Was ist ArcGIS?

Einführung in ArcGIS

ArcGIS ist ein umfassendes System, mit dem Menschen geographische Informationen erfassen, organisieren, analysieren, kommunizieren und verteilen können. Als die weltweit führende Plattform für das Erstellen und Verwenden geographischer Informationssysteme (GIS) wird ArcGIS in aller Welt in Verwaltungen, Unternehmen, Wissenschaft, Lehre und Medien verwendet, um mit geographischen Erkenntnissen zu arbeiten. Mithilfe von ArcGIS können geographische Informationen veröffentlicht werden, sodass beliebige Benutzer darauf zugreifen und diese verwenden können. Das System ist überall dort verfügbar, wo Webbrowser, mobile Geräte wie z. B. Smartphones und Desktopcomputer verwendet werden.

ArcGIS ist ein vollständiges System. ArcGIS

Wenn Sie schon lange mit ArcGIS arbeiten, betrachten Sie es möglicherweise als eine Reihe von Softwareprogrammen und Werkzeugen für das professionelle Erledigen von GIS-Aufgaben. Mit dem Fortschreiten der Technologie laden wir Sie zu einer umfassenderen Vision davon ein, wie die Welt mit ArcGIS als System mit geographischen Informationen funktioniert. Mithilfe des ArcGIS-Systems können von der GIS-Community zuverlässige geographische Informationen erstellt werden, die einfach und kostenlos von allen Benutzern verwendet werden können (sofern diesen eine Freigabe erteilt wurde). Dieses System umfasst Software, eine cloudbasierte Online-Infrastruktur, professionelle Werkzeuge, konfigurierbare Ressourcen wie z. B. Anwendungsvorlagen, verwendungsbereite Grundkarten und zuverlässige, von der Benutzercommunity freigegebene Inhalte. Dank der Unterstützung von Server- und Cloud-Plattformen ist eine Zusammenarbeit und Freigabe möglich, sodass die für die Planung und Entscheidungsfindung wichtigen Informationen umgehend für alle Benutzer verfügbar sind.

Das ArcGIS-System kann als Infrastruktur für das Erstellen von Karten und geographischen Informationen betrachtet werden, die in einer Abteilung, einem Unternehmen, zwischen mehreren Unternehmen und Benutzercommunitys sowie im Web für den allgemeinen Zugriff verfügbar sind. So können beispielsweise Mitarbeiter mit mobilen Geräten Echtzeitmessungen im Außendienst vornehmen, die gleichzeitig von Spezialisten an ihren Desktopcomputern analysiert werden. Die Analyseergebnisse können anschließend von Planern mithilfe webbasierter Anwendungen hinsichtlich der Auswirkungen bewertet werden. Abschließend können die Karten und Daten des Projekts im Internet veröffentlicht werden, damit diese für alle Benutzer über Webbrowser und Anwendungen auf Smartphones und Tablets verfügbar sind. Dadurch können die Projektergebnisse nicht nur angezeigt, sondern diese Daten auch mit anderen verfügbaren Daten kombiniert und so zusätzliche Karten erstellt werden, mit denen Ihre geographischen Informationen neue Verwendungsmöglichkeiten erfahren.

Menschen in Tausenden von Unternehmen verschiedener Branchen verwenden ArcGIS in einer breiten Palette an Anwendungen für die Planung und Analyse, das Anlagenmanagement, die Einsicht in Prozessabläufe, Außendienstaufgaben wie z. B. mobile Prüfungen und reaktionsschnelle Bereitstellung, die Marktforschung, das Ressourcenmanagement, die Logistik, die Lehre und die Öffentlichkeitsarbeit. In der Regel wird ArcGIS verwendet, um Folgendes zu erreichen:

  • Lösen von Problemen
  • Treffen besserer Entscheidungen
  • Erfolgreiches Planen
  • Bessere Ressourcennutzung
  • Vorhersagen und Verwalten von Änderungen
  • Effizienteres Verwalten und Durchführen von Verfahren
  • Fördern der Zusammenarbeit zwischen Teams, Disziplinen und Facilitys
  • Verbessertes Verständnis und Wissen
  • Effizientere Kommunikation
  • Motivieren und Informieren anderer

Was können Sie mit ArcGIS erreichen?

Mit ArcGIS haben Sie die folgenden Möglichkeiten:

Betrachten wir diese Bereiche einmal im Detail.

Erstellen, Freigeben und Verwenden intelligenter Karten

Karten stellen eine effiziente Methode dar, große Informationsmengen auf allgemein verständliche Weise zu organisieren, zu erfassen und darzustellen. Mit ArcGIS können Sie eine große Vielfalt an Karten erstellen, darunter Webkarten, auf die über Browser und mobile Geräte zugegriffen werden kann, großformatig gedruckte Kartenlayouts, Karten in Berichten und Präsentationen, Grundbücher, Atlanten, in Anwendungen eingebettete Karten usw. Unabhängig von der Veröffentlichungsmethode handelt es sich bei ArcGIS-Karten um intelligente Karten, mit denen umfassende Layer mit geographischen und beschreibenden Informationen verschiedener Quellen angezeigt, integriert und zusammengeführt werden können.

ArcGIS-Kartencollage

In mit ArcGIS erstellten Karten werden Informationen angezeigt und gleichzeitig verwendet, um Abfragen und Analysen sowie Planungs- und Verwaltungsaufgaben zu unterstützen. Hierbei handelt es sich um ein Schlüsselkonzept von ArcGIS: Die Karten sind sowohl ein Endprodukt der GIS-Aufgaben als auch ein Werkzeug für diese Aufgaben. Bei einer ArcGIS-Karte handelt es sich um ein interaktives Fenster, mit dem Sie geographische Informationen visualisieren, untersuchen, analysieren und aktualisieren können. Mit ArcGIS können Sie Karten erstellen, die nicht nur zum Anzeigen von Informationen dienen, sondern auch zum Ermitteln und Verstehen von Mustern und Beziehungen, zum Durchführen von Analysen und Modellierungen für das Lösen bestimmter Probleme, zum Visualisieren und Nachverfolgen des Status, zum Ermöglichen der Dateneingabe und -erfassung sowie zum Kommunizieren von Ideen, Plänen und Entwürfen.

Ihre ArcGIS-Karte beginnt mit einer hervorragenden Grundkarte. ArcGIS verfügt über eine Reihe integrierter Grundkarten, darunter topografische, Bilddaten-, Straßen-, Terrain-, Seekarten usw. Zudem sind viele weitere Spezialgrundkarten wie z. B. hydrologische, Landnutzungs- und geologische Grundkarten verfügbar. Sie können auch eigene Grundkarten erstellen. So kann beispielsweise eine Stadtverwaltung eine standardisierte Grundkarte mit den Flurstücken und der Infrastruktur der Stadt erstellen. Wenn eine Grundkarte ausgewählt wurde, können umfassende Layer mit operativen Daten hinzugefügt, Symbole, Beschriftungen und Maßstabsbereiche ausgewählt sowie Pop-up-Fenster konfiguriert werden, die den Schlüsselattributen der Karten-Features entsprechen. Sie können für den jeweiligen Kartenzweck zusätzliche Werkzeuge konfigurieren, z. B. Bearbeitungswerkzeuge, den Zugriff auf Analysemodelle, Zeitschieberegler usw. Kartenvorlagen vereinfachen das Erstellen und die Produktion von Karten. Nach dem Erstellen einer GIS-Karte können alle Benutzer, für die diese freigegeben wurde, auf sie zugreifen und mit ihr arbeiten.

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Zusammenstellen geographischer Informationen

Mit ArcGIS können Sie Daten verschiedener Quellen in einer einzelnen, schlüssigen geographischen Ansicht zusammenführen. Diese Datenquellen enthalten Informationen aus geographischen Datenbanken, Tabellendaten aus Datenbankmanagementsystemen (DBMS) und weiteren Unternehmenssystemen, Dateien, Kalkulationstabellen, KML- und CAD-Daten, Fotos und Videos mit Geotags, Live-Feeds von Sensoren, Luft- und Satellitenbilder usw. Tatsächlich können jegliche Informationsdatensätze mit geographischen Verweisen wie z. B. Straßen- oder Städtenamen, Flurstücks-IDs, GPS-Koordinaten usw. auf einer Karte lokalisiert und geöffnet werden. Verwendungsbereite zuverlässige geographische Daten von Esri, Datenanbietern und Tausenden von GIS-Behörden und -Unternehmen in aller Welt können eingebunden werden.

Wildlife Operational Areas—Deepwater Horizon/BP
Diese detaillierte Karte wurde vom U.S. Fish and Wildlife-GIS-Team im Rahmen des Mississippi Canyon 252-Ölkatastropheneinsatzes (Deepwater Horizon/BP) erstellt. Sie kombiniert IKONOS-Bilddaten, Verkehrsinformationen, natürliche Ressourcen und Gemarkungsgrenzen von ArcGIS Online mit dem aktuellen Einsatzbereitstellungsstatus einschließlich der Grenzen für die Einheiten von Bund, Ländern und Gemeinden, Einsatzleitungsposten, Lufteinsatzbasen und Tierversorgungseinrichtungen.

ArcGIS erleichtert das Erstellen geographischer Daten zusätzlich, da eine intelligente Digitalisierung möglich ist, mit der Features direkt auf einer Karte dargestellt und in der geographischen Datenbank des Systems gespeichert werden können. Zu den Datenerfassungs- und Bearbeitungswerkzeugen gehören vorlagenbasierte Feature-Paletten, mit denen die Daten konsistent erfasst werden können. Durch die Verwendung von mobilen und Webtechnologien können Datenerfassungsanwendungen im Außendienst bereitgestellt werden. Zudem können diese von der allgemeinen Öffentlichkeit verwendet werden, z. B. wenn Bürger der Stadtverwaltung Graffiti melden möchten. Diese Eingaben können umgehend zur Prüfung, Berichterstellung und Arbeitsauftragsverarbeitung in das GIS integriert werden. Dank dieser Arten von mobilen und Crowdsourcing-Karten wird die Möglichkeit von Unternehmen, aktuelle Daten für ihr GIS zu erfassen und auf sich rasch verändernde Situationen wie z. B. Notfälle zu reagieren, zunehmend verbessert.

Feature-Palette für die Landnutzung
Für diese Karte wird eine Feature-Palette der Landnutzungstypen verwendet, um Landnutzungszonen auszuweisen. Sie können potenzielle Zonen skizzieren (umreißen), um verschiedene Landnutzungsmöglichkeiten zu visualisieren und zu analysieren.

Diese Möglichkeit, Daten verschiedener Quellen zusammenzuführen, ist insbesondere dann hilfreich, wenn die Informationen ständigen Änderungen unterliegen. Auf diese Weise können Situationsstatuskarten und Echtzeit-Live-Dashboards erstellt werden. Die wichtigsten operativen Layer der Datenbank können mit Live-Updates überlagert werden, die von Sensoren, anderen Unternehmenssystemen oder Websites gestreamt werden. Diese Karten bieten einen leicht verständlichen Bericht zum aktuellen Status des Betriebs eines Unternehmens oder einer humanitären Katastrophe, auf den viele Benutzer zugreifen können, um ein gemeinsames Einsatzprofil zu erstellen, mit dem Planer, Entscheidungsträger und die Einsatzkräfte über einen minutengenauen Status verfügen.

Erstellen und Verwalten geographischer Datenbanken

Geographische Datenbanken bilden den Kern professioneller GIS-Aufgaben. Mit einer geographischen Datenbank können geographische Informationen in strukturierter Form gespeichert werden, um eine problemlose Verwaltung, Aktualisierung, Wiederverwendung und Freigabe zu gewährleisten. Mit ArcGIS können Sie unabhängig davon, ob Sie selbstständig oder in einem großen Unternehmen arbeiten, geographische Datenbanken entwerfen, erstellen, verwalten und verwenden. In der Regel werden in den geographischen Datenbanken die wichtigen grundlegenden Daten-Layer eines GIS gespeichert und verwaltet. Hierbei handelt es sich um Layer wie z. B. Flurstücke, Verwaltungsgrenzen, Versorgungsnetze, Facilitys, Wasserwirtschaft, Höhendaten, Böden usw. Diese zentral verwalteten Daten können in ArcGIS auf beliebige Weise präsentiert, verarbeitet, veröffentlicht und mit Symbolen versehen werden.

ArcGIS unterstützt sehr große Mehrbenutzer-Datenbanken, in denen Daten gleichzeitig von mehreren Benutzern verwendet und bearbeitet werden können, sodass der Zugriff, die Verwaltung und das Aktualisieren durch verschiedene Benutzer unterschiedlicher Arbeitsgruppen und Abteilungen ermöglicht werden. So können beispielsweise Aktualisierungen gleichzeitig von Innen- und Außendienstmitarbeitern durchgeführt werden. Zudem werden die jeweils vorgenommenen Änderungen beiden Gruppen umgehend angezeigt. Diese Mehrbenutzer-Datenbanken werden in relationalen Enterprise-Standarddatenbanksystemen wie Oracle, SQL Server, PostgreSQL, Informix und DB2 implementiert.

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ArcGIS unterstützt eine Reihe von Workflows, mit denen das Verwalten großer geographischer Datenbanken vereinfacht wird. So kann beispielsweise in Außendienstsituationen, in denen keine Verbindung zur übergeordneten Datenbank aufrecht erhalten werden kann, ein Bereich der Datenbank auf ein mobiles Gerät ausgecheckt werden, sodass Bearbeitungen vorgenommen und in der übergeordneten Datenbank übernommen werden können. Daten können auch zwischen verschiedenen Geodatabase-Replikaten repliziert werden, z. B. zwischen verschiedenen Filialstandorten. Die jeweils separat in den einzelnen Datenbanken vorgenommenen Änderungen können anschließend für alle Replikate synchronisiert werden. Auch können historische Archive erstellt werden, sodass die im Lauf der Zeit an den Daten vorgenommenen Änderungen geprüft und nachverfolgt werden können. Diese Workflows sind insbesondere für Anwendungen wie Anlagenmanagement, Flurstücksdatensätze, Infrastrukturbetrieb und Einrichtungskonstruktion von Bedeutung.

Lösen von Problemen mit räumlicher Analyse

Die räumliche Analyse ist einer der interessantesten und bemerkenswerten Aspekte eines GIS. Mit der räumlichen Analyse sollen aus Ihren Daten neue Informationen abgeleitet werden, um bessere Entscheidungen treffen zu können. Zwar handelt es sich auch beim Darstellen und Anzeigen von Daten auf Karten (die ohnehin zum Interpretieren der dargestellten Muster und Beziehungen einladen) mithilfe von Symbolen um eine Form der Analyse, doch die räumliche Analyse geht einen Schritt weiter, indem geographische, statistische und mathematische Vorgänge auf die Kartendaten angewendet werden. ArcGIS verfügt über Hunderte von Analysewerkzeugen und -verfahren, mit denen viele Probleme gelöst werden können, vom Suchen nach Features anhand bestimmter Kriterien über das Modellieren natürlicher Prozesse bis hin zum Wasserfluss auf einem bestimmten Terrain oder dem Verwenden räumlicher Statistiken, um zu ermitteln, welcher Beispielpunktsatz für Phänomene wie die Luftqualität oder Bevölkerungsmerkmale aussagekräftig ist.

Mithilfe von ArcMap kartiertes Tornadofolgenmodell
Dieser Screenshot von ArcGIS for Desktop zeigt ein Modell für das Ermitteln der wahrscheinlichen Folgen von Tornados sowie dessen Ergebnisse.

Unabhängig vom Komplexitätsgrad können Sie mit einer räumlichen Analyse Muster und Beziehungen ermitteln, die andernfalls verborgen blieben. Auf diese Weise werden Ihre Daten zu praktisch umsetzbarem Wissen. Sie können die Eingaben verschiedener Datenquellen kombinieren und vollständig neue Informationssätze ableiten, die dann für andere als Eingaben für weitere Analysen freigegeben werden können. Die Ergebnisse der räumlichen Analyse können in Karten und Berichten präsentiert werden. ArcGIS verfügt über ein umfassendes Toolset zum Erstellen von Visualisierungen räumlicher Eigenschaften wie z. B. Dichte, Verteilung, Clustering, Fluss, Nähe und Verbindungen. Zudem können Karten und Anwendungen erstellt werden, die allen Benutzern den Zugriff auf Ihre Analysemodelle und -verfahren ermöglichen.

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Einige der wichtigsten Analysewerkzeuge von ArcGIS beinhalten Überlagerungen, sodass Geometrien und Attribute verschiedener Layer, Dichte-Mappings, Cluster-Analysen zum Ermitteln von Nachbarschaften, Nachbarschaftsanalysen sowie Oberflächen- und Zeitanalysen für veränderliche Phänomene kombiniert werden können. Mithilfe der 3D-Analyse können Sie mit dem Terrain und anderen volumetrischen Daten arbeiten, um die Sichtbarkeit, das Gefälle usw. zu analysieren. Netzwerkanalysen für Verkehrsnetzwerke und Versorgungsinfrastrukturen umfassen das Suchen von Routen, das Ableiten von Einzugsgebieten, das Flottenmanagement, Schematics usw.

Bei Analysen in ArcGIS werden in der Regel zunächst das Problem und die beteiligten Faktoren umrissen. Anschließend werden die Eingabedaten erfasst und verstanden, um die entsprechenden verfügbaren Analysewerkzeuge auszuwählen. Die Daten können verarbeitet werden, um sie in eine für das ausgewählte Verfahren geeignete Form zu bringen. So können beispielsweise Punktdaten für Probemessungen interpoliert werden, um eine fortlaufende Datenoberfläche zu erhalten, die anschließend mit anderen Oberflächendaten kombiniert werden kann. Modelle und Geoverarbeitungsskripte können zum Automatisieren von Verfahren mit mehreren Schritten erstellt werden. Diese Modelle und Skripte können im Gegenzug veröffentlicht und in der GIS-Community freigegeben werden.

Erstellen kartenbasierter Anwendungen

Mit dem Erstellen von Anwendungen verwandeln Sie Ihre ArcGIS-Karten, -Daten, -Werkzeuge und -Kenntnisse in Informationsprodukte, die von allen verwendet werden können. Auf diese Weise können Sie Ihre GIS-Investition nutzen, indem Ihre Karten und Funktionen in einer Vielzahl von Situationen eingesetzt werden können.

Anwendungen können im Internet, auf Desktopcomputern sowie auf Smartphones, Tablets und anderen mobilen Geräten bereitgestellt werden. Kartenbasierte Anwendungen werden von einem breiten Publikum verwendet, das von Bürgern über Außendienstmitarbeiter bis hin zu Wartungspersonal, Wissenschaftlern, Managern und Führungskräften reicht. Anwendungen können allgemeinen Zwecken dienen (z. B. an die Öffentlichkeit gerichtete Webanwendungen mit den von Ihrem Unternehmen angebotenen Services) oder bestimmte Spezialaufgaben und -aktivitäten unterstützen, z. B. mobile Anwendungen für Außendienstingenieure oder Live-Dashboards für Betriebsleiter.

Zudem können Sie mit ArcGIS vorhandenen Anwendungen Karten und GIS-Funktionen hinzufügen. So kann zum Beispiel in die interne Anwendung für Versicherungsansprüche eines Versicherungsunternehmens eine Komponente zur Kartenerstellung eingebettet werden. Zudem kann ArcGIS verwendet werden, um Karten in Unternehmensportale wie z. B. Microsoft Sharepoint, COGNOS und SalesForce einzubinden.

ArcGIS zeichnet sich dadurch aus, dass Sie kein Entwickler sein müssen, um Anwendungen erstellen zu können. So können Sie beispielsweise beim Erstellen einer Webkarte mit ArcGIS Online einen Feed Ihrer Karte zur Webanwendung erstellen, indem Sie die Option "Freigeben" und anschließend aus einer Reihe von Anwendungsvorlagen auswählen. Das Konfigurieren dieser Anwendungen ist unkompliziert.

In den Benutzercommunitys von ArcGIS Online finden Sie Anwendungsvorlagen für verschiedene Branchen. Zudem finden Sie dort zahlreiche generische Anwendungsvorlagen. So enthält beispielsweise die Gruppe für Webanwendungsvorlagen von ArcGIS Online konfigurierbare Vorlagen, die mit JavaScript erstellt wurden.

Zudem sind für Entwickler eine Reihe von Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs) und Softwareentwicklungskits (SDKs) ebenso verfügbar wie Codebeispielbibliotheken und weitere Ressourcen zum Erstellen benutzerdefinierter Anwendungen. Im Internet können Ihre Anwendungen die ArcGIS Services wie z. B. Karten- und Geoverarbeitungs-Services nutzen. APIs sind für JavaScript, Adobe Flex und Microsoft Silverlight verfügbar. Außerdem wird HTML5 unterstützt. Mobile Entwicklungs-SDKs sind für Apple iOS, Android, Windows Phone und Windows Mobile verfügbar. Für Desktopanwendungen verfügt ArcGIS Runtime über eine Sammlung von Komponenten und APIs für WPF und Java.

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Kommunizieren und Freigeben von Informationen durch leistungsstarke Geographie und Visualisierung

Das Kommunizieren und Freigeben Ihrer Arbeit ist möglicherweise der Teil Ihres GIS, der Ihnen am meisten Freude macht. Die Welt möchte Ihre Karten kennen lernen. Obwohl die Menschen GIS aus vielen Gründen einsetzen, sollte es auch als hilfreiches und leistungsstarkes Kommunikationswerkzeug betrachtet werden. Egal ob es sich bei Ihren Adressaten um die breite Öffentlichkeit, Planer, Führungskräfte, gewählte Regierungsvertreter, Kunden, Studenten oder Ihre Kollegen handelt: Letztlich möchten Sie GIS so verwenden, dass all diese Anwender die Inhalte auf einen Blick verstehen. Das ArcGIS-System und die Version 10.1 vereinfachen die Kommunikation und Freigabe Ihrer Arbeit und geben den Menschen leistungsstarke Karten, Visualisierungen und Funktionen an die Hand, ohne dass es sich um GIS-Fachleute handeln muss.

Sie können ArcGIS-Karten im Internet als benutzerfreundliche Webkarten mit optimaler Performance veröffentlichen, auf die auch von Smartphones und Tablets wie z. B. dem Apple iPad zugegriffen werden kann. Überall auf der Welt ist man bereits erfahren im Umgang mit Karten im Internet und auf mobilen Geräten. Nun wartet die Welt auf Ihre Karten. Mit ArcGIS Explorer können Sie Präsentationskarten mit Folien erstellen, mit denen die Karte online als Präsentation angezeigt werden kann. Mithilfe dieser Präsentationen können Sie Ihre geographische Geschichte erzählen, indem Sie beispielsweise eine interaktive Tour für einen möglichen neuen Transitkorridor bereitstellen. Anders als PowerPoint-Folien sind Kartenpräsentationsfolien vollständig dynamisch, sodass die Benutzer die Karte vergrößern und schwenken und auf die Karten-Features klicken können, um mehr zu erfahren, bevor sie zur nächsten Folie wechseln.

Sie können einen neuen Typ kartenbasierter Informationsprodukte erstellen, den wir als Kartengeschichte bezeichnen. Hierbei handelt es sich um ansprechende und benutzerfreundliche Webanwendungen, die sich auf ein bestimmtes Thema konzentrieren. Diese Kartengeschichten eignen sich ideal zum Motivieren und Unterrichten von Menschen, unabhängig davon, ob es sich um die ganze Welt, den Bürgermeister Ihrer Stadt oder die Führungskräfte Ihres Unternehmens handelt.

Um weitere Kartengeschichten anzuzeigen, besuchen Sie die Storytelling with Maps-Startseite.

ArcGIS verfügt über einige hochinteressante neue Werkzeuge für das Erstellen von 3D-Visualisierungen, darunter das fotorealistische Rendering von Städten. Diese 3D-Karten vereinen zuverlässige Daten aus geographischen Datenbanken (einschließlich einer 3D-Datenabfrage) mit der Aussagekraft und der Vertrautheit einer 3D-Visualisierung. Es können ansprechende animierte Videos erstellt werden, in denen Daten wie z. B. die Analyseergebnisse durchflogen werden und die das einfache Erkennen von langfristigen Veränderungen ermöglichen.

In der 3D-Community finden Sie weitere 3D-Ressourcen.