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Geoinformationssysteme:
Eine Übersicht für Lehrkräfte
Dr. Peter Löwe
Überblick über Geoinformation
“Wie man sie erzeugt und einsetzt”
1. Geoinformation – wozu ?
2. Sinn, Unsinn und Chancen für den Unterricht
3. Wie funktionieren Geoinformationssysteme (GIS) ?
4. Wie arbeitet man damit ?
5. Was verarbeitet man ?
6. Marktübersicht
7. Hilfe zur Selbsthilfe
8. Fallbeispiel: GISIX “das mainfränkische GIS”
9. Blick in die Zukunft
Wer ist der fremde Mann ?
Dr. Peter Löwe
Geographiestudium in Würzburg und Austin, Texas
Promotion über Bodenerosionsthema in Südafrika
Erster Kontakt mit GIS,1994: Nie nie wieder !
Firmengründung GEOMANCERS.NET in Würzburg 2003
Erster Kunde: Kanadischer Lehrer „vom Polarkreis“
Vorträge in Europa und Asien, Fachmessen (u.a.CeBIT)
Nebenberuf: Ranger im UNESCO Geopark Bergstraße-
Odenwald
Sind wir nicht alle ein bißchen GIS ?
Alltagsgut Geoinformation
Autonavigation vom Aldi: GPS + GIS,
Kinoplatzbuchung über das Internet
Sturmwarnungen der Versicherungswirtschaft
Tsunami-Portal innerhalb von Stunden online
GIS in der Schule – wofür eigentlich ???
Wurde bisher in Deutschland beschränkt
ausgebildet.
Der Trend zur Ausbildung mit GIS nimmt
(weltweit) zu und eröffnet neue Möglichkeiten im
Unterricht.
Wird zum Hype und Modethema.
Bedarf an neutraler Information, Fort- und
Weiterbildung, sowie Raumdaten.
„Textverarbeitung ist was für
Deutschlehrer“
Erdkunde hat in der Schule kein Monopol
auf die Anwendung von GIS:
GIS vernetzt Physik, Biologie, Geschichte,
Mathematik, u.v.m.
Motivation für Schüler: Partizipation
“Vom Schulhof bis ins Sonnensystem”
Techniken, die in GIS vorkommen
Mathematik: Algebra, Analysis, Geometrie, Statistik
Farbenlehre, Falschfarben, Infrarot
Ökologie: Simulation
Informatik: Grundlagen der Programmierung,
Modellierung
Grundkonzept GIS:
Was ist ein Geoinformationssystem?
Es gibt viele Sichtweisen.
Hier: GIS = IT-Struktur (+ User Interface)
Räumliche Datenbank
GIS: Fernrohr, Mikroskop, Zeitmaschine
“The armchair universe”
Raumdaten Wissen
Graphische
Darstellung
IT-Infrastruktur
User Interface
Das GIS Prinzip
Unterschiedliche
Informationsquellen werden
verschnitten:
Mengenlehre: Und Oder Nicht
Kartenalgebra
Die Resultate dienen als
Entscheidungsgrundlage und
können visualisiert werden.
Geländemodell UND
Geoparkgebiet:
WENN über 250m
DANN grau
Raumdaten
Vektordaten
Punkte
Linien
Polygone
Rasterdaten
2d Flächen - Pixel
3d Volumen – Voxel
Pseudo-3d und Volumen
Wie arbeitet sich es mit GIS ?
Einzelplatz GIS
Vernetzes GIS
WebGIS
Mapserver
IT
Daten
IT
Daten
ITIT
W
W
W
ITDaten
Mapserver ?
Wer benutzt die Information ?
Ein GIS wird zum Aufbereiten
von Datenprodukten aus den
Datenquellen benutzt.
Die Daten werden über den
Mapserver unter einer
unabhängigen Oberfläche ins
Netz gestellt.
Die Datenlagen können dann von Endanwendern zu individuellen
Kartendarstellungen zusammengefügt werden.
W
W
W
DatenIT
Welches GIS ?
Es gibt viele Anbieter guter GIS-Lösungen.
Alle haben Vor- und Nachteile.
Es gibt kein perfektes universelles GIS.
Entscheidungskriterium:
Bedürfnisse,
unterstützte Datenstandards (Import und Export)
Anbieter
Propietär/Kommerziell:
ESRI: “Arc” [-View(DierckeGIS)|-Info|-GIS] -Explorer
Intergraph: Microstation
Microsoft: Mappoint (noch nicht in Europa erhältlich)
General Electrics: Smallworld
Manifold, IDRISI, u.v.m.
Freie Software:
GRASS, SAGA, Quantum, PostGIS usw.
Woher kommen die Daten ?
Mitgeliefert/eingebaut
Von öffentlichen
deutschen Ämtern: $$$
Internationale Stellen:
• Nasa/JPL
• EU
• CIA
• US Universitäten
• Kanada/Japan
Selbst erheben
DGM: USA, Flüsse: EU
Städte: WWW
Selbst erheben 1: GPS
GPS-Empfänger ermitteln
die aktuelle Position auf
der Erdoberfläche und
geben diese in beliebigen
Koordinatensystemen aus.
GPS und GIS “verstehen
sich”
Preiswerte Empfänger
(100 Euro) reichen.
Spaßfaktor: Geocaching/
hitech Schnitzeljagd
Selbst erheben 2: Digitalisieren
Neue Raumdaten werden im GIS vor
Hintergrundkarten „eingezeichnet“:
• Papiervorlagen werden gescannt
• Scans werden „eingedreht“
(rektifiziert)
• Aus den rektifizierten Scans werden
Informationen in einen neuen GIS-
Datensatz übertragen
(Punkte/Linien/Flächen).
Alternative: Digitalisierbretter
Wo gibt es Hilfe ?
BY: Runder Tisch GIS
GRASS Anwender Verein
www.grass-verein.de
GAV Südwest (BaWü/BY)
www.freegis.org
International: Geographers Craft
Project, UN
Buchtipp: Mapping Hacks (O’Reilly)
Bezahlbares GIS - woher ?
Geschenkt (Schullizenzen) oder ”light” (ArcExplorer)
Preiswert (Manifold, Idrisi)
Unbezahlbar (Open Source/”Freies” GIS)
Bezugsquellen für Freies GIS:
WWW [Downloadkosten:Preis einer Flasche Bier]
Computerzeitung (DVD-Beilagen)
Free Open Source Software (FOSS) ?
Welche Freiheit ?
Freie Rede, nicht Freibier
Der Quelltext der Programme ist
einsehbar (Blick unter die Motorhaube)
Alternative Weltsicht:
Software ist eine Dienstleistung, keine Ware.
Gilt auch für Wissen: Wissensallmende
Literaturtipp:
Bundeszentrale für
politische Bildung
Free Open Source = Freiheiten
Die Software unbegrenzt und für jeden Zweck
verwenden zu dürfen
Die Software den eigenen Bedürfnissen
anzupassen
Die Software zu kopieren und an Andere
weitergeben zu dürfen
Die Software zu verbessern, und die
Verbesserung allen zugänglich zu machen.
GISIX: GIS-Werkbank
Integration von GIS +
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sofortigen Losarbeiten.
FOSS: Frei kopierbar, keine
Lizenzkosten, keine
Beschränkungen.
Friedlich koexistent mit
anderen GIS.
Unterstützt sehr viele
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GRASS GIS / QGIS / R /
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W
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Daten
W
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DatenIT
DatenIT
DatenIT
wünscht
schöne Ferien !

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GIS: Eine Übersicht für Lehrkräfte

  • 1. Geoinformationssysteme: Eine Übersicht für Lehrkräfte Dr. Peter Löwe
  • 2. Überblick über Geoinformation “Wie man sie erzeugt und einsetzt” 1. Geoinformation – wozu ? 2. Sinn, Unsinn und Chancen für den Unterricht 3. Wie funktionieren Geoinformationssysteme (GIS) ? 4. Wie arbeitet man damit ? 5. Was verarbeitet man ? 6. Marktübersicht 7. Hilfe zur Selbsthilfe 8. Fallbeispiel: GISIX “das mainfränkische GIS” 9. Blick in die Zukunft
  • 3. Wer ist der fremde Mann ? Dr. Peter Löwe Geographiestudium in Würzburg und Austin, Texas Promotion über Bodenerosionsthema in Südafrika Erster Kontakt mit GIS,1994: Nie nie wieder ! Firmengründung GEOMANCERS.NET in Würzburg 2003 Erster Kunde: Kanadischer Lehrer „vom Polarkreis“ Vorträge in Europa und Asien, Fachmessen (u.a.CeBIT) Nebenberuf: Ranger im UNESCO Geopark Bergstraße- Odenwald
  • 4. Sind wir nicht alle ein bißchen GIS ? Alltagsgut Geoinformation Autonavigation vom Aldi: GPS + GIS, Kinoplatzbuchung über das Internet Sturmwarnungen der Versicherungswirtschaft Tsunami-Portal innerhalb von Stunden online
  • 5. GIS in der Schule – wofür eigentlich ??? Wurde bisher in Deutschland beschränkt ausgebildet. Der Trend zur Ausbildung mit GIS nimmt (weltweit) zu und eröffnet neue Möglichkeiten im Unterricht. Wird zum Hype und Modethema. Bedarf an neutraler Information, Fort- und Weiterbildung, sowie Raumdaten.
  • 6. „Textverarbeitung ist was für Deutschlehrer“ Erdkunde hat in der Schule kein Monopol auf die Anwendung von GIS: GIS vernetzt Physik, Biologie, Geschichte, Mathematik, u.v.m. Motivation für Schüler: Partizipation “Vom Schulhof bis ins Sonnensystem”
  • 7. Techniken, die in GIS vorkommen Mathematik: Algebra, Analysis, Geometrie, Statistik Farbenlehre, Falschfarben, Infrarot Ökologie: Simulation Informatik: Grundlagen der Programmierung, Modellierung
  • 8. Grundkonzept GIS: Was ist ein Geoinformationssystem? Es gibt viele Sichtweisen. Hier: GIS = IT-Struktur (+ User Interface) Räumliche Datenbank GIS: Fernrohr, Mikroskop, Zeitmaschine “The armchair universe” Raumdaten Wissen Graphische Darstellung IT-Infrastruktur User Interface
  • 9. Das GIS Prinzip Unterschiedliche Informationsquellen werden verschnitten: Mengenlehre: Und Oder Nicht Kartenalgebra Die Resultate dienen als Entscheidungsgrundlage und können visualisiert werden. Geländemodell UND Geoparkgebiet: WENN über 250m DANN grau
  • 12. Wie arbeitet sich es mit GIS ? Einzelplatz GIS Vernetzes GIS WebGIS Mapserver IT Daten IT Daten ITIT W W W ITDaten
  • 13. Mapserver ? Wer benutzt die Information ? Ein GIS wird zum Aufbereiten von Datenprodukten aus den Datenquellen benutzt. Die Daten werden über den Mapserver unter einer unabhängigen Oberfläche ins Netz gestellt. Die Datenlagen können dann von Endanwendern zu individuellen Kartendarstellungen zusammengefügt werden. W W W DatenIT
  • 14. Welches GIS ? Es gibt viele Anbieter guter GIS-Lösungen. Alle haben Vor- und Nachteile. Es gibt kein perfektes universelles GIS. Entscheidungskriterium: Bedürfnisse, unterstützte Datenstandards (Import und Export)
  • 15. Anbieter Propietär/Kommerziell: ESRI: “Arc” [-View(DierckeGIS)|-Info|-GIS] -Explorer Intergraph: Microstation Microsoft: Mappoint (noch nicht in Europa erhältlich) General Electrics: Smallworld Manifold, IDRISI, u.v.m. Freie Software: GRASS, SAGA, Quantum, PostGIS usw.
  • 16. Woher kommen die Daten ? Mitgeliefert/eingebaut Von öffentlichen deutschen Ämtern: $$$ Internationale Stellen: • Nasa/JPL • EU • CIA • US Universitäten • Kanada/Japan Selbst erheben DGM: USA, Flüsse: EU Städte: WWW
  • 17. Selbst erheben 1: GPS GPS-Empfänger ermitteln die aktuelle Position auf der Erdoberfläche und geben diese in beliebigen Koordinatensystemen aus. GPS und GIS “verstehen sich” Preiswerte Empfänger (100 Euro) reichen. Spaßfaktor: Geocaching/ hitech Schnitzeljagd
  • 18. Selbst erheben 2: Digitalisieren Neue Raumdaten werden im GIS vor Hintergrundkarten „eingezeichnet“: • Papiervorlagen werden gescannt • Scans werden „eingedreht“ (rektifiziert) • Aus den rektifizierten Scans werden Informationen in einen neuen GIS- Datensatz übertragen (Punkte/Linien/Flächen). Alternative: Digitalisierbretter
  • 19. Wo gibt es Hilfe ? BY: Runder Tisch GIS GRASS Anwender Verein www.grass-verein.de GAV Südwest (BaWü/BY) www.freegis.org International: Geographers Craft Project, UN Buchtipp: Mapping Hacks (O’Reilly)
  • 20. Bezahlbares GIS - woher ? Geschenkt (Schullizenzen) oder ”light” (ArcExplorer) Preiswert (Manifold, Idrisi) Unbezahlbar (Open Source/”Freies” GIS) Bezugsquellen für Freies GIS: WWW [Downloadkosten:Preis einer Flasche Bier] Computerzeitung (DVD-Beilagen)
  • 21. Free Open Source Software (FOSS) ? Welche Freiheit ? Freie Rede, nicht Freibier Der Quelltext der Programme ist einsehbar (Blick unter die Motorhaube) Alternative Weltsicht: Software ist eine Dienstleistung, keine Ware. Gilt auch für Wissen: Wissensallmende Literaturtipp: Bundeszentrale für politische Bildung
  • 22. Free Open Source = Freiheiten Die Software unbegrenzt und für jeden Zweck verwenden zu dürfen Die Software den eigenen Bedürfnissen anzupassen Die Software zu kopieren und an Andere weitergeben zu dürfen Die Software zu verbessern, und die Verbesserung allen zugänglich zu machen.
  • 23. GISIX: GIS-Werkbank Integration von GIS + Daten+Handbücher zum sofortigen Losarbeiten. FOSS: Frei kopierbar, keine Lizenzkosten, keine Beschränkungen. Friedlich koexistent mit anderen GIS. Unterstützt sehr viele Datenformate (GDAL/OGR) LiveCD, auch auf Festplatte installierbar GRASS GIS / QGIS / R / OpenOffice/ Spiele !
  • 24. Ein Blick voraus: GML und (Zusatz-) Wissen ! Markupsprachen beschreiben Form und Inhalt von Information (HTML/XML/SGML) GML: Geographic Markup Language “HTML-ähnlich” Beispiel: Rauminformation (“Waldgebiete”) + Metainformation (Genauigkeit, Aktualität, Verfügbarkeit) Datenbezug per Drag’n Drop: Kaskadierte Mapserver/Datenportale. W W W Daten W W W DatenIT DatenIT DatenIT