Modul GEO143 (Kartographie II)

B.Sc. Geographie, 1. Studienjahr, Pflichtmodul,

Angebot: jährlich im SS, Arbeitsaufwand 5LP, 150 Arbeitsstunden,

Arbeitsform: Vorlesung & Selbststudium, praktische Übungen am Rechner in Gruppenarbeit & Selbststudium,

Modulabschluss: durch Klausur (Noten 1-5)

 

Vorbereitung:

Wiederholung von Methoden der uni-, bi- und multivariaten Statistik, Kenntnisse über Grundlagen der Kartographie, erweitertes Software Verständnis.

Inhalte:

Dieses Modul vertieft den Lehrstoff des Moduls GEO 142 in Theorie und Praxis und führt ein in das Arbeiten mit Software der digitalen Kartografie und Geoinformationssystemen (GIS). Ziel ist der sichere Umgang mit GIS Analysemethoden und Werkzeugen der digitalen Kartografie. Neben grundlegenden methodischen Inhalten (geometrische und topologische Analysemethoden) werden Datenverschneidungen, 2- und 3D-Visualisierungen und klassische GIS-Analyse Szenarien erlernt. Im Rahmen von aus der Praxis abgeleiteten Themenstellungen wird in Kleinprojekten die Aufbereitung und Auswertung von räumlichen Daten und die Darstellung von Ergebnissen geübt. Die praktische Themenbearbeitung erfolgt in erster Linie über die Software ArcGIS/ArcView. 

Vollständige Beschreibung der Lehrveranstaltungsinhalte im Detail:

1.      Übersicht über GEO143, Modulorganisation, Vergabe der Übungsplätze, Einführung in ArcView (ArcGIS) Module, Extensions – Grundlagen und Begriffe, Literatur und Hilfen zu GEO143, (18.4)

2.  Datenmodelle: Einführung in die digitale Kartographie und Geo-Informationssysteme, Why GIS? Life is spatial! Geschichte der digitalen Kartografie/GIS, Eigenschaften geographischer Information: räumliche Autokorrelation,  Toblers First Law (TFL), „taming geographic monsters“, self-similairity, fraktale Geometrie, Vector-Raster Modell: Geometrie, Topologie, Vektor Datenformate und Eigenschaften (Coverage, Shapefile, E00), Rasterdatenmodell und –formate (GRID), Graphikdaten, Sachdaten vers. Geometriedaten, Konventionen in ArcGIS/ArcView, Karten in ArcView (Projekt, Thema, View, Layout), Ü2: thematische Karte in AV (vom View zum Layout).

3.  Digitalisierung, erzeugen von Vektorgeometriedaten, Topologie, Over/undershooting, Slivers, Verknüpfung von räumlichen Daten und Sachdaten, Darstellung von Sachdaten (mit Beispielen in AV), Attributierung, Join, Link, editieren von Geometriedaten in AV, Datenbeschaffung, Quellen, Behörden, Onlinequellen,  Einführung in die thematische Karte, Grundelemente einer Karte, Funktion und Sinn der Elemente einer Karte, Isoplethen, Choroplethen, Kartentypen, Legende, Klassierungsmöglichkeiten, Gliederungsmöglichkeiten,  Ü3: Digitalisierung und Attribut Join in ArcView + Maplayout.

4.  Projektionen – Georeferenzierung, Raumbezug, Geodätische Grundlagen, Netzentwürfe, Projektionen, Ellipsoid, Geoid, Koordinatensysteme, Gauß-Krüger und UTM, Kartenlayouts und Projektionen in ArcView und ArcGIS, Ü4: Kartengrid und Projektionen, Umprojektionen in AV (View, Datensatz umprojezieren).

5.  Digitale Kartografie Software Übersicht / Einführung in ArcGIS, GnuMappingTool (GMT), SW, Mapinfo, GRASS , Raster GIS Funktionalität in Erdas/Geomatica, ArcGIS: ArcInfo (ArcEdit, ArcPlot, Info, Tables), ArcScene, ArcMap, AML Scripting, Desktop GIS, Server GIS, Einführung in ArcMAP, ArcMap vers. ArcView 3.x, Ü5:  Attributabfragen und Erstellung eines Maplayouts.

6.  Geometrische GIS-Analysefunktionen, räumliche Abfragen, Anwendungsbeispiele, Spatial Analyst, Datenanalyse, Geometrische Overlay Methoden – Verschneidungen: Vektorverschneidung, Rasterverschneidung, Point in Polygon, Line in Polygon, Polygon in Polygon, Polygon Overlay, Buffering, Distanzflächen, Distanzberechnungen, Raster-Vector, Vector-Raster Konvertierung  Statistische Analysefunktionen, Statistische Methoden (deskriptiv, analytisch, Geostatistik), Mengenmethoden (Boolesche, relationale, Fuzzy-Algebra, Aggregation), Buffering in AV und ArcMap Ü6: Attributabfragen für den Bau von Windkraftanlagen + Buffering.

7.  Topologische GIS-Analysefunktionen (Netzwerkanalyse), Topologische Methoden im Netzwerk, (bester Weg, bester Standort, Reisendenproblem (travelling salesman problem - TGP), route tracing,  Nachbarschaftsanalyse, Standortplanung, Einführung in den ArcView Network Analyst, ggf. in Networkfunktionalität von ArcMap, Ü7 in ArcView: Network Analyst, fastest connection, shortest way.

8.  Tricks und Lügen der Kartografen, Generalisierung, Fälschungen, Fehler, Werbungen, Cartogramme, CartogramPlugins für AV, Karten zur Verteidigung, politische Propaganda, statistische Karten, Ü8

9.  Geodatenerfassung: Primärdatenerfassung, Sekundärdatenerfassung, Scannerverfahren, GPS, Tachymetrie, Triangulationsnetze, Sensoren, Flugzeugmessungen, Erfassungsmethoden raumbezogener Daten, Datenquellen, Digitalisierung, Photogrammetrie, Fernerkundung, ULE, Ü9.

10. Anwendung von GIS (Raum-, Land- und Umweltinformation): ALK, ALB, ALKIS, ATKIS, AAA Strategie, Fachinformationssysteme, Business & GIS, GIS & Management, Rauminformationssysteme,  Umweltinformationssysteme, Fachinformationssysteme, HAZUS-Beispiel, „Challenges for GIS“, Katastrophenschutz. Ü10

11. „Landscape Metrics“, Landschaftsstrukturmaße und Landschaftsökologie, Morans I und Gearys C, Variogramm, Korrelogramm, gewichtete Regressionen, Gravitationsmodelle,  Spatial Decision Support Systeme (SDSS) Komponenten und Konzepte, Wachstumsmodelle, Celluläre Automaten (SLEUTH, UPLAN, LUCAS), GRASS r.le und Fragstat Einführung.

12. Raum und Zeit im GIS/ in digitaler Kartografie, 2.5D vers. 3D GIS, volumetrisches GIS, Anwendungen in der Geologie – GoCAD, 2.5D  in ArcGIS, VRML, virtual GIS, FlyThrough Animationen, Google Earth, Earth Explorer, Nasa Wind, vers. ArcGlobe, 3D-Analyse in ArcView, ArcScene in ArcGIS, Ü11.

13. Multimedia GIS, GIS und Internet/ Internet Technologien, Geodatenservice, Mapserver, GIS-Server, GPS vers. DGPS Informationen, GPS Systeme, praktischer Einsatz in der Projektarbeit, Kartensätze für GPS-Geräte. Funktionsumfang im Geländeeinsatz, Multinationale GIS, Normung & Open GIS, Zukunft von GIS. 

14. Zusammenfassung von 1-13, Klausur Fragestunde, ULE Besprechung.

15. Klausur: (2 Stunden): keine zusätzlichen Materialien zugelassen. Hilfsmittel: Taschenrechner.

 

 Recommended Textbooks:

  • Longley, P.A., M.F. Goodchild, D.J. Maquire, D.W. Rhind 2005: Geographic Information Systems and Science, J.Wiley and Sons.
  • OLBRICH, G., QUICK, M. & SCHWEIKART, J. 1994: Computerkartographie. Heidelberg.
  • LIEBIG, W. 2001: Desktop-GIS mit ArcView. Leitfaden für den Anwender, 3. Auflage.- Wichmann Verlag, Heidelberg.
  • HAKE, G., GRÜNREICH, D. 1994: Kartographie, 7. Aufl., Berlin.
  • MONMONIER, M. 1996: Eins zu einer Million. Die Tricks und Lügen der Kartographen, 283 S., Basel.

 

   last update: 5.7.2007, Sören Hese