GIS Fragenkatalog
3. Nennen Sie die Basisfunktionalität eines GIS im Bereich Umweltmonitoring.
-(Erfassen)Datenerfassung und Qualitätskontrolle -(Speichern)Datenbasisorganisation und -verwaltung -(Verarbeiten)Datenanalyse und Modellierung -(Präsentation)Datenvisualisierung
50. Der Wert der MORIAN'I - Statistik für die Punktinformationen
-1 = negative, straffe Korrelation (Bsp. Je mehr Urwälder gerodet werden, umso geringer der Artenreichtum in der Tier- und Pflanzenwelt.) 0 = keine Korrelation +1 = positive, straffe Korrelation (Bsp. Je mehr Mäuse es gibt, umso mehr Füchse gibt es.) Unter Korrelation versteht man den statistischen Zusammenhang zwischen 2 oder mehr Variablen.
30. Die Genauigkeit Ihres GPS-Gerätes wird mit 20 m angegeben. Mit welchen Methoden können Sie die Genauigkeit auf 1 m verbessern?
-Differentiell korrigierte Positionierung über Referenzsignale mit Hilfe von: ~UKW über Bayern 3-Abruf mit eigenem Modul für Antenne ~Mobilfunk durch Anschluss eines Handys an das GPS-Gerät ~LW über kommerzielle Referenzstationen mit eigenem Modul für Antenne (Es gibt Beacon-Systeme, kommerzielle Privatunternehmen, staatliche Systeme, japanische Regierung) -Differentielle Phasenmessung über Referenz- und Roverempfänger (= 2 Geräte, die miteinander kommunizieren; ein Gerät ist der sogenannte Roverempfänger, das mobil ist und mit dem beispielsweise Flächen eingemessen werden und ein stationäres Gerät, das an einem festen Punkt mit bekannten Koordinaten, z.B. Grenzsteinen; zwischen diesen besteht ein Datentransfer, das heißt, dass das stationäre Gerät Referenzsignale senden kann, die die genaue Bestimmung einer Position mit dem Rover ermöglicht. Nachteil: Man braucht 2 GPS-Geräte Doppelt so teuer!) -Verwendung eines Zweifrequenz-GPS-Empfängers = GPS-Geräte, die sowohl die Frequenzen der L1- als auch der L2-Signale messen können. Verwendung einer Choke-Ring-Antenne: 5 konzentrische Ringe um der eigentlichen Antenne, um das Erreichen von Signalen niedriger Elevation (unter 15 ° über dem Horizont) zu verhindern.
2. Welche GIS-Ausprägungen kennen Sie und wie kann man sie gegeneinander abgrenzen?
-Landinformationssystem •Instrument zur Entscheidungsfindung in Recht, Verwaltung und Wirtschaft sowie Hilfsmittel für Planung und Entwicklung. •besteht aus Datensammlung, welche auf Grund und Boden bezogene Daten einer bestimmten Region enthält, andererseits aus Verfahren und Methoden für die systematische Erfassung, Aktualisierung, Verarbeitung und Umsetzung dieser Daten. •Grundlage bildet ein einheitliches, räumliches Bezugssystem für die gespeicherten Daten, welche Verknüpfung der gespeicherten Daten mit anderen bodenbezogenen Daten erleichtert. •Aufgaben: Katasteramt, Vermessungswesen •Beispiele: ATKIS, ALKIS, AFIS - Rauminformationssystem •Instrument zur Entscheidungsfindung in der Raumbeobachtung sowie ein Hilfsmittel für Planung und Entwicklung. •besteht aus Daten zur Bevölkerungs-, Wirtschafts- und Siedlungs-entwicklung, zum Infrastrukturausbau, zur Flächennutzung und den Ressourcen, die in regionale Entwicklungsprogamme und raumbedeutsame Vorhaben einfließen. •Aufgaben: Raumordnung (Raum-nutzungsplan), Landesentwicklungsprogramm, kommunale Entwicklungsplanung, amtliche Statistik -Umweltinformationssystem •erweitertes Geo - Informationssystem, das der Erfassung, Speicherung, Verarbeitung und Präsentation von raum-, zeit- und inhaltsbezogenen Daten zur Beschreibung des Zustandes der Umwelt hinsichtlich Belastungen und Gefährdungen dient und Grundlagen für Maßnahmen des Umweltschutzes bildet. -Netzinformationssystem •Instrument zur Erfassung, Verwaltung, Analyse und Ausgabe von Betriebsmitteldaten. -Fachinformationssystem •Bsp: ArcGIS ~Forstbetriebskarte, Standortskarte, Waldfunktionskarten
29. Nennen Sie die gängigen Primär- und Sekundärdatenerfassungsmethoden. Vergleichen Sie diese hinsichtlich ihrer Eignung und Bedeutung für Geo-Informationssysteme
-Primär: ~Vermessung: Grundlagenvermessung, Detailvermessung (Orthogonalaufnahme, Einbindemethode) Landvermessung - Aktualität nicht gegeben, zeit- und kostenintensiv, aber hohe Genauigkeit ~GPS: •Sichtverbindung zwischen den Punkten ist nicht erforderlich. •GPS liefert Resultate mit sehr hoher geodätischer Genauigkeit. •In kürzerer Zeit kann mit weniger Leuten deutlich mehr Arbeit erledigt werden. ~Fernerkundung: ~Photogrammetrie: Verzerrung durch Zentralperspektive, Lotabweichung, Relief Bedeutung: Luftaufnahmen, die noch nicht bearbeitet wurden. Höhen sind erkennbar, eine dreidimensionale Betrachtung ist möglich. Verwendung von Luftbildern für die Orthophotographie. ~Thematische Fernerkundung: •Luftbildinterpretation •Satellitenfernerkundung (grobes Raster, schnell, billig, aktuell) •Digitale Bildverarbeitung -Sekundär: Schnell, praktikabel, Genauigkeit ist abhängig von der bearbeitenden Person und Vorlage, z.B. Digitalisierer (Quellen müssen überprüft sein.) ~Rastererfassung mittels Flachbettscanner, Trommelscanner und Durchlaufscanner evtl. mit anschließender Georeferenzierung mit ArcView und WGEO. ~Vektor- und Bildschirmdigitalisierung
15. Definieren Sie die Begriffe: Segment, Vertice, Knoten, Kante, Graph
-Segment : Abschnitt zwischen 2 Vertices(Stützpunkten) oder 1 Vertex(Stützpunkt) und 1 Knoten -Vertice: Punkt der Richtungsänderung = Stützpunkt -Knoten: Ein nulldimensionales Objekt, das einen Anfangs-, End- und Verbindungspunkt von Linienelementen darstellt. -Kante: Verbindung zwischen zwei Knoten in einem Netzwerk bzw. Graphen -Graph: Menge von Knoten und Kanten in strukturierter Anordnung. Graphentheorie bietet Ansätze zu Strukturierung und Algorithmen in Netzwerken.
1. Welche Vorteile ergeben sich durch die Abspeicherung der Topologie?
-Umfassende Integration (Integration verschiedener Datenmodelle; Daten werden von Datenbanken der Vermessungsämter, statistischen Bundesämter, etc. bezogen. = zusammenpacken, auswerten, analysieren) -Räumliche Analyse -Direkte digitale Manipulation -Wirtschaftliche Vorteile
23. Diskutieren Sie die Vor- und Nachteile des Raster- und Vektormodells anhand folgender Beispiele:
-Vorteile des Vektormodells: Das Vektormodell ist hier im Bereich Holzlogistik zu empfehlen, da klare Linienzüge in Form einer Linien- bzw. Netzwerktopologie am eindeutigsten und klar lesbar sind. Die Genauigkeit ist nicht relevant, da die Lage und Ausdehnung der Holzlagerplätze nur in etwa den natürlichen Gegebenheiten entsprechen soll. Diese werden mit Punktsymbolen auf der Karte angegeben. Sie müssen nur problemlos von der Holzabfuhr zu finden sein. Weitere Vorteile: •Geringer Speicheraufwand •Linien können mit Attributen belegt werden, z. B. Ausbauzustand und Holzlagerplätze. Siehe dazu auch: dynamische Segmentierung und Linienverschneidung. •Bei den Waldfunktionen kann das Vektormodell hinsichtlich klarer Grenzen zwischen den Standortsmerkmalen von Vorteil sein. -Nachteile des Vektormodells: •Oft nicht maßstabsgetreu •Klare Grenzen entsprechen nicht den natürlichen Bedingungen. Bei der Visualisierung von Waldfunktionen, Wasserhaushalt und in der Standortskunde muß dies berücksichtigt werden. -Vorteile des Rastermodells: In der Standortskunde und im Wasserhaushalt ist es empfehlenswert, Rastermodelle zu verwenden, weil die Ergebnisse bei den Aussenaufnahmen zwischen den Rasterpunkten entsprechend interpoliert werden können. Außerdem lassen sich Stichprobeverfahren in Rasterpunkten besser veranschaulichen, mit repräsentativeren Ergebnissen bei der Analyse. •Zwischen Rasterpunkten kann interpoliert werden (Isoplethen) •Unklare Grenzen mit fließenden Übergängen hinsichtlich Wasserzug, Bodenfeuchtigkeit und Bodenarten und -typenverhältnissen. Durch Verfeinerung der Maschenweite Reduzierung der Verallgemeinerung -Nachteile des Rastermodells: •Waldfunktionen sind klar definiert, daher sind klare Grenzen erforderlich. •Hoher Speicheraufwand.
24. Welchem Zweck diente die erste und zweite geodätische Grundaufgabe?
1. Gesetz: Umrechnung polarer Daten in kartesische 2. Gesetz: Umrechnen kartesischer Daten in polare
37. Welche Informationen benötigen Sie, um ein Luftbild zu entzerren?
1. Äußere Orientierung: wie liegt der Aufnahmequadrant im Gelände zur Aufnahme (Position Flugzeug, Lotabweichung, Relief) 2. Innere Orientierung: Wie liegen die Punkte im Aufnahmequadrat (auf dem Foto) in Wirklichkeit zueinander
13. Nennen Sie die geschichtlichen Meilensteine in der Entwicklung der Geo-Informationssysteme und den zeitlichen Rahmen.
1960 - Entwicklungsbeginn - Entwicklung durch Behörden - Entw. v. kommerziellen Produkten - Entw. von Fach-GIS ab 1995 - Entw. v. OPEN-GIS, MArkt an Geo-Informationen
64. Wie hoch sollte der Root Mean Square - Fehler in Meter bei der Georeferenzierung einer Rasterkarte im Maßstab 1:10.000 sein
2 mm auf jeder Karte
86. Zu formalen Beschreibung von Verschneidungen wird das Intersection-Modell herangezogen. Wie unterscheiden sich das 4- bzw. das 9- Intersection Modell?
4-intersection-Modell: 4 * 4 = 16 Kombinationen zwischen einem Objektpaar unter Betrachtung des inneren und der Begrenzung der Objekte. Objekte sind einzelne Punkte, Linien und Polygone. 9 * 9 = 81 Kombinationen zwischen einem Objektpaar unter Betrachtung des inneren, der Begrenzung und außerhalb der Objekte.
55. Welche Datenquelle verwenden Sie, wenn Sie gemeindegrenzen im MAßstab 1:50.000 in Ihrer Analyse einsetzten wollen?
ALK (Automatisierte Liegenschaftskarte) = GRUBIS (Grund und Boden-Informationssystem)
54. Wie kann die Biomasse intakter Vegetation von Tonmineralen in einem multispektralen Satellitenbild unterschieden werden?
Anhand der unterschiedlichen Farbreflektionen. Die unterschiedlichen Spektrlfarben machen eine Detailerkennung möglich. Dies ist dadurch möglich, dass Wellen in verschiedenen Längen unterschiedlich von der Erde reflektiert werden, die von den Satelliten aufgenommen und abgespeichert werden. Er wirkt wie ein Scanner. Am Beispiel des Erderkundungssatelliten „Landsat" (USA) mit MSS (Multispektral Scanner) und TM (Thematic Mapper) werden 7 Kanäle des TM beschrieben. Dabei korrespondiert das reflektierende nahe Infrarot des Kanals 4 in Verbindung mit Rot des Kanals 3 mit der Biomasse der intakten Vegetation. Selbiges liegt auch im Kanal 1 mit der Farbe blau vor. Für bodenkundliche und geologische Anwendungen, hier die Unterscheidung von Tonmineralen, wird das thermale Infrarot herangezogen, da dieses in die oberste Bodenschicht eindringt. Dies liegt im Kanal 6. Die Kanäle sind auch in Folie 169 eingezeichnet und werden hier als Bänder bezeichnet.
18. Was müssen Sie in einem Geo-Informationssystem wie ArcGis durchführen, damit die Flächenberechnung bei Inselpolygonen korrekt durchgeführt werden kann?
Ausschneiden des Inselpolygons aus der es umgebenden Fläche, da sonst die Fläche doppelt berechnet wird.
83. Nennen Sie die Unterschiede zwischen Clip, Überlagern, Verschneiden und jeweileis ein Beispiel für den Anwendungsbereich der Analysemöglichkeit
Clip: Ausschneiden eines Teils eines Themas unter Verwendung eines anderen Themas als Schablone (Plätzchenförmchen) Beispiel: Beim Heraussuchen der Strassen aus dem Thema „Strassen" im Thema „Verwaltungsbezirke" kann eine Abgrenzung für den Verwaltungsbezirk ausgewählt werden, um ein neues Thema mit einer geringeren Anzahl an Strassen zu erstellen. Eingabethema + Clipthema = Ergebnisthema Verschneiden: = Überschneiden von Objekten auf der Grundlage von Attributen: Diese Funktion schneidet ein Eingabethema mit den Objekten eines Überlagerungsthemas aus, um ein Ausgabethema mit Objekten zu erhalten, die Attributdaten von beiden besitzen. Beispiel: Bau eines Altersheimes in der Stadt: Dazu könnte der Architekt ein Thema entwickeln, in dem den Grundstücksdaten Angaben zur Flächennutzung (beispielsweise Bauvorschriften) zugeordnet werden, so dass Gebiete, die die Anforderungen für mehrere Wohneinheiten mit mittlerer Einwohnerzahl erfüllen, leicht erkannt werden können. Flächennutzungsdaten + Grundstücksdaten = neues Thema = Eingabethema = Überlagerungsthema (Schnitthema) Überlagern von Objekten: Diese Funktion vereint die Objekte eines Eingabethemas mit den Polygonen eines Überlagerungsthemas, um ein Ausgabethema zu erhalten, das die Attribute un den vollständigen Umfang beider Themen enthält. Beispiel: Bereich mit gleichem Neigungswinkel in Bezug auf den Höhenwinkel. Neigungsgrenzen + Daten zum Bodentyp = Ausgabe = Eingabethema = Überlagerung Risikoanalyse
12. Durch welche Maßzahl wird die Güte der Satellitenkonstellation bei GPS-Messungen angezeigt?
DOP (Dilution of Precision) VDOP: vertikaler DOP HDOP: horizontaler DOP PDOP: Positions DOP GDOP: Geometrischer DOP
34. Nennen Sie die digitalen Austauschformate für Vektordaten und deren NAchteile in einem Geo-Informationssystem
DXF und DWG - Nachteil: nur Vektoren, keine Polygon- oder andere topologischen Strukturen austauschbar, kaum Attribute
84. Sie wollen die Veränderung der Aufenthaltsdauer von Luchsen in unterschiedlichen Habitaten inkl. der Richtungsänderungen darstellen. Welche Kartenart wählen Sie?
Diagrammkarte; Symboldiagrammkarte; Pfeilkarte
48. Nennen Sie das erste Gesetz der Geographie nach TOBLER
Dinge (Variablen), die näher beieinander liegen, haben einen stärkeren Bezug zueinander als Variablen, die weiter auseinanderliegen.
49. Was versteht man unter einer regionalisierten Variablen
Eine Funktion, die über einen definierten metrischen Bereich nur einen Wert annimmt und die die Schwankungen natürlicher Phänomene darstellt, die im Betrachtungsmaßstab zu unregelmäßig sind, als dass sie analytisch modelliert werden können. z.B. Baumartenverteilung in den Alpen: Zunächst ist die Baumartenverteilung mit einem Fichtenanteil von ca. 80 % über eine bestimmte Fläche hinweg ähnlich, dann kommt plötzlich eine Hangkante, ab der es mit Schluchtwaldbaumarten weitergeht.
33. Welche Methoden der Datenverifikation gibt es für die Erfassung digitaler Geländemodelle?
Es gilt, zunächst zu überlegen, ob primäre oder sekundäre Datenerfassung vorliegt. Nivellement, GPS, Fernerkundung (Photogrammetrie, thematische Fernerkundung); Nivellement ist am genauesten, GPS ist vergleichsweise fehlerhaft!
46. Was versteht man unter mehrschichtigen Karten?
Es werden Punkt- Linien- und Polygonthemen, sowie Rasterthemen im GIS übereinandergelegt. Themen bestehen aus den Graphikdaten, welche in einem View dargestellt werden können und den Sachdaten. Die Sachdaten sind in der Thementabelle gespeichert. Die Reihenfolge der Themen in der Themenübersicht gibt die Darstellungsreihenfolge im View wieder.
71. Welche Fehlerarten kommen im Datenbestand eines Geo-Informationssystems vor? Nennen Sie jeweils Ursachen. Welche Möglichkeiten bestehen, um diese Fehlergröße zu erkennen, zu dokumentieren und eventuell zu quantifizieren?
Fehlerarten im Datenbestand eines GIS: Lagefehler, Attributfehler, Kombination der ersten 2 Ursachen: Lagefehler: -Unscharf ineinander verlaufende Kategorien (viele Daten sind selbsterfasst, z.B. Grenzen zwischen Standortseinheiten es treten Fehler auf.) -Unterschiedliche Maßstäbe Attributfehler: -Alter der Daten -Erfassungsmethode (digitalisiert ohne Vorschrift hinsichtlich Maßstäben, etc., z.B. Eingabefehler im GPS-Gerät: Punkt statt Fläche Lage- und Attributfehler: -Umsetzung zwischen Vektor- und Rastermodell (Überführung) -Verarbeitungsfehler -Digitale Konversion (Kompatibilität herstellen) Möglichkeiten, diese Fehlergröße zu erkennen, zu dokumentieren und evtl. zu quantifizieren: Fehlerklassifikationsmatrix Bsp. Übereinstimmungen zwischen der 1. und 2. Datenerfassung feststellen: -Qualitätsdokumentation der Ausgangsdaten -Qualitätsdokumentation der Erfassung, Organisation, Analysen und Präsentation bei Kombinationen tauchen Fehler auf, daher möglichst viele Dinge mitaufnehmen. -Qualitätsrichtlinien (Digitalisierungsanweisung) Hinsichtlich Lagefehler: •Überprüfung anhand von „Felddaten", Ermittlung des RMS (Root Mean Square Error): alle Fehler aufsummiert, potentiert mit 2, daraus die Wurzel, ergibt den RMS. •Überprüfung anhand eines zweiten Themas: Fehlerfortpflanzung
4. Wie unterscheiden sich GEO-Informationssysteme von CAD-Programmen?
GIS: •Beinhaltet Geometrie und Attribute •Punkte, Linien, Flächen in Ebenen getrennt •„Erfassung, Verwaltung und Präsentation als Komponenten •Erweiterte Datenmodellierung •Zwei- und/oder Dreidimensional •Permanentdatenhaltung •Hohe Interaktivität •Stärken in der Visualisierung •nur eingeschränkte Analysefunktionen" (nach BILL / FRITSCH 1991, 40, erweitert) CAD: (computer-aided-design) •Schwerpunkt Geometrie •Mehrere „Sachen" in einer Ebene, man spricht hier von Layern •Kein Einlesen von Luftbildern möglich •CAD-Systeme dienen dem interaktiven geometrischen Modellieren in 2D und 3D im Rechner mit den Komponenten Beschreibung, Entwicklung, Bearbeitung, Speicherung und Darstellung.
53. Welche Schwierigkeiten können beim Einsatz von Spline-Funktionen bei der Interpolation von Oberflächen enstehen?
Glättungsrechnung - Fehler entstehen durch Teilschwingungen; Fehlerberechnung nicht möglich. Es werden viele kleine Regressionen berechnet, diese werden (sehr stark geglättet) miteinander verbunden. Nachteile: • Entspricht selten der Realität • Schnittstellen müssen untereinander ableitbar sein
42. Durch welche Techniken wird in ArcGis verhindert, dass beim Digitalisieren Polygon - Topologien nicht geschlossen sind. Sind diese Maßnahmen ausreichend bzw. durch welche Maßnahmen sollten sie ergänzt werden?
Im Polygonthema - Eigenschaften kann ich die Einpassungsumgebung (Einpassungstoleranz) festlegen. Das heißt, nach dem Doppelklick auf den letzten Stützpunkt auf der Polygonbegrenzung richtet sich der nächste Stützpunkt je nach Festlegung an bereits vorhandene Polygone aus. Ist keine Einpassungsoption ausgewählt, schließt sich das Polygon nach Doppelklick des letzten Stützpunktes wieder am Ausgangspunkt. Ergänzungsmaßnahmen: Mit Edit-Tools Cycling überprüfen (Er fährt jdes Polygon ab.). Nach Pseudopolygonen suchen lassen unddiese entfernen.
62. Mit welcher Statistik lässt sich feststellen, ob die Punktdaten zufällig, geklustert oder regelmäßig vorkommen?
In der Point-Pattern-Analyse mit der Nächsten-Nachbar-Statistik
63. Was bedeutet der Nugget-Wert in einer Variogramm-Analyse?
In diesem Bereich besteht eine zufällige räumliche Ausprägung
44. Erläutern Sie die Unterschiede zwischen thematischer Kartographie und Kartogrammen
Kartogramm: „kartographische Ausdrucksform, in welcher auf einer meist vereinfachten topographischen Grundrißdarstellung entweder durch Farb- oder Rasterstufenwerte relative Aussagen auf einen über das tatsächliche Objektverbreitungsgebiet hinausgehenden Raum bezogen werden oder durch geeignete Figuren und Zeichen Absolutwerte nicht unbedingt lagerichtig, aber in geographischer Orientierung zum Ausdruck kommen." ARNBERGER ->In eigenen Worten: weniger Raumbezug als bei der topographischen und thematischen Kartographie. Die Fachansicht steht im Vordergrund. Thematische Kartographie: „die Kartographie jener Karten und anderen kartographischen Ausdrucksformen, welche auf einer inhaltlich entsprechend reduzierten und überarbeiteten topographischen Grundlage spezielle Themen zum Ausdruck bringen, die auf einen ganz bestimmten Aussagezweck abgestimmt sind." ARNBERGER ->In eigenen Worten: Übersetzung einer Info (Thema) mit Raumbezug, z.B. JD-Bestand; Thema: Eingriffsmöglichkeiten, Funktion
8. Wo und wie wird die Lageinformation einer Rasterdatei gespeichert?
Lageform wird nur implizit gespeichert (in Metadatei z.B. Worldfile) durch Abspeicherung der: •Koordinaten des Ursprungs •Dimension (Anzahl der Zeilen und Spalten) •Nordrichtung •Zellengröße
16. Sie sollen für die Fahrwege in einem Forstbetrieb die Attribute (Höchstgeschwindigkeit, Ausbauzustand, Zeitpunkt der Instandhaltung) erfassen. Welche Technik verwenden Sie dazu an und was wäre die Alternative?
Linienverschneidung und dynamische Segmentierung
59. Was versteht man unter zonalen und lokalen Operatoren bei Rasterverschneidungen. Geben Sie jeweils ein Beispiel:
Lokale Operatoren: = A-räumliche Techniken (einfache räumliche Verschneidung) Mit Hilfe von statistischen und arithmetischen Operatoren wird ein neues Thema generiert. Beispiel: Die Mittelwerte der Jahresniederschläge werden mit den Mittelwerten der potentiellen Wasserspeicherkapazität in den humiden Klimazonen multipliziert. Anhand der Ergebnisse könnten potentielle Fichtenstandorte hergeleitet werden. Oder: Ermittlung des Mistelanteiles in bestimmten Höhen mit ArcSinus in ArcView. Zonale Operatoren: Wertethema + Zonenthema = Zonenattributtabelle Beispiel für das Wertethema: Daten können hinsichtlich Refletktion der Erdoberfläche entsprechend der Wirklichkeit auf wenige Zahlen heruntercodiert werden. Beispiel für das Zonenthema: Zusammenfassung gleicher Höhenzonen, z.B. Höhenzone 1 Im Beispiel der zonalen Operatoren wird auf Folie 416 Bezug genommen.
35. Diskutieren Sie Eigenschaften von Karten und Luftbildern als Repräsentanten der realen Welt.
Luftbild (nicht entzerrt) Höhen sind erkennbar, dreidimensionale Betrachtung möglich Luftbild (entzerrt) Alle im jeweiligen Spektralbereich erkennbaren Informationen sind vorhanden; aktuell, rasch und preisgünstig verfügbar. Karten Abstrahierung, Selktiert, Verlust an Information, zweckgebunden (Nutzungskarte)
76. Welche Möglichkeiten haben Sie in einem Geo-Informationssystem ein Polygon auszuwählen?
Maus: Auswahlbutton mit Anklicken des Objektes; mit zusätzlichem Drücken der SHIFT-Taste können mehrere Objekte (Polygone, z.B. Bestände, Nutzungsarten, etc.) gleichzeitig ausgewählt werden. Zusätzlich können mehrere Objekte durch Aufziehen eines Rechteck oder Kreises „Objektauswahl mit Graphiken" ausgewählt werden. Alle von der Graphik berührten Objekte sind ausgewählt. Objekte können auch in Thementabellen ausgewählt werden. Die Ausgewählten Themen erscheinen sowohl in der Tabelle, als auch auf der Karte gelb unterlegt. Mit Hilfe des Abfragemanagers können Objekte nach Kategorien, Kriterien und Schwellenwert ausgewählt werden. Auswahl mit Text: •„Fernglas" - Button •„Suchen" im Menü „Tabelle" z.B.Bei Eingabe von „Sa" werden alle Sand-Standorte ausgewählt. •Auswahl nach Themen
85. Sie scannen eine Karte im Format 700*900 mm mit 400 dpi ab. Wie groß ist die Datenmenge in Graustufen oder Farbe?
Maße: Breite: 700mm; Höhe: 900mm (25,4 mm = 1 inch) Auflösung: 400 dpi (dots per inch) Grauwert: 8 Bit Farbe: 24bit, 32bit, 48bit Lösung: Für Grauwert: Breite [inch] * Höhe [inch] * 400 * 8 (jede Zelle wird auf 8 bit gespeichert)= Ergebnis Ergbenis / 1024 = kB / 1024 = 149 MB Für die Farben: 24bit = 447 MB (also 24 anstelle von 8) 32bit = 596 MB (...) 48bit = 894 MB (...)
61. In der Rastermodul ihrer Gis-Software soll der Mittelwert und die Standardabweichung von jeweils 3 * 3 Rasterzellen berechnet werden. Um welche Analyse-Technik handelt es sich?
Moving-Windows-Statistik = gleitende Fenstertechnik
80. Sie interpretieren für die Forsteinrichtung in einem Privatwald Luftbilder und erstellen daraus die Forstbetriebskarte. Wie können Sie Ihrem Auftraggeber die Qualität Ihrer Arbeit dokumentieren?
Möglichkeiten, diese Fehlergröße zu erkennen, zu dokumentieren und evtl. zu quantifizieren: Fehlerklassifikationsmatrix Bsp. Übereinstimmungen zwischen der 1. und 2. Datenerfassung feststellen: -Qualitätsdokumentation der Ausgangsdaten -Qualitätsdokumentation der Erfassung, Organisation, Analysen und Präsentation bei Kombinationen tauchen Fehler auf, daher möglichst viele Dinge mitaufnehmen. -Qualitätsrichtlinien (Digitalisierungsanweisung) Hinsichtlich Lagefehler: •Überprüfung anhand von „Felddaten", Ermittlung des RMS (Route Mean Square Error): alle Fehler aufsummiert, potentiert mit 2 ergibt den RMS. •Überprüfung anhand eines zweiten Themas: Fehlerfortpflanzung Siehe Aufgabe 79
7 . Was sind die vier Komponenten eines Geo-Informationssystems?
Organisation & Personal Daten Hardware Software
36. Welche Vor- und Nachteile weist ein Orthopohots gegenüber den nicht entzerrten Luftbildern auf.
Orthopohots = eine verzerrungsfreie und maßstabsgetreue Abbildung der Erdoberfläche Vorteile: • Entsprechen geometrisch einer definierten kartographischen Projektion; somit Länge, Winkel, ... abgreifbar • Aktuell, rasch und preisgünstig verfügbar • Entzerrt Nachteile: • Keine Höhen mehr erkennbar • Keine dreidimensionale Betrachtung möglich
74. Welche Eingaben müssen Sie für die untenstehenden Parameter einfügen, um in einem Geo-Informationssystem den Gitternetzentwurf Gauß-Krüger mit dem zentralen Mittelmeridian 12° östlich Greenwich einzustellen: - Projektion - Rotationsellipsoid - Zentraler Median - Maßstabsfaktor - Falsche Ostausrichtung - Falsche Nordausrichtung
Projektion: Transversale Zylinderabbildung Rotationsellipsoid: Bessel-Ellipsoid Zentraler Meridian: 4 Maßstabsfaktor: 1 (am Zentralmeridian) Falsche Ostausrichtung:500000 Falsche Nordausrichtung: 0
72. Welche Objekttypen sind in Vektor-Themen möglich und was sind die Einsatzbereiche? Nennen Sie jeweils zwei Beispiele
Punkte, Linien und Flächen Einsatzbereiche: Punkt: •Punkte als reduzierte Repräsentationen realer mehrdimensionaler Entitäten In eigenen Worten: Verkleinerte Darstellung der Wirklichkeit z.B. Grenzstein •Punkte als Konstrukte oder Stichproben, z.B. Mittelpunkt eines Probekreises Linie •Darstellung linearer Objekte (Gewässerlinien, Leitungen, Wege) •Grenzlinien (Ufer, Verwaltungsgrenzen, Abteilungslinien) Flächen: •Darstellung 2-dimensionaler Objekte in Form von echten Flächen (Waldflächen, Wasserflächen) und unechten Flächen (durchschnittlicher Zuwachs, Bevölkerungsdichte in den bayerischen Gemeinden) •Füllen von Flächen mit Signaturen •Flächenberechnung •Unechte 3D-Darstellung
79. Welche der folgenden Statistiken können Sie bei einer Rasteroberfläche durchführen? - Mittelwert - F-Test - Median - Standardabweichung der Population - Varianz der Stichprobe
Rasterflächen sind oft Mittelwerte, Punktwerte direkter Beobachtungen. Zwischen Rasterpunkten kann interpoliert werden. (Isoplethen) Auf Rasterflächen ist nur deskriptive Statistik möglich. Bei Punktverteilungen auch schließende Statistik nur beschreibende Statistik = deskriptive Statistik (F-Test ist keine der Rest ja, somit Durchführbar)
73. Beschreiben Sie den Vorgang der notwendig ist, um eine eingescannte Flurkarte zu digitalisieren
Referenzpunkte werden bei WGEO durch rote oder grüne quadratische Punkte dargestellt. •Rote Symbole im Image Koordinatensystem Positionsanzeiger und Elemente des graphischen Editierens •Grüne Symbole im Weltkoordinatensystem erscheinen in den Fenstern mit Referenkarten Georeferenzieren von Rasterkarten: 1.Arbeitskarte und Referenzpunkte laden; mehrere Dateien können bei Bedarf gleichzeitig geöffnet und mit dem Menü „Fenster" übersichtlich angeordnet werden. Klicken auf „Einmessen". 2.Bestimmen der Koordinaten, an der die Koordinaten bekannt sind. Aktivieren des Feldes „Referenzpunkte" Eingabe der Weltkoordinaten. 3.Diesen Vorgang für alle Referenzpunkte wiederholen.
47. Nennen Sie die geeigneten kartenmäßige Darstellungsformen für die folgenden Aufgabenstellungen dar: - Schadstoffverteilung gemessen an Punkten - Vorratsveränderung von Beständen - Übersichtstatistik demographischer Gegebenheiten
Schadstoffverteilung gemessen an Punkten: Es handelt sich hier um: •1 Variable (Schadstoffverteilung) •punktbezogene Daten •Qualitative Daten daher: Symboldiagrammkarte Vorratsveränderung an Beständen: Es handelt sich hier um: •1 Variable (Vorrat) •flächenbezogene Daten •Qualitative Daten daher: Symboldiagrammkarte, Choroplethenkarte Übersichtsstatistik demographischer Gegebenheiten: Übersichtsstatistik über die Bevölkerungsentwicklung Symbolkarte, Choroplethenkarte, Diagrammkarte
45. Welche Methoden der Klassenbildung werden bei Symbolkarten verwendet
Sinnklassenbildung, Äquidistant
60. Welche Ausdruckformen gibt es für thematische Karten?
Symbol-, Choroplethenkarte, Diagrammkarte, mehrschichtige Karte, (3D-Karten)
11. Sie wollen eine "Cut and Fill" - Analyse durchführen. Welches Oberflächenmodell setzten Sie ein?
TIN-Modell (Triangulated Irregular Network)
43. Erläutern Sie die Unterschiede zwischen topographischer und thematischer Kartographie
Thematische Kartographie: „die Kartographie jener Karten und anderen kartographischen Ausdrucksformen, welche auf einer inhaltlich entsprechend reduzierten und überarbeiteten topographischen Grundlage spezielle Themen zum Ausdruck bringen, die auf einen ganz bestimmten Aussagezweck abgestimmt sind." ARNBERGER ->In eigenen Worten: Übersetzung einer Info (Thema) mit Raumbezug, z.B. JD-Bestand; Thema: Eingriffsmöglichkeiten, Funktion Topographische Kartographie: „Die topographische Kartographie stellt Karten und Pläne aller Maßstäbe her, welche der allgemeinen Orientierung dienen oder in ihren Sonderformen nur einzelne topographische Elemente bzw. den Verlauf von Besitzgrenzen darstellen." ARNBERGER ->In eigenen Worten: Karten mit Ortsbezug, z.B. Kirche, Strasse, Wald, geschlossene Ortschaften
28. Diskutieren Sie die Treueeigenschaft Distanz, Länge, Fläche, Richtung und Form anhand der UTM-Projektion
UTM = Universal Transverse Mercator (UTM) System Die UTM-Projektion ist eine winkeltreue, transversale Zylinderprojektion mit Längen- und Flächenverzerrung. Länge (=Distanz): Längenverzerrung (Mittelmeridian um 0,9996 verkürzt) Maßstab variiert in Ost-/Westrichtung. Da der Zylinder in der Regel kleiner ist als das Rotationsellipsoid, ist der Maßstab auf dem Hauptmeridian kleiner Eins, gleich Eins auf den Schnittellipsen und größer Eins an den Projektionsrändern. In Nord-/Südrichtung variiert der Maßstab nicht. Fläche: Flächenverzerrung Richtung (= Winkel): Winkeltreue Form (= Gestalt): internationales Ellipsoid
32. Sie erhalten einen GEo-Datensatz als Koordinatensystem mit Zone 32. Um welchen Netzgitterentwurf handelt es sich und nennen Sie dessen Charakteristika.
UTM-System mit Zone 32 = Mittelmeridian in Europa und liegt bei 9 ° UTM-System (Charakteristika): •Mit internationalem Ellipsoid •Winkeltreue transversale Zylinderprojektion •Nord- und Ostwerte Der Ost- und Nordwert sind so vereinbart worden, dass der Nullpunkt der Gitterprojektion der Konvention entsprechend in der unteren linken Ecke zu liegen kommt und so die Einführung negativer Koordinaten vermieden werden kann. •Meridianstreifen von 6 ° Breite •Mittelmeridian ist um 0,9996 verkürzt. Der Maßstab variiert in Ost-West-Richtung. Da der Zylinder in der Regel kleiner ist als das Rotationsellipsoid, ist der Maßstab auf dem Hauptmeridian kleiner Eins, gleich Eins auf den Schnittellipsen und dann grösser Eins an den Projektionsrändern. •Mittelmeridiane in Europa: 3 °; 9 °; 15 °; (=Zone 31; 32; 33). •Fortlaufende Nummerierung beginnt bei 177 ° westlicher Länge. (=Zone 30)
77. Erläutern Sie die Vor- und Nachteile eines Vektormodells bei der Modellierung eines ökologischen Modells
Vorteil -Bewahrung hoher Auflösung -Unabhängige Mitführung von Attributdaten ist leichter. -Einbeziehung in formale Sprachen (z.B. Programmiersprachen) ist leichter. Nachteil -Geringere Geschwindigkeit der Operationen -Häufig geometrische Probleme -Hoher Rechenaufwand -Schwierigkeiten bei gleichzeitiger Integration vieler Themen -Die Einbindung in komplexe Modelle ist schwieriger -Die Kombination mit Optimierungstechniken ist schwierig.
14. Diskutieren Sie die Vorteile der Einführung eines GIS-Informationssystem in einem Forstbetrieb mit 2000 ha Fläche
Vorteile •Logistische Vorteile •Polterverwaltung und Info •schnelle Kommunikation •aktuelle Information •paralleles Arbeiten •Vermeidung von Verlusten •Zeitersparnis und verbesserte Orientierung •Verbesserung der geographischen Information •Kontrollmöglichkeit Nachteile •Kunden müssen damit umgehen können •hoher Aufwand •viel Zeit und Geduld beim erlernen •kostspielig •(geht von räumlichen Daten aus) •(arbeitet immer auf der Karte) •Je größer der Maßstab, umso grösser der Fehler
9. Welche Schritte sind notwendig, damit eine Rasterdatei in einem Geo-Informationssystem eingesetzt werden kann?
Zum Einsetzen einer Rasterdatei in ein Geoinformationssystem ist eine Umsetzung in ein kartesisches Koordinatensystem notwendig: Dies umfasst 3 Schritte: •Versetzung des Ursprungs von links oben nach links unten •Transformation von Rasterzählung in kontinuierlicher Metrik •Skalierung der Zellendimensionen auf Einheiten des Koordinatensystems Transformation von Rasterkoordinaten: • x1 = Ax + By + C • y1 = Dx + Ey + F x1 = berechnete x-Koordinate des Pixels auf der Karte y1 = berechnete y-Koordinate des Pixels auf der Karte x = Spaltennummer eines Bildpixels y = Zeilennummer eines Bildpixels A = x-Skala; Dimension eines Pixels in Karteneinheiten (x-Richtung) B, D = Rotationsbegriff C, F = Übersetzungsbegriff; x- und y-Kartenkoordinaten der Mitte des Pixels oben links E = Negativwert y-Skala; Dimension eines Pixels in Karteneinheiten (y-Richtung)
82. Was versteht man unter einer radiativen Analyse? Nennen Sie zwei Einsatzbereiche und die Schwierigkeiten, die bei deren Einsatz auftreten.
geradlinige Ausbreitungsanalyse •Vorstellung: von einem best. Pkt. werden „Wellen" oder „Signale" abgestrahlt. Wie weit können sich die Signale ausbreiten, bis sie auf ein Hindernis treffen? •Beispiel: Sichtverbindung, Sichtbarkeit oder Funkwellenempfangsbereich Beispiele: •Solare Einstrahlung •Sendesignale •Schallausbreitung •Sichtbarkeitsanalyse Bei Anlage eines Wanderweges im Erholungsgebiet sollte verhindert werden, dass Strassen und Forstwege eingesehen werden können. Probleme: Natürliche Verhältnisse vor Ort die im Detail nicht auf der Karte eingetragen sind, z.B. Störgeräusche, Ablenkungen. Es gilt zu beachten, dass es Unterschiede zwischen Sommer und Winter gibt (Belaubung, Schneeauflage), sowie Felsvorsprünge, aufwachsende Waldbestände, etc, die eine radiative Analyseergebnis verfälschen könnten.
65. Welche Operatoren unterscheidet man bei der Rasterverschneidung? Nennen Sie jeweils ein Beispiel
lokale und zonale Operatoren
51. Sie erhalten die folgenden Variogramme. Erläutern Sie unterschiede
starke Streuung. Bereits bei einer relativ kurzen räumlichen Distanz können relativ rasch keine Zusammenhänge mehr zwischen den Punkten festgestellt werden. Anders verhält es sich mit dem Vorrat. Hier steigt die Kurve sehr flach an und läuft relativ spät flach aus. Das heißt, dass hier ein räumlicher Zusammenhang zwischen einer relativ grossen Anzahl an Punkten besteht.
26. Nennen Sie die Ihnen bekannten Oberflächenmodelle und diskutieren Sie deren Vor- und Nachteile
~ Punktmodell (Rastermodell) -Vorteile: •Möglichkeit der Interpolation zwischen Rasterpunkten (Isoplethen) •Deskriptive Statistik ist möglich •Raumperspektive •Schwerpunkt bei Kontinua (z.B. Wasserhaushalt auf der Standortskarte) •Verfügbarkeit der Ausgangsdaten aus Primärdaten (Photogrammetrie) •Hohe Detailverbesserung •Niedriger Berechnungsaufwand bei Oberflächenanalysen •Grosse Redundanz = Kontrolliertheit, Fehlerkontrolle -Nachteile: .Halbierung des Rasterintervalls bedeutet eine Vervierfachung des Speicherbedarfs .Alle Formen werden abgerundet, bzw. Geländeknicke sind nicht darstellbar .Zerlegend: sehr feine Auflösung notwendig, um z.B. Grenzen darzustellen. ~Linienmodell (Isohypsen) -Vorteile: •Linien gleicher Werte (Höhenlinien, Konturlinien) •Gute Visualisierung -Nachteile: •Schwerpunkt bei Diskreta (stufenweise Darstellungen) •Schlechte digitale Speicherung •Breiter Interpretationsspielraum ~TIN -Vorteile: •In Vektor-Strukturen leicht integrierbar •Wechselnde Stützpunktanzahl bei unterschiedlicher Oberflächenvariabilität •Keine Rundung bei Bruchkanten oder künstlichen Objekten •Häufig geringerer Speicheraufwand •Bessere Integration von konstruierten Elementen •Vorteile bei Cut- and Fill- Analysen und bei der Konstruktion von Isoplethen -Nachteile: •Verfügbarkeit der Ausgangsdaten i.d.R. aus Raster, selten als Primärdaten •Niedrige Detailverbesserung •Aufwendige Umsetzung zur Visualisierung
41. Sie sollen mit Hilfe von CIR - Luftbildern FFH - Gebiete klassifizieren. Welche Schritte umfasst eine Luftbild- Interpretation?
„CIR" ist die Abkürzung für „Coloured infra red" = Infrarot Auf einem Infrarot-Luftbild lassen sich beispielsweise Käferbäume sehr gut erkennen. Vorgehensweise: • Beobachtung • Erkennen und Identifizieren • Überprüfen • Analyse • Klassifizieren
69. Nennen Sie zehn Qualitätskriterien bei der sekundären Datenerfassung
• Genauigkeit • Gebietsdeckung • Vollständigkeit • Zeitliche Aktualität • Korrektheit • Glaubwürdigkeit • Validität • Verfügbarkeit • Zustand • Lesbarkeit • Originalität • Wartungsfreundlichkeit
21. Nennen Sie drei Möglichkeiten zur Datenkompression bei Rasterdaten
• Quadtrees • Lauflängen-Kodierung • Pyramiden Wichtig: Raumordnungsprinzipien, wie Morton-Ordnung und Zeilenordnung, sowie Pyramidentechniken, wie z.B. Photo-CD und ERDAS-Image, dienen zum Einlesen von Rasterdaten um sie dann komprimieren und speichern zu können.
39. Welche affine Transformationen umfasst die HELMERTTransformation?
• Translation • Rotation • Skalierung = Maßstabsänderung
6. Erläutern Sie den Unterschied zwischen Entität, Objekt und Symbol.
•Entität = reale Welt (ein eindeutig zu bestimmendes Objekt) •Objekt = Datenbasis (ein Exemplar eines bestimmten Datentyps, können Häuser, Dörfer, etc sein) •Symbol = Karte (abstrahierte Darstellung, d.h. Objekt als Symbol dargestellt)
31. Welche Störeinflüsse beeinflussen die Genauigkeit der GPS-MEssung?
•Ionosphärische und troposphärische Laufzeitverzögerung Gegenmaßnahme: Verwendung eines Zweifrequenz-GPS-Empfängers •Winkelkonstellation Gegenmaßnahme: Nur bei günstiger Winkelkonstellation der Satelliten Positionsbestimmung durchführen (siehe GDOP-Wert <8) •Atmosphärische Faktoren Gegenmaßnahme: Verwendung eines Zweifrequenz-GPS-Empfängers •Satelliten- und Empfängeruhrenfehler •Mehrwegeffekte Gegenmaßnahmen: Verwendung einer Choke-Ring-Antenne, beispielsweise Reflektion des Satellitensignales durch einem See oder ein Haus, was zu verfälschten Ergebnissen führt. •Signaldämpfung bzw. Signalabschirmung Teilweise abgeschirmter Horizont, beispielsweise durch hohe Vegetationsdecke Gegenmaßnahmen: bei möglichst gutem GDOP-Wert und gegebenenfalls in laubfreier Zeit Waldflächen einmessen. •Selective Avaibilty Verringerung der Positionsgenauigkeit durch das amerikanische Verteidigungsministerium (seit 2000 abgestellt) •Antispoofing Antispoofing verschlüsselt den P-Code in ein neues Signal genannt Y-Code; der Gebrauch des C/A-Codes wird somit forciert.
20. Nennen Sie drei Möglichkeiten zur Datenkompression bei Vektordaten.
•Linienreduktion durch Verwendung eines Korridors •Lokalisieren der Koordinaten •Relativkoordinaten
78. Nach welchen Kriterien wählen Sie die Farben für eine Karte aus?
•Naturnah - Wasser blau •Empfindungswert - warme Farben: rot, orange... •harmonische Auswahl - Farben sollten „zusammenpassen" •Helligkeit - Farbsättigung nimmt mit zunehmendem Wert zu z.B. helles Blau - Flachwasser, Dunkles - größere Tiefen •Leuchtkraft - Aufmerksamkeit durch unterschiedliche Farbsättigung •Standardisierung - z.B. Altersklassenkarte •Kein Schwarz für große Flächen - Weiß, wenn keine Daten vorhanden •Simultankontraste •Große Flächen in hellen Farben •Rand- und Eckgebiete in intensiven Farben •Weiß für fehlende Werte •Schwarz nicht flächig einsetzen •Zentrales Thema mit der intensivsten Farbgruppe •Keine allzu bunte Karte zu schrill! •Ähnliche Sachverhalte in ähnlichen Farben •Bedeutende Punkte und Linien in Schwarz
58. Warum entstehen bei Polygon-Verschneidungen Pseudopolygone?
•Nicht jeder arbeitet gleich; wenn unterschiedliche Personen ein gleiches Thema bearbeiten, werden die Ränder unterschiedlich erfasst. Verschneidet man die Polygone dann, so entstehen Pseudopolygone. •Verschiedene Themen werden teilweise mit identischen Abschnitten verschnitten. Es kommt auch hier zu Überlapppungen.
5. Welche thematischen Modelle sind Ihnen bekannt und wie unterscheiden Sie sich?
•Raummodelle (=> Vektor-&Rastermodell) •Vektormodelle: hier sind Punkte und mit Punkten verbundene Linien die Primitiven. Die Flächen werden wiederum aus Linien zusammengesetzt. Die Koordinaten bilden die digitale Grundlage der Karte. Die Abspeicherung erfolgt über die Punkte. •Rastermodelle: Überlagerung der Kartenvorlage mit gleichmäßigem Linienraster („Tesselation"). Den einzelnen Rasterelementen (Rasterzellen = cell grid und Rasterpunkte = point grid) werden die abzubildenden Eigenschaften der Kartenelemente zugewiesen.
40. Warum werden Satelittenbilder bisher in der deutschen Forstwirtschaft nur selten eingesetzt?
•teuer (Kosten-Nutzen stehen nicht im Verhältnis) •Verarbeitung zu aufwendig •Ungünstige und ungenaue Auflösung (nur bis 10m) •Zu kleiner Maßstab
56. Aus welchen inhaltlichen Schichten setzt sich eine thematische Karte zusammen?
•zusätzliche graphische Elemente mit den Elementtypen: Titel, Untertitel, frei positionierbare Schriftblöcke, Balkenmaßstab, Nordpfeil, Legende •Sachdaten z.B. Altersklasse, Nutzungsart, Einwohner je ja •Geometrische Daten z.B. Gauß-Krüger-Koordinaten •Kartengrundlage
