Geoinformation : Konzepte & Werkzeuge · 1. Geoinformationstechnologien: reale Welt & Geodaten 2. Informationssysteme (IS) 3. Geoinformationssysteme (GIS) 4. Geodateninfrastrukturen

Institut für Angewandte Geowissenschaften

1. Geoinformationstechnologien: reale Welt & Geodaten

2. Informationssysteme (IS)

3. Geoinformationssysteme (GIS)

4. Geodateninfrastrukturen

5. Der Freie Markt – die Softwareprodukte

Geoinformation : Konzepte & Werkzeuge

Ralf Löwner

Explorationsgeologie, TU [email protected]


Explorationsgeologie

Lehre

“Geoinformatik“/ Geoinformations-

technologienSedimentologieTektonik

RemoteSensing


Forschung

z.B. geologische Kartierungen, Reservoircharakterisierung, …

“Geoinformatik“/ Geoinformationstechnologien


“Geoinformatik“/ Geoinformationstechnologien

beschreibenanalysierenvergleichen

berechnenkonstruieren

validieren

symbolisierengeneralisierenvisualisieren

strukturierentransportieren

codieren

bewertenbeziffern

beurkunden

abstrahierenerkennen

interpretieren

Naturwissenschaften

TechnischeWissenschaften,

Ingenieure

Kognitions-Wissenschaften

Ökonomie, Verwaltung, Recht

MathematikInformatik

KartographieVisualsierung



StrukturierungSpeicherungVerwaltung

Verarbeitung/Prozessierung Verteilung/Präsentation

von Geo-Daten

+ Entwicklung entsprechender Methoden

(einschließlich der dafür benötigten Informations- und Kommunikationstechniken)

geographic information sciencespatial information sciencegeomatics / géomatique / géoinformatique

Geoinformatik/Geotechnologien

international



Das System Erde und seine Komponenten

- Geosphäre

- Atmosphäre

- Hydrosphäre

- Kryosphäre

- Biosphäre

- Anthroposphäre



SystemDaten

Beschreibung der Realen Welt – Modell der Realen Welt

Abstraktion



Relational

• Physikalische Organisation der Daten• Speicherstruktur der Daten• Suchstrukturen (index)

• Abhängig vomDatenmodell

• Abhängig vomDBMS

PhysikalischesModell

XMLObjet• Abhängig vomDatenmodell

• Unabhängig vomDBMS

LogischesModell

• Unabhängig vomDatenmodell

• Unabhängig vomDBMS

KonzeptionellesModell

Reale Welt

Fluß Meerfließtin

Beschreibung der Realen Welt – Modell der Realen Welt



Wissensmanagement

Informationsmanagement

Datenmanagement

DatenbankDaten

Information

Wissen

prozessieren

bereitstellen

modellieren

verteilen

extrahieren

beschreiben

verstehen

assoziieren

publizieren

erfassen

generieren

pflegen

Mehrwert / Gewinn

Schaffung von MehrwertenDaten → Information → Wissen



InformationAntwort auf eine spezifische zielorientierte Frage

Information wird nachfolgenden 3 Aspekten

differenziert:

• strukturelle & syntaktische Aspekte

• semantische Aspekte

• pragmatische Aspekte

kodierte Elemente zu bestimmten Sachverhalten und Gegebenheiten

numerisch, alphanumerisch, …

Daten



• strukturelle & syntaktische Aspekte

• semantische Aspekte

• pragmatische Aspekte



Person A Person BBereitsteller-System

Nutzer-System

Information Information

Daten DatenÜbertragung

Abstraktion Rekonstruktion



Roh-Datenbearbeitete

Daten Information

Informatik – Geoinformatik - Geowissenschaft

Speicherung Prozessierung Interpretation

PublikationenWissen



Wissensmanagement

Informationsmanagement

Datenmanagement

DatenbankDaten

Information

Wissen

prozessieren

bereitstellen

modellieren

verteilen

extrahieren

beschreiben

verstehen

assoziieren

publizieren

erfassen

generieren

pflegen

Mehrwert / Gewinn



Information, ist…..Macht

GeldInformation, ist…..


„Wir ertrinken in Informationen, aber wir

haben Durst nach Wissen“

J. Naisbitt/P. Aburdene, 1991


Gesamtheit der Daten & Verarbeitungsanweisungen

Aufnahme/Eingabe

Speicherung

Verarbeitung/Prozessierung

Wiedergabe

Nutzer erhält Information in verständlicher Form



ww

w.c

odex

-sin

aitic

us.n

et

British Library, London & Universitäts-bibliothekLeipzig



100 100 2000

Kilometers

S16°

S15°

S14°

S13°

S12°

S11°

S10°

S9°

S8°

E33

°

E34

°

E35

°

E36

°

Elevation asl (m)

>2000

1700

1400

1100

800

500

200

Karonga

Chilumba

Monkey Bay

Senga Bay

Shire River

Chipoka

Railway

100 km

Beckenentwicklung Klimaentwicklung

Ökologie & Biodiversität

Ursprung der Menschheit



Keine“Massendaten”

“multidisziplinäre Daten”

Teufe

+/- Koordinatenunabhängig



0 50

km

Nor

thw

est

Te

rrito

ries

MackenzieBay

Tuktoyaktuk

InuvikAklavik

137°

137°

132°

132°

70°70°

Yuko

n Te

rrito

ry

Beaufort Sea

Inuvik ResearchCenter

PCSPBase

Mallik2L-38

CampFarewell

Goverment Ice road80 km Project ice road

Richards Island



Drilling Information System (DIS )GFZ



Dr. John Snow kartierte 1854 Cholera-Todesfälle in London.

Auf diese Weise konnte er nachweisen, dass die Ursache

der Epidemie verunreinigtes Trinkwasser war, weil eine Häufung von Todesfällen in

der Nähe von Wasserpumpen zu beobachten war.

Dies ist eines der frühen Beispiel für räumliche Analyse.

GIS analog: Cholera in London 1854



1955 Die Zeit der Pioniere• individuelle, isolierte Lösungen

Die Zeit der Verwaltungen/Behörden• Entwicklung von Konzepten (z.B. BRD: ALK)• Re-Organisation : Digitalisierung von Datenbanken• GIS als Eingabewerkzeug

1970

Die Zeit der Unternehmen• Entstehung eines Marktes für GIS• fortschreitende Optimierung der Werkzeuge• Re-Organisation : vom Super-Computer zum Arbeitsplatzrechner

1982

Die Zeit der Benutzer• Entwicklung: von geschlossenen zu komponenten-gestützten Systemen

1988

Der freie Markt• Angebot & Nachfrage statt behördliche Vorgaben bestimmen den Markt

seit 1995



Rechnergestütztes System

raumbezogene Daten werden

digital erfasst, redigiert, gespeichert, reorganisiert, modelliert, analysiert & präsentiert



Graphische Darstellung Attribut Tabelle


das GIS - Prinzip



Geobasisdaten – Geofachdaten (thematische Daten) – Me tadaten

das GIS - Prinzip

Geodaten


Merkmale von Geodaten

• Sie haben immer einen Raumbezug (Koordinaten x, y, z)

• Sie haben immer eine gewisse Datenqualität

• Sie haben niemals einen Maßstab


das GIS - Prinzip

Geodaten

2 Kriterien zur Datenqualität

• Genauigkeit der Position

• Genauigkeit der Koordinaten


das GIS –Produkte

http://grass.itc.it/

http://www.mapinfo.de

GRASS

http://www.esri.com/



Architekturmodularer Aufbau

ObjektrelationaleDatenbanken

Server Dienste

Datenbank Gateway - Midddleware

Internet Map Server

verbinden Clients: unternehmensweiteIT Infrastruktur

Client Dienste

Entwickler Tools

das GIS –Produkte



Erfassung

Verwaltung

Analyse / Verarbeitung

Präsentation / Verbreitung

Material Software

Nutzer Daten



Wichtig:

Die Verbreitung (Dissemination)

von

Daten & Information & Wissen



Internet Nutzer nach Großräumen

für alle

weltweit

in Echtzeit

Web GIS

Digital Divide







Ecology

Hydro-Geology

Geology

Epi-demiology Geo-

Information

InstitutionalCooperation

Human Ressources

Infrastructure

Desertification

Ground water pollution

Salt water infiltration

Waste management“illegal waste dumps“

Health

LIFE -Third countries

EU Projects



The extended ScientificInformation System


deegree

Hydris - Ressourcenmanagement3. Geoinformationssysteme (GIS)


Hydris - Ressourcenmanagement3. Geoinformationssysteme (GIS)


Spatial Data Infrastructure - SDI

Organisation/ Verwaltung

rechtlicherRahmen

Technologie Daten & Metadaten

Lokale Behörden - Nutzer - Bürger - Wissenschaft

DatenDB 1

DatenDB 2

DatenDB 3

DatenDB 4

DatenDB 5

DatenDB …

Datenquellen

standardisierte Schnittstellen

6. Geodateninfrastrukturen (GDI)


Spatial Data Infrastructure (SDI): servicebasiert - SOA

Nutzung der Standards – OGC – GML

Neue (?) Technologien: XML, Applikationserver,…

Integration heterogener Sensoren (SWE, SensorML)

Herausforderungen

Politics – Rechtliche Rahmenbedingungen



http://www.isotc211.org/

http://www.codata.org/

http://www.codata.org/



Simple Feature 1 : Point

Simple Feature 2 : Polygon

GML (Geography Markup Language)


Institut für Angewandte Geowissenschaftenhttp://www.geo-brandenburg.de/geothermie/





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Objective : Collective use of spatial dataSolution :Common services (OGC)



HydrisDB AtlasGIS DB DB

Spatial Data Infrastructure SDIWMS, WCS, WFS, WPS, SOS, SAS

Browser

Local authorities - Concerned users - Citizens - Scien ce

Browser

Portal – Communication Platform

Request

Response

Early warning system for environmental riskassessment including water pollution propagation

RealtimeEnvironment

Data

Sensors

…RemoteSensing

Data



Programme/Software

System-Programme Anwenderprogramme

Betriebs-system

Programmier-sprachen

Utilities PC-Tools

Standard-Programme

Individuelle Programme

4. Der freie Markt – die Softwareprodukte

FreieSoftware

Open Source

Software

ProprietäreSoftware

lokal oder Server/Client

FOSS


Textverarbeitung

Tabellenkalkulation

Präsentation

Bildverarbeitung

Zeichnen

FunktionsbezogeneSpezialsoftware

Datenbankmanagement

Standardsoftware

Wissenschaften

Systeme

Geoinformationssystem (GIS)

Content Mangagement System (CMS)

…

ENVI

Petrel

EarthVision

ERDASLandmark

Tectonicsfp

Wellcad

Spezialisierungsgrad

Geowissenschaften Explorationsgeologie



Content Management System (CMS) & Wiki Bibliographic database

www.unesco.org/webworld/isis

FOSS : free & open source software

Database & MapServer



SIS - xSIS

PostgreS

UMN Mapserver


Bedürfnisse für die Geowissenschaften?


Ouaouizarth

Aghbala

derived maps

AtlasGIS – Grundlagenforschung & Tourismus

Major fault corridor

Aghbala - Afourer


Bedürfnisse für die Geowissenschaften?

Documents

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