GIS/Arbeiten mit QGIS
Was ist ein GIS-System?
Bevor wir uns überhaupt mit einem Geoinformationssystem beschäftigen, klären wir die Frage, was ein solches System überhaupt ist. Zum besseren Verständnis betrachten wir zunächst ein Informationssystem an sich. Ein Informationssystem ist zunächst ein System, welches auf einen Datenbestand zurückgreift. Dieser Bestand kann extern, also bspw. über das Web, abgerufen werden; er kann sich aber auch innerhalb der Programminstallation befinden. Die Daten werden von dem System verarbeitet und ausgewertet. Zudem kann man über das Informationssystem bestehende Daten mit neuen Daten erweitern. Im Unterschied dazu kann ein Geoinformationssystem räumliche Daten verarbeiten, erweitern und auswerten. In allen Geoinformationssystemen werden Daten graphisch dargestellt. Sachverhalte werden graphisch sichtbar gemacht und können in Koordinatensystemen verankert werden. Hier besteht ein Bezug zur realen Welt. Dieser Umstand ist motivierend, da man Daten praktisch sichtbar machen kann.
Anwendungsbereiche
GIS-Systeme können überall dort eingesetzt werden wo man versucht, Daten auf räumlichen Flächen zu erheben, erstellen und zu verarbeiten.
Welche GIS-Programme gibt es?
Natürlich müssen die Daten über ein bestimmtes Programm verarbeitet und dargestellt werden, damit man sie überhaupt erst bearbeiten kann. Es gibt mittlerweile eine ganze Menge von GIS-Programmen. Viele davon sind kostenpflichtig, andere wiederrum basieren auf Open-Source Basis. Wir werden nachher einige Beispiele bearbeiten, die mit einem solchen Open-Source Programm erstellt werden. Bei diesem Programm handelt es sich um QGIS.
Download von QGIS
- Besuchen der Seite: http://www.qgis.org
- Auf der Homepage die aktuelle Version herunterladen (auf die jeweilige Bitversion achten).
- Installieren
Aufgabenstellung: Der „perfekte“ PH-Wohnort
Im Folgenden werden wir mit dem Programm QGIS eine Standortbestimmung vornehmen. Wir wollen einen Standort bestimmen, welcher anhand von verschiedenen Faktoren als Wohnort geeignet wäre, wenn man an der PH in Heidelberg studiert. Man kann für eine solche Standortanalyse zahlreiche Faktoren zur Filterung hinzufügen. In diesem Beispiel sollen folgende Faktoren eine Rolle bei der Auswahl spielen:
- Die Entfernung zum Hochschulgebäude
- Öffentliche S-Bahn-, bzw. Bushaltestellen
- Einkaufsmöglichkeiten
All diese Faktoren sind mehr oder weniger relevant wenn man eine Standortbestimmung vornimmt. Jeder hat individuelle Anforderungen an seinen Wohnort. Für manche Studenten dürften Freizeit, bzw. nächtliche Standorte im Vordergrund stehen, für andere die Anbindung an öffentliche Verkehrsmittel. Die folgenden Faktoren wurden hier nur beispielhaft gewählt. Hierbei steht nicht die Realisierbarkeit des Standortes im Vordergrund, sondern das Erlernen grundlegender Funktionen des Programmes QGIS. Nach der Selbstlerneinheit steht es jedem frei einen Standort mit eigenen Daten zu erstellen.
Bevor es losgeht…
Zunächst wird ein kleiner Überblick über den Aufbau des Programmes QGIS geschaffen. Anschließend werden wir eine Standortbestimmung vornehmen. Zur Hilfe stehen verschiedene Videos, Screenshots, Tipps und Verlinkungen. Am Ende gibt es ein kleines Quiz, welches das gelernte noch einmal überprüfen soll. Mehrere Arbeitsschritte werden ohne eine Hilfestellung sein. Sie bauen aber immer auf den vorherigen Schritten auf. Probleme sowie einzelne Schaltflächen des Programms werden ebenfalls erläutert. Nach jedem Abschnitt wird eine kurze Zusammenfassung über die gelernten Inhalte gegeben. Das Kapitel „QGIS: Erster Überblick“ beinhaltet grundlegendes Wissen rund um GIS-Systeme. Dieses Wissen ist nicht zwingend für die Standortbestimmung notwendig. Wer also bereits Vorwissen über die folgenden Punkte hat, kann das Kapitel „QGIS: Erster Überblick“ überspringen.
QGIS: Erster Überblick
Die Benutzeroberfläche
Im nächsten Schritt starten wir QGIS. Hierzu öffnen wir die Verknüpfung „QGIS Desktop“. Ist das Programm geöffnet, sehen wir das größte Feld, das Kartenfenster (1). Dort werden die Karten bzw. die Kartenausschnitte graphisch dargestellt. In dem Feld links daneben befindet sich das Layerfenster (2). Hier sehen wir später unsere Layer. Außerdem fallen die zahlreichen kleinen Symbole am linken Rand des Programms auf. Hierbei handelt es sich um verschiedene Arten von Layern die importiert werden können, indem man auf das jeweilige Symbol klickt (3).
Was ist ein Layer?
Neben einer ganzen Reihe von Datenbankerweiterungen, die über das Programm visuell dargestellt werden können, sind zwei von besonderer Bedeutung: Der Vektorlayer und der Rasterlayer.
Koordinatensysteme
Ein weiterer wichtiger Punkt für das Verständnis von Geoinformationssystemen ist die Unterscheidung der Projektionssysteme. Es gibt zwei Arten, wie man Karten darstellen kann:
Geographische Koordinatensysteme
Dieses Koordinatensystem beruht auf den Längen- und Breitengraden. Es wird meist vom Erdmittelpunkt ausgegangen, und anschließend der Winkel abgelesen, wenn man einen Punkt an der Erdoberfläche bestimmen will.
Projizierte Koordinatensysteme
Hierunter versteht man auch kartesische Koordinatensysteme. Solche Koordinatensysteme gehen von Positionen auf der X- und Y-Achse aus. Die X-Achse ist als Ost-West definiert, die Y-Achse als Nord-Süd. Im digitalen Bereich kommen meist kartesische Koordinatensysteme zum Einsatz, weil sie sich besser im zweidimensionalen Raum darstellen lassen. Für unsere Arbeit mit QGIS werden ausschließlich Shape-Dateien verwendet. Diese selbst erstellten Layer liegen in unserem Fall in projizierten Koordinatensystemen vor.
