Das Dokument behandelt die Anwendung von GIS und Perl in verschiedenen Bereichen wie Umweltforschung, Archäologie und Städteplanung. Es erklärt die Grundlagen der geografischen Koordinaten und deren Umrechnung sowie die Verwendung von SQL- und NoSQL-Datenbanken für die Speicherung und Abfrage räumlicher Daten, insbesondere mit PostGIS. Zudem werden Beispiele und Module vorgestellt, die für die Verarbeitung von Koordinaten und Daten im Geo-Bereich nützlich sind.

1. GIS+Perl

2. GIS Anwendungsgebiete
● Umweltforschung
● Archäologie
● Marketing
● Kartographie
● Städteplanung
● Kriminologie
● Logistik
● usw.

3. Kartenprojektionen
● Ausmessung der Erde als Ellipsoid
● Verbesserte Vermessungstechnik führte zu
verschiedenen Referenz Ellipsoiden
● Bestimmt reale Position eines
Längen-/Breitengrads
● WGS 84 ist der aktuelle GPS Standard und
wird z.B. auch von Online Karten Anbietern
(Google, OSM usw. genutzt)

4. Geographische Länge (Longitude)
● Früher Längengrad
● Vom Nullmeridian geteilt nach Ost und
West
● Größtmöglicher Wert 180 Grad (180° O =
180° W)
● In der Informatik wird Ost als Positive, West
als Negative Zahl angegeben

5. Geographische Breite (Latitude)
● Früher Breitengrad
● Vom Äquator geteilt nach Nord und Süd
● Größtmöglicher Wert 90 Grad (90° N, 90° S)
● In der Informatik wird Nord als Positive, Süd
als Negative Zahl angegeben

6. Koordinaten
● Der Breitengrad wird traditionell vor dem
Längengrad geschrieben
● 53.555504,9.992173 ist z.B. an der Innen
Alster
● Diese Koordinaten kann man z.B. auch
direkt bei Online Kartenanbietern eingeben

7. Grad/Minuten/Sekunden?
● Koordinate 16° 19' 28,29"
● Umrechnung: Sekunden / 60, Minuten
addieren, Ergebnis durch 60, Grad addieren
● 16° 19' 28,29" = 16,324525°

8. Dezimal zu Grad/Minute/Sekunde
● Koordinate 48,177455556° zu
Grad/Minute/Sekunde
● Ganzzahliger Anteil sind Grad,
Nachkommaanteil * 60, Ganzzahliger Anteil
sind Minuten, Nachkommaanteil * 60 ergeben
die Sekunden
● 48,177455556° = 48° 10' 38,84"

9. Datenhaltung
● SQL Datenbanken wie z.B. MySQL,
PostgreSQL
● PostgreSQL ist mit der PostGIS Erweiterung
MySQL überlegen
● NoSQL wie z.B. Neo4j oder CouchDB

10. Spatiale Daten
● Koordinaten könnten z.B. in 2 float
Datenfeldern gespeichert werden
● Speicherung in einem Datenfeld das für
Geometrie Daten bestimmt ist

11. Indizes
● B-tree Index ist ausreichend für Koordinaten
falls man die Daten nur speichern und schnell
abrufen möchte (Index auf float Feldern)
● Spatial Index lohnt sich bei höheren
Geometrien oder wenn erweiterte
Datenbankfunktionen genutzt werden sollen
(Index auf spezielles Geometrie Feld)
● Ein Spatial Index ist ein Überbegriff für Indizes
wie z.B. R-tree, kd-tree Octree usw.

12. PostGIS Daten
● Arbeitet mit dem OpenGIS (Open Geospatial
Consortium) Standard
● OpenGIS Well-Known Text bzw. Well-Known
Binary
● Extended WKT/WKB (Höheninformation
und/oder mit einem Messwert)
● SQL/MM: Kurven etc. (nicht vollständig
unterstützt)

13. PostGIS Funktionen
● Räumliche Funktionen wie Berechnung von
Flächen und Distanzen, Verschneidung,
Berechnung von Pufferzonen etc.
● Räumliche Operatoren wie Overlaps, Within,
Contains etc.
● Funktionen für die Erstellung von Geometrien
● Funktionen für die Abfrage von Geometrien in
den Formaten Well-Known Text, Well-Known
Binary, GML, SVG, KML
● Räumliche Indizierung mit dem GiST-Index

14. PostGIS Erweiterungen
● Umgang mit Rasterdaten
● Routenplanung

15. Perl
● Module sind im Namensraum Geo::
● Geo::Ellipsoid ist gut geeignet um schnell
Berechnungen mit Koordinaten durchzuführen

16. Geo::Ellipsoid
● Unterstützt eine Vielzahl an Projektionen
● Besonders Sinnvoll wenn man die
Berechnung nicht direkt in der Datenbank
machen kann/will

17. Anwendungsbeispiele
● Personen oder POI auf einer Karte darstellen
z.B. Restaurants
● Identifizieren von Clustern
● Ortsabhängige Werbung
● Mobile Handshake

18. Openstreetmap
● Die gesamte Datenbasis von Openstreetmap
steht frei zum Download zur Verfügung
● Enthalten sind z.B. alle Kartendaten und eine
große POI Datenbank
● Aktuell eine 12GB gepackte Textdatei
● Import dauert lange ;)

19. Links
● http://dev.mysql.com/doc/refman/5.0/en/spatial-ex
● http://de.wikipedia.org/wiki/PostGIS
● http://postgis.refractions.net/
● http://search.cpan.org/~jgibson/Geo-Ellipsoid-1.12
● http://planet.openstreetmap.org/