Transcript Kein Folientitel

Einleitung
Aufstellung
eines DLM
semantische
Generalisierung
Implementierung des
Konzepts zur
Modellgeneralisierung in ein
objektorientiertes GIS
geometrische
Generalisierung
Datenmodell
Seminar Geoinformationssysteme
WS 2000 / 2001
Barbara Nagel
1
Einleitung
ATKIS und DLM
Aufstellung
eines DLM
semantische
Generalisierung
geometrische
Generalisierung
ATKIS® ist ein Basisinformationssystem der Landesvermessungsämter
Es besteht aus drei unterschiedlichen
Strukturierungsgeraden, bzw. Auflösungen:
Datenmodell
• Basis - DLM
[früher: DLM25]
• DLM250
[früher: DLM200]
• DLM1000
2
Einleitung
Aufstellung
eines DLM
semantische
Generalisierung
Unterscheidung zwischen DLM und DKM
• DLM: Digitales Landschaftsmodell
alphanumerische Beschreibung
der Landschaft
geometrische
Generalisierung
Datenmodell
• DKM: Digitales kartographisches Modell
bildhafte und maßstabsbezogene
Beschreibung der Landschaft
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semantische
Generalisierung
geometrische
Generalisierung
Datenmodell
OK
DLM
OS
KG
DKM
KG
GG
GG
SG
OK
DLM
SG
OS
KG
OK = Objektgeneralisierung nach OK
OS = Objektgeneralisierung nach SK
KG = Kartographische Generalisierung
SG = Semantische Generalisierung
GG = Geometrische Generalisierung
DKM
Präsentation (analog / digital)
Aufstellung
eines DLM
Arten der Generalisierung
Landschaft (Original)
Einleitung
Modellorientierte
Generalisierung
Modell- u. kartog.
Generalisierung
Kartographische
Generalisierung
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Einleitung
Modellgeneralisierung
Aufstellung
eines DLM
semantische
Generalisierung
Landschaft (Original)
OK
OK
DLM
DLM
geometrische
Generalisierung
Datenmodell
hohe
Auflösung
SG
GG
niedrige
Auflösung
OK = Objektgeneralisierung nach OK
SG = Semantische Generalisierung
GG = Geometrische Generalisierung
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Einleitung
Die 2 Möglichkeiten zur Aufstellung eines DLM
Aufstellung
eines DLM
semantische
Generalisierung
• Ersterfassung aus der Landschaft
-
zur Zeit der Weg zur Erzeugung eines DLM
geometrische
Generalisierung
Datenmodell
• Modellgeneralisierung
-
Vereinfachung der bereits erfolgten Ersterfassung
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Einleitung
Aufstellung
eines DLM
semantische
Generalisierung
Anforderungen an die automatische Generalisierung
• Eindeutigkeit
• Reproduzierbarkeit
• Nachvollziehbarkeit
geometrische
Generalisierung
Datenmodell
Zur Umsetzung der Generalisierung:
Steuerungstool
[wichtigster Bestandteil:
Bearbeitungsreihenfolge]
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Berarbeitungsreihenfolge
Einleitung
1
Aufstellung
eines DLM
semantische
Generalisierung
DLM
Semantische Generalisierung
Typisierung, bzw. Klassifizierung
hohe
Auflösung
Selektion der Objekte über die
Erfassungskriterien
geometrische
Generalisierung
Überführung der Attribute
Datenmodell
2
DLM
niedrige
Auflösung
Geometrische Generalisierung
Geometrietypwechsel
Vereinfachung der
geometrischen Strukturen
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Einleitung
Semantische Generalisierung
Aufstellung
eines DLM
• Veränderung der inhaltlichen Beschreibung
semantische
Generalisierung
• Ziel ist die Reduzierung der detailreichen
geometrische
Generalisierung
Landschaftsbeschreibung
1. Schritt: Typisierung und Klassifizierung
Datenmodell
• Eindeutige Zuordnung der Objektarten
in beiden DLM
• der Rahmen wird durch das Ziel - DLM gegeben
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Einleitung
Aufstellung
eines DLM
semantische
Generalisierung
geometrische
Generalisierung
Datenmodell
1. Schritt: Typisierung und Klassifizierung
Basis - DLM
• Verknüpfungsrelation 1:1
3101 Straße
• Verknüpfungsrelation n:1
3203 Schienenbahn
(komplex)
3204 Bahnkörper
3206 Bahnstrecke
DLM 250
3101 Straße
3101 Schienenbahn
• Verknüpfungsrelation 1:0
(Datenreduktion)
Keine Beispiele gefunden
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Einleitung
2. Schritt:
Selektion der Objekte über die
Erfassungskriterien
Aufstellung
eines DLM
Selektion der Objekte über die Erfassungskriterien
Beispiel für geometrische Kriterien
semantische
Generalisierung
Basis - DLM
geometrische
Generalisierung
Datenmodell
Objektart :
DLM 250
5101 Kanal (Schiffahrt)
Erfassungskriterium :
Erfassungskriterium :
vollständige Erfassung
vollständige Erfassung
-
linienförmig bis 12m Breite
-
linienförmig bis 42m Breite
-
flächenförmig über 12m Breite
-
flächenförmig über 42m Breite
In diesem Schritt der Generalisierung findet die
überwiegende Objektreduktion statt
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Einleitung
Aufstellung
eines DLM
semantische
Generalisierung
geometrische
Generalisierung
Datenmodell
3. Schritt: Überführung der Attribute
Überführung der Attribute am Beispiel der
Objektklasse „3102 Weg“ Attribut FKT = Funktion
Basis - DLM
DLM 250
1701
Hauptwirtschaftsweg
1701
Hauptwirtschaftsweg
1702
Wirtschaftsweg
1702
Wirtschaftsweg
1703
1705
1708
1704
1707
1710
9999
1706
Fußweg
Karren- und Ziehweg
Wattenweg
Park-, Friedhofsweg
Reitweg
Rad- und Fußweg
sonstige
Radweg
1703
Fußweg, Pfad, Karrenund Ziehweg, Wattenweg
1706
Radweg
1709
Steig im Gebirge
1709
Steig im Gebirge
nicht vorhanden !
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Einleitung
Geometrische Generalisierung
Aufstellung
eines DLM
• Anpassung des Raumbezugs der Objekte an die
geometrische Genauigkeit des Modells
semantische
Generalisierung
geometrische
Generalisierung
Datenmodell
1. Schritt: Geometrietypwechsel
• Nach dem Objektartenkatalog wird jedem Objekt
ein entsprechender Geometrietyp zugeordnet
• Es gibt flächenhafte, linienhafte und punkthafte
Geometrietypen
• Sind die Geometrietypen verschieden, dann muß
für das Ziel–DLM ein neuer Typ gefunden werden
und die Nachbarobjekte müssen angepaßt werden
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Einleitung
1. Schritt: Geometrietypwechsel
Aufstellung
eines DLM
Folgende Übergänge sollten nur auftreten:
semantische
Generalisierung
flächenhaft
linienhaft
geometrische
Generalisierung
Datenmodell
flächenhaft
punkthaft
linienhaft
punkthaft
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Einleitung
2. Schritt: Anpassung an die Auflösung des DLM
Aufstellung
eines DLM
...durch Vereinfachung der Objektgeometrie:
semantische
Generalisierung
• Punktreduktion
geometrische
Generalisierung
Datenmodell
• Linienvereinfachung
Algorithmen die eine Kombination aus beiden
Möglichkeiten bilden:
z.B.
DOUGLAS / PEUKER – Algorithmus
WEBER Algorithmus
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Einleitung
Aufstellung
eines DLM
semantische
Generalisierung
geometrische
Generalisierung
Datenmodell
Abbildung des DLM in ein Datenmodell
Die Umsetzung einer Modellgeneralisierung soll nun
aus datentechnischer Sicht betrachtet werden
Das Datenmodell enthält alle Elemente des DLM
und generalisierungsspezifische Elemente
Eine strikte Unterteilung des Datenmodells in:
• Geometrie
• Topologie
• Semantik
• Generalisierung
ermöglicht es die verschiedenen Prozesse der
Modellgeneralisierung den bestimmten Teilen des
Datenmodells zuzuordnen
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Einleitung
Abbildung des DLM in ein Datenmodell
Aufstellung
eines DLM
semantische
Generalisierung
punktförmig
linienförmig
Komplexes
linienförmiges
Generalisierungsobjekt
Generalisierungsspezifische
Ebene
geometrische
Generalisierung
Datenmodell
flächenförmig
Komplexes
lokales Generalisierungsgebiet
(Block)
kompl. Obj.
Semantische
Ebene
punkthaftes
Objekt
linienhaftes
Objekt
flächenhaftes
Objekt
1+
1+
Topologische
Ebene
Knoten
2
Kante
1+
2+
2
2+
2
Masche
1+
Geometrische
Ebene
Punkt
2
UML = Unified Modeling Language
Strecke
Fläche
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Einleitung
Nähere Beschreibung zu den Ebenen
Aufstellung
eines DLM
semantische
Generalisierung
Generalisierungsspezifische
Ebene
geometrische
Generalisierung
Datenmodell
Semantische
Ebene
Topologische
Ebene
punktförmig
Hier sind die linienförmig
Modellobjekte mit flächenförmig
ihren attributiven Informationen enthalten
Komplexes
Komplexes
linienförmiges
lokales GeneralGeneralisierungsisierungsgebiet
objektLagebeziehungen
(Block)
Die zweidimensionalen
enthält die topologischen Ebene
Hier werden Position und
Ausdehnung abgebildet
kompl. Obj.
(Punkte enthalten z.B. als Wert die Koordinaten
punkthaftes
linienhaftes
flächenhaftes
und Strecken enthalten
Verbindungsinformationen)
Objekt
Objekt
Objekt
Objekte werden zu größeren
1+
Einheiten zusammengefaßt
(z.B. Bundesstraßen, die
1+ in mehrere
1+
2
2+
2
Modellobjekte aufgeteilt
sind und deren Masche
Knoten
Kante
gesamter Verlauf zu betrachten ist)
1+
Geometrische
Ebene
Punkt
2
UML = Unified Modeling Language
Strecke
2+
2
Fläche
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Einleitung
Abbildung des DLM in ein Datenmodell
Aufstellung
eines DLM
semantische
Generalisierung
punktförmig
linienförmig
Komplexes
linienförmiges
Generalisierungsobjekt
Generalisierungsspezifische
Ebene
geometrische
Generalisierung
Datenmodell
flächenförmig
Komplexes
lokales Generalisierungsgebiet
(Block)
kompl. Obj.
Semantische
Ebene
punkthaftes
Objekt
linienhaftes
Objekt
flächenhaftes
Objekt
1+
1+
Topologische
Ebene
Knoten
2
Kante
1+
2+
2
2+
2
Masche
1+
Geometrische
Ebene
Punkt
2
Strecke
Fläche
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Einleitung
Aufstellung
eines DLM
Verknüpfung zweier DLM
• Eingabemodell:
DLM mit höherer Auflösung
Quell - DLM
semantische
Generalisierung
• Ausgabemodell:
DLM mit niedriger Auflösung
Ziel - DLM
geometrische
Generalisierung
Relationen ergeben sich zwischen den Objekten in den
Ebenen:
Datenmodell
Quell
Ziel
DLM
DLM
semantische Ebene
semantische Ebene
topologische Ebene
topologische Ebene
geometrische Ebene
geometrische Ebene
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Einleitung
Aufstellung
eines DLM
Verknüpfung zweier DLM
Relationen zwischen den Elementen des Quell- und Ziel-DLM
sind dargestellt.
Die Reihenfolge der Generalisierung ergibt sich zu:
semantische
Generalisierung
geometrische
Generalisierung
Datenmodell
1. semantische
Generalisiierung
2a. Geometrietypwechsel
werden durchgeführt
2b. Vereinfachung
der geometrischen
Strukturen
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Einleitung
Aufstellung
eines DLM
semantische
Generalisierung
Ableitungsinformationen zwischen den DLM
Sukzessive wird das anfangs leere Ziel-DLM mit Inhalten
gefüllt, die aus dem Quell-DLM abgeleitet werden
Ableitungsinformationen
geometrische
Generalisierung
Diese Informationen sollten aus folgenden Gründen
dauerhaft abgespeichert werden:
Datenmodell
• Konsisztenz der Ableitungskette
• Fortführung der DLM
Das Quell- , bzw. Ziel-DLM und die Ableitungsinformationen sollten in einer Datenbank dauerhaft
abgespeichert werden.
Z.B. bietet SupportGIS diese Option
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Einleitung
Aufstellung
eines DLM
semantische
Generalisierung
geometrische
Generalisierung
Datenmodell
Zusammenfassung
Es wurde ein Datenmodell entwickelt, das zum einen die
Elemente des DLM enthält und zum anderen für die
Modellgeneralisierung angepaßt wurde
Die Anpassung besteht vor allem in:
•
•
•
eine Erweiterung um modellgeneralisierungsspezifische Elemente
Ableitungsinformationen zwischen den DLM
eine strikte Unterteilung zwischen Semantik,
Topologie und Geometrie
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