GIS Übung 5

Ziel der Übung ist es, eine Flächenbilanzierung für die vorgegebenen Flächen der TU Kaiserslautern durchzuführen.

Hierzu muss in das Programm Quantum GIS zunächst der Verktorlayer tu_kl.shp eingefügt werden.
Die Attributtabelle für diesen Layer beinhaltet von gleichen Fachbereichen noch mehrere Einträge.

Um diese zusammenzufassen muss man mit der „Dissolve“ Funktion bei den Geoproccessing Tools die Attributtabelle verändern. Den neu entstehenden Layer nennt man „TU_KL_dissolve.shp . Schaut man sich nun die Attributtabelle an, so sieht man dass die Fachbereiche ordnungsggemäß zusammengeführt wurden.

Im nun letzten Schritt klickt man bei den Tools auf „Geometry Tools“ und „Export/Add geometry columns“. Hierdurch wurden in die Attributtablle „AREA“ und „PERIMETER“ eingefügt. Den neu entstehenden Layer nennt man „TU_KL_Flaechenbilanzierung“.

Die fertige Karte sieht dann so aus:

GIS Übung 4

Aufgabenstellung:

FFH-Gebiete (Fauna, Flora, Habitat) und Vogelschutzgebiete bilden ein europaweites Netz von
Schutzgebieten, das als Natura 2000 bezeichnet wird. Erzeugen Sie hierzu ein Projekt entsprechend
der folgenden Leistungsbeschreibung unter Verwendung der in den bisherigen Übungen vorgestellten
Abfrage- und Analyseverfahren.

Die Voreinstellung für das Projekt lauten wie folgt:

Gauß-Krüger Zone 2 (31466) und die Maßeinheit Meter.
Nun wird der Rasterlayer TK100 eingefügt, die Transparenz auf 50% gestellt und in der Legende an oberste Stelle geschoben. Dannach werden noch die Vektorlayer Landkreise, FFH und VSG von Rheinland Pfalz eingefügt. Beim Layer Landkreise werden die Grenzen sichtbar gemacht. Alle drei Layer werden zusätzlich noch als Shapefiles abgespeichert.

Dies sind die Voreinstellungen um am Projekt Natura 2000 arbeiten zu können.

Zunächst wird nun die Attributtabelle eines Vektorlayers durch „Rechtsklick -> Attributtabelle“ geöffnet. Durch klicken auf „Erweitert“ kann man nun eine Abfrage für die beiden gewünschten Landkreise durchführen : per Name= Birkenfeld or Name=Bernkastell-Wittlich.Nun werden diese beiden Landkreise in der Attributtabelle markiert. Danach schließt man die Attributtabelle und wählt den Vektorlayer an. Nun „Auswahl als Shapefile abspeichern“ anklicken und im Dialog dannach anzeigen lassen. Nun erscheint die Auswahl in einem neuen Vektorlayer. So geht man mit allen 3 bis jetzt vorhandenen Vektorlayern um. Sie werden jeweils noch in LK_BIR_WIL, VSG_BIR_WIL und FFH_BIR_WIL umbenannt.

Um Vogelschutzgebiete oder FFHgebiete herauszufinden, die die beiden Landkreise betreffen geht man über Tools-> Researchtools->select by locations. Hier gibt man jetz in der ersten Spalte das FFH_RLP oder VSG_RLP Gebiet ein und in der 2. Spalte, die beiden Landkreise Birkenfeld/Wittlich. Hier wird automatisch ein neuer Shapefile erstellt und in das Projekt eingefügt

Um Vogelschutzgebiete oder FFH Gebiete herauszufinden die innerhalb der beiden Landkreise liegen, geht man über Tools-> Geoprocessing Tools->Clip. Hier sind wieder 2 Spalten und man geht genauso vor, wie bei der” select by locations” Funktion. Der Shapefile wird hier wieder automatisch erstellt und man bestätigt das Einfügen in das Projekt.

Nun sollten die Gebiete in den beiden Landkreisen durch die „UNION“ Funktion vereint werden, was bei mir aber nicht funktionierte.

Nun muss noch die Beschriftung eingefügt werden. Hierfür benötigt man die beiden Clipvektorlayer von VSG und FFH. Layer anwählen-> „Rechtsklick-> Eigenschaften-> Beschriftung-> Beschriftung einschalten-> Beschreibungsfeld Gebietsnummern“ . Nun auf „Darstellung->Legendentyp Eindeutiger Wert->Klassifizierungsfeld Gebietsnummer“. Nun wählt man „Klassifizieren“ und schaltet dann die Beschriftung wieder aus und erhält Klassifizierung des angewählten Clipvektorlayers, ohne die Beschriftung. So geht man bei dem andern Clipvektorlayer ebenfalls vor.

Anschließend passt man noch die Farben und die Transparenz der Gebiete, sowie eine etwaige Schraffur an.

Dann folgt der letzte Schritt und man wählt „Plugins -> Schnelldruck“ gibt die geforderten Angaben an und eine PDF wird von QGIS automatisch erstellt.

So sieht dann das fertige Projekt aus:

GIS Übung 3

In der dritten Übung des Sommersemesters, sollen mit Hilfe des Programms Quantum GIS, Gebäude der TU Kaiserslautern in die Kartengrundlage TK 25 eingetragen werden. Sortiert nach Fachschaften sollen diese dann verschieden eingefärbt und somit gekennzeichnet werden.

Nachdem die Kartengrundlage TK25 mit Quantum GIS geöffnet wurde, kann der eigentliche Layer zum digitalisieren der Gebäude ebenfalls eingefügt werden. Es ist hilfreich diesen direkt umzubennenen, beispielsweise in TU_Kaiserslautern. Nun kann man in der Bearbeitungsleiste in den Bearbeitungsmodus umschalten um neue digitale Elemte hinzuzufügen. Mit dem Polygonwerkzeug kann man nun beginnen, die einzelnen Gebäude der Kartengrundlage zu umranden. Ist man mit einem Gebäude fertig so beendet man das bearbeiten mit einem Rechtsklick und eine Tabelle mit verschiedenen Attributen öffnet sich. Hier wird bei ID die Gebäudezahl eingegeben, bei FB der Fachbereich. Dies wiederholt man mit allen geforderten Gebäuden. Danach schaltet man den Bearbeitungsmodus wieder aus. Durch einen Rechtsklick auf den Layer TU_Kaiserslautern und klicken auf Eigenschaften, kann man nun in der Registerkarte „Darstellung“ die verschiedenen Gebäude klassifizieren. Hierzu wählt man als Legendentyp „Eindeutiger Wert“, als Klassifizierungsfeld „FB“ und klickt auf klassifizieren. Es erscheinen dann die unterschiedlichen Polygone mit den vorgegebenen Namen aus der Attributeingabemaske. Nun kann man gegebenenfalls die Farben anpassen und unter der Registerkarte „Beschriftungen“ noch die gewünschte Beschriftung der Gebäude, also die Gebäudenummern, einstellen und verändern. Als Beschreibungsfeld ist hier „ID“ zu wählen. Durch klicken auf anwenden verändert sich dann die Digitalisierung und kann wie gewünscht umgesetzt werden.

GIS Übung 2

In der Übung 2 sollte mit dem Programm Quantum GIS ein Projekt erstellt werden. Als Grundlage für das Projekt diente eine Topographische Karte von Rheinland Pfalz. Nachdem öffnen des Programms, dem einfügen eines Rasterlayers ( die topographische Karte) wurden verschiedene Layer ( Schichten ) über die Kartengrundlage gelegt und somit Landkreise, Verbandsgemeinden,  Ortsgemeinen und Naturschutzgebiete in die Karte eingefügt. Deren Grenzen wurden danach eingefärbt und unterschiedlich dick dargestellt, sowie die Kartengrundfarbe verändert, die Namen der Orte und der Naturschutzgebiete eingefügt. Dies geschieht durch verändern der Layereigenschaften ( rechtsklick auf den Layer -> Eigenschaften ) und der jeweiligen Auswahl von Attributen. Zum Schluss wurde mit Hilfe einer Grundfunktion von Quantum GIS eine Bilddatei von der Verbandsgemeinde Weilerbach erstellt.

GIS und Koordinatensysteme am Beispiel des Gauß-Krüger-Systems (GK-Systems)

Frage 1: Was ist ein Ellipsoid?

Ein Ellipsoid ist eine höherdimensionale Entsprechung einer Ellipse.

Ihre Formel lautet:

Frage 2: Wie ist die Bezeichnung des Ellipsoids der beim GK-System verwendet wird?

Beim GK-System wird das Bessel-Ellipsoid ( auch Bessel 1841 genannt) verwendet. Es wurde 1841 von Friedrich Wilhelm Bessel abgeleitet. Datengrundlage waren großräumige Vermessungen.

Frage 3: Worin besteht der Unterschied zwischen geographischen und projizierten, kartesischen
Koordinaten?

Geographische Koordinaten, sind Koordinaten die die Lage eines Punktes auf der Erdoberfläche beschreiben. Grundlage hierfür ist ein Gradnetz, das aus Längen- und Breitengraden besteht. Ausgangspunkte sind der Äquator und der Nullmeridian.

Kartesische Koordinaten beschreiben die Lage eines Punktes im Raum. Bezugssystem ist ein zwei- oder dreiachsiges orthogonales System, bestehend aus den Achsen x,y,(z ).

Frage 4: Welche Projektionsart liegt dem Gauß-Krüger-System zu Grunde?

Dem Gauß-Krüger System liegt eine transversale Mercatorprojektion zugrunde. Dabei wird ein Zylinder um die Erde gelegt, der diese am Äquator berührt. Überträgt man nun alle Punkte auf den Zylinder und rollt diesen ab, erhält man eine zweidimensionale Karte der Erde. Da diese jedoch nicht winkeltreu ist, wird die Karte in Nord-Süd Richtung verzerrt.

Frage 5: Welche Vorteile bietet ein kartesisches Koordinatensystem?

Das kartesischen Koordinatensystem zeigt die Erde wirklichkeitsgetreuer. Hier wird auch die Struktur der Oberfläche mit berücksichtigt. Ein Punkt kann also so eindeutig lokalisiert werden.

Frage 6: Um welche Einheiten handelt es sich bei GK-Koordinaten?

- System von Meridianstreifen in einem Abstand von 3°

- Ordinaten  sind der Rechtswert

- Abszissen sind der Hochwert

- Rechts- und Hochwert werden in Metern angegeben

Frage 7: Was versteht man in diesem Zusammenhang unter dem Begriff ‘Meridian’?

Mit Meridian wird ein Längen- und Breitengrad gemeint.

Frage 8: Warum werden im GK-System sog. Meridianstreifen verwendet?

Der zwischen zwei Meridianen liegende Teil der Erdellipsoids, der bei der konformen Abbildung in die Ebene (Gauß-Krüger-Abbildung) jeweils in einem System dargestellt wird. Wegen der bei der konformen Abbildung auftretenden Längen- und Flächenverzerrung wird die Ausdehnung der Meridianstreifen meist auf drei oder sechs Längengrade beschränkt. Die beiden den Meridianstreifen östlich und westlich begrenzenden Meridiane heißen Grenzmeridiane. Die Koordinatenachsen des Meridianstreifensystems werden von dem Hauptmeridian und dem Äquator gebildet.

Frage 9: Wie erkennt man die Kennziffer des verwendeten GK-Streifens an einer Koordinate?

- Jeder Meridianstreifen erhält eine Kennziffer N

- Diese wird dann vor den Rechtswert gestellt

Frage 10: Mit welcher Formel lässt sich am einfachsten der Zentralmeridian eines beliebigen GK- Streifens berechnen?

Da jeder Meridianstreifen eine Kennziffer besitzt, teilt man diese durch 3 und man erhält die Gradzahl des Zentralmeridians

Frage 11: Übersetzen Sie die Begriffe ‚Easting’ und ‚Northing’ im aktuellen Kontext.

Easting: x Wert in einem ebenen Koordinatensystem

Northing: y Wert in einem ebenen Koordinatensystem

Frage 12: Was versteht man unter den Begriffen false Easting und false Northing?

Für Positionen in der nördlichen Hemisphäre ist der Ursprung festgelegt als „false easting“ von 500,000 und als „false northing“ von 0. Für Positionen in der südliche Hemisphäre ist der Ursprung festgelegt als „false easting“ von 500,000 und als „false northing“ von 10,000,000.

Frage 13: Werden ‘False Easting’ und ‘False Northing’ beim GK-System eingesetzt? (Warum bzw. warum
nicht?)

Nein, da negative Werte so vermieden werden.

Frage 14: Erläutern Sie kurz die Abkürzungen ‘OGC’, ‘SRS’ und ‘EPSG Code’.

OGC :
Das Open Geospital Consortium ist eine 1994 gegründete gemeinnützige Organisation, die sich zum Ziel gesetzt hat, die Entwicklung von raumbezogener Informationsverarbeitung (insbesondere Geodaten) auf Basis allgemeingültiger Standards zum Zweck der Interoperabilität festzulegen. Dabei baut sich das OGC aus Mitgliedern von Regierungsorganisationen, privater Industrie und Universitäten auf, deren Mitgliedschaft im OGC aber kostenpflichtig ist. Das registrierte Markenzeichen ist OpenGIS. Derzeit gehören dem OGC über 350 Mitglieder an, hierunter namhafte wie Google, Microsoft, die NASA und Oracle.

SRS:
Nummer für Koordinatenreferenzsysteme – Dient der Verwaltung von Koordinatensystemn

EPSG:
weltweit eindeutige 4- bis 5-stellige Schlüsselnummern für Koordinatensysteme, die von der European Petroleum Surgey Group Geodey eingeführt wurden.

Frage 15: Welche ‘EPSG Codes’ werden in Deutschland (beim Einsatz des GK-Systems) verwendet?

Zone 2 = 31466
Zone 3 = 31467
Zone 4 = 31468
Zone 5 = 31469

CPE Übung 6: Erstellung eines 3D-Stadtmodells

In Übung 6 sollte mit Hilfe einer Autocad Plangrundlage ein 3D -Stadtmodell des in Übung 5 bearbeiten Platzes erstellt werden. Hierzu wurde mit dem Programm Google Sketchup die umgebenden Häuser modelliert und anschließend als Texturen die entzerrten Bilder der Übung fünf auf die Fassaden eingefügt. Somit entsteht ein „fotorealistisches“ Modell. Anschließend wurde der Platz durch vorgegeben Komponenten lebendig gestaltet.

Buch Habel

Vogelperspektive

Der Platz aus der Vogelperspektive

Blick entlang des Buch Habel

Blick entlang des Buch Habel

Abschließend sollte das gesamte Modell mit den Perspektiven und den Originalbildern als Poster geplottet werden.

CPE Übung 6: Erstellung eines 3D-Stadtmodells – Aufgabenstellung

In Übung 6 besteht die Aufgabe darin, den Platz, der in Übung 5 bearbeitet worden ist, dreidimensional zu erfassen und zu modellieren. Dies soll mithilfe der digitalen Plangrundlage, den entzerrten Fassadenfotos sowie mit der 3d-Modellierungssoftware Sketchup erfolgen (die Version 6 für die Bearbeitung der Übung kann direkt auf der Sketchup-Homepage herunter geladen werden).

Auf Grundlage der dwg-Plangrundlage sollen so genannte LOD3-Modelle entstehen: Neben den exakten Grundflächen sollen die Häuser annähernd exakt in der Höhe und mit abstrahierten Dachformen modelliert werden. Zusätzlich müssen wichtige Fassadenversprünge als auch Dachaufbauten bei der Erstellung des Modells berücksichtigt werden.

Beispielhaft ist hier eine LOD3-Modellierung in Bamberg zu sehen.

Neben der Modellierung sollen zusätzliche Aussagen zu

• Möbilierung und Vegetation
• Sonnenstand am 2.2.09 – 11.45 Uhr
• Vergleich zwischen physischen Modell und der Realität (Fußgängerperspektive)

getroffen werden. Die Präsentation der Ergebnisse erfolg über ein Poster im pdf-Format als auch jpg-Format, das alle übungsrelevanten Inhalte präsentiert. Dieses Poster soll auch geplottet abgegeben werden (max. DinA 0).

Die Übung ist in 2er Gruppen zu gestalten, Abgabe ist eine sauber beschriftet CD im Slimcase inklusive Cover mit den Inhalten der Übung. Auf der CD werden neben der Posterpräsentation im pdf- und jpg-Format auch die Texturen aus Übung 5 (Originale und Entzerrte) sowie das Sketchupmodell abgegeben.

Des Weiteren soll eine ausführliche Dokumentation zu Übung 5 und der aktuellen Übung 6 in Ihrem Blog erfolgen.

Abgabe ist der 04.Februar 2009 12 Uhr im Lehrgebiet cpe.

Die Aufgabenstellung steht hier zum Download bereit.

Das Haundout zur Übung finden Sie hier.

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CPE Übung 5: Bestandsaufnahme und Fassadenentzerrung mit Photoshop

n Übung 5 wurde in 2er Gruppen zunächst ein Platz in Neustadt a.d. Weinstraße betrachtet. In unserem Fall war es der Kartoffelmarkt. Es wurden Fotoaufnahmen von jeder Fassade gemacht und später mit Photoshop entzerrt und die störenden Elemente wie z.B. Bäume mit dem Kopierstempelwerkzeug entfernt. Die bearbeiteten Bilder wurden dann mit Autocad um die vorgegebene Plangrundlage angeordnet und in DIN A 0 Format ausgeplottet.

CD Cover Booklet

Mit Autocad fertig erstellter Plan:

CPE Übung 4: Planerstellung mit AutoCad / Publikation und Vergleich

In der 4. Übung sollte nun ein eingescannter Plan, erstellt in Planungs- und Entwurfsmethoden, mit dem Programm AutoCad Architecture 2009 „nachgebaut“ werden. Hierbei war vorallem auf Sauberkeit der Linien, die Linienstärken, Füllungen, Schraffuren und Beschriftungen sowie ein sinnvolles Planlayout, saubere Bemaßungen und eine gute Qualität der eingescannten Zeichnung zu achten.

In diesem kurzen Text, soll nun ein Vergleich zwischen der analogen Erstellung und der digitalen Erstellung des Plans angestellt werden.

Hier hervorzuheben ist natürlich die unterschiedliche Genauigkeit der beiden Pläne. Während in AutoCad Funktionen wie der Punktfang oder das Erstellen von Hilfslinien ungemein die Arbeit erleichtert ist man in der analogen Version auf eine ruhige Hand und Präzision angewiesen. Dabei wird ein weiterer Vorteil des Computergestützen Zeichnen deutlich : Hat man sich einmal verzeichnet, so lässt sich der Fehler entweder schnell beheben oder der Vorgang rückgängig machen, was sich beim Zeichnen eher schwierig gestaltet.
Auch das erstellen von Schraffuren und Füllungen ist mit AutoCad deutlich einfacher und gleichmäßiger.

Schwierig hingegegen ist der Einstieg in das Programm AutoCad an sich. Hier ist man auf zusätzliche Literatur angewiesen, da die Fülle an Optionen und Einstellungsmöglichkeiten den Neunutzer überfordert.
Hat man einmal die Grundfunktionen und Voreinstellungen begriffen, lässt es sich gut mit AutoCad Architecture 2009 arbeiten.

CPE Übung 4: Planerstellung mit AutoCad / Aufgabenstellung

Übung 4 | CAD-Grundlagen | Planerstellung mit AutoCAD

Übung 4: Planerstellung mit AutoCAD

Ausgabe:            26.11.08

Abgabe:              17.12.08 bis 11.30 Uhr

Übertragen Sie Ihren Bebauungsvorschlag aus Übung 3: Planzeichnungen und Darstellungsformen des Fachgebiets „Grundlagen der Stadtplanung / Ortsplanung II Planungs- und Entwurfsmethoden” in AutoCAD.

Erstellen Sie dazu einen A2-Plan mit Ihrer eingescannten Handzeichnung und Ihrer erstellten AutoCAD-Zeichnung.

Beachten Sie bei der Ausarbeitung ihrer Übung vor allem folgende Punkte:

• Sauberkeit der Linien beim Zeichnen (Thema Punktfang)
• Linienstärken
• Füllungen
• Schraffuren
• Beschriftung
• Planlayout
• Qualität der eingescannten Zeichnung
• Bemaßung

Vergleichen Sie zusätzlich kurz und knapp die Vorteile und Nachteile der beiden Arbeitsmethoden. Falls Sie Ihren Plan schon mit einem anderen System wie Corel Draw gezeichnet haben sollten, vergleichen Sie diese Arbeitsweisen. Anhaltspunkte sind hierbei Intuitive Bedienbarkeit, Zeichengenauigkeit, Zeitaufwand, Möglichkeiten der Plandarstellung, etc. Dieses ist auch auf den Plan unterzubringen.

Die gescannte Zeichnung sowie die Autocadzeichnung und der fertig gelayoutete Plan ist zusammen mit dem schriftlichen Vergleich auch im Blog zu publizieren.

Leistungsumfang:

• Ausgedruckter Plan
• Publikation im Blog

Die Übung ist einzeln zu bearbeiten.

Bei Nichteinhaltung dieser Vorgaben gilt die Übung als nicht bestanden.

zeile/ streich/ jung/ ciesla

Literatur

http://www.rrzn.uni-hannover.de/buch.html?&no_cache=1&titel=auc2008

http://www.tutorialsuche.de/autocad-tutorials,4,0.html

Die Aufgabenstellung finden Sie hier auch als Download.

Als Ergänzung zu Übung 4 können Sie hier das Handout zur Übung downloaden.