1. Entwicklung von Geoinformationssystemen

Da Geoinformationssysteme von vielen Entwicklungen unterschiedlichster Anwendungsgebiete abhängen, ist die Entwicklung von GIS eng mit den Innovationen der Informations- und Kommunikationstechnik verknüpft.
Eine enge Zusammenarbeit zwischen Industrie und Praxis hat seit Anfang der 80er Jahre in vielen Gebieten zu anwendungsreifen Lösungen geführt.

Folgende Abbildung zeigt wichtige technische Entwicklungen für die Grundsätze der Geoinformationssysteme.

entwicklung_GIS

Als Meilensteine in der GIS Entwicklung sind zu nennen:

  • Ausbau der Netzwerk Funktionen
  • Windows Systeme mit graphischer Oberfläche
  • mobile GIS
  • das Internet/Intranet um Daten weltweit auszutauschen
  • verschiedene Geoportale und Web Services
  • Earth Viewer als Geodaten-Visualisierer für die breite Masse

Google Earth führt seit 2004 die Kategorie der Earth Viewer an. Das Geo-Programm überlagert aktuelle Luftaufnahmen und Satellitenbilder mit Geodaten und zeigt sie in einem Höhenmodell der Erdoberfläche an.
Google Earth benutzt somit fast alle der grundlegenden Entwicklungen auf dem GIS Markt. Es basiert auf PC-Windows (seit 2006 erst für Mac erschienen), wird über das Internet an viele User verteilt und gibt es mittlerweile sogar auf mobilen Geräten.

2. Klassifizierung von Geoinformationssystemen

GIS werden eingeteilt nach Fachanwendung, Lebensdauer der Geodaten, räumliche Ausdehnung und Datenauflösung oder ihrer jeweiligen Systemarchitektur.

Klassifizierungsmerkmale sind:

  1. Fachanwendung
    1. Kommunale GIS (KIS)
    2. Netzinformationssysteme (NIS)
    3. Umweltinformationssysteme (UIS)
  2. Lebensdauer der Geodaten
    1. temporäre Speicherung (GIS-Projekte)
    2. persistente Speicherung (“echtes” Informationssystem)
  3. Räumliche Ausdehnung und Datenauflösung
    1. Größen: globales, regionales, lokales GIS
    2. Dimensionen: 2D / 3D / 4D
    3. Maßstäbe: Landinformationssysteme, Topographische Informationssysteme, Geographische Informationssysteme
  4. Systemarchitektur
    1. Desktop-GIS
    2. Client/Server-GIS (“High-End-GIS”)
    3. Internet-GIS
    4. Mobiles GIS
    5. GeoPortale und Geodateninfrastrukturen

3. Komponenten eines GIS

komponenten_gisDie Geoinformationssysteme setzen sich aus Hardware und Software, ihrer Daten und Anwendungen zusammen.
Dabei spielen die Geodaten wohl die bedeutendste Rolle. Diese werden entweder in der GIS-Anwendung selbst gespeichert, oder werden von einem Server abgerufen.

Die Basissoftware baut direkt auf die Datenbank auf. Es gibt viele Erweiturungen dieser Basissoftware, die spezielle Bedürfnisse der jeweiligen Fachanwendung in zusätzlichen Funktionen anbieten.

Die wichtigsten Funktionen eines GIS:

  • die Erfassung, Aktualisierung und Qualitätsverbesserung
  • Modellierung und Verknüpfung
  • Speicherung und Mehrfachnutzung
  • Recherche, Analyse, Simulation
  • anwenderbezogene Auskunft und Präsentation raumbezogener Informationen

4. Systemarchitekturen einer GIS Anwendung

4.1 Desktop GIS

Desktop GIS sind meist auf spezielle Anwendungen zugeschnitten und werden direkt auf dem Computer gespeichert.
Sie bieten die wichtigsten GIS Funktionen an, kommen jedoch nicht an den Funktionsumfang der Client/Server-GIS heran.
Hauptsächlich werden Desktop-GIS zu Datenerfassung, -verwaltung und -auskunft eingesetzt. Die zu behandelnden Datenmengen bleiben meist recht überschaulich, die Bedienbarkeit der Desktop Geoinformationssysteme ist relativ leicht.

4.2 Client/Server-GIS

Client/Server-GIS speichern ihre GIS-Daten und zentralen Anwendungen auf einem leistungsstarken Zentralrechner (Server).
Auf diesen Server können mehrere Clients zugreifen und die Funktionen unabhängig voneinander ausführen.

Die Client/Server-GIS haben den höchsten Funktionsumfang und sind somit sehr komplex. Sie sind in der Lage, große Datenmengen vieler Nutzer aus unterschiedlichen Fachrichtungen zu verarbeiten und zusammenzufügen.

Die Systeme können durch zusätzliche Module angepasst, oder durch Programmieren individuell angepasst werden.

Wesentliche Faktoren, die ein High-End-GIS schlagwortartig charakterisieren, sind
eine integrierte Datenhaltung über ein Datenbank-Managementsystem (DBMS),
ein modularer Aufbau und die Erweiterbarkeit des Systems & eine Client/Server-Architektur.

4.3 Internet-GIS

Die Daten sind, wie bei den Client/Server-GIS auf einem zentralen Großrechner gespeichert. Dieser stellt die Daten über das Internet weltweit zur Verfügung. Es wird kein vorinstallierter Client benötigt, sondern nur einen Internetbrowser oder das entsprechende kostenlose Internet-GIS Programm (z.B. Google Earth).

Die Internet Geosysteme werden vorwiegend zur Auskunft und Präsentation von Daten genutzt.

Systemstruktur der Datenbanken im Internet (3-Tier-Architektur):

internet-gis

4.4 GeoPortale und Geodateninfrastrukturen

Eine Geodateninfrastruktur (GDI) soll den Zugriff auf GEOdaten erleichtern. Sie wird derzeit auf europäischer, nationaler sowie auf Länder- und kommunaler Ebene aufgebaut.

Geodateninfrastruktur

Mit dem Aufbau der GDI-DE soll eine länder- und ressortübergreifende Vernetzung von Geodaten in Deutschland erreicht und eine nationale GDI aufgebaut werden.Geodateninfrastrukturen

Erreichen möchte man dadurch ein komplexes Netzwerk, über das Geodaten zwischen Produzenten, Dienstleistern und Nutzern ausgetauscht werden kann.

Weitere Infos hier: http://www.gdi-de.de

4.5 mobile GIS

Damit die GIS-Technologie auch unterwegs oder im Außendienst angewandt werden kann, werden zunehmend mobile-GIS verwendet.

Entweder sind die mobilen GIS über Funk mit einer Datenbank/Server verbunden, oder die benötigten Daten werden im Gerät gespeichert.

Alle Navigatoinsinstrumente sind mobile Geoinformationssysteme. Die Daten sind meist lokal gespeichert und die Position wird über Satellitenpositionierungsdienste bestimmt.

5. GIS-Hersteller und Produkte

  • ESRI (ArcGIS, …)
  • Intergraph (Geomedia, …)
  • Smallworld (Smallworld GIS)
  • Autodesk (Autocad, Topobase)
  • AED-SICAD (auf ESRI-Basis)

Jeder Hersteller hat zu ihrer Basisanwendung mehrere Zusatzanwendungen anzubieten.
Als Beispiel hier mal die Produktpalette der ArcGIS:

arcgis9

5.1 weitere große GIS Projekte
  1. Galileo (Europäisches Satellitennavigationssystem)
  2. INSPIRE (Infrastructure for Spatial Information in the European Community)
    • Landesweite Aktivitäten und Tests
    • Umsetzung in Bundesrecht und Landesrecht
    • Verstärkter Aufbau nationaler GDIs
    • Metadaten-Push
  3. GMES (Global Monitoring for Environment and Security)
    • Verstärkte Einbindung von Fernerkundung in GIS / OGC / INSPIRE
    • Nutzerfokus rückt in den Vordergrund

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ÜBER DEN AUTOR

Roman

PG Hey, willkommen auf meinem Blog! Ich bin 24 Jahre alt und studiere Fahrzeug und Flugzeugtechnik an der FH München. In meiner Freizeit betreibe ich diesen Blog und gehe gerne fotografieren. Um mehr über mich und diese Seite zu erfahren, oder Kontakt mit mir aufzunehmen, habe ich die "About-Seite" eingerichtet. Viele Grüße