GIS Übung 3

GIS Übung 3 - Digitalisierung eines Luftbildes
Aufgabe dieser Übung war es ein Luftbild Der Technischen Universität Kaiserslautern und Umgebung mit Hilfe von Quantum GIS zu digitalisieren. Die Digitalisierung des Luftbildes sollte flächendeckend und überlagerungsfrei sein.

Schritt 1.1 - Digitalisierung
Man lädt zunächst das Bild im Quantum GIS hoch. Danach aktiviert man die Bearbeitungsleiste „Digitalisierung“. Hier gibt es nun verschiedene Werkzeuge (Linie, Punkt, Polygon), um das Bild zu bearbeiten. Man wählt das Werkzeug „Polygon digitalisieren“.











Schritt 1.2
Damit die einzelnen Polygone exakt aneinander liegen und sich nicht überschneiden, wählt man "Projekteinstellungen", dann "Allgemein": Hier aktiviert man die Funktionen "Fangoption " und "Überschneidungen von Polygonen vermeiden". Die Flächen verschmelzen so miteinander.







Schritt 2 - Flächenbilanz
Man wählt bei "Vektor" "Geoverarbeitungswerkzeuge" aus und dann "auflösen". Es öffnet sich ein neues Fenster. Ein Neuer Layer wird erstellt und hinzugefügt. So werden die kompletten Flächen zu einer einzigen Fläche zusammengefasst und dann als Nutzungsbilanz abgespeichert. Zunächst sind die Farben der Flächen falsch. Daher muss man als nächstes den Stil des Nutzungslayers speichern, indem man durch Rechtsklick zu den Eigenschaften gelangt und dort "Stil speichern" wählt. den gespeicherten Stil lädt man nun im Lyer der Flächenbilanz hoch. Das bewirkt, dass die Flächenangaben jeweils für die einzelnen Kategorien generiert werden und die Farben angepasst sind.
Als nächstes öffnet man die Attributtabelle des Nutzungslayers (im Bearbeitungsmodus!) und wählt dann den Feldrechner: Einstellungen:
Ausgabefelname:"Fläche", Dezimalzahl, Genauigkeit 2
Im linken Feld wählt man "Fläche", im rechten Feld "Alle Werte"; dann drückt man das Feld "Fläche" --> ok
In der Attributtabelle erscheint nun eine neue Spalte. Diese Werte werden addiert und ergeben dann einen Wert von ca.3,99Mio.







Beim Erstellen der Bilanz sind zunächst Probleme aufgetreten. Die Ursache für das Problem war, dass sich nicht alle Flächen einfärben ließen. nach Wiederholtem nachziehen der Linien funktionierte es dann doch. Ein weiteres Problem war, dass nach dem Erstellen der Flächenbilanz in beiden Layern alle Felder gleich eingefärbt waren.

GIS/Statistik Übung

1.Aufgabenteil:
Aufgabe war es sich eine Stadt in Rheinland-Pfalz auszuwählen und von dieser mindesten 30 Gebiete mit Bodenpreisen in Google Earth zu kennzeichnen. Daten über die Preise bekommt man auf der Internetseite BORIS.RLP

Stadt: Gerolstein
Gebiete: 42

1.Schritt:
Zunächst öffnet man die Homepage von BORIS.RLP und sucht die gewählte Stadt. Als nächstes macht man eine Screenshot der Stadt, ich habe Gerolstein gewählt.
Des Weiteren öffnet man Google Earth und zoomt dort ebenfalls auf die zu bearbeitende Stadt.








2.Schritt:
Als nächstes fügt man, mit Hilfe des Tools „Bild-Overlay einfügen, den zuvor erstellten Screenshot der Stadt in Google Earth ein und passt diesen durch Sklaieren an das Luftbild an.







3.Schritt:
Anschließend können nun mit dem Werkzeug „Polygon hinzufügen“ die Bereiche mit dem verschiedenen Bodenpreisen umranden. Die Gebiete mit den dazugehörigen Preisen sind im BORIS.RLP ablesbar.











4.Schritt:
Die Polygone werden nun bearbeitet. Farbe und Höhe werden passend zum Bodenpreis (€/m²) gewählt. Die günstigeren Gebiete sind grün und flach, die Teureren höher und Orange bis Rot.
<30€/m² – Dunkelgrün
30€/m² – 39€/m² – Grün
40€/m² – 49€/m² – Gelb
50€/m² – 59€/m² – Dottergelb
60€/m² – 90 €/m² – Orange
>90€/m² - Rot
Bearbeitet werden die Polygonzüge in dem man durch Rechtsklick „Eigenschaften“ auswählt. Hier kann der Name geändert werden, die Farbe ausgewählt werden und die Höhe angegeben werden. Bei der Höhe wählt man „Relativ zum Boden“ gibt dann die gewünschte Höhe ein und wählt dann außerdem noch „Seiten bis zum Boden verlängern“.








2.Aufgabenteil:
Im zweiten Teil der Übung ging es um Statistsiche Auswertungen.

Urliste: 50, 45, 50, 45, 40, 45, 30, 32, 48 ,48, 58, 40, 18, 34, 60, 60, 50, 32, 42, 18, 70, 50, 46, 42, 32, 46, 40, 55, 55, 180, 180, 45, 48, 38, 70, 50, 45, 50, 90, 50, 70, 45
(n=42)

Stengel-Blatt-Diagramm











Geordnete Liste: 18, 18, 30, 32, 32, 32, 34, 38, 40, 40, 40, 42, 42, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 46, 46, 48, 48, 48, 50, 50, 50, 50, 50, 50, 50, 55, 55, 58, 60, 60, 70, 70, 70, 90, 180, 180

Minimum: 18
Maximum: 180
Spannweite: 162
Modus: 50 (häufigster Wert)
Median: 47
Mittelwert: 52 (52,19)
Ausreißer: 18, 180

Grafische Darstellung







Disskussion:
Mit Hilfe von Google Earth wurden die Bodenpreise in Gerolstein farblich dargestellt. Durch diese Darstellung wird deutlich, dass die Bodenpreise im Stadtzentrum am teuersten sind; zum Stadtrand hin werden sie immer günstiger. Im Allgemeinen sind die Bodenpreise relativ niedrig. Ausnahme sind zwei Gebiete direkt im Zentrum. Der Bodenpreis weicht hier stark von den übrigen Preisen. Das könnte daran liegen, dass das Zentrum der attraktivste Wohnstandort ist. Die Nachfrage ist hier höher.


Lageparameter:
Die Definitionen von Lageparametern zielen darauf ab, die Lage der Stichprobenelemente beziehungsweise der Elemente der Grundgesamtheit in Bezug auf die Messskala zu beschreiben. In der deskriptiven Statistik nutzt man als Lageparameter (zentrale Tendenz) einer Verteilung:
• Arithmetisches Mittel
• Quantile: Median, Quartile, Dezile, Perzentile
• Modus
• Geometrisches Mittel
• Harmonisches Mittel
Bei Zufallsvariablen spricht man vom Erwartungswert

Streuungsparameter:
Unter einem Streuungsmaß oder Dispersionsmaß (auch Streuungsparameter) versteht man statistische Kennziffern, durch deren Ermittlung sich Aussagen über die Verteilung von, z. B. aus Wägungen und Zählungen stammenden, Messwerten um den Mittelpunkt treffen lassen. In der deskriptiven Statistik beschreibt man die Streuung (auch Variation oder Dispersion) mit:
• empirische Varianz (kurz Varianz) (wichtigstes Streuungsmaß) und Standardabweichung
• Spannweite
• Mittlere absolute Abweichung
• Mittlerer Quartilsabstand
In der schließenden Statistik spricht man einfach von Varianz.






GIS-Statistik-Übung3_Luise.Hoffmann.372396.7z

GIS Übung 2

1.Schritt: GRUNDEINSTELLUNGEN
Zunächst muss man die Grundeinstellungen vornehmen. Hierzu wählt man Einstellungen und dann Optionen .
Es öffnet sich ein neues Fenster:
Im Register Kartenwerkzeugen wählt man „Bessel 1841“ als Ellipsoid zur Distanzberechung aus.
Im Register KBS aktiviert man „KBS abfragen“.


2.Schritt: PROJEKTEINSTELLUNGEN
Nun werden die Projekteinstellungen vorgenommen. Hierzu wählt man Einstellungen und dann Projekteinstellungen
Es öffnet sich ein neues Fenster:
Im Register Allgemein kann man nun den Projektitel „Übung 2“ eingeben. Die Karteneinheiten werden auf „Meter“ eingestellt und Pfade speichern auf „relativ“.
Im Register Koordinatenbezugssystem (KBS) stellt man DHDN/ Gauss-Krüger zone 2 (EPSG ID 31466) ein.
Als nächste wählt man in der Werkzeugleiste Datei und dann „Neues Projekt öffnen“.


3.Schritt:KARTENMATERIAL
\Daten\Schutzgebiete\Natura2000\ VSG_RLP.shp(Vogelschutzgebiete in RLP)
\Daten\Schutzgebiete\Natura2000\ FFH_RLP.shp (FFH-Gebiete in RLP)
\Daten\Verwaltungsgrenzen\Landkreise.shp (Landkreise in RLP)


4.Schritt:LAYER ERSTELLEN
a) Landkreisgrenzen der Landkreise Birkenfeld und Bernkastel-Wittlich
Attributtabelle der Landkreise öffnen, dann „Erweiterte Suche“ öffnen:
NAME = Birkenfeld OR NAME = Bernkastel-Wittlich
Dann „testen“ auswählen. Die Anzahl der Suchergebnisse wird angezeigt. Danach „ok“ drücken. Als nächsten Rechtsklick auf den Layer und „Auswahl als Shapefile speichern“
Layername:LK_BIR_WIL.shp


b)Vollständige Vogelschutzgebiete, die von beiden Landkreisen betroffen sind
In der Bearbeitungsleiste „Vektor“ wählen, dann „Forschungswerkzeuge“ und „Nach Position auswählen“
Als Eingabelayer wählt man VSG_RLP und als Überlagerungslayer LK_BIR_WIL. Dann drückt man „ok“ und kann den die Ergebnisse als neuen Layer hinzufügen.
Layername: VSG_BIR_WIL.shp


c)Vollständige FFH_Gebiete, die von beiden Landkreisen betroffen sind
In der Bearbeitungsleiste „Vektor“ wählen, dann „Forschungswerkzeuge“ und „Nach Position auswählen“
Als Eingabelayer wählt man FFH_RLP und als Überlagerungslayer LK_BIR_WIL. Dann drückt man „ok“ und kann den die Ergebnisse als neuen Layer hinzufügen.
Layername: FFH_BIR_WIL.shp


d)Vogelschutzgebiete oder Teilgebiete innerhalb der beiden Landkreise (als Schnittmenge)
In der Bearbeitungsleiste „Vektor“ wählen, dann „Geoverarbeitungswerkzeuge“ und „Schnittmengen“
Als Eingabelayer wählt man VSG_BIR_WIL und bei Layer clippen wählt man LK_BIR_WIL. Dann klickt man auf „Durchsuchen“ gibt den Layernamen VSG_BIR_WIL_intersect ein und dann „ok“.


e) FFH-Gebiete oder Teilgebiete innerhalb der beiden Landkreise (als Schnittmenge)
In der Bearbeitungsleiste „Vektor“ wählen, dann „Geoverarbeitungswerkzeuge“ und „Schnittmengen“
Als Eingabelayer wählt man FFH_BIR_WIL und bei Layer clippen wählt man LK_BIR_WIL. Dann klickt man auf „Durchsuchen“ gibt den Layernamen FFH_BIR_WIL_intersect ein und dann „ok“.


f)Pufferzone von 200m um VSG_BIR_WIL_intersect (Pufferegebnis ausflösen/zusammenlegen)
In der Bearbeitungsleiste „Vektor“ wählen, dann „Geoverarbeitungswerkzeuge“ und „Puffer“
Als Eingabelayer wählt man VSG_BIR_WIL_intersect, Pufferabstand 200 und wählt Pufferergebnis auflösen. Dann klickt man auf „Durchsuchen“ gibt den Layernamen VSG_BIR_WIL_Puffer200 ein und dann „ok“.


g) Pufferzone von 200m um FFH_BIR_WIL_intersect (Pufferegebnis ausflösen/zusammenlegen)
In der Bearbeitungsleiste „Vektor“ wählen, dann „Geoverarbeitungswerkzeuge“ und „Puffer“
Als Eingabelayer wählt man FFH_BIR_WIL_intersect, Pufferabstand 200 und wählt Pufferergebnis auflösen. Dann klickt man auf „Durchsuchen“ gibt den Layernamen FFH_BIR_WIL_Puffer200 ein und dann „ok“.


5.Schritt: SCHNELLDRUCK ERSTELLEN
Für die räumliche Ausdehung des layers LK_BIR_WIL soll nun eine Pdf-Datei (A2-Format) erstellt werden. Dies macht man mit Hilfe der Erweiterung „Schnelldruck“

GIS Übung 1 - Aufgabenteil 2

Arbeitsschritte´
- Quantum-GIS-Projekt -









Aufgabe war es ein Quantum-GIS-Projekt zu erstellen. Auf der Grundlage einer Topographischen Karte 100 musste man die Verwaltungsgrenzen der Landkreise, Verwaltungsgrenzen und Ortsgemeinden darstellen. Zusätzlich waren die Naturschutzgebiete darzustellen.

1.Schritt: GRUNDEINSTELLUNGEN
Zunächst muss man die Grundeinstellungen vornehmen. Hierzu wählt man Einstellungen und dann Optionen .
Es öffnet sich ein neues Fenster:
Im Register Kartenwerkzeugen wählt man „Bessel 1841“ als Ellipsoid zur Distanzberechung aus.
Im Register KBS aktiviert man „KBS abfragen“.

2.Schritt: PROJEKTEINSTELLUNGEN
Nun werden die Projekteinstellungen vorgenommen. Hierzu wählt man Einstellungen und dann Projekteinstellungen. Es öffnet sich ein neues Fenster:
Im Register Allgemein kann man nun den Projektitel „Übung 1“ eingeben. Die Karteneinheiten werden auf „Meter“ eingestellt und Pfade speichern auf „relativ“.
Im Register Koordinatenbezugssystem (KBS) stellt man DHDN/ Gauss-Krüger zone 2 (EPSG ID 31466) ein.
Als nächste wählt man in der Werkzeugleiste Datei und dann „Neues Projekt öffnen“.

3.Schritt: EINFÜGEN
Mit Hilfe des Tool „Rasterlayer hinzufügen“ importiert man zunächst die Topographische Karte 100 als Grundlage. Danach die Dateien für die Landkreise, Verbandsgemeinden, Ortsgemeinden und Naturschutzgebiete mit dem Tool „Vektorlayer hinzufügen“.

4.Schritt: ORDNEN
Nun ordnet man die Layer in einer sinnvollen Reihenfolge: Topographische Karte 100  Naturschutzgebiete  Ortsgemeinden  Verbandsgemeinden  Landkreise

5.Schritt: BEARBEITEN DER LAYER
Mit Rechtsklick auf einen Layer kann man die Eigenschaften des Layers bearbeiten.
Darstellung: Die Layer müssen veschiedene Umrandungsstärken/-Farben und Füllfarben aufweisen. Die Naturschutzgebiete müssen zusätzlich mit einer Schraffur gekennzeichnet werden. Zusätzlich kann man die Transparenz der Layer bearbeiten, so dass alle wichtigen Linien erkennbar sind.
Beschriftung: Ortsgemeinden und Naturschutzgebiete werden nun in passenden Farben beschriftet

6.Schritt: SPEICHERN
Wenn alle Einstellungen vorgenommen wurden und die Karte fertig ist. Kann das Projekt gespeichert werden. Dazu wählt man Datei und dann Projekt speichern als
aus.

GIS Übung 1 - Aufgabenteil 1

1. Was ist ein Gauß-Krüger-System (GK-System)?
Das Gauß-Krüger-Koordinatensystem ist ein kartesisches Koordinatensystem. Es ermöglicht hinreichend kleine Gebiete der Erde mit metrischen Koordinaten, also Rechtwert und Hochwert, konform zu verorten.
Das Gitternetz der geographischen Koordinaten wird in 3° breite Meridianstreifen aufgeteilt. Jeder Meridianstreifen geht vom Nord- bis zum Südpol parallel zu seinem sog. Mittelmeridian. Die Mittelmeridiane benachbarter Meridianstreifen liegen demnach 3° auseinander.
Jeder Meridianstreifen erhält eine Kennziffer, die sich aus der Gradzahl des Mittelmeridians ableitet (0°, 3°, 6°,...)


2. Um welche Einheiten handelt es sich bei GK-Koordinaten?
Es handelt sich um Rechtswerte und Hochwerte, die in der SI-Einheit Meter angegeben werden.


3. Was ist ein Ellipsoid und welcher wird beim GK-System verwendet?
Ein Ellipsoid ist eine höherdimensionale Entsprechung einer Ellipse.
Ebene Schnitte dieses Körpers stellen alle Ellipsen oder Kreise dar. Die Oberfläche des Ellipsoids kann mathematisch beschrieben werden, so dass Positionen auf der Oberfläche durch Koordinaten angegeben werden können.
Ein Ellipsoid, das am genauesten die Oberfläche der gesamten Erde annähert, wird als globales geodätisches Datum bezeichnet.
Beim GK-System wird das Bessel-Ellipsoid (auch Bessel 1841 genannt) verwendet. Es wurde 1841 von Friedrich Wilhelm Bessel abgeleitet. Datengrundlage waren großräumige Vermessungen.


4. Welche Projektart liegt dem Gauß-Krüger-System zugrunde? (kurz erläutern)
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.


5. 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.
Geographische Koordinaten werden aslo im Winkelmaß zur Festlegung von Punkten auf der Oberfläche ausgehend vom Äquator und dem Nullmeridian verwendet.
Kartesische Koordinaten beschreiben die Lage eines Punktes im Raum. Bezugssystem ist ein zwei- oder dreiachsiges orthogonales System, bestehend aus den Achsen x ,y, (z) .


6. Warum werden im GK-System sog. Meridianstreifens verwendet?
Man versucht dir Verzerrungen, die bei der Mercator-Projektion nördlich und südlich des Äquators entstehen durch so genannte Meridianstreifen zu verringern. Die Erde wird dabei in 3° breite Streifen (Meridianstreifen) geteilt. Jeder dieser Streifen stellt ein eigenes rechtwinkliges Koordinatensystem dar. Die x-Achse die Koordinatensystems steht im Bezug zum jeweiligen Mittelmeridian, wobei sich die y-Achse immer auf den Äquator bezieht.


7. Wie erkennt man die Kennziffer des verwendeten Meridianstreifens an einer Koordinate?
Die Kennziffer ist die erste Stelle in der Koordinate, jeder Hauptmeridian hat eine eigene Kennziffer, die dadurch berechnet wird, indem man die Gradzahl des Hauptmeridians durch 3 dividiert

Übung 6 – Planerstellen mit AutoCAD

Aufgabe dieser Übung war es mit dem Programm AutoCAD einen Gestaltungsplan in 2D zu zeichnen und die geplanten Gebäude zu bemaßen.

Erster Schritt:
Zunächst muss eine digitale Grundlage erstellt werden. Hierfür muss man die digitale Grundlage zur Gebietsabgrenzung als jpg.-Datei importieren.

















Zweiter Schritt:
Danach musst man eine genau bemaßte Bebauung erstellen. Die Gebäudemaße sind auf dem beigefügten Plan vorgegeben.
Mit Hilfe der Werkzeuge „Linie“ und „Rechteck“ kann man die gegebenen Linien nachzeichnen. Um den richtigen Winkel zu bekommen, kann man bei Ansicht das „BKS_Koordinatensystem“ auswählen und an das zu bearbeitende Planelement anpassen.
Um die Elemente des Plans einzufärben gibt es den Tool „Schraffur“. Man wählt eine Farbe und ein Objekt, das eingefärbt werden soll.













Dritter Schritt
Als nächstes müssen Teile des Plans mit Bemaßungen versehen werden. Dazu wählt man den Tool ausgerichtete Bemaßung bei Ansicht aus. Man setzt an den Eckpunkten der zu bemaßenden Objekte an, und zieht eine Linie, an der die Beschriftung steht.


















Vierter Schritt:
Im letzten Schritt muss der Plan noch gelayoutet werden. Hierzu geht man auf die Ebene „Layout“ Man kann Kästchen aufziehen und dort den Plan einfügen. Mit Hilfe des Tools „Rechteck“ kann man eine Legende erstellen. Den Text kann man mit Hilfe des Tools „Einzelne Zeile“ erstellen und Überschrift, Legende, Bearbeiter usw. einfügen. Die Größe der Schrift kann man durch anklicken des Textes bearbeiten

Fertiger Plan:














Link zum PDF Plan:
http://www.fileuploadx.de/410384

5.Übung - 3D-Stadtmodell

Aufbauend auf Übung 4 „Fassadenentzerrung“ sollte nun in dieser Übung ein 3D-Stadtmodell des Ludwigsplatzes in Saarbrücken mit dem Programm „Sketch Up“ erstellt werden.

Erster Schritt:
Die vorgegebene Plangrundlage wird im Programm Sketch Up geöffnet







Zweiter Schritt:
Die Gebäudekonturen werden nun mit Hilfe des Tools „Linie“ nachgefahren. Es ergibt sich eine geschlossene Fläche. Diese Fläche kann man mit Hilfe des Tools „Drücken/Ziehen“ hochziehen und an die Gebäudehöhe anpassen. Die Grundhöhe der Gebäude beträgt 9 Meter, die Grundhöhe der Kirche 12 Meter.

Dritter Schritt:
Nun müssen die Dächer konstruiert werden. Man bestimmt zunächst die Mittellinie auf der Fläche, auf der das Dach vorgesehen ist. Diese Linie kann mit dem Tool „Verschieben/Kopieren“ auf die gewünschte Höhe hochgezogen werden, in unserem Fall 5 Meter, bei den Häusern und 8 Meter bei der Kirche. Auch kleinere Dachelemente (wie Giebel) können auf diese Weise modelliert werden.
Die Dachflächen können mit Hilfe des „Farbeimers“, in dem man verschiedene Füllungen, wie Ziegel, Bodenbeläge usw auswählen kann, eingefärbt werden.

Vierter Schritt:
Um die Gauben zu konstruieren, wird zunächst eine senkrechte rechteckige Fläche am Dach erstellt. Diese Fläche kann mit dem „Drücken/Ziehen“ Tool nach hinten gezogen werden und so zu einer Gaube modelliert werden. Die Spitze wird auf die gleiche Art erstellt.

Fünfter Schritt:
Nun müssen die Fassaden auf die Gebäude gesetzt werden. Die aus Übung 4 entzerrten Fassaden (Vorgehensweise der Entzerrung siehe Übung 4) dienen als Texturgrundlage. Um die Fassaden auf die Gebäude zu setzen, wird zunächst die Photoshop-Datei (in Power of two Format) in das Programm importiert werden: Datei – Importieren – Bild auswählen – als Textur verwenden.
Die Textur wird an zwei Eckpunkten des Gebäudes montiert und wird nun angepasst. Man wählt per Rechtsklick die Funktion „Textur - Position“ aus. An den gelben Reißzwecken kann man die Textur verändern.

Sechster Schritt:
Als letztes werden Die Bodenflächen mit Hilfe des „Farbeimers“ eingefärbt und Elemente wie Personen und Bäume eingefügt.
Elemente dieser Art finden man bei: Fenster – Komponenten – Komponente auswählen – platzieren.


Gebäude am Ludwigsplatz: Original und 3D










3D Ansicht des Ludwigsplatzes







Weitere Aufgabenteile der Übung waren das erstellen eines Gesamtplanes mit Corel Draw und eine CD mit allein Dateien.


Plan mit Corel Draw