Ehrenamtliche Bodendenkmalpflege mit QGIS 2.0

Workshop am 12. April 2014

Kai-Christian Bruhn

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Ehrenamtliche Bodendenkmalpflege mit QGIS 2.0

eine Kooperation von

  • terraplana - Gesellschaft für Archäologie im Hessischen Ried e.V.
  • Landesamt für Denkmalpflege, Wiesbaden
  • i3mainz -Institut für raumbezogene Informations- und Messtechnik, Fachhochschule Mainz

Agenda

  • Was ist QGIS?
  • Was sind Geodaten?
    • Grundlagen
    • Geometrie, Topologie, Thematik, Semantik und Dynamik
    • Koordinatenbezugssysteme
    • Projektionen
  • Was ist GIS?
    • Geodatenquellen
    • Geodatenformate
  • Geodatenerfassung
    • mobile Erfassung (GPS)
    • digitale Erfassung
    • Georeferenzierung von Kartenmaterialien
    • Einbinden von Diensten
    • Vektorisierung
  • Geodatenverarbeitung
    • Filtern/Auswählen
    • Aggregieren
    • Prozessieren
  • Geodatenpräsentation
    • Darstellung

Was ist QGIS

Screencasts

QGIS ist OpenSource

Geoobjekt und Geodaten

<begriff>
GEOOBJEKT
</begriff>
<definition>
Abbild einer konkreten,  
auf über und in der Erde befindlichen,  
physisch, geometrisch oder begrifflich begrenzten Einheit  
mit eindeutiger Identität
</definition>

<begriff>
GEODATEN
</begriff>
<definition>
digitale Informationen,  
denen eine bestimmte räumliche Lage und Form  
(auf der Erdoberfläche) zugewiesen werden können
</definition>

Grundlagen: Geometrie, Topologie, Thematik, Semantik, Dynamik

Geoobjekte <-> Geoinformation

  • Geometrie
    • Lage
    • Form
  • Topologie
    • relative Lage
  • Thematik
    • Attribute und Werte
  • Semantik
    • inhaltlichen Bedeutung
  • Dynamik
    • Veränderungen (insb. zeitlich)
  • Wo liegt der Parkplatz und wie viel Fläche hat er?
  • Welche Flurstücke sind benachbart?
  • Was steckt hinter den Punkten?
  • Welches Bretzenheim ist gemeint?
  • Was war hier vorher?

Grundlagen: Koordinatenbezugssysteme

Koordinatenbezugssysteme

Geoid

Quelle: Wikimedia

Ellipsoid

Quelle: Wikimedia

Geoide und Ellipsoide

Geoide und Ellisoide

Geographisches KBS (WGS 84)

Projektionen

Kartennetzentwürfe

DHDN Gauß-Krüger und UTM

  • Transversale Mercator-Projektionen (Winkeltreue Abbildungen)

  • Unterschiede:

    • Bezug auf Bessel- bzw. GRS80-Elliposid, Breite der Streifen

Gauß-Krüger

UTM

DHDN Gauß-Krüger und UTM

EPSG und proj4

Übung 1

  • Welche Geoobjekte interessieren Euch in der ehrenamtlichen Bodendenkmalpflege?

  • Welche Geoinformationen erfasst Ihr wofür?

    • Habt Ihr geometrische Fragen?
    • Habt Ihr topologische Fragen?
    • Spielt Semantik und Dynamik eine Rolle?

Was ist GIS?

Geographische Informationssysteme

John Snow 1854

Geographische Informationssysteme

Geographische Informationssysteme

Übung 2

Geodatenformate

  • Vektordaten
    • Strassen, Gebiete, Gebäude, Orte etc.
  • Rasterdaten
    • Geländehöhen, Niederschlag etc.

Quelle

Vektor- und Rasterdaten

Geodatenerfassung

  • Fernerkundung
    • Satelliten
  • Naherkundung
    • Luftbilder (Flugzeug, UAV)
  • Terrestrisch
    • Vermessung

Quelle

Quelle

Quelle

Mobile Erfassung

  • GNSS: globales Navigationssatellitensystem

  • Unterschiedliche Systeme

  • am bekanntesten GPS (Global Positioning System)

    • eigentlich NAVSTAR GPS

  • liefert unter optimalen Bedingungen

  • weltweit, kontinuierlich, unabhängig von Tageszeit und meteorologischen Bedingungen

  • theoretisch eine millimeter-genaue Information über

    • Position
    • Höhe
    • Geschwindigkeit
    • Uhrzeit

  • des Beobachters

Quelle

GPS-Signal

Satellit sendet auf Deutsch:

  • Laufzeit des Signals Satellit-Empfänger: ca. 0,07 Sekunden

  • Geschwindigkeit des Satelliten: 3874 m/s

    • Ich bin Satellit Nr. 12
    • meine Position ist gerade X,Y,Z
    • ich fliege auf Bahn r2d2
    • diese Nachricht wurde zum Zeitpunkt T versandt

Drei Satelliten:

  • 2D position fix
  • Positionsbestimmung bezogen direkt auf Erdoberfläche

Vier Satelliten:

  • 3D position fix
  • Positionsbestimmung mit GPS-Höhe

Quelle

GPS: DOP-Werte (Dilution of Precision)

Maß für die Streubreite der Messwerte

Gute DOP-Werte:

Quelle

Schlechte DOP-Werte

Quelle

DOP-Werte

Weitere Faktoren

  • Atmosphärische Effekte
    • Ionosphäre/Refraktion
    • je schräger die Signale auf die Erde treffen, desto länger ihr Weg durch die Atmosphäre
  • Mehrwegeffekt

Quelle

Quelle

Quelle

Genauigkeit und Präzision

GPS-Daten: Das gpx-Format

GPX

vgl. gps-Dateien im Ordner .../rohdaten/gpx/

<wpt lat="49.98856925" lon="8.22632588">
    <ele>185.8000030517578</ele>
    <time>2014-03-31T14:49:45Z</time>
    <name><![CDATA[1]]></name>
    <cmt><![CDATA[Genauigkeit: 4.0m]]></cmt>
    <sat>10</sat>
    <hdop>1.0</hdop>
</wpt>

  <wpt lat="49.98856925" lon="8.22632588">
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        <name><![CDATA[1]]></name>
        <cmt><![CDATA[Genauigkeit: 4.0m]]></cmt>
        <sat>10</sat>
        <hdop>1.0</hdop>
    </wpt>

Übung

Digitale Erfassung

Georeferenzierung von Karten

Einbinden von Diensten

Geoportal RLP

Vektorisierung

Arbeiten in der Projektdatei

Übung!

Menü: Ansicht

  • Kartenhinweise
  • Lesezeichen

Menü: Layer

  • Eingebettete Layer und Gruppen *Externe Projektdateien laden:

Filtern/Auswählen

  • Selektion
    • Thematische Auswahl (Attribute)
    • Geometrische/Topologische Auswahl (Verschneidung)

Geodatenpräsentation

Tiefer einsteigen

Präsentation erstellt mit