Dieses Aufgabengebiet wurde erstellt von Katharina Anders.
Je nach Art der Geoinformation und Analyseziel, werden Geodaten in verschiedenen Formaten verwendet. Die zwei wichtigsten Formate sind Vektordaten und Rasterdaten.
Vektordaten stellen Geometrien dar, denen Geoinformation als zusätzliche Attribute zugeordnet sind. Hierbei kann es sich um Punkte handeln, für Positionen von Einzelobjekten oder die Verortung von Städten, um Linien, z.B. für Straßen oder Flüsse, und Polygone, z.B. für Umrisse von Objekten oder auch Landesgrenzen (vgl. Abb. 1-3).
Geoinformation, die über die Fläche variiert, wird häufig in Rasterdaten gespeichert. Rasterdaten enthalten Informationen in einem gleichmäßigen Gitterformat, in dem jeder Zelle der Wert zugeordnet ist, der die jeweilige Lage beschreibt. Zum Beispiel kann jeder Zellwert in einem Raster die Höhe über dem Meeresspiegel angeben, es handelt sich dann um ein Digitales Geländemodell.
In den Datenformaten Vektor und Raster ist die räumliche Lage, also Koordinaten auf der Erdoberfläche, in 2D enthalten. Jedoch spielt die 3. Dimension, die Höhenlage, eine wichtige Rolle in der Geographie. Die Höhenlage und Form der Geländeoberfläche oder die Geometrie von Objekten beeinflussen viele geographische Phänomene. 3D-Geodaten, die die Erdoberfläche und darauf befindliche Objekte dreidimensional darstellen, sind somit eine wichtige Informationsquelle für Analysen.
Die dreidimensionale räumliche Lage von Koordinaten kann in 3D-Punktwolken dargestellt werden. Eine Punktwolke ist eine Sammlung von 3D-Koordinaten, die neben der horizontalen Position auf der Erdoberfläche auch die zugehörige Höhe enthalten. Damit lässt sich eine Landschaft mit den einzelnen Objekten, wie zum Beispiel Bäumen, dreidimensional darstellen (vgl. Abb. 4).
Abbildung 5 zeigt die Insel Isle of Man mit von Waldsterben betroffenen Gebieten (in blau). Zunächst ist nicht klar, warum genau diese Gebiete von Waldsterben betroffen sind. Möglicherweise hängt das Waldsterben mit einer bestimmten Käferart zusammen. Die nachfolgenden Karten (Abb. 6-10) zeigen die Verbreitung unterschiedlicher Käferarten auf der Insel.
Welche Käferart könnte für das Waldsterben verantwortlich sein?
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Die räumliche Ausdehnung des Waldsterbens und der „zutreffenden“ Käferart haben die höchste Übereinstimmung. Bereits die räumliche Verschneidung von Informationsebenen stellt damit eine wichtige Herangehensweise zur Untersuchung geographischer Phänomene dar.
Aufgabe 2 von 3
GEOINFORMATION IN RASTERDATEN
In dieser Karte von Deutschland ist die jährliche Niederschlagsmenge in einem Raster dargestellt. Die rote Linie markiert die Strecke von A nach B, die einen bestimmten Verlauf der Niederschlagswerte entlang der Rasterzellen beschreibt. Dieser Verlauf ist in einem der untenstehenden Diagramme dargestellt.
Wählen Sie die Abbildung, welche den Verlauf des jährlichen Niederschlags entlang der Strecke AB korrekt darstellt.
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Dieses Diagramm passt nicht zur Niederschlagsverteilung in der Karte: Schauen Sie am besten auf die Werte am Anfang, in der Mitte und am Ende der Strecke in der Karte. Tipp: Die Strecke AB verläuft von Süden nach Norden.
Dieses Diagramm passt nicht zur Niederschlagsverteilung in der Karte: Schauen Sie am besten auf die Werte am Anfang, in der Mitte und am Ende der Strecke in der Karte. Tipp: Die Strecke AB verläuft von Süden nach Norden.
Dieses Diagramm passt nicht zur Niederschlagsverteilung in der Karte: Schauen Sie am besten auf die Werte am Anfang, in der Mitte und am Ende der Strecke in der Karte. Tipp: Die Strecke AB verläuft von Süden nach Norden.
Dieses Diagramm passt nicht zur Niederschlagsverteilung in der Karte: Schauen Sie am besten auf die Werte am Anfang, in der Mitte und am Ende der Strecke in der Karte. Tipp: Die Karte zeigt dunklere Farben, also höhere Werte in der Mitte des Profils.
Das zugehörige Diagramm kann gefunden werden, indem man die Werte in verschiedenen Bereichen des Profils mit der Karte vergleicht. Am Anfang der Strecke (A) weist die Karte sehr helle Farben auf, was nach der Legende Werten von 500 bis 800 mm entspricht. In der Mitte der Strecke muss das Profil höhere Werte als zu Anfang (A) und Ende (B) aufweisen, hier zeigt die Karte sehr dunkle Farben mit Werten über 1000 mm. Nahe dem Streckenende (B) lassen sich der Karte Werte im Bereich 500 bis 1000 mm entnehmen. Somit ist klar: Das erste Diagramm in Abb. 13 muss den Verlauf des Niederschlags entlang der Strecke AB darstellen.
Aufgabe 3 von 3
3D-GEODATEN
In Abb. 18-21 sehen Sie einen Ausschnitt der 3D-Punktwolke aus Abb. 4 – eingefärbt nach verschiedenen Informationen.
Ordnen Sie zu, welche Information im jeweiligen Ausschnitt der Punktwolke dargestellt ist.
Jedem 3D-Punkt kann ein Farbwert aus einem Foto zugeordnet werden, das als Luft- oder Satellitenbild aufgenommen wurde. Dadurch sieht die Punktwolke aus wie eine dreidimensionale Fotoaufnahme.
In dieser Darstellung ist jedem 3D-Punkt die Höhe über dem Gelände zugeordnet. Da jede dreidimensionale Koordinate einen Höhenwert über dem Meeresspiegel hat, ergibt sich die Objekthöhe aus der vertikalen Differenz zwischen der Geländekoordinate und der Objektkoordinate.
Die Klassifikation weist jedem 3D-Punkt eine Klasse zu. Jeder Punkt, der zur Geometrie des Hauses gehört, wird also der Klasse „Gebäude“ zugeordnet. Jeder Punkt, der einem Baum zugehört, der Klasse „hohe Vegetation“, usw.
Die Punktwolke ist hier nach einem Vegetationsindex, dem sog. NDVI, eingefärbt. Bei Kombination bestimmter Farbkanäle von Satellitenaufnahmen, tritt hierbei Vegetation mit besonders hohen Werten (dunkelgrün) hervor. Asphalt und Gebäude, die diese Vegetationsvitalität nicht aufweisen, erscheinen hingegen in sehr hellen bis weißen Farben.
1
Farben aus einem Foto
2
Objekthöhen über dem Gelände
3
Klassifikation von Objekten
4
Index, der die Ausprägung von Vegetationsbedeckung anzeigt.