertragung von Video und Präsentation sind je nach Qualität zwischen50 und 120kbit/sec upstream pro Teilnehmer und die identische Bandbreite mal Teilnehme-ranzahl downstream (beispielsweise 10 Teilnehmer, dann zwischen 500 und 1200kbit/sec)notwendig. Diese Voraussetzungen ermöglichen, dass alle Teilnehmer kommunizieren kön-nen. Bei dem Beispiel der Geodatenpräsentation wird aber in den meisten Fällen nur derVideo- und Audiostream von der Präsentationsquelle aus an alle Teilnehmer übertragen undnicht untereinander. Damit verringert sich die notwendige Bandbreite. Auch sind je nacheingesetzter Technik bestimmte Softwareprodukte Voraussetzung. Diese Voraussetzungenmüssen von allen Teilnehmern erfüllt sein, was auch einen bestimmten Nachteil der Anwen-dung sichtbar macht. Die Datenübertragung erfolgt in den meisten Fällen verschlüsselt.

Für Webkonferenzen gibt es verschiedene Lizenzmodelle. So gibt es kostenlose Webkon-ferenzmöglichkeiten mit Einschränkungen (meist Anzahl auf 3 Teilnehmer begrenzt), Mo-natslizenzen oder Nutzungslizenzen nach tatsächlicher Anwendung. Die Auswahl ist je nachEinsatzhäufigkeit und Anzahl der Konferenzteilnehmer zu wählen. Alternativ kann man seineigenes Konferenzsystem kaufen und auf einem Server installieren.

75Arcor Webkonferenz, (http://www.arcor.de/telefonkonferenz)76spreed Web Meetings, (http://www.spreed.com)77Adobe Acrobat CONNECTNOW, (http://www.adobe.com/acom/connectnow)78Übertragungswerte,

(http://www.arcor.de/pdf/arcor/business/enterprise/telefon/faq_telko_webko.pdf)

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Abbildung 3.29.: CONNECTNOW - Veranstalterbildschirm

Abbildung 3.30.: CONNECTNOW - Teilnehmerbildschirm

3.4.2. Präsentation mit Fernzugriff

Alternativ zur geführten Präsentation mit Webkonferenz kommt auch eine Präsentation mitScreen Sharing und Fernzugriff (Abbildung 3.31) in Frage. Hierbei befindet sich der Mo-derator der Präsentation mit den Präsentationsnutzern im selben Raum, die Anwendungläuft jedoch auf einem entfernten Computer. Über Fernzugriff wird die Geodatenpräsentati-on gesteuert und die Ergebnisse dargestellt. Hierzu ist im Gegensatz zur Webkonferenz ein

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3.5. Earth Browser und Geodatenpräsentation

viel geringerer Aufwand notwendig. Es reicht im Normalfall ein Bildschirmzugriff aus. DieMöglichkeiten der Interaktion sind durch den direkten Kontakt zum Moderator vielfältig.Bei dieser Art der Präsentation sind auch komplizierte Anwendungen möglich. Wenn dieAnwendung mehrfach parallel lauffähig ist, können auch Parallelpräsentationen durchge-führt werden.

Abbildung 3.31.: Präsentation mit Fernzugriff

Bei geeignet einfachen Präsentationssoftwareprodukten ist diese Variante auch ohne Mode-ratorunterstützung denkbar. Sie kann dann von jedem Heimnutzerplatz aus gestartet werden.Voraussetzung ist dabei, dass die Anwendung mehrfach lauffähig ist. Zudem muss jedemNutzer der Zugriff auf die von ihm gestartete Anwendung zugewiesen werden.


Earth Browser sind populäre Umgangsmedien. Durch sie wurde die Darstellung raumbe-zogener Daten in den letzten Jahren maßgeblich in die Öffentlichkeit getragen. Durch dievielfachen Möglichkeiten des Marktprimus Google Earth, welcher nun seit längerem auchals Browser Plug-in verfügbar ist, wird den Nutzern der Umgang mit Geodaten einfach ge-macht. Wegen der hohen Popularität von Google Earth und der immer fortschreitenden Vor-herrschaft des KML/KMZ Formates für den Austausch und die Darstellung von raumbezo-genen Daten, soll auf die aktuellen Möglichkeiten zur Erzeugung dieser Daten eingegangenwerden. Dazu wurden die Programme ESRI ArcMap und ESRI ArcScene benutzt.

3.5.1. Erstellung von KML/KMZ aus ArcGIS

Die ArcGIS Produktfamilie bietet für die Erzeugung von KML/KMZ Daten zwei Werkzeu-ge an, welche sich in der ArcToolbox im Bereich des Conversation-Tools, bzw unter Conver-

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sation im 3D-Analyst Tool befinden. Die zwei Werkzeuge sind “Layer to KML“ und “Mapto KML“. Der Unterschied der beiden Werkzeuge besteht darin, dass die Erzeugung bei“Layer to KML“ direkt aus dem Projekt erfolgt, bei “Map to KML“ wird ein vorhandenesKartenprojekt genutzt. Hier wird die Funktion “Layer to KML“ genutzt. Bei der Erzeugungmittels “Layer to KML“ wird immer nur ein Layer in eine Datei exportiert. Anzumerken isthier, dass nur eine gepackte KMZ-Datei erzeugt wird, da eventuell beinhaltete Rasterbilderin diesem Archiv mit abgelegt werden. Ist aus einem Grund die KML-Datei notwendig, somuss die KMZ-Datei, welche ein Archiv nach ZIP Format darstellt, mittels einem üblichenZip-Programm entpackt und die beinhaltete KML-Datei entnommen werden. Für den Da-teiexport aus ArcMap sind die notwendigen Angaben zu Layer, Ausgabedatei, Layer Dar-stellungsmaßstab und eventuelle Zusatzangaben, beispielsweise die maximale Ausdehnungdes Gebietes, aus dem Daten exportiert werden sollen, anzugeben.

Die Ausgabedatei wird mit den, für KML/KMZ Daten notwendigen, Raumbezugsangabenim System WGS1984 erzeugt. Hier muss wieder auf die korrekte Einstellung des Koor-dinatensystems in ArcGIS Produkten hingewiesen werden. Die Abbildung 3.32 zeigt denExportdialog in ArcMap.

Abbildung 3.32.: Exportdialog der Layer to KML Toolbox

3.5.2. Inhalt der KML/KMZ Daten

Die erzeugte Datei beinhaltet standardmäßig die Geometrie des Objektes und als Objekt-bezeichnung, das in ArcMap angegebene primäre Anzeigefeld. Durch dieses Merkmal sind

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3.6. Welche 2D-Geodatenpräsentation ist sinnvoll?

die Objekte identifizierbar. Die farbliche Gestaltung entspricht den Angaben in ArcMap.Nachträglich sind diese Daten veränderbar. Für das Hinzufügen von möglichen Beschrei-bungen ist ein weiterer Zwischenschritt notwendig. Dabei können den exportierten Datendie gewollten Zusatzinformationen (Attributen) in Form der Beschreibungsoption <descrip-tion>79 von KML/KMZ Daten angefügt werden.

KML/KMZ bietet sich auch für den Austausch von Daten außerhalb von Google-Eart an,da dieses Format von sehr vielen Anwendungen unterstützt wird. Eine beispielhafte Dar-stellung einer oben erzeugten Ergebnisdatei in Google Earth ist in der Abbildung 3.33 zusehen.

Abbildung 3.33.: 2D-Geodaten aus ArcMap in Google Earth

In einem später folgenden Abschnitt, in dem auf die Erzeugung von dreidimensionalenKML Daten eingegangen wird, ist eine zusätzliche Ergebnisdarstellung vorhanden.

3.6. Welche 2D-Geodatenpräsentation ist sinnvoll?

Eine Festlegung auf die geeignete Präsentationsform von zweidimensionalen Geodaten kannhier nicht erfolgen. Die vorangegangenen Abschnitte haben jedoch mehrere Möglichkeitenaufgeführt. Die Auswahl muss projektabhängig entschieden werden. Dabei spielen die Fak-toren der Nutzergruppe und die Notwendigkeit von webbasierter Anwendung oder auchOffline-Nutzung eine wichtige Rolle.

Da die Geodaten in einem zusammenhängenden technologischen Ablauf, möglichst aus ei-nem Guss, erzeugt werden sollen, sind als erstes die Möglichkeiten der GIS Anwendersoft-

79KML Beschreibungsoption <description>, (http://earth.google.de/kml/kml_tags_21.html#description)

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3.7. Aktualität der Geodaten

ware zu erkunden. Dabei dürfte die Erzeugung von KML/KMZ Daten, bzw. die Bereitstel-lung von Web Services vorrangig in Frage kommen. Bei vorhandener Webpräsentationso-berfläche für die Darstellung von Geodaten mittels WMS und WFS, ist die Nutzung dieserPräsentationsform zu bevorzugen, um sie in einer Geodateninfrastruktur einbinden zu kön-nen. Zusätzlich sollte aber die Nutzung der populären Anwendung Google Earth möglichgemacht werden, da hier schon ein breites Nutzerfeld vorhanden ist.

Für die Geodatenpräsentation begrenzter Projekte bietet sich PDF an. KML/KMZ könnengut für die Projektkommunikation benutzt werden. Flex/Flash- und Silverlight Anwendun-gen können die PDF- und KML/KMZ-Möglichkeiten gut in die Anwendungen integrierenund damit alle Vorteile vereinigen. Sie sind ohne Einschränkungen nutzbar, jedoch in derErstellung deutlich aufwendiger. Für Einzelanwendungen sind sie nicht geeignet.

PDF und KML/KMZ werden im Kapitel 4.5.5 gegenübergestellt und wichtige Faktorenaufgezählt.


Die Aktualität der möglichen, zu nutzenden Geodaten unterscheidet sich erheblich. Bei spe-ziell angefragten Geodaten im Bereich der Geofachdaten werden Parameter zur Datenaktua-lität durch den Nutzer vorgegeben. Dagegen werden die Geobasisdaten oftmals so benutzt,wie durch das System vorgegeben.

Im folgenden soll deshalb speziell auf die von einer breiten Nutzerschicht genutzten Geoba-sisdaten, speziell die Kartendaten eingegangen werden. Als Beispiel wurden die Angabenund der tatsächliche Inhalt der Kartendaten im Bereich der Luftbilddaten betrachtet. DerBereich der topographischen Karten wurde nicht beurteilt.

Im Bereich der Luftbilddaten sind die Datenbestände bei den genutzten Anwendungen Vir-tual Earth, Google Maps, Yahoo Maps und OpenStreetMap nur bedingt aktuell, was aberaus den angegebenen Informationen nicht ersichtlich ist, sogar mit Angabe von Jahreszah-len irreführt. In den Anwendungen werden teilweise die Urheberangaben mit Jahreszahlenversehen. Diese Angaben entsprechen aber nicht der Aktualität der einzelnen, angezeigtenDaten. Der Vergleich von Luftbild und Vogelperspektive am Beispiel HTW-Dresden zeigteindrucksvoll die unterschiedlichen Datenbestände innerhalb des Angebotes eines Anbie-ters. Die Angaben des Anbieters beim Luftbild (Abbildung 3.34) sind: 2009 Microsoft Cor-poration, GeoContent / Intergraph. Der reale Datenstand kann durch das nicht vorhandeneN-Gebäude mit vor 2003 definiert werden. Die Angaben des Anbieters beim Bild aus Vo-gelperspektive (Abbildung 3.35) sind: 2009 Microsoft Corporation, 2008 Blom. Der realeDatenstand kann hier durch die im Bau befindliche Bibliothek (Eröffnung 12/2006) mit2006 definiert werden.

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Abbildung 3.34.: HTW - Virtual EarthLuftbild

Abbildung 3.35.: HTW - Virtual EarthVogelperspektive

Die alternativen Datenquellen des Web Map Service sind meist in ihrer Aktualität neueremDatums und allgemein beim Anbieter gut beschrieben. Somit sind sie für Interpretationsauf-gaben besser geeignet. Aber auch hier muss der Nutzer selbständig die Informationen zurAktualität suchen. Dies ist ein allgemeines Problem der angebotenen Datendienste.

An dieser Stelle soll nochmals betont werden, dass nicht der alte Datenbestand bemängeltwird. Es soll vielmehr auf die Notwendigkeit einer gut ersichtlichen Angabe von Datenak-tualität hingewiesen werden. Hier gibt es speziell Möglichkeiten der Verbesserung durch dieAnwendungsersteller.

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4. Geodaten in 3D-Modellen

Die dritte Dimension findet bei der Vielzahl von Geodatenanwendungen nur bedingt An-wendung. Zumeist beschränkt es sich auf die Analysefunktion innerhalb von modernen GISSystemen. Dieser Zustand liegt auch in der Geschichte der Geoinformatik begründet. Sokonnten die Datenbestände in der Vergangenheit lange nur als 2D-Bestand (teilweise auch2D mit Höhenzusatz) geführt werden. Dies ist auch heute noch in vielen Bereichen ausrei-chend und die vorhandenen Systeme sind gut eingeführt. Somit werden von einer Vielzahlvon Geodatennutzern keine dreidimensionalen Daten genutzt.

Vor allem im Bereich der Informations- und Wissensvermittlung ist die Kombination ausdreidimensionaler Visualisierung und guter Interaktionsmöglichkeit sinnvoll. Damit kön-nen dem Nutzer auch komplexe Zusammenhänge gut verdeutlicht werden. Neben der Ver-anschaulichung eines Sachverhaltes spielt auch die Informationsabfrage eine große Rolle.Im Bereich der dreidimensionalen Darstellungen sind Visualisierung und Anzeige in denletzten Jahren vorangeschritten. Eine Sachdatenabfrage ist jedoch nur selten möglich.

Als hauptsächliches Anwendungsgebiet für dreidimensionale Geodaten hat sich in der Ver-gangenheit der Bereich der virtuellen Stadtmodelle entwickelt. Je nach Möglichkeiten wur-den dabei für bestimmte Projektgebiete oder auch ganze Stadtbereiche 3D-Modelle erstellt.In den großen Städten gehört ein 3D-Stadtmodell oftmals zum Standart. Dabei unterschei-den sich die Modelle teilweise deutlich in ihrer Detailausführung. Der Parameter der De-tailgenauigkeit wird als Level of Detail (LoD) bezeichnet. Hierbei gibt es LoD0 (Gelände-oder Regionalmodell) und LoD1 (Block- oder Klötzchenmodell) für große Bereiche, LoD2(Geometriemodell mit Dach) für Stadtviertel, LoD3 (Architekturmodel) für einzelne Berei-che und teilweise LoD4 (Architekturmodel mit Innenräumen) für einzelne Objekte.

Hauptsächlich ist die Entwicklung der 3D-Stadtmodelle auf Marketingaktivitäten zurück-zuführen. Mit den Modellen kann im Tourismus- und Vermarktungsbereich gut gearbeitetwerden. Die 3D-Stadtmodelle sollen Zunehmend auch für die Nutzung als 3D- Rauminfor-mationssystem entwickelt werden.[58] Wichtig für die Entwicklung sind effiziente Möglich-keiten der Datenerfassung, Administration und Präsentation. Je nach Detailgrad des Modelssind große Datenmengen zu verarbeiten und zu managen. Für diese Aufgaben wurden inder Vergangenheit Fortschritte bei den angewendeten Technologien erzielt. Beispielswei-

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se erfolgt die Datenhaltung beim Berliner 3D-Stadtmodell1 in einer Oracle 10g Datenbankmit Spatial Data Erweiterung. Die Basis für die Datenmodellierung bildet das CityGMLAustauschformat.

Für die Präsentation ihrer dreidimensionalen Stadtmodelle nutzen die Städte (z.B. Dresden,Berlin, Stuttgart) die prominente Oberfläche von Google Earth. Dazu werden die Daten indas KML Format gewandelt. Auch hier sind die Unterschiede in der Detailausprägung dereinzelnen Modelle sichtbar. Über den Schritt der Umwandlung sind die Daten einem breitenNutzerfeld zugänglich. Die Umwandlung ist notwendig, da die möglichen Anzeigewerk-zeuge (zum Beispiel zur Anzeige von CityGML Daten, der frei verfügbaren LandXplorerCityGML Viewer von Autodesk (Abbildung 4.1) oder der AristotelesViewer vom Institutfür Geodäsie und Geoinformation der Universität Bonn) nur auf wenigen Nutzercomputerninstalliert sind, bzw. noch entwickelt werden müssen.

Abbildung 4.1.: LoD3 LandXplorer Beispiel Stadt Ettenheim, ohne Textur

Teilweise existieren spezielle Anwendungen für die 3D-Modellpräsentation. Ein gutes Bei-spiel findet man mit Heidelberg 3D. Hier sind neben den sonst nur üblichen Navigations-funktionen auch Sachdateninformationen abrufbar. Heidelberg 3D wird als spezielles Pro-jekt in einem folgenden Abschnitt beschrieben.

Die 3D-Stadtmodelle werden permanent im geometrischen Detail und um Texturen ergänzt.Aus Schrägluftbildaufnahmen werden dabei in Berlin die Original-Fassadentexturen der Gebäude ermittelt. Ein auf CityGML beruhendes Informationsmodellmit Level of Detail Architektur ermöglicht die unterschiedlich detaillierte Repräsentation ei-

1Berliner 3D-Stadtmodell, (http://www.3d-stadtmodell-berlin.de/3d/A/ii/2/seite0.jsp?nav1=open)

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nes Objektes und dessen Erweiterbarkeit. Damit können auch verschiedene Varianten einesObjektes gespeichert und aufgerufen werden. Somit sind im Planungsbereich Möglichkeitenzur Präsentation verschiedener Vorschläge realisierbar.

Ein großes Problem von 3D-Stadtmodellen sind nach [58] neben dem noch hohen Er-zeugungsaufwand die Genauigkeit, bzw. die Aktualität. Da die Modelle überwiegend aufGrundlage der ALK Daten in Zusammenhang mit Luftbildern oder ähnlicher Datenbestän-de entstehen oder entstanden sind und diese teilweise schon wieder überholt sind, ergebensich Genauigkeitsprobleme und Fehldarstellungen auf Grund von Aktualitätsdefiziten. Ge-rade bei der Nutzung von 3D-Modellen für Planungszwecke müssen aktuelle Daten her-angezogen werden. Hierzu sind durchgängige Aktualisierungsstrategien notwendig. Diesesind momentan noch wenig vorhanden oder müssen erprobt und verbessert werden.

Aufgrund des hohen Aufwandes sind in den meisten 3D-Stadtmodellen meist nur DGM undGebäudemodellierung vorhanden. Flächeninfrastruktur und Vegetation fehlt fast vollends.So wird das Erscheinungsbild noch als unrealistisch empfunden. Für eine größere Akzep-tanz ist somit die Integration von Flächeninfrastruktur und von Vegetation notwendig. Inden von mir betrachteten Beispielen konnte auch immer wieder der Nachteil der Durch-dringbarkeit von Objekten (siehe Abbildung 4.2) festgestellt werden.

Abbildung 4.2.: LoD2 LandXplorer Beispiel Herten, Durchdringung - mit Textur

So sind unrealistische Bewegungen durch ein Gebäude möglich. Damit entsteht der Ein-druck eines Sprunges. Dazu kommt, dass innerhalb der Gebäude teilweise Gebäudeteile mitdargestellt werden und somit die 3D-Szene noch unwirklicher erscheint. Allgemein kannfestgestellt werden, dass einige Projekte mit der Umsetzung von Methoden für die Er-

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4.1. 3D-Beschreibungssprachen

stellung und Nutzung von 3D-Modellen in unterschiedlichen Einsatzbereichen vorhandensind. Dabei wird momentan mit Projekten, wie dem “Berliner 3D-Stadtmodell“ (www.3d-stadtmodell-berlin.de), “3D-Ruhrgebiet“ (www.ruhr3.de) oder dem Projekt “Flächeninfor-mationssysteme auf Basis virtueller 3D-Stadtmodelle“ (www.refina3d.de) derSchwerpunkt auf die Präsentation von 3D-Daten gelegt. Hierbei werden auch 2D-Daten indie Modelle projiziert und somit ein gemeinsamer Geodatenbestand dargestellt. Auch aufder letzen Intergeo Ausstellung 2008 in Bremen waren wieder einige Forschungsprojektezur 3D-Modellierung und Präsentation vertreten.

4.1. 3D-Beschreibungssprachen

Schon Anfang der 1990er Jahre wurde mit Virtual Reality Modeling Language (VRML)eine Basis zum Austausch von dreidimensionalen Modellen gelegt. In den letzten Jahrenkamen zahlreiche Bemühungen zur Entwicklung neuer Beschreibungssprachen für dreidi-mensionale Daten dazu. Neben den bekannten Formaten aus der Mechanik oder Architekturzur Beschreibung von 3D-Objekten, wurden auch im Bereich der Geoinformation Neuerun-gen erarbeitet. Ein Ergebnis dieser Bemühungen ist CityGML. Seit August 2008 ist die aufGeography Markup Language (GML3) basierende Beschreibungssprache OGC-Standart2.CityGML dient speziell der Modellierung von 3D-Stadtmodellen. Neben CityGML gibt esim OGC noch Diskussionspapiere zu 3D-Web Services. Die diskutierten Services sind derWeb Perspective View Service (WPVS) ehemals Web Terrain Service (WTS) und Web 3DService (W3DS).

Analog zu WMS sieht WPVS die Generierung von zweidimensionalen Projektionen drei-dimensionaler Szenen vor. Dies kann aus beliebigen Perspektiven im Rahmen einer per-spektivischen Projektion geschehen. Bei WPVS ist aber anders als bei WMS keine Abfragevon Sachinhalten vorgesehen. Eine andere Möglichkeit zur Übertragung von 3D-Geodatenist der Web Service W3DS. Mit W3DS können verschiedene 3D-Szeneninhalte zu einerzusammengeführt werden.

4.2. 3D-Stadtmodelle

3D-Stadtmodelle entstehen meist auf Grundlage zweidimensionaler Kartenwerke der Städ-te. Beispielsweise werden die topographischen Stadtkartenwerke und Liegenschaftskartenfür die Erstellung herangezogen. Aus diesen Basisdaten wird in Verbindung mit digitalenGeländemodellen im einfachsten Fall ein mehr oder weniger genaues Klötzchenmodell er-

2OGC-Standart CityGML,(http://www.opengeospatial.org/standards/citygml und http://www.citygml.org/1531/)

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4.3. Semantische 3D-Stadtmodelle

stellt. Dabei werden die Gebäude zu relativ gleichen, mit dem Geländemodell verankertenVolumenkörpern modelliert. In einigen Fällen werden dazu noch Dachformen generiert unddas Geländemodell mit Textur versehen.

Eine Objektzuordnung besteht hierbei nicht. Die Objekte werden bei den meisten vorhan-denen 3D-Stadtmodellen im Gesamtmodell nur als Visualisierungsobjekte gesehen. Somitkönnen Analysen nur über die rein räumliche Objektanordnung erfolgen. Dies kann bei-spielsweise zu Zwecken der Ausbreitung von Emissionen genutzt werden. Dabei wird dieräumliche Ausdehnung eines Objektes betrachtet, nicht aber zusätzliche Attribute, wie bei-spielsweise Durchdringung.

Um solche Analysen auf Grundlage eines 3D-Stadtmodells durchführen zu können, bedarfes einer höherwertigen Modellierung. Hierbei spricht man von semantischen 3D-Stadtmo-dellen.

4.3. Semantische 3D-Stadtmodelle

Bei den 3D-Stadtmodellierungen steht nicht mehr nur die 3D-Visualisierung allein, sonderndie Semantische Modellierung (Abbildung 4.3, Semantisches Gebäudemodell nach Kolbe3

übernommen) im Vordergrund.

Abbildung 4.3.: Semantisches Gebäudemodell - Bild übernommen

In semantischen 3D-Stadtmodellen werden die relevanten Objekte des städtischen Raum-es klassifiziert und ihre Eigenschaften beschrieben. Dazu werden die Bedeutung und dieFunktion der Objekte modelliert. Somit sind Analysen und Simulationen auf der Basis von3D-Stadtmodellen möglich. [103] beschreibt CityGML als fachneutrales Topographisches

3Semantisches Gebäudemodell - Bild übernommen,(http://www.gdi-sachsen.de/Kolbe_5_GIS-Forum_20-02-2008.pdf)

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4.4. Projekte mit 3D-Modellen

Informationsmodell für die Modellierung und Erfassung, sowie den Austausch semantischer3D-Stadtmodelle.

Als GML3 Anwendungsschema und OGC Standard ist CityGML gleichzeitig ideales Aus-tauschformat, in dem neben der 3D-Geometrie auch Topologie und Sachdaten ohne Infor-mationsverlust übertragen werden können. Die Entwicklungen an CityGML laufen seit 2002bei der Special Interest Group 3D (SIG 3D) der Geodateninfrastruktur NRW (GDI NRW).Mit der Anerkennung von CityGML 1.0.0 als OGC Standard besteht ein offenes Datenmo-del für die Speicherung und den Austausch von 3D-Stadtmodelldaten.


In Projekten, wie beispielsweise dem “Virtual Environmental Planning system“(www.veps3d.org) sind nach 5 jähriger Projektlaufzeit prototypische 3D-Anwendungen vor-handen. Bei diesem Projekt bestand das Ziel, ein alternatives Planungsinstrument für denEinsatz in der Beteiligungsarbeit zu entwickeln. Dies sollte in dreidimensionaler Form er-folgen, um den Nutzer eine realistische Darstellung zu geben, und die Nachteile von zwei-dimensionalen Karten und Plänen zu reduzieren.

Ein weiteres erfolgreiches Projekt für die Umsetzung von 3D-Geodateninhalt wird inNordrhein-Westfalen durchgeführt. Für die Umgebungslärmkartierung zur EU-Richtlinie2002/49/EG werden dabei verschiedene 3D-Modelldaten zusammengeführt und ausgewer-tet. Ergebnis ist ein homogenisiertes akustisches 3D-Modell im CityGML Format. Die Da-ten können als WFS oder WCS von autorisierten Nutzern abgerufen werden, bzw. werdenals WMS Kartendaten der Öffentlichkeit bereitgestellt4.

Neben diesen Projekten gibt es noch Pilot3D5, ein interessantes, durch die Geodateninfra-struktur Nordrhein-Westfalen (GDI NRW) initiiertes Projekt. Ziel von Pilot 3D ist es, Stan-dards für die interoperable Übertragung und Visualisierung von 3D-Stadt- und Regionalm-odellen zu realisieren. Damit wird eine einfache Integration von 3D-Daten verschiedenerAnbieter und Systeme ermöglicht und die wirtschaftliche Mehrnutzung von dreidimensio-nalen Geoinformationen verbessert. Aktuell befindet sich Pilot 3D in der 2.Stufe mit sechsProjekten. Bei Pilot 3D arbeiten verschiedene öffentliche und private Partner zusammen.Nachfolgend sind die Inhalte der sechs Projekte aufgeführt werden.

• Integration von 3D-Modellen für ausgewählte “Points of Interest“ in den Radrouten-planer NRW mittels GDI-konformem Web3D-Service

• Tourismusinformationssystem / 3D-Modell Achse Köln-Leverkusen (Weiterführungdes Pilotprojektes Stufe 1)

4Umgebungslärmkartierung - Portal, (http://www.umgebungslaerm.nrw.de)5Pilot3D, (http://gdi.uo-gmbh.de/index.php?id=188&PHPSESSID=2090bc9f8916621ba980679a39fb1f2e)

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• GML3 Real-Time City Engine• GML Import und Export für die 3D-Infrastruktur des Landesbetrieb Geoinformation

und Vermessung der freien und Hansestadt Hamburg• Geo-Stadt-Modell 3D• Spezifikation des Austauschformates CityGML

Auf das VEPs und das Umgebungslärmkartierungsprojekt NRW wird in den nächsten Ab-schnitten näher eingegangen. Zu dem wird auch Heidelberg 3D als aktuelles Beispiel be-trachtet.

4.4.1. Virtual Environmental Planning system

“Virtual Environmental Planning system“6 (VEPs) ist ein alternatives Planungsinstrumentfür den Einsatz in der Beteiligungsarbeit. Dabei soll der Nutzer in die Lage versetzt werden,sich frei und interaktiv in den 3D-Modellen zu bewegen und seine Kommentare direkt ein-zubringen. Jeder andere Nutzer, welcher auf die Webapplikation zugreift, kann diese Kom-mentare ansehen und seine eigene Meinung über das Internet mitteilen. Nachteile in der2dimensionalen Darstellung und Veranschaulichung sollen dabei mittels dreidimensionalerMöglichkeiten behoben werden.

Abbildung 4.4.: 3D-Kommentierungstool

Das Projekt wurde von 2003 bis 2008 gefördert und ist jetzt beendet. Über die Projektlauf-zeit wurden 3D-Webaplikationen erfolgreich entwickelt und angewendet. Hierbei wurdenneben den Webaplikationen auch die Funktionen anderer Technologien, wie beispielsweise3D-PDF, VRML und Google Earth genutzt. Bei den 3D-Webaplikationen, welche in die-sem Projekt entwickelt wurden, handelt es sich um ein 3D-Kommentierungstool, ein 3D-Beteiligungstool, einem 3D-Masterplaner, ein 3D-Überflutungsmodell und ein 3D-Lärmmodell.

6Virtual Environmental Planning system (VEPs), (http://www.veps3d.org)

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Dabei sind die folgenden Funktionen umgesetzt, welche somit auch innerhalb anderer funk-tionstüchtiger 3D-Anwendungen denkbar sind.

Funktionen des 3D-Kommentierungstools:

• Navigation im 3D-Modell in einem vordefinierten Bereichs• Ansehen vordefinierter Perspektiven in 3D• anwählen von 2D-Marker und bestimmten Gebäuden, um Kommentare, Videos und

Bilder anzuzeigen und eigener Kommentare hinzuzufügen

(siehe hierzu Abbildung 4.4)

Funktionen des 3D-Beteiligungstools:

• Abrufen von Informationen in der 2D-Karte, einfügen von Kommentaren• Freie Navigation im 3D-Modell• Abrufen bestimmter Informationen (z.B. Gebäudedaten)• Auswahl von Planungsvarianten• Auswahl zwischen zwei alternativen Entwicklungsoptionen• Kommentare in einem Diskussionsforum oder direkt im 3D-Modell abgeben


Abbildung 4.5.: 3D-Beteiligungstool Abbildung 4.6.: 3D-Masterplaner

Funktionen des 3D-Masterplaners:

• einen Bereich des Gebietes in 3D ansehen und darin navigieren• über das Internet Kommentare abgeben; mit Standpunkt und Text Speicherung• Kommentare von Anderen von deren Standpunkt aus ansehen• vordefinierte Gebäude, Anlagen oder Strukturen in 3D hinzufügen• eigene Gebäude in 3D erstellen und texturieren


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Abbildung 4.7.: Überflutung Stand1 Abbildung 4.8.: Überflutung Stand2

3D-Überflutungsmodell und 3D-LärmmodellBei dem 3D-Überflutungsmodell7 und dem 3D-Lärmsimulationsmodell8 werden die spe-zifischen Parameter zur Erstellung der Modelle herangezogen. Die alternative Präsentationerfolgt in Google Earth oder als 3D-PDF. Die Abbildungen 4.7 und 4.8 zeigen zwei Ansich-ten aus der Überflutungssimulation der 3D-PDF Präsentation. Hier wurde ein 3D-Modellmit animierter Grundtextur zur Überschwemmungsdarstellung in 3D-PDF verwendet.

Ein weiters Beispiel zur Nutzung von 3D-PDF ist das Lärmsimulationsmodell (Abbildung4.9). Zu den 3D-Objekten können auch innerhalb der PDF-Datei Sachinformationen abge-rufen werden. Prinzipiell ist es dabei auch möglich, eigene Kommentare abzugeben.

Abbildung 4.9.: Lärmsimmulationsmodell

4.4.2. Umgebungslärmkartierung in Nordrhein-Westfalen

Bei diesem Projekt handelt es sich auch um eine Anwendung aus dem 3D-Modellbereichmit CityGML. Hierbei werden die (nach der EU Richtlinie 2002/49/EG) notwendigen Um-

7VEPs - 3D-Überflutungsmodell, (http://www.veps3d.org/site/283.asp)8VEPs - 3D-Lärmsimulationsmodell, (http://www.veps3d.org/site/282.asp)

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gebungslärmkartierungen entlang der Hauptverkehrswege und in Ballungsräumen aus 3D-Modelldaten erstellt und der Öffentlichkeit über ein Portal zugänglich gemacht9.

Es handelt sich hierbei um eine komplette Ablauf- und Umsetzungstechnologie zur Erzeu-gung eines Endproduktes aus 3D-Daten. Die CityGML Daten bilden die Grundlage fürdie Berechnungen. Dabei wird für die zusätzlichen spezifischen Fachdaten, das heißt fürzusätzliche räumliche und nicht-räumliche Attribute, sowie zusätzliche Beziehungen, be-stehende CityGML Objektarten erweitert und neue fachspezifische Objektarten definiert.Hierbei spricht man von Application Domain Extensions (ADE) und im Projekt der Um-weltlärmkartierung von der CityGML Fachschale CityGML Noise ADE.

Auch die Bereitstellung und der Austausch der Daten erfolgt über CityGML und entspre-chende Web Services. Hierbei werden Daten aus verschiedenen Quellen zusammengeführt.Dazu gehören (Stand 02/2008) 8,4 Millionen 3D-Gebäude in LoD1, 3D-Straßennetz NRWin LoD0, 3D- Schienennetz NRW in LoD0, 3D-Schallschirme in LoD1 und Digitale Gelän-demodell DGM5 in LoD0. Die Übermittlung erfolgt in der folgenden Form (Umsetzungs-konzept10).

• WFS Zugriff auf den Datenbestand der 3D-Gebäude in LoD1 (3D-Klötzchenmodell)• WCS Zugriff auf die DGM5 Datenbank in LoD0 (2,5D GeoTIFF Rasterdaten)• WFS Zugriff auf ATKIS Straßen- und Schienendaten (2D-Daten)• WFS Zugriff auf Straßen.NRW Datenbestand in LoD0 (3D-Modell)

Danach erfolgt die Datenveredelung. Die Veredelung erfolgt manuell. Die Daten werdenin der Lärmdatenbank gespeichert. Nach der Veredelung stehen die Daten als homogeni-siertes akustisches 3D-Modell im CityGML Format zur Verfügung. Diese können aus derDatenbank mittels WFS und WCS von autorisierten Nutzern abgerufen werden. Für dieÖffentlichkeit werden die Ergebnisse der Lärmkartierung als WMS zugänglich gemacht.

Das Umsetzungsschema (Abbildung 4.10, Grafik11 übernommen) wurde dem Umsetzungs-konzept für die EU-Umgebungslärmkartierung Stufe 1 in Nordrhein-Westfalen vom 29.09.2006 entnommen und zeigt das Schema und die Hauptaufgabenpakete zur technischen Um-setzung.

Die Umgebungslärmkartierung steht der Öffentlichkeit auch über die Nutzung eines Web-portals (Abbildung 4.11) zur Verfügung. Hier sind die Lärmpegelflächen in der Karte dar-gestellt oder als Information abrufbar.

9NRW Umgebungslärmkartierungen - Erläuterungen,(http://www.umgebungslaerm-kartierung.nrw.de/laerm/erlaeuterung/erlaeuterung.pdf)

10NRW Umgebungslärmkartierungen - Umsetzungskonzept,(http://www.lanuv.nrw.de/geraeusche/Umsetzungskonzept.pdf)

11Hauptaufgabenpakete zur technischen Umsetzung aus Umsetzungskonzept - Grafik übernommen,(http://www.lanuv.nrw.de/geraeusche/Umsetzungskonzept.pdf)

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Abbildung 4.10.: Hauptaufgabenpakete zur technischen Umsetzung ausUmsetzungskonzept - Grafik übernommen

Abbildung 4.11.: Öffentlichkeitsportal zur Umgebungslärmkartierung

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4.4.3. Heidelberg 3D

Heidelberg 3D ist Bestandteil des Projektes GDI-3D. GDI-3D wird von der ArbeitsgruppeKartographie am Geographischen Institut der Universität Bonn durchgeführt. In Zusammen-arbeit mit weiteren Projektbeteiligten werden dabei drei Ziele verfolgt.

• Interoperable Umsetzung des 3D-Stadtmodels Heidelberg• Realisierung der benötigten 3D-Geodateninfrastruktur-Dienste• Entwicklung prototypischer Anwendungen auf Basis der 3D-GDI Heidelberg

Nach eigenen Angaben ist die Technik zur Einbeziehung von 3D-Geodaten in eine GDI nochin der Entwicklung und bedarf weiterer Forschungsarbeit (Projektbeschreibung12). Nebenden Softwarekomponenten werden auch OGC Standards teilweise weiterentwickelt oderDienste neu entwickelt, um sie für den Einsatz in einer 3D-GDI nutzen zu können. In Hei-delberg 3D enthält der W3DS das gesamte Stadt- und Landschaftsmodell und stellt diesesals offenen Internetdienst (Abbildung 4.12) bereit.

Abbildung 4.12.: Ansicht aus der Anwendung Heidelberg 3D

Neben der Nutzung auf PC’s mit Internetanbindung wird bei diesem Projekt auch an derUmsetzung für mobile Geräte geforscht, welche bekanntlich mit leistungsschwächeren Kom-ponenten (besonders Grafikkarte) ausgestattetet sind. CityGML wird innerhalb des Projek-tes evaluiert. Die Detailstufen des Modells umfassen LoD0 bis LoD3.

Die Möglichkeiten in der Anwendung sind vielfältig. Abfrage von Objektinformationen,Selektion oder eigene, attributgesteuerte Definition der Darstellung. Beleuchtungseffekte,Darstellung von Emissionen aus eingegebenen Parametern oder Anzeige von Routen sind

123D-Stadtmodels Heidelberg - Projektbeschreibung, (http://www.giub.uni-bonn.de/karto/hd3d/index.de.htm)

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4.5. Eigene 3D-Geodatenmodelle

einige weitere Funktionen. Diese Anwendung zeigt auch eine gute Benutzungsperformance.So ist bei normalem DSL Internetzugang ein weitgehend ruckelfreies navigieren möglich.Nur bei detailreicher Vegetation kommt das System an seine Grenzen.

4.4.4. Zusammenfassung 3D-Modelle

Die aufgeführten Punkte und Projekte haben gezeigt, dass auf dem Gebiet der dreidimen-sionalen Geodatenverarbeitung und Geodatenpräsentation in den letzten Jahren Fortschrittegemacht worden. So entstanden Ansätze und lauffähige Projekte zum Technologieablaufund der Nutzung von 3D-Daten. Genauso jedoch zeigen die Vielzahl von noch laufen-den Forschungsprojekten, dass noch eine Menge Entwicklungsbedarf vorhanden ist. Be-sonders die effektive Umsetzung und Zufügung aktualisierter Datenbestände in die 3D-Datenbestände ist für eine umfassende Nutzung notwendig. Für die Erstellung von 3D-Geodatenpräsentationen muss noch an vielen Stellen manuell eingegriffen werden und derGrundaufwand ist noch immer sehr hoch. Damit ist die breite Nutzung momentan noch nichtmöglich. Nur mit Forschungsmitteln oder extra Förderinvestitionen (zum Beispiel aus demMarketingbereich) werden die jetzigen Projekte umgesetzt. Jedoch stehen schon eine Mengegeeigneter Techniken und Technologien zur Verfügung. Und mit jedem erfolgreich durch-geführten Projekt entstehen mehr Möglichkeiten, die verantwortlichen Entscheidungsträgerzu einer Investition in 3D-Präsentationsprojekte zu überzeugen.


Mit der Adobe Acrobat Version 713 war es Ende 2005 erstmals möglich, dreidimensionalenDateninhalt in PDF zu präsentieren. Mit der speziellen Professional Version Adobe Acrobat3D konnten 3D-Konstruktionen aus gängigen CAD Formaten importiert werden, diese inMicrosoft Office Anwendungen eingefügt und daraus in 3D-PDF konvertiert werden, sowieder 3D-Inhalt interaktiv verändert werden.

In dieser ersten 3D-Version wurden nur ein paar Formate unterstützt. In der aktuellen Ver-sion 9 von Adobe Acrobat ist diese Funktionalität in der Pro Extended Version beinhal-tet und wurde weiter ausgebaut. Die 3D-Möglichkeiten des Programms wurden an zweiBeispielen in dieser Diplomarbeit genutzt und beurteilt. Zum einen wurde das vorhandene3D-Campusmodell der HTW in eine 3D-PDF-Datei umgesetzt, zum anderen wurde die Um-setzung von 3D-Daten aus einer GIS Anwendung in 3D-PDF untersucht. Beide Beispielewerden in den folgenden Abschnitten beschrieben.

13Adobe Acrobat Version 7,(http://www.adobe.com/de/products/acrobat/pdfs/acro7_matrix.pdf)

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Als drittes Beispiel in diesem Abschnitt wird aus der GIS Anwendung parallel auch eineBeispielpräsentation für Google Earth erzeugt. Google Earth bietet sich wegen seiner Popu-larität in Nutzerkreisen und dem Funktionsumfang, sowie die Benutzerperformance für diePräsentation von Geodaten, an. Im übrigen ist bei der Präsentation von Geodaten eine Al-ternativlösung sinnvoll. Zudem kann ein direkter Vergleich zu den 3D-PDF Daten gezogenwerden.

4.5.1. 3D-PDF Campusmodell HTW

Das 3D-Campusmodell der Hochschule für Technik und Wirtschaft - Dresden (HTW) wur-de durch Projektarbeiten und vorangegangene Diplomarbeiten erstellt. Es handelt sich da-bei um die texturierten Modellkörper der Gebäude der Hochschule. Die Daten standen imFormat 3DS und SKP als Einzelgebäude und im Format KMZ als Gebäudegruppe zur Ver-fügung. Ziel war es eine 3D-PDF-Datei mit allen Gebäuden zu erstellen.

PDF bietet eine Importschnittstelle für verschiedenen Standard 3D- und CAD-Formate an.Zu diesen Formaten gehört auch 3DS. Somit wurde als erstes die einfache Umsetzung der3DS-Modelldaten in PDF anvisiert. Dabei stellte sich jedoch heraus, dass diese Modellein Acrobat Pro Extended nicht räumlich zusammengeführt werden konnten. Wegen unzu-reichender Informationen über die räumliche Positionierung der einzelnen Gebäudemodellewurde diese Möglichkeit der Erstellung wieder verworfen. Es wurde nach einer Möglichkeitzur Umsetzung von KMZ oder SKP Daten nach PDF gesucht.

KMZ ist das Austauschformat für die Darstellung von Rauminhalt in Google Earth. Beiden Modelldaten im KMZ Format sind die einzelnen Gebäude separat in der KMZ-Dateiabgelegt, besitzen aber einen Raumbezug. SKP ist das Format des Programms SketchUp14,was zur Erstellung dieser KMZ Daten benutzt wird. Eine direkte Umsetzung in PDF istaber wegen der fehlenden Schnittstellen zu den beiden Formaten nicht möglich. Um dieDaten dennoch zu konvertieren wurden Verbindungsformate für die Umsetzung gesucht.Dazu wurden zuerst die Möglichkeiten von Adobe Acrobat Pro Extended beleuchtet. Hierstehen neben 3DS rund zehn weitere mögliche 3D-Formate zur Erzeugung bereit. Dannwurden die Möglichkeiten der KMZ Konvertierung untersucht. Viele 3D-fähige Programmekönnen mittlerweile KMZ Daten lesen. Jedoch gibt es bei den meisten Programmen keineExportmöglichkeit.

Als ein guter Kandidat erschien das Programm SketchUp. Dieses ist in der aktuellen Ver-sion 6 erhältlich, wird für die Erstellung von KMZ-Modelldaten genutzt und bietet nachder Beschreibung auch Möglichkeiten zum Export in VRML. VRML wird auch von AdobeAcrobat Pro Extended unterstützt und war somit als Zwischenformat sinnvoll. Die Möglich-

14Google SketchUp, (http://sketchup.google.com/intl/de)

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keiten zum Export von 3D-Modellen, unter anderem auch in VRML15, sind aber nur in derkostenpflichtigen Version SketchUp Pro 6 vorhanden und in der vorhandenen Testversiondeaktiviert. Somit konnte diese Umsetzung nicht erfolgreich durchgeführt werden.

Ein weiterer Ansatz waren Programme, die Exportfunktionen aufwiesen und KMZ Datenlesen konnten. Die Suche führte zu dem Programm VivatyStudio Beta 1.016 von VivatyInc., in dem es die Möglichkeit zum erforderlichen Import und Export gab. Der Versuch desImportes der vorhandenen KMZ-Datei scheiterte aber mit einer nichts sagenden Fehlermel-dung. Da sich das KMZ Format in den letzten Jahren geändert und erweitert hatte, wurdeaus den SketchUp Gebäudemodellen in SketchUp 6 die Gebäudegruppierung (Abbildung4.13) erstellt und die ältere Dateiversion Google Earth4 KMZ abgespeichert.

Abbildung 4.13.: HTW 3D-Campusmodell in SketchUp

Damit war der Import in VivatyStudio (Abbildung 4.14) erfolgreich. Der Export in VRMLfunktionierte reibungslos. Bei der Erstellung der 3D-PDF aus VRML Daten kam es zu feh-lerhafter Darstellung der Textur. So wurden verschiedene Flächen mit gleicher Textur nureinmalig texturiert. Die anderen Flächen blieben ohne Textur. Dazu kam, dass die Texturauf jedes der zwei Seitendreiecke einer Wand abgebildet wurde, und nicht einmalig auf dieganze Wand. Die Texturvereinbarung war in den Originaldaten aber ordentlich vorhanden.

Nach verschiedenen Versuchen und Information über die verschiedenen Optionen der 3D-PDF Erstellung konnte das Problem gelöst werden. Lösung war die Option U3D-Flächenmodell ECMA 3 (ab Reader 8.1) bei den 3D-Konvertierungseinstellungen in AdobeAcrobat Pro Extended.

15VRML Export aus SketchUp,(http://sketchup.google.com/support/bin/answer.py?hl=de&answer=36203)

16VivatyStudio Beta 1.0, (http://developer.vivaty.com/convert3d.php)

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Abbildung 4.14.: HTW 3D-Campusmodell in VivatyStudio

Nach dieser Einstellung konnte das VRML Campusmodell in eine 3D-PDF-Datei überführtwerden. Es wurden voreingestellte Ansichten definiert und Beleuchtungseffekte eingestellt.Damit war die PDF-Modelldatei fertig gestellt. Die Abbildung 4.15 zeigt eine Ansicht inder PDF-Modelldatei.

Wegen fehlender Geländedefinition steht das Modell frei im Raum. Für eine Erweiterungdes Modells würde sich solch eine Einarbeitung anbieten, welche aber im Rahmen dieserDiplomarbeit nicht ausgeführt werden konnte.

Innerhalb der 3D-PDF-Datei sind vielfältige Möglichkeiten zur weiteren Bearbeitung mög-lich. Die folgende Aufzählung gibt einen Überblick über die Funktionen.

• Ansichten definieren und verwalten• Darstellungsmodus wechseln (Gefüllt, Transparent, Drahtmodell, usw.)• Perspektivische und orthogonale Projektion• Schnittdefinitionen• Messungswerkzeuge (direkt, Lot, Radius, Winkel) auch in Schnittdarstellungen• 3D-Koordinatenanzeige• Objektfang (Endpunkt, lineare und radiale Kanten, Silhouette, ebene Flächen)• 3D-Kommentar im Modell• Objektselektion

Die Abbildung 4.16 zeigt einen Ausschnitt aus dem Messungsmodus im Adobe Reader fürdas Campusmodell der HTW.

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Abbildung 4.15.: HTW 3D-Campusmodell in Adobe Acrobat Pro Extended

Abbildung 4.16.: HTW 3D-Campusmodell Messmodus in Adobe Reader

4.5.2. 3D-PDF aus GIS Anwendung

Als zweites Beispiel wurde die Umsetzung von 3D-Daten aus einer GIS Anwendung in 3D-PDF untersucht und realisiert. Hierbei wurde der Beispieldatenbestand von Großschönauin ArcScene 9.3 mit ein paar wenigen dreidimensionalen Elementen versehen (Abbildung4.17). Neben der Gebäudeextrusion wurde der Kanal mit zwei dreidimensionalen Pufferzo-nen versehen und ein Geländemodell darunter gelegt.

Nach Einstellung aller notwendigen Parameter der Darstellung der Elemente wurde dieser

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Abbildung 4.17.: 3D-Modell Großschönau in ArcScene

Ausgangsbestand dann in ein VRML-Modell überführt. Dies erfolgte durch die Funktion„Export Scene > 3D > VRML“ in ArcScene. Für den Inhalt der VRML-Datei können in denVRML Exportoptionen noch verschiedene Exporteinstellungen getroffen werden.

Das VRML-Modell war Grundlage für die Erzeugung einer PDF-Modelldatei. Hierzu wirddie Funktion „Datei erstellen aus > VRML Datei“ genutzt oder die entsprechende Datei(.wrl-Datei) mittels Drag and Drop in Adobe Acrobat Pro Extended gezogen. Im Erstel-lungsdialog können verschiedene Einstellungen zur Qualität und Optimierung der PDF-Datei, sowie zur Darstellung getroffen werden. Danach wird der VRML-Modelldatenbestandvom Programm in einen PDF-Modelldatenbestand umgesetzt. Die Dateierzeugung funktio-nierte reibungslos. Als Ergebnis war das ArcScene-Modell als 3D-PDF Präsentationsdateierzeugt. Als Abschluss wurden verschiedenen Standardansichten definiert und eine Dateizur Nutzung der erweiterten Funktionen im Adobe Reader erzeugt. Die Abbildung 4.18zeigt einen Ausschnitt des 3D-Modells.

Mit einer Größe von circa 1,8 MB ist die Datei als Präsentationsmedium auch über das Inter-net nutzbar. Die Objektgruppen können in der Modellhierarchieansicht farblich umgestaltetwerden. Auch das Ein- und Ausblenden ist möglich. Damit sind verschiedenen Selektions-möglichkeiten und Interaktionen für den Nutzer gegeben. In der Beispieldatei wurden zurdifferenzierten Darstellung verschiedene Ansichten erzeugt, in denen nur ein bestimmterDateninhalt vorhanden ist.

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Abbildung 4.18.: 3D-Modell Großschönau in Acrobat Pro Extended

4.5.3. Beurteilung 3D-PDF Anwendungen

Die Beispiele zur Erzeugung von 3D-Geodateninhalt in PDF haben gezeigt, dass viele Mög-lichkeiten für den Einsatz dieses Mediums im Umfeld von Geodatenpräsentationen beste-hen. Mit verbesserten Funktionen zur direkten Erzeugung aus Geoinformationsanwendun-gen wird dies noch besser und einfacher möglich sein. Seit längerem bieten verschiedenenCAD-Softwareprodukte diese Funktionalität an. Im Bereich der Geoinformationsanwen-dungen wird dies sicherlich in nächster Zeit erfolgen. Ein Beispiel dazu ist Microstationder Firma Bentley. Eine Auswahl verschiedener 3D-PDF Beispiele sind in der MicrostationGalerie17 zu sehen.

4.5.4. 3D-KML/KMZ aus GIS Anwendung

Die Erstellung eines dreidimensionalen KMZ Datensatzes für die Präsentation von Geo-daten in Google Earth erfolgte auch aus dem Programm ArcScene. Für die Erzeugung vonKML/KMZ Daten steht ein Werkzeuge der ArcToolbox im Bereich des Conversation-Tools,bzw unter Conversation im 3D-Analyst Tool zur Verfügung. Mit der Funktion “Layer toKML“ wird immer ein Layer in eine Datei exportiert. Aus der Funktion heraus wird nur

17Microstation 3D-PDF Galerie,(http://www.bentley.com/en-US/Products/MicroStation/Interactive+3D+PDF.htm)

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eine gepackte KMZ-Datei erzeugt, da eventuell beinhaltete Rasterbilder in diesem Archivmit abgelegt werden können. Ist aus einem Grund eine KML-Datei notwendig, so muss dieKMZ-Datei (welche ein Archiv nach ZIP Format darstellt) entpackt, und die beinhalteteKML-Datei entnommen werden. Für den Dateiexport aus ArcScene sind die notwendigenAngaben zu Layer, Ausgabedatei, Layer Darstellungsmaßstab und eventuelle Zusatzanga-ben, beispielsweise die maximale Ausdehnung des Gebietes, aus dem die Daten exportiertwerden sollen, anzugeben. Die Abbildung 4.19 zeigt den Exportdialog in ArcScene.

Abbildung 4.19.: Layer to KML in ArcScene

Die Ausgabedatei wird im System WGS1984 erzeugt, welches für KML/KMZ Daten Stan-dardkoordinatensystem ist. Hier muss auf die korrekte Einstellung des Koordinatensystemsin ArcGIS Produkten hingewiesen werden.

Die erzeugte Datei beinhaltet standardmäßig die Geometrie des Objektes und als Objektbe-zeichnung, das in ArcScene angegebene primäre Anzeigefeld. Durch dieses Merkmal sinddie Objekte identifizierbar. Die farbliche Gestaltung entspricht den Angaben in ArcScene.Nachträglich können diese Daten noch verändert werden. Dies kann auch in Google Eartherfolgen. In Abbildung 4.20 wurden die Layerbezeichnungen geändert.

Danach wurden die einzeln eingelesenen KMZ-Daten in einer Gruppendatei zusammenge-fasst und wieder gespeichert. Die erzeugte KMZ-Datei beinhaltet somit alle Layer aus Ar-cScene. Für das Hinzufügen von möglichen Beschreibungen ist ein Zwischenschritt notwen-dig. Dabei können den exportierten Daten die gewollten Zusatzinformationen (Attributen)in Form der Beschreibungsoption <description> von KML/KMZ Daten angefügt werden.

KML/KMZ bietet sich auch für den Austausch von Daten außerhalb von Google-Eart an, dadieses Format von sehr vielen Anwendungen unterstützt wird. Eine beispielhafte Darstel-

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Abbildung 4.20.: 3D-KMZ Großschönau in Google Earth

Abbildung 4.21.: Selektion in 3D-KMZ Großschönau in Google Earth

lung des 3D-Datenbestandes in Google Earth ist in der Abbildung 4.21 zu sehen.

Durch die unterschiedliche Annahme der Punktgeländehöhe in Google Earth und ArcScenekommt es bei den KMZ Daten in der Ansicht von Google Earth zu schwebenden, bzw. einge-sunkenen Objekten. Dadurch sind beispielsweise die Gebäude und Pufferzonen an manchenStellen nur teilweise zu sehen, da sich Teile des Objektes in Google Earth unter der ange-nommenen Erdoberfläche befinden. Die unterschiedliche Annahme der Geländehöhe resul-tiert aus den unterschiedlichen Geländemodellen. In ArcScene wurde ein lokal ermitteltes

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Geländemodell verwendet. Google Earth nutzt Daten eines weltweiten Modells, welchesaus NASA Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) Daten abgeleitet wurde. Weitere In-formationen hierzu und zu KML/KMZ Format allgemein, sind in der Formatbeschreibungim Anhang A.3.3 zu finden.

4.5.5. Google Earth KML/KMZ vs. Adobe 3D-PDF

Hier soll der Versuch gemacht werden, die beiden Möglichkeiten der Geodatenpräsenta-tion, 3D-KMZ in Google Earth oder Adobe 3D-PDF, zu bewerten. Dies wird durch eineGegenüberstellung verschiedener Werte und Funktionalitäten in der Tabelle versucht.

Faktoren Google Earth Adobe 3D-PDF

Dateigröße Beispiel 1MB 1.8MB

Erzeugung Direkter Export derEinzellayer in KMZaus ArcScene, evt.Zusammenfassung inGoogle Earth

Export aller Layer inVRML Format ausArcScene und PDF-Dateierzeugung mittelsVRML in Acrobat ProExtended

Softwareinstallation notwendig Ja (Google Earth) Ja (Acrobat Pro Exten-ded)

Nutzbar in Google Earth oderBrowser mit GoogleEarth Plug-in

Adobe Reader (ab Vers.8.1), Adobe Acrobat(ab Vers. 8), diverse an-dere Adobe Produkte

Umgebung Online und offline nutz-bar

Online und offline nutz-bar

Freies Dateisystem/Standards OGC Standard KMLVersion 2.2

ISO 24517-1:2008(PDF/E), ISO 32000-1:2008 (PDF1.7)

Bedingungen ArcGIS Version 9.3 ArcGIS auch frühereVersionen, Acrobat ProExtended

Kosten der Bedingungen Softwarepflege ArcGIS(unbekannt)

Acrobat Pro Extended(rund 600EURO)

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Plattformeinschränkung der Prä-sentation

Google Earth Fähigkeit wenig

Erzeugungsaufwand der Bei-spieldatei in ArcGIS

0,75h mit Einstellungenzu Kartenlayout

0,75h mit Einstellungenzu Kartenlayout

Aufwand Zusatzsoftware 0,25h Google Earth 0,25h Acrobat Pro Ex-tended

Bearbeiterzusatzqualifikation Gering Gering

Nachbearbeitung /Ergänzungmöglich

Ja Ja

Koordinatensystem nutzbar Ja Nein

Kombination mit anderen Daten Ja Bedingt

Quelle anderer Daten Separate Zusatzdatennachladbar

Innerhalb Datei, Datei-zusammenführung

Nutzungseinschränkung durchLizenzbedingungen

Keine Keine

parallele Mehrfachnutzung mög-lich

Ja Nein

Nutzungsvorschlag Austauschformat, Prä-sentationsformat

Präsentationsformat

Bisherige Nutzung der Präsenta-tionsform

Populär Gering

Übersicht gängiger Funktionali-täten

Pan, Zoom, Navigation,Drehung, Neigung,Flug, Selektion, Mes-sung, Objektattribute,Kombination mit an-deren Datenquellen,Geomarkierung

Pan, Zoom, Navigation,Drehung, Neigung,Flug, Selektion, Objek-tattribute, definierbareSchnitte, erweiterteMessungsfunktionenauch in Schnitten,Ansichten definierbar,Kommentarfunktion

Tabelle 4.1.: Google Earth vs. Adobe 3D-PDF

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5. Anwendung auf vorhandeneDatenbestände

Im Fachbereich sind momentan verschiedene Geodatenbestände vorhanden. Unter anderemzählen dazu die Daten von Großschönau und Baalbek. Der Ort Großschönau1 befindet sichin Sachsen, im Landkreis Görlitz an der deutsch-tschechischen Grenze und am Fuße desZittauer Gebirges. Baalbek2 ist eine Provinzhauptstadt im Libanon. In Baalbek stehen dieimposanten Ruinen der großen Tempelanlagen von Baalbek, welche seit 1984 zum Weltkul-turerbe der UNESCO gehören.

5.1. Datenbestand Großschönau

Die Daten zu Großschönau bestehen aus Geometriedaten, welche als Datenbankbestand undin einzelnen Dateien vorhanden sind, sowie einen Datenbankbestand an zugehörigen Fach-informationen. Die Geometriedaten bestehen aus verschiedenen Vektordaten (unter anderemALK mit Gebäudebestand) verschiedene Topographiedaten, einen Bereich mit Kanaldatenund Daten des digitalen Geländemodells.

Die Daten werden hauptsächlich unter ArcGIS (bis jetzt Version 9.2) benutzt. In dieserDiplomarbeit wurden in dem Zusammenhang die Möglichkeiten von ArcGIS Version 9.3mit Erweiterung betrachtet. Der Mehrbenutzerzugang wird über ArcGIS Server mit ArcS-DE Technologie verfügbar gemacht. Die ArcSDE Technologie wird für den Zugriff auf diezentral gespeicherten Daten in den relationalen Datenbankmanagementsystemen (RDBMS)genutzt. Als Datenbank wird eine Oracle Spatial Datenbank genutzt. ArcSDE verfügt überdie Möglichkeit, auf verschiedene Datenbanksysteme3 zuzugreifen (Oracle, Microsoft SQLServer, PostgreSQL/PostGIS (ab Version 9.34)). Der Zugang zu den Geodaten ist dabei im-mer gleich.

1Großschönau, (http://www.grossschoenau.de/)2Baalbek, (http://de.wikipedia.org/wiki/Baalbek)3Datenbanksysteme in ArcSDE, (http://www.esri-germany.de/products/arcgis/arcsde/features.html)4PostGIS mit ArcSDE, (http://www.esri-germany.de/downloads/papers/Whats_New_In_ArcGIS_93_de.pdf)

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5.2. Datenbestand Baalbek

5.2. Datenbestand Baalbek

Die Daten zu Baalbek bestehen auch aus einer Sammlung von Fachinformationen und Geo-metriedaten. Zu den Geometriedaten gehören unter anderem Gebäudebestand und Parzel-lierungsdaten. Hinzu kommen Orthobilder des Gebietes. Die Daten werden in Freien, OpenSource GIS (QGIS - Abbildung 5.1) verarbeitet. Bei der Datenspeicherung wird das OpenSource RDBMS PostgreSQL mit PostGIS5 (PostGIS - für die Unterstützung geografischerObjekte in PostgreSQL) genutzt. Verschiedene Daten werden auch über einen UMN Map-Server6 bereitgestellt.

Abbildung 5.1.: Auswahl aus dem Datenbestand Baalbek in QGIS

5.3. Datenverfügbarkeit und Datenaustausch

Da die Daten in Datenbanken abgelegt sind oder als frei zugreifbare Geometrie-, Modell-oder Rasterdatei bereit stehen, sind sie prinzipiell von allen Systemen nutzbar. Dem steheneventuell nur technische Hindernisse bei den Schnittstellen der Systeme entgegen. Bei denfrei zugreifbaren Geometrie- oder Rasterdateien gibt es keine Probleme. Geometriedatensind überwiegend im Shape Format vorhanden, welches alle GIS fast vollständig unterstüt-zen. Auch die Modelldaten (z.B. DGM) und die Rasterdatenbestände (z.B. in GeoTIFF)werden von beiden Systemen unterstützt.

5PostGIS, (http://postgis.refractions.net)6UMN MapServer, (http://www.mapserver.org)

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5.3. Datenverfügbarkeit und Datenaustausch

Abbildung 5.2.: Schema der möglichen gegenseitigen Nutzung von Geodatenbeständen

Bei den Datenbanksystemen gibt es kleine Einschränkungen. So kann der ArcGIS Zugriffauf die Daten des PostgreSQL/PostGIS Datenbankbestandes von Baalbek erst über dieArcSDE Schnittstelle in Version 9.3 erfolgen. Anders herum werden mittels Nutzung derGDAL/OGR Bibliotheken ArcSDE, bzw. mit Oracle Support - Oracle Call Interface7 (OCI)auch Oracle Spatial Datenbanken unterstützt. Eine weitere Möglichkeit der Nutzung bie-tet der UMN MapServer. Dieser unterstützt sowohl PostgreSQL/PostGIS8 als auch Oracle

7Oracle Call Interface (OCI), (http://www.oracle.com/technology/pub/articles/mitasova-grass.html)8UMN MapServer und PostgreSQL/PostGIS,

(http://en.giswiki.net/wiki/UMN_Mapserver_&_PostgreSQL/PostGIS)

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5.4. Nutzung der Baalbek Daten

Spatial9 oder ArcSDE10.

Die Datenbestände der zwei Projektgebiete sind somit ohne großen Aufwand gegenseitignutzbar. Unterstützt wird dies durch Konvertierungswerkzeuge, wie den Oracle ShapefileKonverter11, welcher bidirektional einsetzbar ist. Der Oracle KMZ Konverter wird an dieserStelle mit erwähnt, obwohl er nicht bidirektional funktioniert, sondern nur KMZ aus demOracle Spatial Datenbestand erzeugt. Diese Möglichkeiten der direkten Datenerzeugung vonKMZ aus der Datenbank sind aber für die weiter Nutzung in anderen GIS interessant. DieAbbildung 5.2 zeigt ein Schema der möglichen gegenseitigen Nutzung.

Die Anbindung der Datenbestände von Baalbek an ArcGIS konnte innerhalb dieser Diplom-arbeit nicht durchgeführt werden. Die dafür notwendigen softwaretechnischen Ressourcenwaren nicht vorhanden. Die beschriebenen Technologien werden momentan von dem OpenSource GIS nicht direkt unterstützt. Somit konnten keine Beispiele speziell für den Daten-bestand Baalbek realisiert werden. Mit der Möglichkeit des direkten Zugriffs aus ArcGISsind diese aber gleich der beschriebenen Beispiele erstellbar.


Um die in den Beispielen beschriebenen Möglichkeiten für den Datenbestand von Baalbekdirekt nutzen zu können, muss die Verbindung von ArcGIS mit der PostgreSQL/PostGISDatenbank realisiert werden. Alternativ können Shape-Datenbestände angelegt werden. Diesist aber wegen Datenredundanz nicht zu bevorzugen. Für die Beispielerstellung in dieser Ar-beit wurde dieser Weg gewählt.

Abbildung 5.3.: Transformationsparameter Baalbek im Proj.4 Format

Beispielhaft sollten die im lokalen Projektkoordinatensystem (lokal, projiziert) vorhandeneDaten aus dem PostgreSQL/PostGIS Datenbestand Baalbek, sowie ein Orthobild, mittelsdem vorhandenen Transformationssatz (Abbildung 5.3) in ein globales System (vorrangigWGS84) überführt werden und als einzelne Shapedaten und GeoTIFF Datei abgelegt wer-den.

9UMN MapServer und Oracle Spatial, (http://trac.osgeo.org/mapserver/wiki/OracleSpatial)10UMN MapServer und ArcSDE, (http://www.mapserver.org/input/vector/arcsde.html)11Oracle Shapefile Konverter, (http://www.oracle.com/technology/software/products/spatial/index.html)

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Abbildung 5.4.: Datenselektion für Shape Export in QGIS

Abbildung 5.5.: Georeferenzierung Orthobild Baalbek - Referenzierungswerte

Mit der Funktion „Projektion zur Laufzeit“ kann ein anderes Koordinatensystem (hier dieUmrechnung in WGS84) eingestellt werden. Damit werden die lokalen Koordinaten „on theFly“ umgerechnet und im neuen System dargestellt. Leider werden bei dieser Variante dieExportdaten (Abbildung 5.4) nicht im umgerechneten System ausgegeben, sondern immer

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im lokalen System abgespeichert. „Lokale“ Daten können aber mit Adobe Acrobat Pro Ex-tended nicht verarbeitet werden. Da ein Weg ohne ArcGIS gewählt werden sollte, musstendie Daten anderweitig erstellt werden. Hierzu wurden zuerst die für eine Georeferenzie-rung notwendigen Eckpunktdaten des Orthobildes ermittelt und mit Acrobat Pro Extendedgeoreferenziert. Danach mussten die Shape Daten umgewandelt werden.

Diese Umwandlung konnte nicht erfolgreich durchgeführt werden. Nach mehreren erfolg-losen Versuchen über verschiedene Wege (QGIS und Proj.4) wurde dies abgebrochen. Füreinen sinnvollen Einsatz ist dieser Weg der PDF-Erzeugung nicht geeignet. Als Ergebniskonnte somit nur eine PDF-Datei mit georeferenziertem Orthobild aus dem Datenbestandvon Baalbek erzeugt werden. Die Schritte dazu sind in den Abbildungen 5.5 und 5.6 darge-stellt.

Abbildung 5.6.: Georeferenzierung Orthobild Baalbek - Projektion

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6. Zusammenfassung

In dieser Diplomarbeit wurden verschiedene aktuelle Technologien zur Präsentation vonGeodaten betrachtet. Bei den betrachteten Technologien kann kein Anspruch an Vollstän-digkeit erhoben werden. Allerdings bieten die Beschreibungen einen guten Überblick dermomentanen Möglichkeiten. Die Anzahl von Forschungsgruppen und geförderten Entwick-lungsprojekten zeigt das allgemeine Interesse an der Weiterentwicklung der vorhandenenTechnologien und der Erprobung von Neuerungen. Diese Anstrengungen werden dabei oft-mals in Zusammenarbeit von öffentlichen, privaten und wissenschaftlichen Institutionen un-ternommen. Hier ist zu erkennen, dass die Entwicklung solcher Technologien nicht mehr nurvon einer Institution vorangebracht werden kann.

In der Diplomarbeit wurden mehrere Technologieformen angesprochen. Neben den mittler-weile weit verbreiteten Web Services nehmen auch die Möglichkeiten zur professionellenPräsentation mit populären Kartendiensten und multimedialen Präsentationswerkzeugen zu.Die Nutzung von Geodatenpräsentationen in Form von Medien temporär ohne Internetzu-gang ist mit der Weiterentwicklung der Funktionalität von PDF vorangeschritten. Auch imBereich der dreidimensionalen Datenpräsentation haben sich in den vergangenen Jahrengroße Fortschritte gezeigt. Zwar sind hier bis jetzt die wenigsten Technologien standardi-siert, jedoch ist anzunehmen, dass dies in den nächsten Jahren zunehmend erfolgen wird.

Allgemein bieten sich momentan viele Möglichkeiten der Nutzung von verschiedenen Prä-sentationstechnologien. Und dies nicht nur für hochgradig kommerziell ausgerichtete Ein-richtungen der Geoinformationsbranche. Durch ein verbreitertes Angebot an Möglichkeiten,wird jedoch auch die Auswahl schwieriger. Hier besteht momentan ein Problem. Schon vor-handene Angebote werden aus Gründen der Unwissenheit nicht oder nur gering genutzt.Neue Angebote können ohne Feedback nicht marktgerecht geplant werden. Neben denTechnologien für die Geodatenpräsentation sind also auch die Instrumente der Informati-onsverbreitung über Geoinformationen (Schulung und Metadaten) weiter zu entwickeln.

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...

„Kdo nic nového nevídal, ten i starému rád.“

„Wer das Neue nicht kennt, dem ist das Alte lieb.“

Böhmisches Sprichwort

A. Anhang

A.1. Übersicht der Beispieldateien

Innerhalb der Diplomarbeit wurden folgende Beispieldateien erstellt.Diese sind auf der CD im Ordner Beispieldateien vorhanden.

Dateiinhalt

HTW-Campusmodell in 3D-PDF für Acrobat Pro Extended

HTW-Campusmodell in 3D-PDF für Adobe Reader

HTW-Campusmodell Gesamtmodell VRML

HTW-Campusmodell Gesamtmodell SketchUP

Beispiel GeodatenPDF aus ArcMap für Acrobat Pro Extended

Beispiel GeodatenPDF aus ArcMap Adobe Reader

Beispiel GeodatenPDF aus Acrobat für Acrobat Pro Extended

Beispiel GeodatenPDF aus Acrobat für Adobe Reader

Beispiel GeodatenPDF aus QGIS für Acrobat Pro Extended

Beispiel GeodatenPDF aus QGIS für Adobe Reader

Beispiel GeoPDF aus ArcMap für Acrobat Pro Extended

Beispiel GeoPDF aus ArcMap für Adobe Reader

Beispiel 3D-PDF aus ArcScene für Acrobat Pro Extended

Beispiel 3D-PDF aus ArcScene für Adobe Reader

Beispiel Flexanwendung

Beispiel KMZ aus ArcMap

Beispiel KMZ aus ArcScene

Tabelle A.1.: Übersicht der Beispieldateien

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A.2. Übersicht der benutzten Softwareprodukte

A.2. Übersicht der benutzten Softwareprodukte

Für die Diplomarbeit wurden folgende Softwareprodukte und die dazugehörigen Dokumen-tationen benutzt.

Name Version

Adobe Acrobat Pro Extendet (Testversion) 9.0

Adobe Reader 9.0

ArcCatalog 9.3

ArcGIS 9.3

ArcScene 9.3

DBF Viewer 2000 (Testversion) 2.65

ExiffTool 7.69

FlexBuilder (Testversion) 3.0

Google Earth 5.0.11337.1968 (beta)

Internet Explorer 7

Opera 9.6

QuantumGIS 0.11.2 HTW und 0.9.1 Pers.

SketchUp (Testversion) 6.4.112

TerraGo Desktop Version (Testversion) 4.01.02

TerraGo Publisher for ArcGIS Version (Testversion) 4.0.1

Vivaty Studio Beta 1.0

Tabelle A.2.: Übersicht der benutzten Softwareprodukte

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A.3. Formatbeschreibungen


A.3.1. PDF

Das Portable Document Format (PDF) wurde entwickelt, um über ein Datenformat zu verfü-gen, mit welchem, unabhängig von Betriebssystem, eingesetzter Hardware und Anwender-software, elektronische Dokumente originalgetreu übermittelt und dargestellt werden kön-nen. Das Format, was von der Firma Adobe entwickelt und im Jahre 1993 erstmals veröf-fentlicht wurde, kann neben Text auch Grafik, Bilder, Notizen und Verzeichnisse enthalten.Dazu kommen Möglichkeiten von Ebenenstrukturen und Sicherheitsmechanismen zur au-torisierten Dokumentbenutzung und Weiterverarbeitung.

PDF ist ein vektorbasiertes Format und kann Dokumente (einschließlich Rastergrafik, Vek-torgrafik, Schrift, Farben) sehr exakt wiedergeben. Für die Beschreibung des Inhaltes ver-wendet PDF nummerierte Objekte. Deren Anzahl ist nahezu unbegrenzt. Die Seitengrößeist durch das Format selbst nicht begrenzt. Jedoch kommt es bei der Erzeugung und Wei-terverarbeitung zu softwarebedingten Grenzen. Adobe Acrobat konnte bespielsweise bisVersion 6 nur 200Zoll x 200Zoll (rund 5m x 5m) verarbeiten. Mit Version 7 wurde dies auf15Mio Zoll x 15 Mio. Zoll (rund 381km x 381km) erhöht. Mittels so genannter linearisier-ter PDF-Dateien kann die Anzeige von Teilen schon während des Ladevorganges angezeigtwerden.

PDF ist plattformunabhängig und seit Jahren ein fester Bestandteil im Datenaustausch. Mitdem Adobe Reader steht ein extrem stark verbreitetes Werkzeug zur Anzeige und Weiter-verarbeitung (z.B. Druck) von PDF-Dateien zur Verfügung. Adobe Acrobat, weitere Ado-be Produkte und auch andere (teils freie) Softwareprodukte sind zur Erzeugung von PDF-Dateien nutzbar. Dabei bietet Adobe mit seinen eigenen Produkten zur PDF-Erzeugung diebesten Werkzeuge, da sie alle möglichen Funktionalitäten bereithalten. Andere Software-produkte sind dem gegenüber oftmals stark eingeschränkt.

Über Jahre hinweg war PDF ein teils offengelegter Quasistandard (auch als de-facto-Standardbezeichnet), bis Adobe seine Absicht erklärte, PDF/E (Teil von PDF1.6) und PDF Version1.7 als Internationalen Standard festschreiben zu lassen. 2007 wurde dem mit der Festlegungvon ISO 24517-1:2008 (PDF/E) und 2008 mit der Festlegung ISO 32000-1:2008 (PDF 1.7)entsprochen.

Mit dieser Festlegung ergeben sich für die freien Entwicklungen von Softwareunternehmenrund um PDF weitere Möglichkeiten. Adobe geht mit diesem Schritt, ähnlich dem bei Flash,neue Wege zur Offenlegung von ehemals geschützten Formaten. Für den Markt wird dieseine noch verstärktere Nutzung des Formates bedeuten.

PDF wird im Bereich der Geodatenpräsentation schon lange als ein Darstellungsformat ein-

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gesetzt. Hauptsächlich wird es aber dabei immer noch zur Ansicht von statischen Karten-darstellungen eingesetzt. Ab Acrobat Version 7 sind auch 3D-Darstellungen und Werkzeugezu deren Auswertung vorhanden. Förderlich für eine umfangreiche Präsentation von Geo-daten sind auch die schon beschriebene, unbegrenzte Seitengröße, sowie die Enbindbarkeitvon Scripten in PDF. Mit seiner Ebenenstruktur können verschiedene Inhalte zu ein undderselben Grundlage übermittelt werden und neuerdings wird mit PDF auch direkt eineGeodatendarstellung mit selektierter Sachdatenanzeige unterstützt.

A.3.2. TIFF und GeoTIFF

TIFF (auch TIF) steht für Tagged Image File Format. Das TIFF Format kennt verschiedeneFarbräume und Datenkompressionsalgorithmen. TIFF erlaubt eine Vielzahl von flexiblen In-formationseinheiten (Tags). Eine verlustfreie oder verlustbehaftete Datenkompression kanngewählt werden. Es können auch JPEG Bilder innerhalb TIFF übertragen werden. Trans-parenzfarbenangabe ist möglich. In Innerhalb einer Datei können mehrere Bilder abgelegtwerden (Multipage-TIFF). Die Speicherung erfolgt in Pixelzeilen oder Pixelrastern. Nach-teilig an TIFF ist die große Komplexität des Formates. So können vielfältigste Spezifika-tionen genutzt werden. Diese müssen jedoch von dem verarbeitenden Programm unterstütztwerden, was in der Regel nur wenige komplett tun. Je nach Sonderspezifikation kann es so-mit sein, dass einzelne Programme diese nicht unterstützen. Weiter kann TIFF wegen einerbegrenzten Speichergröße für Offsetwerte nur Dateien bis 4GB referenzieren1. Sehr großeBilddateien können somit nicht in TIFF gespeichert werden.

GeoTIFF ist eine Erweiterung von TIFF. Hierbei werden der Datei zusätzliche Tags mit denReferenzierungswerten eingefügt. Diese Variante erlaubt eine TIFF-Datei ohne Bildpunkt-veränderung der Originaldaten referenziert darzustellen und Werte zu entnehmen. TIFF wirdsehr stark als Austauschformat für Bilder in hoher Qualität genutzt.

A.3.3. KML/KMZ

Keyhole Markup Language (KML) ist wie GML eine XML-basierte Beschreibungssprachezur Darstellung von Geodaten. Diese wurde von der Firma Keyhole entwurfen. Die FirmaGoogle übernahm 2004 die Firma Keyhole und damit auch deren Entwicklungen, sowiederen Datenbanken mit Satellitenfotos und Luftbildern.

Bei KML ist ein Dateiformat zur Darstellung geografischer Daten in einem Earth Browserwie beispielsweise Google Earth, Google Maps. KML verwendet eine Tag-basierte Strukturmit verschachtelten Elementen und Attributen. Es basiert auf dem XML-Standard. KMLbeinhaltet folgende Möglichkeiten.

1TIFF Wiki, (http://de.wikipedia.org/wiki/Tagged_Image_File_Format)

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• Symbole und Beschriftungen festlegen, um Positionen auf der Erdoberfläche zu iden-tifizieren

• Verschiedene Kamerapositionen zur Definition einzigartiger Ansichten für jedes IhrerFeatures erstellen

• Bild-Overlays verwenden, die mit dem Boden oder Bildschirm verbunden sind• Stile definieren, um das Erscheinungsbild eines Features festzulegen• HTML-Beschreibungen von Features verfassen, inkl. Hyperlinks und eingebettete Bil-

der• Ordner verwenden, um Features hierarchisch zu gruppieren• KML-Dateien, die lokal oder im Netzwerk gespeichert sind, dynamisch abzurufen und

zu aktualisieren• KML-Daten abhängig von Änderungen im 3D-Viewer abrufen• COLLADA-3D-Objekte mit Texturen anzeigen

Das heißt, dass sowohl Vektordaten, als auch Rasterdaten mit KML beschrieben/ausgetauschtwerden können. Vektorobjekte wie Punkte, Linien, lineare Ringe, Polygone oder COLLADA-Modelle werden als Placemark-Elemente und Luft- und Satellitenbilder als GroundOverlay-Elemente modelliert. Neben der Geometrie können Placemark-Elemente Name, Beschrei-bung, vordefinierte Stil, Betrachtungswinkel und -höhe, einen Zeitstempel, aber auch belie-bige untypisierte oder typisierte Daten (z.B. aus einem Geoinformationssystem) umfassen.Dasselbe gilt auch für ein GroundOverlay-Element. Dabei ist anstelle der Geometriedefi-nition, eine Definition des Koordinatenausschnitts zur Georeferenzierung der Rasterdatennotwendig ist.

KML Daten können mittels Benutzung des ZIP-Formates komprimiert in KMZ Archivenzusammengeführt werden. KML in der vorliegenden Version 2.2 ist seit dem 14. April 2008vom Open Geospatial Consortium, Inc. (OGC) als OpenGIS Standard OCG KML aner-kannt2. Je nach Betrachtungsweise als Nachteil oder auch Vorteil zu sehen ist, dass derRaumbezug bei KML Daten nur im World Geodetic System 1984 (WGS84) mit Höhe überWGS84 EGM96 Geoid angegeben werden kann.

Auszug aus [84]: „The KML encoding of every location and coordinate tuple uses geodeticlongitude, geodetic latitude, and altitude as defined in Annex A by the GML Coordinate Re-ference System (CRS) with identifier LonLat84_5773. Coordinate tuples that are encoded inthe coordinates element are called control points. The vertical datum is the WGS84 EGM96Geoid.“

Ohne eine spezielle Anpassung der (im GIS) vorhandenen Geodatenbestände an dieses Hö-hensystem, kommt es bei den exportierten Daten zu Effekten des „Schwebens“ oder „Ein-sinkens“ von Objekten.

2OpenGIS Standard OCG KML, (http://www.opengeospatial.org/pressroom/pressreleases)

126


Die Eindeutigkeit des Raumbezuges der beinhaltenden Daten ist sehr wichtig, wasbei KMLimmer gegeben ist. Nur muss dieser Raumbezug auch aus allen Quellen her erzeugt wer-den, da die originalen Geodaten meist nicht in WGS84 gehalten sind. Auch sind für WGS84nur bedingt feste Umrechnungsmodelle verfügbar (Stichworte: Parameterverfügbarkeit undzeitliche Veränderung). Dies bedeutet in der Praxis eine Vielzahl von Anwendungsfehler-quellen.

KML hat sich in kürzester Zeit weit verbreitet und speziell durch die breite Anwendungvon Google Earth in vielen Bereichen etabliert. KML ist sehr gut dokumentiert (z.B. Tu-torial unter [57]) und erlaubt jeden Anfänger den leichten Einstieg in das Format und dieAnwendungen.

127

A.4. Flex Projekt

A.4. Flex Projekt

Als Anwendung der Flex Technologie wurde ein Beispiel selbst erstellt. Dazu wurde diefreie Version der UMap ActionScript 3.0 Mapping API benutzt. Die freie Version erlaubtnur die Anbindung an die freien Kartendienste Yahoo Maps, Microsoft Virtual Earth undOpenStreetMap. In der kommerziellen Lizenz können Kartendaten anderer Anbieter undGeocoding Dienste benutzt werden.

UMap (AS 3.0) ist die Universal ActionScript 3.0 Mapping API. Damit können Anwen-dungen in Flex (und Flash) erstellt werden, welche inhaltsreiche Karten mit interaktivenDatenlayern erstellt werden. Die momentane Version der UMap (AS 3.0) erlaubt die An-bindung an OpenStreetMap, Microsoft Virtual Earth, CloudMade, Yahoo Maps and ArcGISKartendienste.

Funktionsumfang:

• Geonames.org (http://www.geonames.org)• Yahoo geocodes (http://developer.yahoo.com/geo)• Support for custom map tiles and providers• Flash / Flex versions• KML Unterstützung• FLA-Based Map Controls• Marker Manager• Advanced content layering

Ansicht aus der Beispielanwendung mit Flex und UMap API

Abbildung A.1.: Ansicht aus der Beispielanwendung mit Flex und UMap API

128

A.4. Flex Projekt

Dateiengruppe für die Ausführung:

• MapExample.html• MapExample.swf• AC_OETags.js• playerProductInstall.swf

Quellcode der zugehörigen MXML-Scriptdatei:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><mx:Application xmlns:mx="http://www.adobe.com/2006/mxml"layout="absolute" creationComplete="init()"horizontalAlign="left" verticalAlign="top" width="990" height="600">

<mx:Script><![CDATA[import com.afcomponents.umap.providers.Providers;import com.afcomponents.umap.styles.GeometryStyle;import com.afcomponents.umap.styles.MarkerStyle;import com.afcomponents.umap.types.LatLng;import com.afcomponents.umap.overlays.Marker;import com.afcomponents.umap.gui.PositionControl;import com.afcomponents.umap.gui.MapTypeControl;import com.afcomponents.umap.gui.ZoomControl;import mx.core.UIComponent;import com.afcomponents.umap.core.UMap;import com.afcomponents.umap.core.UMap;

//1.Fensterprivate var map:UMap;private var container:UIComponent;private var marker:Marker;private var position:LatLng;private var style:MarkerStyle;private var marker0:Marker;private var position0:LatLng;private var style0:MarkerStyle;

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A.4. Flex Projekt

//2.Fensterprivate var map1:UMap;private var container1:UIComponent;private var marker1:Marker;private var position1:LatLng;private var style1:MarkerStyle;private var marker2:Marker;private var position2:LatLng;private var style2:MarkerStyle;

private function init():void{//1.Fenstermap = new UMap();container = new UIComponent();container.addChild(map);map.setSize(460, 440);map.addControl(new ZoomControl());map.addControl(new MapTypeControl());map.addControl(new PositionControl());//map.setProvider(Providers.OPENSTREET);//map.setProvider(Providers.GOOGLE);map.setProvider(Providers.MICROSOFT)viewArea.addChild(container);

//2.Fenstermap1 = new UMap();container1 = new UIComponent();container1.addChild(map1);map1.setSize(460, 440);map1.addControl(new ZoomControl());map1.addControl(new MapTypeControl());map1.addControl(new PositionControl());map1.setProvider(Providers.OPENSTREET);//map1.setProvider(Providers.YAHOO);viewArea1.addChild(container1);

addMarker();

130

A.4. Flex Projekt

}

private function addMarker():void{marker = new Marker();position = new LatLng(50.279, 12.228);style = new MarkerStyle();style.fill = GeometryStyle.RGB;style.fillRGB = 0xff0000;marker.setStyle(style);marker.index = "A1";marker.position = position;map.addOverlay(marker);map.setCenter(position, 14);

marker0 = new Marker();position0 = new LatLng(50.28, 12.24);style0 = new MarkerStyle();//style.fill = GeometryStyle.RGB;//style.fillRGB = 0xff0000;marker0.setStyle(style);marker0.index = "A2";marker0.position = position0;map.addOverlay(marker0);

//2.Fenstermarker1 = new Marker();position1 = new LatLng(50.279, 12.228);style1 = new MarkerStyle();marker1.setStyle(style);marker1.index = "B1";marker1.position = position1;map1.addOverlay(marker1);map1.setCenter(position1, 14);

marker2 = new Marker();position2 = new LatLng(50.28, 12.24);

131

A.4. Flex Projekt

style2 = new MarkerStyle();marker2.setStyle(style);marker2.index = "B2";marker2.position = position2;map1.addOverlay(marker2);}]]></mx:Script>

<mx:Panel id="viewArea" width="520" height="540"horizontalAlign="left" verticalAlign="top"title="Hier die Ansicht aus "MS Virtual Earth" - Ansicht A"layout="absolute" x="10" y="10"></mx:Panel><mx:Panel id="viewArea1" width="520" height="540"horizontalAlign="left" verticalAlign="top"title="Hier die Ansicht aus "OpenStreetMap" - Ansicht B"layout="absolute" x="558" y="10"></mx:Panel>

<mx:Label x="9" y="557.6" text="Beispielanwendung - erstellt mitAdobe Flex 3 - Januar 2009" width="398.45" height="26.060608"id="Label1" enabled="true"/>

<mx:TextArea x="9" y="616.9" width="406.81818" height="113.78788"text="Eingabe eines freien Textes: z.B. (Aufwand ca. 4h ohneVorkenntnisse)"/><mx:Text x="9.1" y="591.25" text="Ausgabehinweis" width="240.15152"height="18.030302" id="Text2" enabled="true" fontWeight="bold"fontSize="12"/><mx:Text x="446" text="Adobe Flex 3 Testbeispiel für Geodaten" width="632"height="113.7" id="Textfeld_Flex" enabled="true" fontSize="36"fontWeight="normal" textAlign="right" fontStyle="normal" alpha="1.0"top="615"/>

</mx:Application>

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[115] Wikipedia (WIKI):Wiki - Laie.http://de.wikipedia.org/wiki/Laie

[116] Wikipedia (WIKI):Wiki - Portable Document Format (PDF).http://de.wikipedia.org/wiki/Pdf

[117] Wikipedia (WIKI):Wiki - Rich-Internet-Application (RIA).http://de.wikipedia.org/wiki/Rich_Internet_Application

[118] Wikipedia (WIKI):Wiki - Microsoft Silverlight.http://en.wikipedia.org/wiki/Microsoft_Silverlight

[119] Wikipedia (WIKI):Wiki - State of the Art.

143


http://en.wikipedia.org/wiki/State_of_the_art

[120] Wikipedia (WIKI):Wiki - Tagged Image File Format (TIFF).http://de.wikipedia.org/wiki/Tagged_Image_File_Format

[121] Wikipedia (WIKI):Wiki - Zufriedenheit.http://de.wikipedia.org/wiki/Zufriedenheit

[122] World Wide Web Consortium (W3C): Bos, Bert:XML in 10 Punkten.http://www.w3.org/XML/1999/XML-in-10-points.html

[123] www.IT-Visions.de, Essen: Schwichtenberg, Holger:AJAX mit ASP.NET - Eine Einführung.http://www.it-visions.de/DOTNET/ASPNET2/Artikel/ASPNET_AJAX_Einfuehrung.aspx

[124] Yahoo Inc, Sunnyvale:Yahoo Maps - Einbindung.http://http://developer.yahoo.com/maps

[125] Yahoo Inc, Sunnyvale:Yahoo Maps API Terms of Use.http://info.yahoo.com/legal/us/yahoo/maps/mapsapi/mapsapi-2141.html

Quellangaben zu den RecherchetabellenZusätzlich zu den oben aufgeführten Quellangaben, wurden die Informationen derWebseiten, welche in den Tabellen der recherchierten Beispiele unter „Quelle“angegeben sind (Tabellen im Kapitel 3.1.5: Tabelle „ angebotene Web Servicesder Vermessungsverwaltungen der Bundesländer“, Tabelle „Metadateninformati-onssysteme der Bundesländer“ und Tabelle „Metadateninformationssysteme derösterreichischen Bundesländer“ benutzt. Auf eine wiederholte Auflistung wurde hierverzichtet.

Quellangaben zu den benutzten SoftwareproduktenZusätzlich zu den oben aufgeführten Quellangaben, wurden die standardmäßigenDokumentationen zu den benutzten Softwareprodukten (Liste Anhang A.2) benutzt.Auf eine einzelne Auflistung wurde hier verzichtet.

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http://www.it-visions.de/DOTNET/ASPNET2/Artikel/ASPNET_AJAX_Einfuehrung.aspx

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Aktuelle Technologien zur Präsentationvon Geodaten