Tabellenanalyse und -management

Nahezu alle GIS-Daten werden in Form einer einfachen Datenbanktabelle gespeichert und dargestellt. Feature-Classes sind beispielsweise Tabellen mit einem Shape-Attribut (ein Attribut in einer Tabelle wird ebenfalls als Feld oder Spalte bezeichnet), Raster können als Tabellen mit Attributen angezeigt werden, und die meisten GIS-Datenbanken verfügen über eigenständige Tabellen mit Attributen, für die über ein gemeinsames Attribut Beziehungen mit anderen Tabellen hergestellt werden können. Beim Erstellen einer Datenbank oder beim Durchführen von Analysen verbringen Sie den Hauptteil der Zeit mit dem Verwalten von Tabellen, dem Hinzufügen und Berechnen neuer Attribute, dem Kopieren von Tabellen oder Tabellenzeilen von einer Position an eine andere, dem Konvertieren von Tabellen mit Textzeichenfolgen für Koordinatenwerte in Features, dem Herstellen von Beziehungen zwischen Tabellen oder dem Berechnen von Summenstatistiken.

In einigen Analysen müssen GIS-Daten in Form von Tabellen für andere Anwendungen extrahiert werden, oder Sie benötigen Tabellendaten aus einer anderen Anwendung als Eingabe für das GIS. Häufig werden Datasets in mehreren Geoverarbeitungsschritten geändert und miteinander kombiniert, wodurch eine Feature-Class mit vielen Attributen erhalten wird, die aus anderen Daten abgeleitet sind. Diese können ausgewählt oder zusammengefasst werden, um tabellarische Ergebnisse zu erzeugen.

Erstellen von GIS-Daten aus Tabellen

Verbinden von Tabellen

Ein häufig angewendetes Verfahren besteht im Verbinden von Datentabellen (z. B. mit demographischen oder medizinischen Statistiken) mit einer Reihe von geographischen Features, um sie grafisch darzustellen. Dies erfordert, dass die betreffende Tabelle und die geographischen Features ein Schlüsselfeld gemeinsam verwenden, beispielsweise einen Namen oder einen ID-Code.

Im folgenden Beispiel wird veranschaulicht, wie GIS-Features zusätzliche Attribute zugewiesen werden können, indem eine Verbindung mit Daten aus einer anderen Tabelle hergestellt wird. Diese Feature-Class mit Counties von Iowa weist Namens- und FIPS-Code-Attribute auf, die als Schlüsselfelder für eine Tabellenverbindung verwendet werden können.

Die Standalone-Tabelle enthält Informationen über die Sojabohnenernte für die einzelnen Counties von Iowa. Darüber hinaus enthält sie Namens- und FIPS-Code-Attribute, mit denen Verbindungen mit den County-Features hergestellt werden können.

Nachdem die Erntedaten mit den County-Features verbunden wurden, können Sie die County-Features mithilfe der Felder aus der Erntetabelle symbolisieren, beschriften oder auswählen.

Beim Verbinden von Daten aus verschiedenen Quellen ist eine genaue Übereinstimmung der Datentypen und Datenwerte der Schlüsselfelder unerlässlich. Wenn ein Feld einen numerischen Typ aufweist, während das andere Text enthält, können die Felder nicht verbunden werden. Zum Beheben dieses Problems können Sie ein neues Feld in einer der Tabellen erstellen, das denselben Datentyp wie das Feld in der anderen Tabelle aufweist, und dann die Werte aus dem nicht übereinstimmenden Feld im neuen, übereinstimmenden Feld berechnen. Wenn ein Schlüsselwert falsch geschrieben ist, unterschiedliche Schreibweisen aufweist oder Rechtschreibfehler bzw. zusätzliche Zeichen (wie ein führendes Leerzeichen) enthält, werden die Datensätze mit den nicht übereinstimmenden Schlüsseln ebenfalls nicht verbunden.

Erstellen von Features aus Tabellen

Eine weitere häufige Vorgehensweise besteht darin, räumliche Informationen aus Tabellendaten zu erstellen.

XY-Ereignisse

Die einfachste dieser Methoden besteht darin, ein XY-Ereignis-Layer aus einer Tabelle zu erstellen, die ein Feld für X-Koordinaten und ein Feld für Y-Koordinaten enthält. Im folgenden Beispiel wird veranschaulicht, wie eine einfache Tabelle mit Koordinaten und anderen Daten in Punktereignisse konvertiert werden kann.

Die anhand der Tabelle erstellten Punktereignisse weisen ein Verhalten wie eine Feature-Class auf, und sie können mit den Attributen in der Tabelle symbolisiert und beschriftet werden.

Geokodierung

Sie können auch Punkte erstellen, indem Sie Werte in einer Tabelle mit einer Referenz-Feature-Class abgleichen. Ein geeignetes Verfahren hierfür ist die Geokodierung, bei der die Tabelle Adresseninformationen und die Referenz-Feature-Class Angaben zu Straße und Verwaltungsbezirk enthält.

Im folgenden Beispiel ist ein aus einer Adresse erstellter Punkt dargestellt, dabei wurde die Adresse anhand der Referenz-Straßendaten geokodiert.

Lineare Referenzierung

Eine weitere Möglichkeit besteht im Abgleich von Standorten anhand von Entfernungen entlang einer Linie. Dieser Vorgang wird als lineare Referenzierung bezeichnet. Mithilfe dieser Methode können Punktereignisse in einer bestimmten Entfernung entlang einer Linie oder Linienereignisse erstellt werden, die der Linie von einer bestimmten Position zu einer anderen Position folgen.

Im folgenden Beispiel sind Punktereignisse veranschaulicht, die durch den Abgleich einer Tabelle mit Entfernungswerten und Routenkennungen mit einer Line-Feature-Class generiert wurden, die Routen-Features mit Messwerten enthält.

Im folgenden Beispiel sind Linienereignisse veranschaulicht, die durch den Abgleich einer Tabelle mit Von- und Bis-Messwerten und Routenkennungen mit einer Line-Feature-Class generiert wurden, die Routen-Features mit Messwerten enthält.

Analyse von Tabellendaten

Beim Analysieren von Tabellendaten wird häufig bestimmt, wie viele Elemente einer bestimmten Kategorie angehören, oder die Verteilung von Werten für eine Reihe von Elementen wird untersucht. Häufig sind die zu untersuchenden Elemente von vielen anderen Elementen umgeben, die sich von ihnen leicht (oder stark) unterscheiden. Zum Bestimmen von Features anhand dieser Unterschiede müssen oft Daten aus verschiedenen Quellen miteinander kombiniert werden, indem Tabellen verbunden oder räumliche Verbindungen und Überlagerungen erstellt werden. Anschließend müssen Werte in Feldern ausgewählt und berechnet werden.

Bestimmen der Anzahl

Gelegentlich verfügen die Features im GIS über Attribute, die analysiert werden sollen, indem die Summe von Feldern für ausgewählte Features oder die Häufigkeit eines bestimmten Feature-Typs ermittelt wird. Mithilfe der Werkzeuge Summenstatistik und Häufigkeit (Frequency) in der Toolbox "Statistics" können Sie diese Statistiken für ein oder mehrere Felder berechnen und die Ergebnisse entsprechend den Werten in einem weiteren Feld zusammenfassen. Dies kann sowohl bei der Berichterstellung als auch beim Durchführen von Analysen hilfreich sein.

Das Berechnen der Häufigkeit mit dem Werkzeug Häufigkeit (Frequency) ermöglicht es Ihnen festzustellen, wie viele Elemente in eine bestimmte Kategorie fallen. Sie können das Werkzeug beispielsweise für eine Reihe von Flurstücken ausführen, um zu ermitteln, wie viele von diesen zu bestimmten Landnutzungskategorien gehören. Die Untersuchung der Häufigkeitsverteilung für die Kategoriedaten ist ein wichtiger erster Schritt in vielen Analysen.

Dieser Häufigkeitstabelle kann entnommen werden, dass beinahe fünfmal so viele Wohngebiet-Flurstücke wie Büro-Flurstücke vorhanden sind und dass nur ein kleiner Teil der Flurstücke auf die Kategorien Versorgungseinrichtungen und Behörden entfällt.

Häufigkeitsinformationen für ein Feld in einer Tabelle können in ArcMap auch abgerufen werden, indem Sie im Tabellenfenster mit der rechten Maustaste auf die Überschrift des betreffenden Feldes klicken und anschließend "Statistiken" auswählen.

Untersuchen der Verteilung von Werten

Mit der Summenstatistik können Sie quantifizieren, wie viele Elemente einer Grundgesamtheit bestimmten Features zuzuordnen sind. Anstatt lediglich "Häufigkeit (Frequency)" auszuführen und zu bestimmen, wie viele Flurstücke der einzelnen Typen vorhanden sind, können Sie das Werkzeug "Summenstatistik" für die Flurstücke ausführen, um die Gesamtfläche (Summe) der Flurstücke in den einzelnen Kategorien zu ermitteln oder zu bestimmen, wie groß die Flurstücke der einzelnen Typen im Durchschnitt (Mittelwert) sind.

Dieser Tabelle mit den Summenstatistiken können Sie entnehmen, dass zwar mehr gewerblich genutzte Flurstücke als behördlich genutzte Flurstücke vorhanden sind, beide jedoch eine ähnlich große Fläche des Stadtgebiets einnehmen. Dies legt nahe, dass Flurstücke mit Behörden und Versorgungseinrichtungen tendenziell größer sind als Flurstücke mit Büros, Wohngebieten und Industrieanlagen.

Mithilfe des Werkzeugs "Summenstatistik" können Sie auch die Verteilung von Werten für mehrere Features untersuchen. Sie können beispielsweise Minimalwerte und Maximalwerte der Höhenangaben für verschiedene Pflanzensorten im Untersuchungsgebiet, die Preisspannen für Gebäude einer bestimmten Art in einem Gebiet oder die Durchschnittsbeträge vergleichen, um welche die Preise für Gebäude des betreffenden Typs vom Durchschnittspreis abweichen (die Standardabweichung).

Sie können Tabellen in ArcMap auch zusammenfassen, indem Sie im Tabellenfenster mit der rechten Maustaste auf die Spaltenüberschrift des Feldes klicken und anschließend den Befehl "Feldstatistik" auswählen.

Weitere Informationen zum Arbeiten mit Statistiken in GIS finden Sie unter Statistische Analyse.

Zählen von Datensätzen

Gelegentlich muss Ihnen bekannt sein, wie viele Datensätze in einer Tabelle oder einer Auswahl vorhanden sind. Diese Informationen können beispielsweise in einem Modell oder einem Skript verwendet werden, das eine Analyse oder einen Berichterstellungsprozess automatisiert. Das Werkzeug Anzahl erhalten gibt die Anzahl der Features oder Zeilen in einer Feature-Class, einer Tabelle oder einem Layer zurück. Dabei werden Auswahlbereiche, Tabellensichten und Layer berücksichtigt, die auf Abfragen basieren. Sie können das Werkzeug "Anzahl erhalten" in einem Schleifenskript verwenden, das eine Position mit einer zunehmend größeren Entfernung puffert und die Features im Puffer auswählt, bis eine bestimmte Anzahl von Features ausgewählt wurde.

Verwaltung von Tabellendaten

Berechnen von Werten

Mit dem Werkzeug Feld berechnen werden Werte in einem oder mehreren Feldern auf mathematische Weise kombiniert bzw. geändert. Diese Berechnungen können sehr einfach sein, beispielsweise wenn ein bestimmtes Feld für alle Features mit "23" oder für alle ausgewählten Features mit "true" berechnet wird oder wenn Werte in mehreren Feldern miteinander kombiniert werden. Sie können z. B. ein Bevölkerungsfeld durch ein Flächenfeld dividieren, um Werte für die Bevölkerungsdichte zu erhalten, oder Sie können Textwerte für Hausnummer, Straßenname und Straßenart in einem einzigen Adressenfeld miteinander verketten. Häufig fügen Sie mithilfe des Werkzeugs Feld hinzufügen ein neues Feld hinzu, das die Ergebnisse der Berechnung enthalten soll.

Verbinden von Tabellen

Mit dem Werkzeug Verbindung hinzufügen werden häufig in einem Analyseschritt abgeleitete Tabellendaten mit anderen Daten kombiniert. Wenn Tabellen ein Schlüsselwert (z. B. eine Feature-ID oder ein Name) gemeinsam ist, können sie verbunden werden. Die Daten in beiden Tabellen können dann gleichzeitig analysiert werden. Dieses Werkzeug kann nur für Feature-Layer oder Tabellensichten verwendet werden, die im ArcMap-Inhaltsverzeichnis enthalten sind, oder mit den Werkzeugen Feature-Layer erstellen und Tabellensicht erstellen. Die Verbindung ist temporär und besteht nur für die Dauer der Sitzung. Sie können die verbundenen Ergebnisse mit den Werkzeugen Features kopieren oder Zielen kopieren in einer neuen Feature-Class oder Tabelle speichern oder die Daten in ArcMap exportieren.

Attributindizes

Durch das Indizieren eines Feldes können Zeilen mit dem betreffenden Attribut effizienter ausgewählt werden. Sie können das Werkzeug Attributindex hinzufügen zum Indizieren eines Felds verwenden.

Subtypes und Attributdomänen

Wenn eine Tabelle in einer Geodatabase gespeichert ist, können Subtypes für die Features und Attribute erstellt werden. Mit Subtypes können Sie Feature-Classes und Tabellen basierend auf Attributwerten in logische Gruppen aufteilen. Zudem können Sie dadurch mit einer Teilmenge von Features in einer Feature-Class oder von Zeilen in einer Tabelle arbeiten. Mithilfe von Subtypes können diesen Teilmengen einheitliche Attribute und ein einheitliches Verhalten zugewiesen werden.

Weitere Informationen zu Werkzeugen zum Erstellen und Verwalten von Subtypes

Domänen bieten eine Methode zum Definieren von Wertebereichen, die für mehrere Attributfelder verwendet werden können. Mithilfe von Domänen können Sie die Datenintegrität sicherstellen, indem Sie die Anzahl der möglichen Werte für bestimmte Felder einschränken.

Weitere Informationen zu Werkzeugen zum Erstellen und Verwalten von Domänen

Tabellensichten

Eine Tabelle ist eine physische Tabelle auf dem Datenträger oder in einer Datenbank dar. Eine Tabellensicht ist eine temporäre Tabelle im Speicher des Computers, die wie eine physische Tabelle verwendet werden kann. Typischerweise wird eine Tabellensicht mit einer Abfrage (beispielsweise einer SQL Select-Anweisung) erstellt, sodass in der Tabellensicht nur eine Teilmenge der Datensätze aus der physischen Tabelle enthalten sind.

Mit dem Werkzeug Tabellensicht erstellen wird eine Tabellensicht aus einer Eingabe-Tabelle erstellt. Dagegen wird mit dem Werkzeug Abfragetabelle erstellen eine Tabellensicht aus vielen Eingabe-Tabellen erstellt, die verbunden werden können.

Wenn Sie eine Tabellensicht in einer physischen Tabelle speichern möchten, verwenden Sie das Werkzeug Zeilen kopieren.

Erstellen einer Pivot-Tabelle

Mit dem Werkzeug Pivot-Tabelle können Sie die Redundanz in einer großen Tabelle verringern. Dies ist hilfreich beim Konvertieren bestimmter CAD-Datenstrukturen in GIS-Features sowie beim Konvertieren einer langen Liste von Messstationen und -werten mit Kommas als Trennzeichen in eine Tabelle. Einzelwerte in einem Feld (dem Pivot-Feld) werden in der Ausgabe-Tabelle zu Spaltenüberschriften.

Raster-Tabellen

Häufig enthalten die Pixelwerte von Rastern diskontinuierliche Ganzzahlwerte, die die enthaltenen Daten klassifizieren, beispielsweise eine Vegetationsart. Ein Pixelwert von 1 steht beispielsweise für Waldflächen, während mit einem Pixelwert von 2 Sumpfgebiete dargestellt werden. Für solche Raster empfiehlt es sich, eine Raster-Attributtabelle zu erstellen, in der die einzelnen eindeutigen Pixelwerte beschrieben werden, und mit der viele der oben beschriebenen Tabellenoperationen ausgeführt werden können. Mit dem Werkzeug Raster-Attributtabelle erstellen können Sie Raster-Attributtabellen erstellen und aktualisieren.

Tabellenwerkzeuge

Es sind Dutzende von Werkzeugen zum Verwalten und Bearbeiten von Tabellen und Tabellenattributen verfügbar. Die meisten dieser Werkzeuge befinden sich in der Toolbox "Data Management".

Toolbox	Beschreibung
Toolbox "Analysis"/Toolset "Statistiken"	Hier sind die Werkzeuge "Häufigkeit (Frequency)" und "Summenstatistik" verfügbar.
Toolbox 'Conversion'	Hiermit können Daten in ArcGIS-Formate konvertiert werden.
Toolbox 'Geocoding'	Hiermit können Tabellen mit Adressen in Punkt-Features konvertiert werden.
Toolbox 'Linear Referencing'	Hiermit können Tabellen mit Koordinaten [Route, Messwert] in Punkt-Features konvertiert werden.

Tabellenvorgänge