QGIS und GIS Einführung

QGIS ist ein auf den ersten Blick sehr überwältigendes Open-Source Tool zum erstellen und analysieren von Karten und Geodaten.

Auf der Website des Projekts könnt ihr immer die aktuellste Version für die gebräuchlichsten (Desktop) Betriebssysteme beziehen.

Dort findest du auch die aktuellste Dokumentation (https://www.qgis.org/de/docs/index.html).

Da Geo-Informations-Systeme weltweit immer größere Anwendung finden, ist die Entwicklercommunity sehr aktiv und es gibt immer mehr Funktionalitäten, welche zu sehr regelmäßigen neuen Releases führen. Daher ist es sinnvoll, sich immer mal wieder nach der aktuellen Version zu erkundigen.

Um mit QGIS zu starten, lohnt sich ein kleiner Einstieg in die Welt der Geodaten:

Rasterdaten und Vektordaten:

In der Welt der Geodaten gibt es zwei grundlegende Arten von Daten: Vektordaten und Rasterdaten. Beide spielen eine wichtige Rolle bei der Erfassung und Darstellung geografischer Informationen, jedoch auf unterschiedliche Weise.

Vektordaten:

Vektordaten repräsentieren Geoinformationen als Punkte, Linien oder Polygone, die durch mathematische Vektoren definiert sind. Punkte können beispielsweise einzelne geografische Merkmale wie Städte oder natürliche Ressourcen darstellen. Linien können Straßen, Flüsse oder administrative Grenzen darstellen. Polygone repräsentieren Gebiete wie Ländergrenzen, Seen oder Vegetationsflächen. Vektordaten sind in der Regel kompakt und bieten präzise geometrische Informationen. Sie eignen sich gut für die Darstellung von Features mit klaren Grenzen und attributiven Informationen.

Rasterdaten:

Rasterdaten organisieren Geoinformationen in einer regelmäßigen Rasterstruktur, ähnlich wie ein Rasterbild. Jede Zelle oder Pixel des Rasters enthält eine Wertinformation, die beispielsweise Höhe, Temperatur oder Bodenbedeckung darstellen kann. Rasterdaten sind besonders nützlich, wenn kontinuierliche Variationen über einen geografischen Bereich hinweg erfasst werden sollen, wie beispielsweise Reliefmodelle, Klimadaten oder Satellitenbilder. Sie eignen sich auch gut für die Analyse von räumlichen Mustern und Trends über große Gebiete hinweg. Rasterdaten können jedoch viel Speicherplatz beanspruchen und weniger geeignet sein für die Darstellung von Features mit komplexen Formen oder klaren Grenzen.

In der Praxis werden oft beide Datentypen kombiniert, um umfassende geografische Analysen durchzuführen. Zum Beispiel können Vektordaten verwendet werden, um administrative Grenzen zu definieren, während Rasterdaten verwendet werden, um topografische Merkmale innerhalb dieser Grenzen darzustellen. Diese Kombination ermöglicht eine vielseitige und detaillierte Analyse geografischer Phänomene und ist entscheidend für viele Anwendungen in Bereichen wie Umweltmanagement, Stadtplanung, Navigation und Notfallvorsorge.

~~Vektordaten~~

Geoide, Koordinatenbezugssysteme und Projektionen...

...sind Schlüsselkonzepte in der Geodatenwelt, die die Art und Weise beeinflussen, wie wir die Erdoberfläche darstellen und analysieren.

Geoide:

Das Geoide ist die ideale geometrische Form der Erde, die ihrer wirklichen Form am nächsten kommt. Es berücksichtigt die Variationen in der Erdkrümmung und entspricht im Wesentlichen einem unregelmäßigen und leicht gewölbten Referenzellipsoid. Geoide dienen als Grundlage für die Bestimmung von Höhen und zur Festlegung des Nullniveaus für Höhensysteme.

Koordinatenbezugssysteme:

Koordinatenbezugssysteme definieren ein System zur eindeutigen Positionierung von Punkten auf der Erdoberfläche. Das gebräuchlichste Koordinatenbezugssystem ist das geographische Koordinatensystem, das auf Breiten- und Längengraden basiert. Breitengrade messen die Entfernung vom Äquator, während Längengrade die Entfernung vom Nullmeridian angeben. Es gibt auch lokale, projektionsbasierte Koordinatensysteme, die spezifische Regionen oder Projekte unterstützen.

Projektionen:

Da die Erde eine gekrümmte Oberfläche ist, müssen Karten und andere flächige Darstellungen der Erde verzerrt werden, um sie auf einer flachen Oberfläche darzustellen. Diese Transformation wird als Projektion bezeichnet. Es gibt viele verschiedene Arten von Projektionen, die unterschiedliche Aspekte der Erdoberfläche erhalten oder verzerren. Einige Projektionen sind konform (erhalten Winkel), gleichflächig (erhalten Flächen) oder äquidistant (erhalten Entfernungen). Die Wahl der Projektion hängt von den spezifischen Anforderungen der Karte oder Analyse ab und kann von der Größe des dargestellten Gebiets, der Verwendungszwecke und anderen Faktoren beeinflusst werden.

Die Kenntnis dieser Konzepte ist entscheidend, um genaue und aussagekräftige geografische Analysen durchzuführen und sicherzustellen, dass Geodaten konsistent und vergleichbar sind, unabhängig davon, wie sie dargestellt werden.

~~Koordinatensysteme~~Für Deutschland sehr geläufig sind die Projektionen

EPSG:25832 (ETRS89 / UTM zone 32N) EPSG:25833 (ETRS89 / UTM zone 33N)

Beide Projektionen basieren auf dem Referenzsystem ETRS98 und dem UTM-Koordinatensystem.

~~Projektionen~~Typischerweise finden sich in der Welt der Geodaten aber Daten in:

EPSG:4326 (WGS 84 -- WGS84 - World Geodetic System 1984, used in GPS)

oder

EPSG:3857 (WGS 84 / Pseudo-Mercator, used in Spherical Mercator, Google Maps, OpenStreetMap, Bing, ArcGIS, ESRI oder viele weitere....

Es ist normalerweise kein Problem, verschieden projizierte Daten darzustellen, da GIS-Systeme on-the-fly transformieren können, also Daten an eine gewünschte Ansichtsprojektion anpassen. Es kann aber zu Problemen kommen, wenn Geoprocessing durchgeführt wird, also mehere Daten rechnerisch verschnitten / kombiniert werden.

~~Geoide~~

Datenformate:

WMS

WFS

geojson

kml, kmz

xml