GIS, Geodaten, Geoinformatik - Geodaten

Feature Geometry Model

nospam@example.com (GIS) — Fri, 25 Jan 2008 05:24:10 +0100

Das Feature Geometry Model ist eine abstrakte Beschreibung für ein konzeptionelles Datenmodell, des OpenGIS Consortiums (OGC).

Von geometrische Primitiven bis komplexen Geoobjekten wird in UML alles abstrakt beschrieben, so wie man es z.B. Java-Klassen wie Geotools implementieren könnte.

Im Gegensatz zu Simple Features sind hier auch Kreisbögen definiert, insgesamt hat das Feature Geometry Model eine viel höhere Komplexität.

Dimensionsmatrix im 9-Intersection Model

nospam@example.com (GIS) — Thu, 24 Jan 2008 12:43:05 +0100

Für zwei Geometrien A und B kann im 9-Intersection Model (kurz: DE-9IM)beschrieben werden, wie sie sich zueinander verhalten.

Dabei werden drei Dinge beurteilt:
* Das Innere -> alles was innerhalb des Rands liegt.
* Der Rand -> bei Flächen der äußere Ring und eventuelle inneren Ringe, bei Linien die Endpunkte, Punkte haben keinen Rand.
* Das Äußere -> alles was nicht dazu gehört.

Beispiel: A coveredBy by B oder B covers A

Der Rand ist schwarz, das Innere rot oder grün, das Äußere weiß.

Die 3*3-Matrix die sich aus der Beziehung der beiden Objekte ergibt, kann entweder mit Bool'schen Werten (trivial) oder mit Zahlen gefüllt werden. Im DE-9IM stehen hier Zahlen mit dieser Bedeutung:
* kein Schnitt -> -1
* Schnitt in einigen Punkten -> 0
* Schnitt durch Linien ->1
* Schnitt durch Flächen -> 2

Für das Beispiel könnte man also schreiben:
[Ai x Bi = 2] [Ai x Br = 1] [Ai x Ba = -1]
[Ar x Bi = 1] [Ar x Br = 1] [ Ar x Ba = -1]
[Aa x Bi = -1] [Aa x Br = -1] [Aa x Ba = 2]

Das DE-9IM hat gegenüber dem Bool'schen Modell den Vorteil mit weniger Vergleichen auszukommen. Implementierungen stellen eine Relate-Methode bereit, bei der die Matrix angegeben werden kann, wie die Objekte miteinander in topologischer Beziehung stehen sollen und ein "*" für "don't care" kann hier an den meisten Stellen gesetzt werden.

Polygone in Well-Known-Text (WKT)

nospam@example.com (GIS) — Wed, 23 Jan 2008 17:03:58 +0100

Eine Besonderheit stellen Polygone und besonders Multipolygone in WKT dar (WKT ist die lesbare Darstellung von Simple Features nach ISO 19125 für Geodatenbanksysteme).

Ein Polygon kann aus einem äußeren (exterior) und einem inneren (interior) Ring bestehen. Die inneren Ring spezifizieren Löcher.

Beispiel: Ein Quadrat mit einem kleinen quadratischem Loch drin.

POLYGON((0 0,10 0,10 10,0 10,0 0),(5 5,7 5,7 7,5 7, 5 5))

Ein Multipolygon sind einfach nur mehrere Polygone die zusammen ein Simple Feature bilden.

Polygone bestehen aus Ringen. Dies ist nicht dasselbe wie ein geschlossener Streckenzug! Nach OGC-Lesart ist ein Polygon eine Fläche, der Streckenzug aber nur ein paar zusammengesetzt Geraden. Zu allem Überfluss ist in der ALK das Polygon dann auch wieder ein Streckenzug...

XML und Geodaten

nospam@example.com (GIS) — Wed, 23 Jan 2008 12:43:38 +0100

XML, wurde eigentlich als Standard für strukturierte Dokumente (SGML) entwickelt, aber in der Praxis mehr für den Datenaustausch verwendet, das gilt natürlich auch für Geodaten.

Beispiele:
* GML - die Geography Markup Language zum Austausch geobezogener Objekte (hier Features genannt).
* KML - die Keyhole Markup Language als Austauschformat für Google Earth.
* GPX - das GPS Exchange Format zur Speicherung von GPS-Daten vor allem beim Geocaching.

Es wird zwischen Wohlgeformtheit und der Validität eines Dokuments unterschieden.

Um wohlgeformt zu sein, muss ein Dokument syntaktischen Regeln genügen, wie man auch syntaktische Fehler z. B. von HTML kennt, also es muss zu jedem Start-Tag eine End-Tag geben und diese Elemente dürfen sich nicht überlappen (wie offene und geschlossene Klammern in Mathe). Vor allem aber wird Groß/kleinschreibung unterschieden - case does matter!

Für die Validierung war früher ist eine DTD erforderlich, diese Document Type Definition war die einzige Möglichkeit eine XML-Datei prüfen zu lassen. Allerdings sind DTD selber keine XML-Dateien und lassen nur grobe Vorgaben zu.

Mit dem XML Schema gibt es seit 2001 eine weitere Möglichkeit, das Schema die Struktur eines XML Dokuments beschreiben.

Das Schema selbst nutzt eine XML Syntax und kann so auch geparst werden. Datentypen wie integer, string oder boolean werden unterstützt und andere Datentypen lassen sich definieren.

Nicht zu verwecheln in diesem Zusammenhang sind XSLT Dateien! Diese dienen dazu aus XML-Dateien mit einem Preprozessor für XSL-Transformationen aus XML in HTML einen schicken Output zu generieren.

Simple Feature Model

nospam@example.com (GIS) — Wed, 16 Jan 2008 14:00:47 +0100

Das Simple Feature Model wird beispielsweise von Geodatenbanksystemen eingesetzt. Dabei stellt es eine Implementierungs-Spezifikation zur Verfügung, um die Geometrie von maximal zweidimensionalen Objekten zu beschreiben.

Im Vergleich zum Feature Geometry Model stellt es nur eine Teilmenge zur Verfügung und die Bezeichnungen weichen teilweise ab.

Definition: Simple Features sind maximal zweidimenisonale Objekte, deren Stützpunkte gradlinig miteinander verbunden sind.

Kurven und Kreise sind also keine Simple Features, sondern nur: Punkte, Linien, Streckenzüge und Flächen.