So können Sie geographische Informationen mit einem GIS darstellen und modellieren

Alle geographischen Informationen werden mithilfe von drei primären GIS-Datenstrukturen dargestellt und verwaltet:

• Feature-Classes
• Attributtabellen
• Raster-Datasets

Diese drei Hauptdatentypen können um zusätzliche Funktionen erweitert werden, um die Datenintegrität zu verwalten, geographische Beziehungen (z. B. Netzwerkverbindung und -fluss) zu modellieren und wichtiges geographisches Verhalten hinzuzufügen.

Jedes GIS verfügt über eine Sammlung von Datasets

Normalerweise wird ein GIS zur Verarbeitung mehrerer Datasets verwendet, von denen jedes Daten zu einer bestimmten Feature-Sammlung (z. B. Straßen) enthält, die geographisch auf die Erdoberfläche referenziert sind.

Ein GIS-Datenbankdesign basiert auf einer Reihe von Datenthemen, die jeweils über eine bestimmte geographische Darstellung verfügen. Beispielsweise können einzelne geographische Objekte als Features (z. B. Punkte, Linien und Polygone), als Fernerkundungsdaten (durch Raster), als Oberflächen (durch Features, Raster oder TINs) und als beschreibende Attribute in Tabellen dargestellt werden.

In einem GIS werden homogene Sammlungen geographischer Objekte in Datenthemen wie Parzellen, Brunnen, Gebäude, Orthofotografie und Raster-basierte digitale Höhenmodelle (DEMs) organisiert. Präzise und einfach definierte geographische Datasets sind für die Verwendung geographischer Informationssysteme von entscheidender Bedeutung. Auch das Design der auf Layern basierenden Datenthemen ist ein wichtiges GIS-Konzept.

GIS-Datasets sind logische Sammlungen geographischer Features

Ein Dataset ist eine Sammlung homogener Features für jedes Thema. Geographische Darstellungen werden in einer Reihe von Datasets oder Layern organisiert. Die meisten Datasets sind Sammlungen einfacher geographischer Elemente wie ein Straßennetz, eine Sammlung von Flurstücksgrenzen, Bodenarten, eine Bodenerhebung, Satellitenbilder für ein bestimmtes Datum, Brunnenstandorte oder Regenwasser.

In einem GIS werden räumliche Datensammlungen normalerweise als Feature-Class-Datasets oder Raster-basierte Datasets organisiert.

Viele Datenthemen werden am besten durch ein einzelnes Dataset dargestellt, beispielsweise für Bodenarten oder Brunnenstandorte. Andere Themen, wie ein Verkehrsnetz oder eine Oberflächenhöhe, werden häufig durch mehrere Datasets dargestellt. Das Verkehrswesen kann z. B. in Form von mehreren Feature-Classes für Straßen, Kreuzungen, Brücken, Autobahnauffahrten, Eisenbahnlinien usw. dargestellt werden. Die Tabelle unten zeigt, wie Sie die Oberflächenhöhe mit mehreren Datasets darstellen können.

Raster-Datasets werden zur Darstellung georeferenzierter Fernerkundungsdaten sowie kontinuierlicher Oberflächen wie Höhe, Neigung und Ausrichtung verwendet.

Häufige GIS-Darstellungen

Thema	Geographische Darstellung
Wasserläufe	Linien
Große Gewässer	Polygone
Vegetation	Polygone
Stadtgebiete	Polygone
Straßenmittellinien	Linien
Verwaltungsbezirke	Polygone
Brunnenstandorte	Punkte
Orthofotografie	Raster
Satellitenbilder	Raster
Oberflächenhöhe	DEM-Raster
	Konturlinien
	Höhenpunkte
	Geschummerte Relief-Raster
Flurstücke	Polygone
Grundsteuer-Datensätze	Tabellen

Thematische Layer werden Datasets. Das ist das primäre Organisationsprinzip in einer GIS-Datenbank.

Jedes GIS enthält mehrere Themen für einen gemeinsamen geographischen Bereich. Diese Themensammlungen fungieren als Layer-Stapel. Jedes Thema kann als unabhängiger Informationssatz verwaltet werden. Zudem verfügen alle Themen über ihre eigene Darstellung (als eine Sammlung von Punkten, Linien, Polygonen, Oberflächen, Raster usw.).

Da Layer räumlich referenziert sind, überlagern sie sich gegenseitig und können in einer gemeinsamen Kartenanzeige miteinander kombiniert werden. Außerdem können Sie mit GIS-Analysewerkzeugen, z. B. Polygonüberlagerungen, Informationen aus Daten-Layern zusammenführen, um abgeleitete räumliche Beziehungen zu erkennen und damit zu arbeiten.

Jede GIS-Datenbank, die effektiv sein soll, muss sich nach diesen allgemeinen Prinzipien und Konzepten richten. Jedes GIS erfordert einen Mechanismus zur adäquaten Beschreibung geographischer Daten sowie eine umfassende Zusammenstellung von Werkzeugen zur Verwendung, Verwaltung und Bereitstellung dieser Informationen.

So arbeiten GIS-Benutzer mit geographischen Informationen

Es gibt im Wesentlichen zwei Arten, mit geographischen Informationen zu arbeiten:

• Als Datasets, d. h. homogene Sammlungen von Features, Rastern oder Attributen – beispielsweise Parzellen, Brunnen, Gebäude, Orthofotografie und Raster-basierte digitale Höhenmodelle (DEMs)
• Als einzelne Elemente oder Teilmengen, z. B. einzelne Features, Raster und Attributwerte, in den jeweiligen Datasets

Arbeiten mit GIS-Datasets

In ArcGIS werden homogene Sammlungen geographischer Objekte in Datasets zu häufigen Themen gruppiert, z. B. Parzellen, Brunnen, Straßen, Gebäude, Orthofotografie und Raster-basierte DEMs.

Bei vielen Vorgängen, die Benutzer in ArcGIS durchführen, handelt es sich um Eingaben für Datasets oder um das Ziel der Erstellung neuer Datasets. Darüber hinaus stellen Datasets die häufigste Methode für den Datenaustausch zwischen GIS-Benutzern dar.

Datasets dienen als primäre Datenquellen für Folgendes:

Karten, Globen und 3D-Szenen: Diese Ansichten dienen als Hauptansicht geographischer Informationen in Form einer Reihe von Karten-Layern. Jeder Karten-Layer referenziert ein bestimmtes GIS-Dataset und wird zum Symbolisieren und Beschriften des Datasets verwendet. Auf diese Weise unterstützen Karten-Layer Sie dabei, GIS-Datasets im GIS lebendig zu gestalten.

Karten-Layer in 2D-Karten und 3D-Szenen werden verwendet, um GIS-Datasets zu symbolisieren und zu beschriften. Diese Karte enthält Layer für Orte, Autobahnen, Bundesstaats- und Ländergrenzen, Gewässer und Wasserläufe. Jeder dieser Layer wird verwendet, um ein GIS-Dataset darzustellen.

Geoverarbeitungseingaben und abgeleitete Datasets: GIS-Datasets sind allgemeine Datenquellen, die für die Geoverarbeitung verwendet werden und für die automatisierte Datenverarbeitung und GIS-Analyse nützlich sind. Datasets werden als Eingaben verwendet, und neue Datasets werden als Ergebnisse für verschiedene Geoverarbeitungswerkzeuge abgeleitet.

Die Geoverarbeitung hilft Ihnen, viele Tasks als Folge von Operationen zu automatisieren, damit sie als Einzelschritt ausgeführt werden können. Auf diese Weise lässt sich leichter ein wiederholbarer, gut dokumentierter Workflow zur Datenverarbeitung erzielen.

Benutzer verwenden ArcGIS-Datasets auch, um die räumliche Analysen durchzuführen.

Dieses Modell veranschaulicht, wie Sie potenzielle Standorte für neue Parks identifizieren und einstufen. Gute Kandidatenstandorte müssen über eine hohe Bevölkerungszahl verfügen und dürfen nicht zu nah an bereits bestehenden Parks liegen.

Arbeiten mit einzelnen Features und Elementen in Datasets

Sie können nicht nur mit den Datasets, sondern auch mit den darin enthaltenen einzelnen Elementen arbeiten. Zu diesen Elementen gehören einzelne Features, Zeilen und Spalten in Attributtabellen und einzelne Zellen in Raster-Datasets. Wenn Sie z. B. ein Flurstück identifizieren, indem Sie darauf zeigen, arbeiten Sie mit den einzelnen Datenelementen in einem Dataset:

Bei der Bearbeitung von Features wie der Straßenmittelachse in diesem Beispiel arbeiten Sie ebenfalls mit einzelnen Datenelementen:

Beim Arbeiten mit Tabellen verwenden Benutzer die beschreibenden Informationen in Zeilen und Spalten. Dies ist hier dargestellt: