GIS-Grundlagen

Die Word mit Blog und die ZIP Datei sind unter den folgenden Links abrufbar:

Macro: uebung4 blog-doc (doc, 3,746 KB)

Macro: uebung4 daten-zip (7z, 837 KB)

Übung 4 „Georeferenzieren von topographischen Karten und Luftbildern“

Vorbereitungen
Aus dem Kartendienst der Naturschutzverwaltung Rheinland-Pfalz sollen Kartenausschnitte gespeichert und mit GIS referenziert werden. Zum einen sind dies 2 Ausschnitte aus einer topographischen Karte in den Maßstäben 1:40.000 und 1:20.000 und 4 Luftbildausschnitte in den Maßstäben 1:10.000, 1:5.000, 1:2.500 und 1:1000.
Danach sind die referenzierten Karten in GIS in einem entsprechenden Koordinatensystem einzufügen. Dabei ist auf darauf zu achten, das Luftbilder und TK`s eigene Gruppenlayer erhalten und in der Projektdatei sinnvoll angeordnet sind.

Der zu bearbeitende Bereich ist unter folgendem Link auf der Seite des Landschaftsinformationssystems der Naturschutzverwaltung Rheinland-Pfalz aufzurufen:

http://map1.naturschutz.rlp.de/mapserver_lanis/index.php?mapxy=2592000,5536000&scale=10000&layers=tk_farbe,luftbilder

Des weiteren ist ein Projektordner anzulegen in den die Bilder gespeichert werden.
„u4_molzberger“


Erstellen der Karten/Luftbilder
Karten und Luftbilder werden nach Einstellung der jeweiligen Ebene und des entsprechenden Maßstabes exportiert. Die Bilder wurden über die Funktion Seiteninformation von Mozilla Firefox mit einer Auflösung von 982px × 474px gespeichert. Es ist sehr wichtig das die Pixelzahl einheitlich ist.
Das folgende Bild zeigt diesen Vorgang für die TK 20.000.


Bsp. Tk_20000
982px × 474px



Referenzierung:
Die Referenzierung erfolgt über die Erstellung von Worldfiles. Hierbei handelt es sich um Textdateien, die die nötigen Informationen zur Referenzierung des Bildes enthalten. Die Dateiendung des Worldfiles setzt sich aus dem ersten und dem letzen Buchstaben der Dateiendung des Bildes sowie dem Buchstaben „W“ zusammen. Gilt es also die Datei dop_10000.JPG zu referenzieren, muss das Worldfile dazu dop_10000.JGW heißen.

Ein Worldfile enthält 6 Zeilen:

Pixelgröße
Drehparameter (In der Regel: 0)
Drehparameter (In der Regel: 0)
Negative Pixelgröße
Rechtswert des oberen linken Pixel (Es wird ein halbes Pixel addiert)
Hochwert des oberen linken Pixel (Es wird ein halbes Pixel subtrahiert)


Zur Berechnung der Pixelgröße wird nun im Kartendienst der Ausschnitt ausgemessen und durch die Anzahl der Pixel (die beim speichern über den mozilla firefox angezeigt wird) in der Bildbreite geteilt.



Für das zu sehende Beispiel des Luftbild M:1:10.000 bedeutet dies:

3460/982=3.5234215885947

Mit Hilfe des Link der Karten werden die Koordinaten der Linken oberen Ecke bestimmt
Für das Luftbild im Maßstab 1:10000 (dop_10000) sind diese:

X: 2590297

Y: 5536615





Worldfile zur Referenzierung des Luftbildes in 1:10.000 (dop_10000.jgw) enthält folgende Informationen

3.52342158859470
0.00000000000000
0.00000000000000
-3.52342158859470
2590297.000000000000
5536615.000000000000


Das Bestimmen der Koordinaten konnte im Kartendienst nicht pixelgenau erfolgen. Daher wird kein halber Pixel bei Rechts- und Hochwert addiert bzw. subtrahiert.
Bei der Referenzierung von Karten, denen die Koordinate der linken oberen Ecke beiliegt, erfolgt die Korrektur um ein halbes Pixel, um die Pixelmitte zu erhalten.

Dieses Verfahren wurde auch für die restlichen Karten und Luftbilder durchgeführt und folgende Werte ermittelt:

Luftbild in 1:10.000
Dargestellte Breite: 3460m
Koordinaten: x: 2590297 y: 5536615
Pixelgröße: 3.52342158859470

Luftbild in 1:5.000
Dargestellte Breite: 1730m
Koordinaten: x: 2591162 y: 5536198
Pixelgröße: 1.7617107942973



Luftbild in 1:2.500
Dargestellte Breite: 864m
Koordinaten: x: 2591594 y: 5535990
Pixelgröße: 0.87983706720977

Luftbild in 1:1.000
Dargestellte Breite: 346m
Koordinaten: x: 2591854 y: 5535864
Pixelgröße: 0.35234215885947

Topographische Karte in 1:40.000
Dargestellte Breite: 13830m
Koordinaten: x: 2585105 y: 5539118
Pixelgröße: 14.08350305498981

Topographische Karte in 1:20.000
Dargestellte Breite: 6920m
Koordinaten: x: 2588566 y: 5537450
Pixelgröße: 7.04684317718940






2.
ArcMap wird geöffnet und das Koordinatensystem Gauß-Krueger Germany Zone 3 im Layer eingestellt. Danach werden die referenzierten Karten und Luftbilder über „add-data“ eingefügt. Die Bilder liegen nun übereinander.

Übung 3
Als PDF und Zip datei unter folgenden Links.

Macro: uebung3 - pdf (pdf, 1,873 KB)

Macro: uebung3 - zip (7z, 333 KB)

Dateien

Macro: dokumentation-uebung2 (pdf, 2,230 KB)

Macro: layout-uebung2 (pdf, 3,487 KB)

Macro: daten-uebung2 (7z, 1,314 KB)

Macro: plangebiet-uebung2 (jpg, 3,686 KB)

Aufgabenstellung
• Erzeugen Sie einen Polygonlayer und einen Punktlayer mit den unten genannten
Eigenschaften.
• Digitalisieren Sie die unten aufgeführten Objekte mit Hilfe der Grundlagen 'u2_plangebiet.jpg'
und ‚u2_plangebietsgrenze.shp’ in die neuen Layer. Erfassen Sie zu den Objekten die
entsprechenden Attribute in die Attributtabellen und berechnen Sie die Flächengrößen für die
Objekte des Polygonlayers.
• Beschriften Sie die Objekte des Polygonlayers mit dem Attribut 'Geschhoehe'.
• Speichern Sie das fertige Projekt als Projektdatei 'u2_projekt.mxd'
• Erzeugen Sie ein Layout im Maßstab 1:2.500 mit allen plantypischen Inhalten (Legende,
Maßstab, etc.)

Bearbeitung:
Im ersten Schritt wurden im ArcCatalog die Layer „Polygonlayer“ und „Punktlayer“ mit ihren jeweiligen Eigenschaften erstellt.
Anschließend wurden diese in ArcMap eingefügt.
Auf ihnen als Grundlage werden wie die folgenden Abbildungen zeigen Digitalisierungen durchgeführt.
Als Polygone werden Öffentliches Grün, Halböffentliches Grün, Private Freiflächen, Parkplätze, Gebäudebestand Gebäude Planung und Straßen erstellt.
Als Punkte werden zusätzlich Bäume eingefügt.


Zunächst sind alle Privaten Freiflächen nachgezogen worden und werden mit den geplanten Gebäuden überzeichnet. Die Funktion „Clip“ hilft dabei die einzelnen Objekte voneinander zu trennen.

Bei den Polygonen für die geplanten Gebäude wird neben der Nutzung auch die Geschosshöhe als Merkmal in der Attributtabelle vermerkt.

Mit der Funktion „Clip“ werden die einzelnen Objekte Freifläche und geplantes Gebäude voneinander zu trennen.

Neben den bisherigen Flächen werden weitere Flächen erzeugt, Parkplätze, Öffentliches Grün, Halböffentliches Grün und bestehende Gebäude. Auch hierbei wird ebenfalls mit der Funktion Clip gearbeitet. Zeitgleich werden ungerade Linien modifiziert und ausgebessert.

Auf der Grundlage des Punktlayers werden Bäume eingefügt in dem man das entsprechende Symbol aus der Auswahlliste für die Punktdarstellung wählt. Die Größe kann im Menü beliebig verändert werden.

Abschließend wird die Plangebietsgrenze wieder als sichtbar eingestellt, die zu Anfang ausgeblendet wurde um besser arbeiten zu können. Sie wird im Menü beliebig in Farbe und Breite verändert. Zuletzt kann man die Farben noch beliebig in den jeweiligen Layermenüs verändern und sie aufeinander abstimmen.

Der erzeugte Plan wird im Layoutmodus in den gewünschten Maßstab (1:2.500) geändert und auf die Seite angepasst. Zusätzlich wird eine Legende aus den Layern erstellt sowie ein Nordpfeil und die Maßstabsangabe eingefügt. Nach diesem Schritt ist der Plan fertig gestellt.