Markscheidewesen GIS Bu Teil1
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Ringvorlesung Einfhrung in Energie und Rohstoffe
Teil Markscheidewesen
Prof. Dr.-Ing. W. Busch
Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen Abteilung Markscheidewesen, Fernerkundung und Geoinformation
TU Clausthal
homepage: http://www.igmc.tu-clausthal.de
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 2 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Ansprechpartner
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Busch Tel.: 05323 / 72-2076 e-mail: [email protected]
Frau Dr.-Ing. Janette Linke Tel.: 05323 / 72-3181 e-mail: [email protected]
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 3 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Inhalt Teil 1
1. Markscheidekunde, Markscheidewesen:
Definitionen, Anwendungsbereiche, Aufgabenstellungen
2. Informationsverarbeitung: Geo-Informationssysteme (GIS), Kartographie / Risswesen
3. Verfahren der Datenbeschaffung: Vermessungskunde, Fernerkundung / Photogrammetrie
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 4 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Literaturhinweise
Lehrbcher (Empfehlung) Bill, R.: Grundlagen der Geo-Informationssysteme. Wichmann Verlag,
5. Auflage, 2010
Resnik, B.; Bill, R.: Vermessungskunde fr den Planungs-, Bau- und Umweltbereich. H. Wichmann Verlag, Heidelberg, 3. Aufl., 2009 (mit CD)
Witte, B., Sparla, P.: Vermessungskunde und Grundlagen der Statistik fr das Bauwesen. H. Wichmann Verlag, Hthig GmbH, Heidelberg, 7. Aufl., 2011
Albertz, J.: Einfhrung in die Fernerkundung. Grundlagen der Interpretation von Luft- und Satellitenbildern. Wissenschaftliche Buchgesellschaft Darmstadt 4. Aufl., 2009
Kratzsch, H.: Bergschadenkunde. 5. Auflage, Deutscher Markscheider Verein e.V., Bochum, 2008
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 5 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Lego Power Miners http://powerminers.lego.com/en-US/default.aspx
BOOM BANG KABLAMMO! The entire underground cavern system shakes when the Boulder Blaster is on the scene. This titanium-plated titan of a mining machine carries an arsenal of dynamite sticks that it can rapid-fire at any obstacle to blast it to smithereens. Whether the Power Miners need a cave mouth widened, a rock-fall cleared or a Rock Monster booby trap pulverized, the Boulder Blaster is always ready to get the job done and sweep away the rubble with its double-strength bulldozer blades when the dust clears.
Bergbau und Markscheidewesen
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 6 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Markscheidekunde: Lehre von der Vermessung ber und unter Tage im Zusammenhang mit der Aufsuchung und Gewinnung von Bodenschtzen und ihrer Dokumentation im Bergmnnischen Riwerk (Def. nach DIN)
Markscheidekunde (Mine Surveying)
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Markscheide: Grenze zwischen zwei Bergwerksfeldern
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 7 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Markscheidewesen: Disziplin des Bergbaus. Sie umfasst Arbeiten, - die der Erkundung, Untersuchung und Bewertung von
Bodenschtzen, - der Lagerstttenprojektion sowie der Planung und
vermessungstechnischen Erfassung und risslichen (kartographischen) Dokumentation von Grubenbauen und der Tagesanlagen sowie von Tagebauen dienen.
Hierzu gehren insbesondere - die Mitwirkung bei der Erlangung von Bergbauberechtigungen, - Planungs- und Projektierungsarbeiten fr den Aufschluss und die
Gewinnung der Lagersttte, - die Ermittlung, berwachung und Verminderung oder Verhtung der
ber- und untertgigen Auswirkungen des Abbaus (Vorausberechnung von Bodenbewegungen, Umweltvertrglichkeitsprfung) sowie
- Planung, berwachung und Nachweis von Rekultivierungsmanahmen (Def. nach Fachwrterbuch Bd. 12 des Bundesamtes fr Kartographie und Geodsie)
Markscheidewesen
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 8 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Ausbildung und berufliche Schwerpunkte: - Universitt: Dipl.-Ing. oder M.Sc. - Referendarzeit: Assessor des Markscheidewesens - Berufliche Ttigkeiten in:
- Bergbehrden (Bewilligungen, Bergaufsicht) - Bergbauunternehmen (Steinkohle, Braunkohle, Kali und Salz, Erz: Exploration,
Lagerstttenmodellierung, Abbauplanung, Bodenbewegungsvorausberechnung, Umweltvertrglichkeitsprfung, Erfassung und Dokumentation des Abbaustandes (Risswerk), Bergschadenbearbeitung, Umweltmonitoring)
- Ingenieurbros (Gutachter, Bodenbewegungen, Bergschden, Umweltvertrglichkeit, Steine und Erden-Betriebe, Altbergbau, Geotechnik, Vermessung)
- Transdiziplinr und interdisziplinr - Geoinformatik - Messtechnik (Vermessung, Fernerkundung, Geotechnik) - Bergbau - Geowissenschaften, Hydrologie, Geomechanik - Umwelt - Recht (Berg- und Energierecht, Umweltrecht, Planungsrecht, etc.) - Wirtschaftswissenschaftliche Anwendung - Soft Skills
Der Markscheider
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 9 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Markscheider =
Geoinformationsingenieur fr die Rohstoffindustrie
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 10 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
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Markscheidekunde Bodenbewegungen
Abbauplanung
Erfassung und Dokumentation von Bodenbewegungen
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 11 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
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Stafurt Schacht 6 / 7
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 12 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
3D-Darstellung eines Bergwerks
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 13 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Tagebau Steine und Erden, Brilon
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 14 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Was wollen wir?
Allgemeine Aufgabenstellung:
Konzeptuelle und physikalische (= computergesttzte) Modellierung
raumbezogener natrlicher und anthropogener (durch den Menschen verursachter)
Phnomene und Prozesse
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 15 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Wie und Womit knnen wir es tun?
Lsung: Anwendung von Methoden und Verfahren der - Geodsie, - Fernerkundung sowie der - Geoinformatik (Geo- Informationssysteme GIS).
Beschrnkt sich die Funktion eines Systems auf die Aufnahme, Speicherung,
Verarbeitung und Wiedergabe von Informationen, so ist es ein Informationssystem. Es besteht somit aus der Gesamtheit der Daten und Verarbeitungsanweisungen. Der Benutzer soll imstande sein, daraus ableitbare Informationen in einer verstndlichen Form zu erhalten. [Bill 1999]
Ein Geoinformationssystem ist ein rechnergesttztes System, das aus
Hardware, Software, Daten und den Anwendungen besteht. Mit ihm knnen raumbezogene Daten digital erfasst und redigiert, gespeichert und reorganisiert, modelliert und analysiert sowie alphanumerisch und graphisch prsentiert werden [Bill 1999].
Die Geoinformatik ist ein relativ junges Teilgebiet der Angewandten Informatik. 2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 16 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Was ist ein Informationssystem?
Informationssystem
2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 17 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Geo-Informationssystem (GIS) - bersicht
Reale Umwelt
Rasterdaten Vektordaten
Geometriedaten Sachdaten
Geodaten
Daten- und Prozessmodell Beschreiben
GIS Analyse und Prsentation
Benutzer Interpretation
2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 18 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Geoinformationen sind Informationen, die einen bestimmten Raumbezug zur natrlichen Umwelt haben. Die Verarbeitung von Geoinformation erfolgt in unterschiedlichen Wissenschaften, in der Kartographie z. B. ber Methoden und Verfahren zur Erfassung und Abbildung der Information in Form spezieller (z. B. topographischer oder thematischer) Karten oder in anderen Geowissenschaften in Form spezieller Datensammlungen (Informationssysteme).
Rasterdaten Vektordaten
Geometriedaten Sachdaten
Geodaten
Begriffsbestimmungen
Raster
Vektor
Reale Welt 2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 19 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Geodaten sind Daten mit einem Raumbezug, ber den ein Lagebezug zu ihrer Umwelt hergestellt werden kann. Sie beschreiben Objekte der Realitt durch geometrische und inhaltliche (fachthematische) Attribute. Geodaten lassen sich mit Hilfe von raumbezogenen Informationssystemen erfassen, speichern und weiterverarbeiten.
Der Raumbezug wird z. B. ber zwei- oder dreidimensionale Koordinaten ausgedrckt. Geodaten sind grundstzlich mastabsfrei, dennoch werden Datenbestnde manchmal mit einer Mastabszahl charakterisiert (z. B. TK25 = Topographische Karte im Mastab 1:25.000), um ihre Detaillierung und Genauigkeit auszudrcken.
In den letzten Jahren hat sich ein groer internationaler Markt fr Geodaten entwickelt, fr den durch Standardisierungen, Vorgaben und private wie ffentliche Angebote, wie z.B. in Deutschland ALKIS oder international z.B. Google Map oder Google Earth eine Grundlage geschaffen wird.
Begriffsbestimmungen
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 20 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Geoinformatik ist die Wissenschaft vom Wesen und der Funktion der Geoinformation (= raumbezogene Information), ihrer Verarbeitung in Form von Geodaten sowie der Anwendung von Geoinformationssystemen [Bartelme 1995]. Sie befasst sich mit den Theorien der Strukturierung, Speicherung, Verwaltung und Verarbeitung von Geodaten sowie der Entwicklung entsprechender Methoden einschlielich der dafr bentigten Informations- und Kommunikationstechniken [Hake & Grnreich 1994]. Der aus dem Englischen von geomatics stammende Begriff Geomatik beschreibt die Fachrichtung, die sich interdisziplinr aus den Bereichen der Geoinformatik, Geodsie, Kartographie, Photogrammetrie und Fernerkundung sowie Geographie zusammensetzt, wobei einige Fachdiszipline im deutschsprachigen Raum auch hierfr als Sammelbegriff Geoinformatik verwenden.
Begriffsbestimmungen
2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 21 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Was sind Geoinformationssysteme?
Ein GIS kann in fnf Komponenten aufgeteilt werden: - Software - Hardware - Daten - Methoden (Anwendungen), die zwischen der Software und den Anwendern
stehen
- Anwender (Nutzer)
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Software
GIS
Hardware
Daten
Anwender
Methoden
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 22 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Hardware
Digitizer
Groformatiger Scanner
Maus/ Trackball
Datenspeicherung
Plotter
Drucker
Netzwerk/ Internet
Datenerfassung
Workstation/PC
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 23 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Software
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 25 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Rasterdaten Vektordaten
Geometriedaten Sachdaten
GISUmriss eines Grundstcks X
Eigentmer des
Grundstcks X
GeoDaten in GIS
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Flchennutzung
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 26 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Daten der Realen Welt auf natrlicher
Hardware
Realweltmodellierung
Konzept der Topologie Das topologische Modell kann die innere Geometrie von Objekten beschreiben. Es
basiert auf der Graphentheorie. Dieses Modell beschreibt die
Zuordnung der Elemente Punkt, Linie, Flche einer Geometrie zueinander und kennt daher deren relative Lage und Nhe. Durch die Beschreibung, Bearbeitung und Speicherung der Geometrie der Lage von rumlichen Objekten knnen gegenseitige Beziehungen manipuliert werden, ohne die Koordinaten zu kennen. Dies ist mit deutlich weniger Rechen- aufwand verbunden. Topologie wird auch bezeichnet als Geometrie auf der Gummihaut. 2.
Info
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 27 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Algebraische Topologie
Grundelemente Unter Knoten verstehen wir die End- sowie Schnittpunkte von Kanten
(Verbindungen dieser Knoten). Maschen (Flche, Polygon) sind die von Kanten eingeschlossenen Gebiete, die im 3D Raum ein Polyeder umschlieen knnen.
Mit diesen wenigen Grundelementen lassen sich beliebig komplexe Gebilde (Netzwerke oder Graphen) konstruieren.
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 28 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Knoten: P1 2.0 0.0 P2 5.0 1.0 ..............................................
Kante
Anfangs- knoten
End- knoten
linke Masche
rechte Masche
E1 P1 P2 A Auen E2 P2 P3 A Auen E3 P3 P4 A B E4 P4 P5 A C E5 P5 P1 A Auen E6 P3 P6 B Auen ..............................................
Kanten:
Topologie: Knoten-Maschen-Struktur
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 29 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
P1
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P9
A
B C
P5
P4
E1
E2
E3 E4
E5
E7
E8
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Anfangs- knoten
End- knoten
linke Masche
rechte Masche
E1 P1 P2 A Auen E2 P2 P3 A Auen E3 P3 P4 A B E4 P4 P5 A C E5 P5 P1 A Auen E6 P3 P6 B Auen ..............................................
Kanten:
Knoten: P1 2.0 0.0 P2 5.0 1.0 ..............................................
Topologie: Knoten-Maschen-Struktur
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 30 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Methoden, Anwendungen
Die Strke von Geo-Informationssystemen sind die Methoden, die auf der Verknpfung unterschiedlichster Datenstze beruhen, basierend allein auf deren rumlicher Lage.
Die Analyse, Modellierung und Nutzung dieser rumlichen Beziehungen ist die Hauptaufgabe von GIS
2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 31 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Realweltmodellierung
Der Einsatz von Geoinformationstechnik macht es notwendig, den Untersuchungsgegenstand (z.B. natrlicher Prozess oder ein natrliches Phnomen) aus der Realwelt zu reprsentieren, was mit der Abbildung in einem Modell erreicht wird.
Analysen werden in dieser Modellumgebung durchgefhrt,
in der Regel ohne die Ergebnisse in der Realwelt verifizieren zu knnen.
Die Ergebnisinterpretation schliet mit einem Vergleich von alternativen Modellierungs-Varianten bzw. Versionen.
Die Frage der Bewertbarkeit oder Interpretierbarkeit der Analyse- ergebnisse bleibt: Sind die Ergebnisse wieder rckbertragbar auf die Realwelt?
2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 32 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Modelle zur
Abbildung und Analyse der realen Welt
mit einem GIS
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 33 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Funktionen (Methoden)
In einem GIS stehen dem Anwender verschiedene Gruppen von Funktionen (Methoden) zur Verfgung, wie fr:
das Datenmanagement (Funktionen eines Datenbankmanagementsystems: Eingabe, persistente Speicherung, Koordinaten-Transformationen, Editierung, Datenausgabe )
die Auswahl und Suche, Identifikation, Selektion, Datenbankabfrage
Rumliche Analysen (eigentliche GIS-Funktionalitt: Graphische Operationen, Distanz- und Flchenberechnung, Regionalisierung, Datenberlagerung - Verschneidungen, Buffer, Nachbarschaftsoperationen, Netzwerkoperationen)
die Prsentation der Ergebnisse, z.B. in Form Thematischer Karten 2.
Info
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 34 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Funktionen (Methoden)
Prsentation in Form Topographischer und Thematischer Karten
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 35 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Methoden zur Rumliche Datenanalyse
Nachbarschaftsoperationen Eine wichtige (und fr GIS typische) Nachbarschaftsoperation ist die Konstruktion von Bufferzonen um ein Objekt. Diese Funktionen operieren in der Umgebung von Objekten, nicht an den rumlichen Objekten selbst. Ein Buffer (oder Buffer-Zone, Pufferzone) ist der Bereich um ein Objekt bis zu einem bestimmten, festgelegten Abstand vom Objekt. Buffer lassen sich auerhalb um Punkte, Linien und Polygone eines Vektordatensatzes konstruieren.
Eine typische Fragestellung fr den Einsatz von Buffern lautet: Welche Objekte (Parzellen, Wald, Leitungen etc.) liegen im Umkreis von 100 m um die Trassierungsachse eines geplanten Verkehrsweges?
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 36 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Rumliche Datenanalyse
Nachbarschaftsoperation Buffer
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 37 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Rumliche Datenanalyse Datenberlagerung und Verschneidung
Diese Funktionen gehren zu den am hufigsten genutzten in GIS Anwendungen. Es werden hier mehrere rumliche Datenstze (z. B. ein Polygon-Datensatz mit Objekten, die unterschiedliche Bodentypen anzeigen und ein Polygon-Datensatz mit Objekten, die unterschiedliche Niederschlagsmengen im selben Gebiet zeigen) koordinatendeckend bereinander gelegt und Operationen angewendet, die die Attributwerte als Argumente verknpfen (verschneiden). Vorstellen kann man sich die Arbeitsweise wie das bereinanderlegen thematischer Karten als Klarsichtfolien auf einem Leuchttisch. Die Operationen basieren auf einem mengen-theoretischen Konzept, in dem alle Positionen in einem Datensatz Elemente einer (Punkte-) Menge sind; es werden die Operatoren Schnitt, Vereinigung, Differenz und Komplement gebraucht.
Niederschlagsmengen
Bodentypen
Optimale Anbauflche 2. I
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 38 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Rumliche Datenanalyse Datenberlagerung und Verschneidung
Der Begriff Verschneidung wird hier gebraucht fr die Kombination von berlagerung (koordinatendeckend) sowie geometrischer Verschneidung und der anschlieenden Verbindung und Verknpfung der Attributdaten. Im Beispiel der Abbildung werden Niederschlagsmenge und Bodentyp verschnitten, um eine optimale Anbauflche fr eine bestimmte Bodenfrucht zu finden.
Niederschlagsmengen
Bodentypen
Optimale Anbauflche
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 39 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Rumliche Datenanalyse Datenberlagerung und Verschneidung
Verschneidungen erzeugen neue Datenstze aus der Kombination der Geometrie und der Attribute von Ausgangsdatenstzen zu sich berschneidenden bzw. identischen Raumausschnitten, siehe Abbildung.
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 40 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Rumliche Datenanalyse
Topologische Analyse und Netzwerkoperationen Netzwerkoperationen lassen sich auf bestimmte Vektordatenstze (Graphen: mit Kanten verbundene Knoten) anwenden. Die wichtigsten Analysefunktionen sind (vergl. nchste Abb.): Routing, d. h. Finden eines optimalen Weges zwischen zwei Punkten (Knoten) durch ein Netzwerk (entlang von Kanten ber Knoten) evtl. unter Bercksichti- gung einer Kostenfunktion, die geometrische oder attributive Daten nutzt Akkumulation, d. h. Summieren bestimmter Attributwerte auf einem Pfad durch ein Netzwerk Netzwerkzerlegung (Einzugsbereiche), d. h. entweder ausgehend von einem Punkt (Knoten) den Einflussbereich (z. B. abstandsabhngig entlang der Verbin- dungen/ Kanten) abgrenzen (engl. network allocation) oder z. B. in einem gerichteten Graphen (der ein Fluss/ Nebenflusssystem darstellt) den Netz- abschnitt oberhalb detektieren (engl. tracing).
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 41 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Netzwerkoperationen
Routing
Netzwerkzerlegung (network allocation)
Netzwerkzerlegung
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 42 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Lagerstttensuche, Volumenberechnung Dieser Anwendungsbereich der Rohstoffwirtschaft und Rohstoffbewertung in der Steine&Erden- Industrie gehrt zu den klassischen Anwendungsfeldern von GIS. Gerade in der Planung des Abbaus einer Lagersttte ist die Verknpfung des geometrisch bestimmten Rohstoffkrpers mit geometrischen Kennwerten (Mindestmchtigkeit, berdeckung, etc.), mit Qualittskennwerten des Rohstoffs (Reinheit, Verwendbarkeit, etc.), mit rechtlichen Aspekten (Grundstcksgrenzen, Schutzgebiete, etc.) und mit logistischen Randbedingungen der Erschlieung (Entfernung zur Weiterverarbeitung, zu Abnehmern, etc.) usw. notwendig. Am Beispiel einer Bauxite- Lagersttte soll das verdeutlicht werden (ESRI-Tutorial: Modeling Bauxite Thickness and Volumes in ArcGIS, http://www.esri.com/news/arcuser/avmodel.html). Gegeben sind in diesem Beispiel u. a. ein Raster mit interpolierten Mchtigkeiten des Bauxit-Horizontes (Trogfllungen), ein Vektordatensatz der Polygone der Trogbegrenzungen sowie ein Vektordatensatz mit den Grundstcksgrenzen. Aus den Mchtigkeiten wurde eine Isolinienkarte berechnet, die in der nchsten Abbildung ebenfalls eingeblendet ist.
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Erweiterte und kombinierte Funktionen - Anwendungsbeispiele -
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 43 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Lagerstttensuche, Volumenberechnung Verschneidung von Rohstoffkrpern und Grundstcksgrenzen; unten die Attributtabellen mit den berechneten Rohstoffmengen innerhalb der Grundstcksgrenzen
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 44 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
2. In
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Erweiterte und kombinierte Funktionen - Anwendungsbeispiele -
Lrmausbreitung
Untersuchungen mit GIS-Untersttzung zur Lrmausbreitung und zur Bestimmung von Sicherheitszonen fr z.B. Sprengarbeiten fallen unter die sog. Sichtbarkeitsanalysen, die auf der Analyse von Digitalen Gelndemodellen beruhen. (engl. viewshed, line of sight). Die Arbeit mit Digitalen Gelndemodellen (DGM) ist ein wichtiges Anwendungsfeld und ist auch Gegenstand einer ganzen Reihe von online-tutorials, z. B. auf der ESRI homepage http://www.esri.com/news/arcuser/0401/avmodel.html). Grundlage der Sichtbarkeitsanalysen sind Schnittberechnungen konstruierter gerader Linien vom Beobachtungspunkt zu jeder Position (praktisch zu jeder Zelle im DGM). Wrde diese Linie an irgendeiner Stelle die Modellflche schneiden, wre die freie Sicht also versperrt, die Zelle lge im Schatten einer anderen (vergl. nachfolgende Abbildung).
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 45 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
2. In
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Erweiterte und kombinierte Funktionen - Anwendungsbeispiele -
Lrmausbreitung Fr eine Analyse von z. B. der Lrmausbreitung muss man dieses Schatten/ Sichtbarkeitsmodell noch mit einem Modell der Strke der Lrmausbreitung (am einfachsten radialsymmetrisch abnehmend vom Beobachtungspunkt aus) verschneiden.
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 46 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
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Erweiterte und kombinierte Funktionen
- Anwendungsbeispiele -
Deponiestandortsuche
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 47 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Prsentation/Visualisierung von Geoinformationen
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 48 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Kombination verschiedener Darstellungsmethoden
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 49 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
Softwarepakete und Anbieter
bersichten finden sich im Internet unter: http://www.geoinformatik.uni-rostock.de/produkte.asp
http://www2.geoinform.fh-mainz.de/3dgis/index.php http://www.geobranchen.de/ bersicht freier GIS-Software: http://www.freegis.org/ http://www.esri.com/ ESRI - ArcGIS, ArcSDE, ArcIMS
http://www.intergraph.com/ Intergraph Corp., Geomedia, G/technology http://www.bentley.com Bentley, Microstation Geographics http://www.mapinfo.com/ MapInfo, Inc. http://www.smallworld-us.com Smallworld Systems Inc. http://www.microimages.com TNTmips (TNTlite ist frei verfgbar) http://www.baylor.edu/~grass GRASS (im Original von der US Army)
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen 50 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil Markscheidewesen
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ESRI http://esri.de/products/arcgis/
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Ringvorlesung Einfhrung in Energie und RohstoffeTeil MarkscheidewesenFoliennummer 2Inhalt Teil 1LiteraturhinweiseFoliennummer 5Foliennummer 6Foliennummer 7Foliennummer 8Foliennummer 9Foliennummer 10Foliennummer 11Foliennummer 12Foliennummer 13Was wollen wir?Wie und Womit knnen wir es tun?Was ist ein Informationssystem? Geo-Informationssystem (GIS) - bersichtBegriffsbestimmungenFoliennummer 19Foliennummer 20Was sind Geoinformationssysteme? HardwareSoftwareGeoDaten in GISRealweltmodellierungAlgebraische TopologieTopologie: Knoten-Maschen-StrukturTopologie: Knoten-Maschen-StrukturMethoden, Anwendungen RealweltmodellierungFoliennummer 32Funktionen (Methoden)Funktionen (Methoden)Foliennummer 35Foliennummer 36Foliennummer 37Foliennummer 38Foliennummer 39Foliennummer 40Foliennummer 41Foliennummer 42Foliennummer 43Foliennummer 44Foliennummer 45Foliennummer 46Foliennummer 47Foliennummer 48Softwarepakete und AnbieterSoftwarepakete und Anbieter