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Geodatenbank

Eine Geo-Datenbank ist Teil eines Geoinformationssystems, kurz GIS. In ihr werden räumliche Daten erfasst, die später zur Analyse und Präsentation genutzt werden können.

Wesentliche Grundlage jeder Geo-Datenbank ist das für solche Systeme übliche objektrelationale Datenmodell.

Dieses bildet in digitaler Weise raumbezogene Daten, Prozesse und Objekte ab, und setzt diese in die entsprechenden Relationen zueinander.

Geo-Datenbankmodell – Aufbau und Funktion

Grundlage räumlicher Datenmodelle sind Koordinatensysteme. Damit ein solches Datenmodell funktionieren kann, werden bestimmte Daten benötigt. Dazu gehören die im Folgenden genannten:

  • Geometrische Daten: Zum Beispiel die Lage und Ausdehnung von Gebäude- oder Landschaftsobjekten.
  • Topologische Daten: Topologische Daten beschreiben die räumlichen Beziehungen der Objekte untereinander.
  • Thematische Daten: Diese enthalten beschreibende Attribute der Objekte, wie beispielsweise die Farbe eines Hauses.
  • Nominaldaten: Darunter verstehen sich bezeichnende Daten, z.B. der Name oder Ort eines Objektes.
  • Eventuell qualitative Daten: Sind die erfassten, räumlichen Daten an kalendarische Daten gekoppelt, wären diese darunter zu verstehen. Aber auch die Bodenqualität eines Areals kann damit bezeichnet werden.
  • Quantitative Daten: Soll zum Beispiel die Erdbebenwahrscheinlichkeit an verschiedenen räumlichen Punkten dargestellt werden, wäre dies die Häufigkeit von Beben in der Vergangenheit.
  • Temporaldaten: Diese geben den Erfassungszeitraum der oben genannten Daten an.

Zur Darstellung der Geo-Daten existieren zwei Datenmodelle, zum Einen das Vektordatenmodell, zum Anderen das Rasterdatenmodell.

Das Vektordatenmodell

Im Koordinatensystem werden die Objekte als Punkte eingetragen. Im topologischen Kontext spricht man von „Knoten“. Diese Knoten werden miteinander durch eine Linie („Kante“ genannt) verbunden. Wurden mindestens 3 Knoten verbunden, entsteht eine geschlossene Fläche, die „Masche“ genannt wird. Innerhalb von Geoinformationssystemen spricht man jedoch durchaus von Punkten, Linien und Polygonen.

Das Rasterdatenmodell

Während es beim Vektordatenmodell auch Überschneidungen der Flächen geben kann, ist dies beim Rasterdatenmodell nicht möglich. Hier wird mit Hilfe von zwei- oder dreidimensionalen Objekten gearbeitet. Diese nehmen einen festen Platz im Koordinatensystem ein. Meist wird mit Pixeln gearbeitet, möglich sind aber auch andere rechteckige, dreieckige oder sechseckige Formen.

Geo-Datenbank Beispiel – Streckenberechnung für Navigationssysteme

Streckenberechnungen sind mittlerweile fast jedem aus dem Alltag bekannt. Sie begegnen uns bei der Nutzung von Routenplanern und Navigationssystemen.

Soll die Strecke von Punkt A nach Punkt B berechnet werden, ist die Grundlage für die Berechnung eine Geo-Datenbank. Da einen Autofahrer die Route auf befahrbaren Straßen interessiert, müssen dem System diese Straßen bekannt sein.

Dann kann aufgrund der vorhandenen Daten eine oder mehrere Strecken von Punkt A nach Punkt B berechnet werden.

Methoden zur Berechnung – Streckenberechnung im Detail

Bei kürzeren Strecken, bei denen die Krümmung der Erde nicht mit einbezogen werden muss, kann die Berechnung mit dem Satz des Pythagoras erfolgen.

Wünscht man eine exaktere Berechnung und/oder muss die Erdkrümmung mit einbeziehen, ist die Methode der sphärischen Trigonometrie besser geeignet. Dabei werden die Breiten- und Längengrade mit einbezogen.

Neben den bekannten Navigationssystemen und Routenplanern, wie z.B. Google Maps, kann mit einer Geodatenbank auch Geocaching durchgeführt und Erdbeben- oder Tsunamiwarnsysteme gespeist werden.

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Autor: Thomas
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