Geoinformationssysteme

018 Titel
Vektor
Raster
So zeichnen Computer
Links das Vektorprinzip: Objekte werden als
Punkte, Linien oder Flächen repräsentiert. Vorteil:
Das ist eindeutig. Nachteil: Das ist leider
zu eindeutig, wenn wir die Abgrenzungen nicht
kennen. Geographen sprechen vom „Objektansatz“
und behandeln räumliche Objekte (z. B.
einen See), als seien sie gewöhnliche Gegenstände.
Punkt
Linie
Rechts das Rasterprinzip: Viele kleine Planquadrate,
der Computer stellt jedes als ein
Pixel dar, das bestimmte Werte aufweist. Dies
ist der „Feldansatz“: Die Situation wird wie ein
physikalisches Feld modelliert, dessen Stärke
von Pixel zu Pixel variiert.
Polygon
Vektor oder Raster, Objekt oder Feld
nicht als GIS einstufen wird. Mächtige Analysefunktionen
gelten ihm als zentrales Element eines GIS.
Schon die ersten GIS, die seit Anfang der 60er Jahre entwickelt
wurden, verfügten über umfangreiche Funktionen zur
raumbezogenen Datenanalyse. Das war angesichts der technischen
Randbedingungen notwendig, denn Ausgabegeräte
für raumbezogene Präsentationen waren praktisch nicht
existent. Sehr einfache Karten konnten auf Stiftplottern,
Zeilendruckern oder Monitoren mit geringer Auflösung
ausgegeben werden. Daher war es häufig notwendig, die Informationen
mittels komplexer Analysen zu verdichten und
das Analyseergebnis dann als vergleichsweise einfache Karte
oder Tabelle zu präsentieren.
Prinzip May Overlay
Raumanalysen mit GIS beruhen vor allem auf dem Prinzip
des Map Overlays. Kartographen organisierten schon lange
vor der Einführung digitaler Techniken ihre Produktion
durch Überlagerung verschiedener thematischer Schichten
(engl. Layer). Eine Karte wurde nicht in einem Stück
gezeichnet, sondern thematisch aufgeteilt in verschiedene
Folien oder Layer. Jedes Thema (Grenzen, Flüsse, Straßen,
Siedlungen, Landnutzung u. a.) zeichnete man auf eine
eigene transparente Folie. Die Ergebniskarte entstand,
indem die Folien übereinander gelegt und die Inhalte so
überlagert wurden. Diese Methodik lässt sich nicht nur zur
Kartenerstellung verwenden, sondern ebenso zur raumbezogenen
Analyse. Erstmals ausformuliert und für konkrete
Planungen angewendet (noch in analoger Form), hat diese
Methodik der Landschaftsplaner Ian McHarg in seinem
Klassiker „Design with Nature“. Später hat C. Dana Tomlin
diese Methodik weiter ausformuliert und zur Map Algebra
formalisiert, die bis heute die Grundlage der Analysefunktionen
der GIS bildet .
Die digitale Umsetzung der Map Overlay oder Verschneidungsmethodik
kann auf zwei unterschiedlichen Datenstrukturen
erfolgen: auf der Basis eines Raster- oder eines
Vektormodells. Im Rastermodell wird die Information wie
bei einem digitalen Foto in einem Raster abgelegt. Es wird
– bildlich gesprochen – ein feines Karoraster über die Karte
gelegt. Dann werden alle Rasterquadrate, die auf einem für
die Darstellung wichtigen Objekt liegen, mit einer Markierung,
einem Schlüsselwert für das Objekt belegt. Für die
Darstellung der Objekte auf dem Bildschirm werden die
Schlüsselwerte in Farben umgesetzt und die Objekte dadurch
sichtbar: Ein See besteht aus einem Klumpen feiner
blauer Quadrate, ein Fluss aus einer mehr oder weniger
breiten Folge von Rasterquadraten.
Komplexes Vektormodell
Das Vektormodell ist komplexer aufgebaut. Hier werden
nicht die Objekte selbst, sondern sie repräsentierende Punkte
als X- und Y-Koordinaten gespeichert. Bei Objekten ohne
große Flächenausdehnung wie Bohrpunkten oder Messstellen
geht das genauso einfach wie bei der Rasterdarstellung.
An der durch die X-Y-Koordinate bezeichneten Stelle der
Karte repräsentiert ein bunter Punkt oder ein Symbol das
Objekt. Durch Größe, Farbe und Art des Symbols können