Einführung in GIS

Ein geographisches Informationssystem (GIS) ist ein System, das die Erde und andere Geographien zur Visualisierung und Analyse räumlich referenzierter Informationen beschreibt und charakterisiert. Dies erfolgt in erster Linie mithilfe von Karten.

Der Zweck eines GIS besteht im Erstellen, Freigeben und Anwenden sinnvoller kartenbasierter Informationsprodukte, die die Arbeit von Unternehmen unterstützen, sowie im Erstellen und Verwalten der zugehörigen geographischen Informationen.

In Karten werden logische Sammlungen geographischer Informationen als Karten-Layer dargestellt. Sie bieten eine effektive Möglichkeit, geographische Informationen als eine Reihe von thematischen Layern zu modellieren und zu organisieren. Darüber hinaus stellen interaktive GIS die primäre Benutzerschnittstelle für die Verwendung geographischer Informationen dar.

So werden Karten für den Einsatz von GIS verwendet

Eine GIS-Karte ist eine neue Art von Karte, und jede GIS-Karte ist mehr als eine statische Kartenpräsentation. Sie ist ein interaktives Fenster zum Anzeigen aller geographischen Informationen und beschreibenden Daten sowie der umfangreichen räumlichen Analysemodelle, die von GIS-Fachleuten erstellt wurden.

GIS-Karten definieren Folgendes:

  • Wie Sie kommunizieren und GIS freigeben
  • Wie GIS-Inhalte kompiliert und gepflegt werden
  • Wie geographische Informationen entworfen und mit thematischen Layern organisiert werden
  • Wie neue Informationen mithilfe der Geoverarbeitung abgeleitet und anschließend visualisiert, zusammengefasst, analysiert, verglichen und die Analyseergebnisse interpretiert werden
  • Wie geographische Informationen zur Verwendung im Web freigegeben werden

In einem GIS entspricht die Karte der Schnittstelle.

Es folgen einige Beispiele, die veranschaulichen, wofür GIS-Karten in Unternehmen eingesetzt werden.

GIS-Karten werden zur Kommunikation und zum besseren Verstehen verwendet

Mithilfe von Karten können überwältigend große Informationsmengen auf organisierte Weise vermittelt und dargestellt werden. Menschen können durch ihr räumliches Denkvermögen eine Karte ansehen und dabei Kartenpositionen mit realen Phänomenen verknüpfen und wichtige Informationen in der enormen Menge an Inhalt auf der Kartenanzeige wahrnehmen und interpretieren.

Karten enthalten große Informationsmengen
Karten vermitteln enorme Informationsmengen auf effektive und eindeutige Weise. Mithilfe von Karten können Sie Sachverhalte verstehen und Erkenntnisse gewinnen.

GIS-Karten helfen bei der Erkennung von Mustern

Karten werden verwendet, um Muster, wie die Eigenschaften einer Bevölkerungsgruppe innerhalb einer Stadt oder die Wanderung von Antilopen zwischen ihrem Winter- und ihrem Sommerquartier, zu ermitteln und zu untersuchen. In GIS werden mithilfe von interaktiven Online-Karten Informationsberichte für mehrere Features sowie im Laufe der Zeit stattfindende Änderungen verglichen.

Untersuchen von Mustern mithilfe von Karten
Karten drücken Muster visuell aus. Diese Karte stellt die Altersverteilung von Bevölkerungsgruppen in Teilen von Südkalifornien dar. Flächen in dunkleren Farben stellen ein höheres Bevölkerungsalter dar. Sie können auf ein Feature auf der Karte klicken, um die Altersverteilung für die ausgewählte Blockgruppe anzuzeigen. Auf diese Weise verwenden Sie die Karte als Fenster zu umfangreicheren Sätzen geographischer und tabellarischer Informationen.

Dies ist ein wesentlicher Punkt. GIS-Karten stellen interaktive Berichte über die der Karte zugrunde liegenden Informationen bereit – nicht nur Attributlisten, sondern auch Diagramme, Berichte, Fotos und nahezu jeden relevanten Inhalt (z. B. einen Link zu einer Website). Die Festlegung, wie Features angezeigt werden und worauf Sie über ein Karten-Feature zugreifen, ist eine der wichtigsten Spezifikationen, die Sie beim Erstellen einer GIS-Karte entwerfen und erfassen.

Sie können im Rahmen der GIS-Kartendefinition auch Karteninteraktionseigenschaften für zeitbezogene Layer definieren und erfassen. Hier sehen Sie beispielsweise eine Karte, die die mithilfe von GPS-Geräten verfolgte Wanderung von Tieren darstellt.

GPS-Positionen zum Verfolgen der Sommerwanderung der Gabelantilope südlich des Grand-Teton-Nationalparks in den USA
Eine dynamische Online-Karte, die die Positionen der Gabelantilopen im Grand-Teton-Nationalpark in Wyoming zeigt. Jeder Punkt stellt die tägliche Wanderung eines bestimmten Tieres über einen Zeitraum von 10 Monaten dar.

GIS-Karten werden zum Ableiten neuer Informationen mithilfe von Analysen verwendet

Sie können eine GIS-Karte als Fenster zu umfangreichen Analyseergebnissen verwenden. Im Grunde verwenden Sie die GIS-Karte, um auf Analysemodelle zuzugreifen, diese auszuführen und die Ergebnisse als neuen Karten-Layer anzuzeigen. Bei der Analyse geht es um die Arbeit mit den Modellergebnissen und deren Auswertung. Hierzu werden die oben beschriebenen Arten von Funktionen für die Feature-Berichterstellung, Visualisierung und Animation verwendet.

Karten können abgeleitete Layer zeigen
Ein "Wärmebild", das kriminelle Aktivitäten zeigt. Je wärmer die Farben, umso höher die Kriminalitätsrate. Mit freundlicher Genehmigung der Polizeibehörde von Philadelphia (http://www.phillypolice.com/).

Prognostizierte Malariafälle
Diese Karte zeigt Prognosen für Malariaausbrüche in Afrika. Dunklere Farben stellen eine höhere projizierte Dichte von Malariafällen dar. Mit freundlicher Genehmigung von Adaptation Atlas (http://www.adaptationatlas.org/).

Optimierte Flottenrouten über Netzwerke
Auf dieser Karte werden drei Routen dargestellt, mit denen die Fahrzeit zwischen den Stopps für drei Fahrzeuge einer Flotte optimiert werden kann. Unternehmen, die die Routen ihrer Fahrzeuge mithilfe einer Netzwerkanalyse optimieren, sparen in der Regel mindestens 20 Prozent ihrer jährlichen Frachtkosten.

Die räumliche Analyse ist einer der interessantesten und bemerkenswertesten Aspekte des GIS. Mit räumlichen Analysen können GIS-Anwender Informationen aus vielen unabhängigen Quellen kombinieren und vollkommen neue Informationen (Ergebnisse) ableiten, indem sie einen umfangreichen und komplexen Satz räumlicher Operatoren anwenden. GIS-Experten programmieren mithilfe der Geoverarbeitung eigene Ansätze zum Ableiten derartiger Analyseergebnisse. Die Ergebnisse werden wiederum in vielen Problemstellungen eingesetzt.

GIS-Karten werden zur Übermittlung und Meldung des Status verwendet

Im Web können Karten verwendet werden, um den Status zu übermitteln und Teams über Ereignisse auf dem Laufenden zu halten. GIS-Informationen sind dynamisch und werden für zahlreiche Layer häufig aktualisiert. Dynamische Karten sind eine effektive Methode, um jedem ein allgemeines Bild der aktuellen Informationen zu vermitteln.

Karte des Grundstücksstatus eines Bezirkssteuerbeamten
Diese Statuskarte für ein Steuerveranlagungsamt zeigt kürzliche Hausverkäufe (grün) sowie Zwangsversteigerungen (rot) und Steuereinsprüche (gelb). Der Steuerbeamte kann Trends bei den Grundstückswerten verfolgen, die in US-Bezirken als Steuerbemessungsgrundlage verwendet werden.

Eine sehr häufige Anwendung für GIS ist die Verwendung operativer Dashboards, die Daten-Feeds und den Status für einen bestimmten Satz von Aktivitäten darstellen. Die Informations-Layer in Dashboards sind auf eine bestimmte Zielgruppe und deren operative Anforderungen ausgerichtet und ermöglichen so eine besonders effektive und zeitnahe Reaktion.

Karten zur Übermittlung von Ereignissen und des Status
Hierbei handelt es sich um ein operatives Dashboard eines Wasserversorgers. Mithilfe dieses Dashboards werden minutengenaue Informationen direkt vom Außendienst, aus dem operativen Zentrum und aus der Rufannahmestelle angezeigt.

GIS-Karten werden zum Kompilieren geographischer Informationen verwendet

Karten dienen zum Kompilieren und Bearbeiten von Features und anderen Daten, die in Geodatabases verwaltet und gepflegt werden. Sie verwenden die Karte im Wesentlichen als Methode für die Eingabe von Daten in das GIS. Die besten GIS-Karten zur Bearbeitung stellen die spezifischen Feature-Typen, die Sie Ihren Karten hinzufügen möchten, zusammen mit den entsprechenden Editierwerkzeugen und Attributeigenschaften bereit.

ArcGIS ermöglicht es den Benutzern, diese Bearbeitungseigenschaften im Rahmen des Layer-Entwurfs zu definieren und freizugeben.

Kartenbasierte Bearbeitung

Felddatenerfassung
Mobile GIS-Karten werden häufig zum Sammeln von Daten im Außeneinsatz und zum Empfangen und Anzeigen von Statusberichten auf einem Smartphone oder einem anderen mobilen Gerät verwendet.

GIS-Karten werden zum Übermitteln von Ideen, Konzepten, Plänen und Entwürfen verwendet

Mithilfe von Karten können Ideen, Pläne und Entwurfsalternativen übermittelt werden. Die effektive Layer-Anzeige bietet in Verbindung mit interaktiver Feature-Berichterstellung einen wichtigen Mechanismus für die Visualisierung, die Vermittlung und das Verständnis verschiedener Alternativen.

GIS-Entwurfskarten
Hier sehen Sie eine Reihe von 2D- und 3D-Karten, mit denen Entwurfsalternativen und Teile der Analysen entwickelt und präsentiert werden, die in Entwurfsentscheidungen einfließen.

GIS-Karten werden zur öffentlichen Freigabe geographischer Informationen verwendet

Wie aus diesen Kartenbeispielen ersichtlich ist, stellen Karten eine effektive und effiziente Methode für die Visualisierung geographischer Erkenntnisse dar. Erstklassige Karten unterstützen GIS-Anwender bei der Übermittlung und Weitergabe geographischer Informationen.