GeoForum MV 2024 (eBook)
248 Seiten
tredition (Verlag)
978-3-384-30947-1 (ISBN)
Dipl.-Ing. Marco L. Zehner MSc (GIS) studierte Landeskultur und Umweltschutz an der Universität Rostock und war im Anschluss ab 2001 als wissenschaftlicher Projektmitarbeiter an der dortigen Professur für Geodäsie und Geoinformatik tätig. In verschiedenen Projekten arbeitete er auf den Gebieten von Internet- und mobilen GIS-Anwendungen, der Integration von GIS-Produkten sowie der Geodateninfrastrukturen. Parallel schloss er den Fernstudiengang MSc Geographical Information Science & Systems an der Universität Salzburg ab. Seit 2007 ist Herr Zehner beim IT-Landesdienstleister DVZ MV GmbH zuständig für die Geoinformationslösungen.
Dipl.-Ing. Marco L. Zehner MSc (GIS) studierte Landeskultur und Umweltschutz an der Universität Rostock und war im Anschluss ab 2001 als wissenschaftlicher Projektmitarbeiter an der dortigen Professur für Geodäsie und Geoinformatik tätig. In verschiedenen Projekten arbeitete er auf den Gebieten von Internet- und mobilen GIS-Anwendungen, der Integration von GIS-Produkten sowie der Geodateninfrastrukturen. Parallel schloss er den Fernstudiengang MSc Geographical Information Science & Systems an der Universität Salzburg ab. Seit 2007 ist Herr Zehner beim IT-Landesdienstleister DVZ MV GmbH zuständig für die Geoinformationslösungen.Prof. Dr.-Ing. Ralf Bill studierte Geodäsie an der FH Mainz (1972–1975) und den Universitäten Berlin (1975–1976) und Karlsruhe (1976–1979) und war anschließend Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der TU Karlsruhe (1979–1985, Promotion 1982). 1985–1989 arbeitete er als GIS-Entwicklungsingenieur bei Wild (Heerbrugg/Schweiz). 1989–1994 baute er als Senior Scientist am Institut für Photogrammetrie der Universität Stuttgart die Lehre und Forschung in der Geoinformationsverarbeitung im Studiengang Vermessungswesen auf. Seit 1994 ist er Universitätsprofessor für Geodäsie und Geoinformatik an der Agrar- und Umweltwissenschaftlichen Fakultät der Universität Rostock. Seit 1999 leitet er zudem das Steinbeis-Transferzentrum für Geoinformatik Rostock, in dem GIS-Entwicklungen für Wirtschaft und Verwaltung stattfinden.
Facetten aus 2 x 20 Jahren Geoinformation – Systeme, Daten und Anwendungen
Nguyen Xuan Thinh, Ulrich Schumacher
TU Dortmund, Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung (IÖR), Dresden und Universität Rostock nguyen.thinh@tu-dortmund.de, U.Schumacher@ioer.de
Abstract. Zum 20. Jubiläum des GeoForums MV möchten zwei Autoren, welche sich fast 20 Jahre gemeinsam mit Systemen, Daten und Anwendungen der Geoinformation befasst haben, historische Entwicklungen, Meilensteine und Entwicklungspfade reflektieren. Beide Autoren haben einen engen Bezug zur Professur für Geodäsie und Geoinformatik an der Universität Rostock. Zum Schluss wagen die Autoren einen Ausblick in die zukünftige Entwicklung der Systeme, Daten und Anwendungen der Geoinformation im Zeitalter der KI, IoT-Sensoren und digitalen Zwillinge.
1 Ausgangspunkt
In den 1980er Jahren wurde am Institut für Geographie und Geoökologie (IGG) der Akademie der Wissenschaften der DDR in Leipzig ein Konzept für den Aufbau des Digitalen Geographischen Datenspeichers (DIGG) entwickelt – dem ersten landesweiten GIS in der DDR auf Großrechnerbasis (im zivilen Bereich). Als theoretisches Grundgerüst diente ein allgemeingültiges Daten-Methoden-Modell für räumliche Analysen, welches als Datenquader darstellbar ist (Abbildung 1). Die Analysetechniken O/P, Q/R und S/T entsprechen einer faktorenanalytischen Herangehensweise, wo einzelne Matrizen („Scheiben“) des Datenquaders partiell betrachtet werden. Beim Aufbau des DIGG ging es um punkt- und rasterförmige Basisgeometrien für alle Gemeinden sowie um die Automatisierung raumbezogener Analyseansätze einschließlich einfacher kartographischer Darstellungsformen, wobei der Autor Ulrich Schumacher seit 1984 mitgewirkt hat. Ausgewählte Ergebnisse mit DIGG-Bezug wurden publiziert, z. B. eine GIS-Anwendung zum Potentialansatz in der Geographie am Beispiel des Bezirkes Leipzig (Schumacher 1989).
Abbildung 1: Daten-Methoden-Modell (Datenquader) für raumbezogene Analysen (Quelle: Margraf, 1985, 29)
2 Die 1990er Jahre
Nach der Erlangung der deutschen Einheit wurden die Forschungsinstitute im Osten Deutschlands neu strukturiert, darunter das Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung (IÖR) in Dresden im Jahr 1992 gegründet. Die beiden Autoren gehören zum Gründungsteam des Geo-Informationssystems am IÖR. Beim Aufbau der Infrastruktur wurde großer Wert auf ein analytisch orientiertes GIS für alle Forschungsbereiche gelegt. Die Wahl fiel zunächst auf das quadtreebasierte System SPANS. Damit wurde das GIS-Pilotprojekt im IÖR bearbeitet: eine Erreichbarkeitsanalyse großer Städte in Sachsen auf Basis einer Bürgermeisterbefragung. Deren Auswertung im planerischen Kontext wurde im Rahmen der IÖR-Schriften publiziert (Wirth und Schumacher 1996). Danach erfolgte eine ausgedehnte Forschung von Raummustern und Entwicklung von Methoden zur Analyse umfangreicher Geodaten durch Verknüpfung von Mathematik, Geo- und Umweltinformatik, Städtebau und Stadtökologie. Hierzu gehört die Entwicklung von AML-Programmen in Arc/Info zur räumlichen Analyse der Flächennutzungsmuster von allen 116 kreisfreien Städten in Deutschland.
3 Die 2000er Jahre
Die Fortsetzung der letztgenannten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten mündeten in die Habilitation von Nguyen Xuan Thinh an der Universität Rostock 2005 zum Thema „Entwicklung von mathematisch-geoinformatischen Methoden und Modellen zur Analyse, Bewertung, Simulation und Entscheidungsunterstützung in Städtebau und Stadtökologie“ (Thinh 2005). Es sollen hier zonen- und gitterbasierte Analysen multitemporaler Geodaten zur räumlichzeitlichen Charakterisierung und Operationalisierung von Leitbildern und Theorien der Stadtentwicklung (wie kompakte Stadt, fraktale Stadt oder zentrale Orte) hervorgehoben werden (Abbildung 2).
Abbildung 2: Operationalisierung von Leitbildern und Theorien (Quelle: Thinh 2019)
Zur Ressourceneffizienz von Siedlungsstrukturen als wichtiger Thematik in der ökologischen Raumforschung wurde am IÖR ein Forschungsschwerpunkt etabliert. Ein dazugehöriges GIS-Projekt fokussierte auf räumliche Zusammenhänge zwischen strukturellen Indikatoren auf Basis deutschlandweiter Geodaten – mit einer abschließenden Publikation zur Bewertung der Ressourceneffizienz von Siedlungsstrukturen mit Methoden der Geoinformatik und Statistik (Thinh und Schumacher 2011).
4 Die 2010er Jahre
An der Fakultät Raumplanung der TU Dortmund hat Nguyen Xuan Thinh den Anfang 2011 neu gegründeten Lehrstuhl für Raumbezogene Informationsverarbeitung und Modellbildung (RIM) aufgebaut und die GIS-Lehre für die Raumplanung nachhaltig in Theorie und Praxis geprägt. Entsprechend den allgemeinen Trends der Digitalisierung und Industrie 4.0 hat er rechtzeitig und umfassend moderne Technologien in Forschung und Lehre eingeführt und etabliert. So sind inzwischen Technologien wie 3D-Modellierung, 3D-Geoinformationssysteme und fortgeschrittene Fernerkundungsmethoden mit hochaufgelösten Satellitenbildern wie SPOT-Bilder feste Bestandteile in den Forschungsprojekten, Promotions-, Master- und Bachelorarbeiten sowie Lehrveranstaltungen von RIM geworden. Insbesondere die Einführung der Flugroboter-Technologie, Unmanned Aerial Vehicle (UAV) und 3DLaserscanning bietet neue Perspektiven in Forschung und Lehre der Fakultät Raumplanung.
Am IÖR wird der Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung (IÖR-Monitor) seit 2010 als räumlich hochauflösendes und offenes Informationssystem für die Entwicklung der Landbedeckung bzw. Landnutzung sowie der Landschaftsqualität in Deutschland auf Basis von ATKIS-Daten betrieben und regelmäßig aktualisiert. Das besondere Konzept des Monitorings durch GIS-gestützte topographische Datenanalyse wurde international publiziert (Krüger et al. 2013). Als aktuelles Kartenbeispiel aus dem IÖR-Monitor ist der Indikator „Anteil Siedlungs- und Verkehrsfläche an Gebietsfläche“ für Rostock und Umland auf Rasterbasis dargestellt (Abbildung 2).
Abbildung 3: IÖR-Monitor: Anteil Siedlungs- und Verkehrsfläche an der Gebietsfläche in Rostock und Umland, 100m-Raster, 2023 (Quelle: https://www.ioer-monitor.de1, Zugriff: 14.06.2024)
5 Aktuelle Aspekte
Seit 2022 sind an der TU Dortmund die Thermalfotografie sowie IoT-Sensoren in Forschung und Lehre eingeführt worden, womit die Fakultät Raumplanung eine führende Rolle unter den Raumplanungsfakultäten in Deutschland bezüglich der modernen GIS-Technologien einnimmt. Mithilfe dieser Technologien konnte der Lehrstuhl mehrere Projekte zur Erforschung und Entwicklung von digitalen Zwillingen und 3D-Modellen, 3D-Simulationen sowie zur Erprobung von VR- und AR-Technologien erfolgreich initiieren und damit wertvolle Produkte erschaffen (Thinh 2022, Thinh et al. 2023).
Am IÖR wurde eine einheitliche urbane Maske für städtische Kernräume (Bebauung, innerörtlicher Verkehr und Siedlungsgrün) auf Basis europäischer Copernicus-Daten entwickelt. Damit konnten Analysen zur urbanen Zerschneidung sowie zu urbanen Grünstrukturen für europäische Großstädte durchgeführt werden. Eine inzwischen eingereichte Dissertation an der Universität Rostock (Schumacher 2024) zu dieser Thematik wurde auf dem 19. GeoForum MV bereits vorgestellt (Schumacher 2023).
6 Zusammenfassung und Ausblick
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über wesentliche GI-Systeme, Daten und Anwendungen aus 40 Jahren Praxis der Autoren.
Tabelle 1: GI-Systeme – Daten – Anwendungen
In den nächsten Jahren werden digitale Zwillinge für unterschiedliche Forschungsgegenstände entwickelt, um neue systemische Lösungswege für verschiedenartige Fragestellungen zu erarbeiten. Durch die Kombination umfangreicher Geodaten, Satelliten- und Luftbildaufnahmen sowie Radar- und Messdaten über das Internet der Dinge (IoT) werden Fragestellungen unterschiedlicher Skalen simuliert. Der digitale Zwilling dient beispielsweise der Entwicklung und Erprobung von KI-Methoden zur Kartierung von Flächennutzungen und Retentionsflächen, zu cloudbasierten und interaktiven Simulationen sowie zur Quantifizierung von Begrünungspotenzialen.
Literatur
Krüger, T., Meinel, G., Schumacher, U. (2013): Land-use monitoring by topographic data analysis. In: Cartography and Geographic Information Science (CaGIS), 40 (2013) 3, 220-228.
Margraf, O. (1985): Grundprinzipien für den Aufbau eines EDV-gestützten geographischen Informationssystems. In: Wiss. Mitt. Inst. f. Geogr. u. Geoökol. AdW d. DDR 15, Leipzig 1985, 23-40.
Schumacher, U. (1989): Zur Anwendung des Potentialansatzes in der Geographie. Dargestellt im Rahmen eines geographischen Informationssystems. In: Geographische...
Erscheint lt. Verlag | 2.9.2024 |
---|---|
Reihe/Serie | GeoForum MV |
Verlagsort | Ahrensburg |
Sprache | deutsch |
Themenwelt | Mathematik / Informatik ► Informatik |
Schlagworte | Geodaten • Geoinformation • Konferenz • Smarte Geoinformation • Verwaltung • Wissenschaft |
ISBN-10 | 3-384-30947-2 / 3384309472 |
ISBN-13 | 978-3-384-30947-1 / 9783384309471 |
Haben Sie eine Frage zum Produkt? |
![EPUB](/img/icon_epub_big.jpg)
Größe: 13,0 MB
DRM: Digitales Wasserzeichen
Dieses eBook enthält ein digitales Wasserzeichen und ist damit für Sie personalisiert. Bei einer missbräuchlichen Weitergabe des eBooks an Dritte ist eine Rückverfolgung an die Quelle möglich.
Dateiformat: EPUB (Electronic Publication)
EPUB ist ein offener Standard für eBooks und eignet sich besonders zur Darstellung von Belletristik und Sachbüchern. Der Fließtext wird dynamisch an die Display- und Schriftgröße angepasst. Auch für mobile Lesegeräte ist EPUB daher gut geeignet.
Systemvoraussetzungen:
PC/Mac: Mit einem PC oder Mac können Sie dieses eBook lesen. Sie benötigen dafür die kostenlose Software Adobe Digital Editions.
eReader: Dieses eBook kann mit (fast) allen eBook-Readern gelesen werden. Mit dem amazon-Kindle ist es aber nicht kompatibel.
Smartphone/Tablet: Egal ob Apple oder Android, dieses eBook können Sie lesen. Sie benötigen dafür eine kostenlose App.
Geräteliste und zusätzliche Hinweise
Buying eBooks from abroad
For tax law reasons we can sell eBooks just within Germany and Switzerland. Regrettably we cannot fulfill eBook-orders from other countries.
aus dem Bereich