GIS
Was ist ein GIS?
GIS oder Geografische Informationssysteme sind leistungsstarke Computerwerkzeuge für die Verwaltung, Analyse und Visualisierung von räumlichen Daten und zugehörigen Attributen. Sie ermöglichen es den Nutzern, standortbezogene Informationen zu untersuchen und zu verarbeiten und bieten eine Plattform für tiefere Einblicke in Muster, Beziehungen und Trends.
Der Schlüsselbegriff ist hier „geografisch“, was bedeutet, dass die Daten (oder zumindest ein Teil der Daten) räumlich sind. Mit anderen Worten: Daten, die sich in irgendeiner Weise auf Orte auf der Erde beziehen. Im Grunde genommen ermöglicht ein GIS eine viel komplexere Analyse als das, was wir normalerweise von einer statischen Karte wahrnehmen.
Wie GIS funktioniert
Die Stärke von GIS liegt in ihrer Fähigkeit, Daten mit einem physischen Ort zu verknüpfen und diese Daten dann so zu schichten, dass die Verbindungen und Beziehungen zwischen verschiedenen Arten von Informationen leichter zu verstehen sind. In einem GIS werden die geografischen Daten häufig in zwei Kategorien unterteilt:
- Räumliche Daten (oder geografische Daten): Sie stellen die physische Lage und Form geografischer Merkmale dar. Diese werden häufig als Koordinaten und Topologie gespeichert und können Informationen über physische Orte wie Flüsse, Straßen, Städte usw. enthalten.
- Attributdaten (oder nicht-geografische Daten): Dies sind die Informationen, die den Geodaten beigefügt sind. Sie enthält weitere Einzelheiten zu geografischen Merkmalen, wie die Einwohnerzahl einer Stadt, den Namen eines Flusses, die Temperatur einer Region usw.
Diese beiden Datentypen arbeiten in einem GIS zusammen, um detaillierte Informationen über einen Ort zu liefern, die es den Nutzern ermöglichen, eingehende Analysen durchzuführen, Trends zu visualisieren und fundierte Entscheidungen zu treffen.
Verbindung zwischen GIS und Geodaten
Geodaten, auch bekannt als geografische Daten, sind alle Informationen, die sich auf einen Ort, ein Gebiet oder ein Objekt beziehen, das mit einer Position auf der Erdoberfläche verbunden ist. Dabei kann es sich um die genauen Koordinaten eines bestimmten Gebäudes, die Grenzen einer Stadt, die Route eines Wanderwegs oder die Bevölkerungsverteilung in einem Land handeln.
Ein GIS ist untrennbar mit geografischen Daten verbunden, da es dazu dient, alle Arten von räumlichen oder geografischen Daten zu speichern, abzurufen, zu verwalten, anzuzeigen und zu analysieren. Mit einem GIS können Sie Situationen vor Ort mit einer digitalen Datenbank verknüpfen und Szenarien für eine bessere Entscheidungsfindung visualisieren. GIS integriert gängige Datenbankoperationen wie Abfragen und statistische Analysen mit den einzigartigen Vorteilen der Visualisierung und geografischen Analyse, die Karten bieten.
Bestandteile von GIS
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Hardware:
Dies bezieht sich auf die physischen Geräte und Materialien, die erforderlich sind, um die GIS-Software zu betreiben und die Daten zu speichern. Dazu gehören Computer, Server, Netzinfrastruktur und Peripheriegeräte. Große Datensätze wie LiDAR-Punktwolken erfordern spezielle Hardware, die auf Cloud-Plattformen wie Amazon, Azure und Google verfügbar ist. -
Software:
GIS-Software ermöglicht es den Nutzern, geografische Daten zu speichern, zu analysieren und zu visualisieren. Beispiele sind kommerzielle Software wie ArcGIS Enterprise, Open-Source-Software wie QGIS und GeoServer sowie webbasierte Plattformen wie Google Earth. -
Daten:
Ohne Geodaten hat ein GIS keine Funktionalität. Bei diesen Daten kann es sich um räumliche Daten handeln, die sich auf den physischen Raum oder Standort beziehen, oder um attributive Daten, die die Beschaffenheiten der räumlichen Merkmale detailliert beschreiben. Die Daten werden in Datenbanken wie PostgreSQL (mit der PostGIS-Erweiterung), Oracle Spatial, Microsoft SQL Server, Mongo DB, Neo4J und vielen anderen gespeichert. -
Menschen:
GIS erfordert qualifiziertes Personal, um das System zu bedienen und die Ergebnisse genau zu interpretieren. Dabei kann es sich unter anderem um Kartographen, Datenanalysten, Raumstatistiker oder Entwickler handeln. -
Methoden:
Dies sind die Techniken und Verfahren, die bei der Nutzung eines GIS zum Einsatz kommen, von der Datenerfassung und -eingabe bis zur Analyse und Visualisierung. Ein effektiver GIS-Betrieb erfordert geeignete Methoden für den Umgang mit räumlichen Daten.
Anwendungen von GIS
Die GIS-Technologie bietet eine breite Palette von Anwendungen in zahlreichen Sektoren:
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Umweltmanagement:
GIS hilft unter anderem bei der Bewertung von Lebensräumen für Wildtiere, der Analyse von Umweltauswirkungen, der Waldbewirtschaftung und der Verfolgung und Vorhersage des Klimawandels. -
Stadtplanung:
Stadtplaner verwenden GIS für die Zoneneinteilung, die Flächennutzungsplanung, die Visualisierung des städtischen Wachstums, die Routenplanung und vieles mehr. -
Öffentliche Gesundheit:
GIS kann helfen, Krankheitsausbrüche zu verfolgen, Gesundheitsdienste zu planen, Lebensmittelwüsten zu erkennen und vieles mehr. Sie ist ein leistungsfähiges Instrument für die Epidemiologie und die Planung des öffentlichen Gesundheitswesens. -
Transport und Logistik:
Von der Routenoptimierung bis zum Flottenmanagement und von der Verkehrsmusteranalyse bis zur Infrastrukturplanung spielt GIS eine entscheidende Rolle im Verkehrssektor. -
Landwirtschaft:
GIS unterstützt die Präzisionslandwirtschaft, indem es unter anderem hilft, Ernteerträge zu verwalten und zu überwachen, Wettermuster vorherzusagen und die Bodengesundheit zu verfolgen.
Bedeutung von GIS
Die Bedeutung von GIS liegt in dessen Fähigkeit, Rohdaten in wertvolle Erkenntnisse umzuwandeln. Durch die Verknüpfung von Daten mit einem physischen Ort und die Überlagerung verschiedener Datensätze ermöglicht GIS fortgeschrittene Analysen und Entscheidungen. Dies kann dazu beitragen, die Effizienz zu steigern, die Planung zu unterstützen, die Transparenz zu verbessern und sogar Leben zu retten.
Darüber hinaus ist ein GIS auch deshalb so wichtig, weil es komplexe Daten in einem verständlichen und visuell ansprechenden Format darstellen kann. Mit GIS-Systemen erstellte Karten sind ein leistungsfähiges Kommunikationsinstrument, das von einem breiten Publikum verstanden werden kann.
Wie kann man GIS nutzen?
Die Möglichkeiten sind praktisch grenzenlos:
- Daten visualisieren: Erstellen Sie Karten, um Muster und Beziehungen zwischen verschiedenen räumlichen Daten besser zu verstehen.
- Analysieren Sie geografische Daten: Führen Sie komplexe räumliche Analysen durch, wie z. B. das Überlagern von Datenebenen, die Bestimmung von Nähe, die Berechnung von Flächen und vieles mehr.
- Verwalten Sie Daten: Speichern und organisieren Sie große Mengen geografischer Daten auf systematische und zugängliche Weise.
- Trends vorhersagen: Nutzen Sie Daten aus der Vergangenheit, um künftige Trends oder Muster vorherzusagen, z. B. die potenzielle Ausbreitung eines Flächenbrands oder das Wachstum von Stadtgebieten.
- Treffen Sie fundierte Entscheidungen: Nutzen Sie die aus GIS-Analysen gewonnenen Erkenntnisse, um fundierte Entscheidungen in einer Vielzahl von Bereichen zu treffen.
