giswelt

Einstieg in die Welt der Geographischen Informationssysteme

Raum-zeitliche Analyse

3. Dezember 2018 von Kommentar verfassen

Mit den Open Data der SBB zu den Bahntunneln möchten Sie eine einfache raum-zeitliche Analyse durchführen. Sie möchten herausfinden, in welcher zeitlichen Abfolge die SBB-Bahntunnel in Betrieb genommen wurden. Für diese Übung wird die Software QGIS 2.18.6 mit dem Plugin Time Manager eingesetzt.

Vorgehensweise

1 Laden Sie das Shapefile ‹Kantone› herunter:

2 Importieren Sie den Geodatensatz ‹Kantone› in QGIS

3 Laden Sie das Shapefile ‹Tunnel› herunter:

4 Importieren Sie den Geodatensatz ‹Tunnel› in QGIS

5 Installieren Sie das Plugin Time Manager. Mit diesem Plugin können raum-zeitliche Daten visualisiert werden.

6 Das Plugin unterstützt folgende Zeitangaben:
YYYY-MM-DD HH:MM:SS.ssssss
YYYY-MM-DD HH:MM:SS
YYYY-MM-DD HH:MM
YYYY-MM-DD
YYYY/MM/DD HH:MM:SS.ssssss
YYYY/MM/DD HH:MM:SS
YYYY/MM/DD HH:MM
YYYY/MM/DD
DD.MM.YYYY HH:MM:SS.ssssss
DD.MM.YYYY HH:MM:SS
DD.MM.YYYY HH:MM
DD.MM.YYYY
DD-MM-YYYY HH:MM:SS.ssssss
DD-MM-YYYY HH:MM:SS
DD-MM-YYYY HH:MM
DD-MM-YYYY
DD/MM/YYYY HH:MM:SS.ssssss
DD/MM/YYYY HH:MM:SS
DD/MM/YYYY HH:MM
DD/MM/YYYY

7 Zurzeit ist die Spalte ‹inbetriebn_› im Shapefile ‹Tunnel› im Format YYYY. Wir müssen, um das Plugin einsetzen zu können, eine neue Spalte in der Attributtabelle mit den Zeitangaben in einem unterstützten Datenformat erstellen.

8 Erstellen Sie mit dem Feldrechner eine neue Spalte ‹inbetr_neu› mit dem Ausgabefeldtyp ‹Datum›. In dieser Spalte kann nun mit dem Ausdruck "inbetriebn_"||'-01-01' das Jahr der Inbetriebnahme um -MM-DD (-01-01) ergänzt werden.

9 Das neue Attribut im Format YYYY-MM-DD kann der Time Manager richtig interpretieren. Zu beachten ist aber, dass die Tages- und Monatsangabe nur Platzhalter sind (bei allfälliger Weitergabe der Daten!).

10 Erweiterungen > Time Manager > Toggle visibility

11 Nachdem der Datensatz vorbereitet ist, kann der Time Manager konfiguriert werden

12 Fügen Sie einen neuen Layer hinzu ‹Add layer›

13 Layer: ‹tunnel›; Start time: ‹inbetr_neu› > OK

14 Datumsformat: %Y/%m/%d

15 Aktivieren Sie die Funktion ‹Accumulate Features› > OK

16 Jetzt muss noch die Zeitfenstergrösse definiert werden. Wählen Sie für den ersten Durchgang 5 Jahre.

17 Aktivieren Sie nun den Time Manager, anschliessend können Sie die Animation starten

18 Die Inbetriebnahme der SBB-Bahntunnels werden in 5-Jahres-Schritten angezeigt.

Weiterführende Informationen

Zusätzliche Beispiele und Hintergrundinformationen zum Plugin gibt es auf der Webseite von Anita Graser. Diese Übung beschränkt sich auf eine relativ simple Anwendung.

Datenquellen

SBB Infrastruktur (Hrsg.) (2017). Tunnel. URL: https://data.sbb.ch/explore/dataset/tunnel/ [Stand: 26.01.2018]

Bundesamt für Statistik (BFS), GEOSTAT (Hrsg.) (2017). Kantone. URL: https://www.bfs.admin.ch/bfs/de/home/dienstleistungen/geostat/geodaten-bundesstatistik/administrative-grenzen/generalisierte-gemeindegrenzen.html [Stand: 26.01.2018]

Hexagonales Raster

17. Dezember 2018 von Kommentar verfassen

Um die Verteilung der Bäume im offiziellen Baumkatasters des Kantons Basel-Stadt darzustellen, möchten Sie ein hexagonales Raster erstellen. Sie verwenden dazu die Software QGIS 2.18.6.

Vorgehensweise

1 Laden Sie die beiden Shapefiles ‹Baumbestand_Baum› (Stand: 22.12.2017) und ‹Polygon Basel-Stadt› herunter:

2 Fügen Sie die beiden Vektorlayer dem neu erstellten Kartendokument hinzu

3 Installieren Sie das Plugin MMQGIS (vgl. QGIS Plugins installieren)

4 MMQGIS > Create > Create Grid Layer

5 Erstellen Sie ein hexagonales Raster mit X Spacing = 150 und Extent = Current Window

6 Anschliessend können Sie eine Selektion nach Position durchführen. Vektor > Forschungswerkzeuge > Nach Position selektieren

7 Selektieren Sie alle Hexagone, welche sich entweder (1) innerhalb des Layers ‹Polygon Basel-Stadt› befinden oder (2) schneiden

8 Resultat: Selektion

9 Vektorlayer speichern als… (wichtig: ’nur gewählte Objekte speichern›)

10 Nun können Sie die Punkte bzw. Bäume innerhalb der Hexagone zählen

11 Wählen SIe als Polygone ‹grid_basel› und als Punkte ‹Baumbestand_Baum›

12 Färben Sie die Hexagone ein (Layer > Eigenschaften > Stil), zum Beispiel ‹Abgestuft› mit natürlichen Unterbrechungen und Layertransparenz = 30

13 Resultat

Shapefiles herunterladen

Hexagonales Raster Basel

Hexagonales Raster Basel – Begrenzung durch Kantonsgrenze

Rhein

Quellenangaben

Geodaten Kanton Basel-Stadt (2017)

  • Baumbestand_Baum (offizieller Datensatz)
  • Polygon_Basel-Stadt (verändert)
  • Rhein (verändert)

giswelt

  • Hexagonales Raster Basel (generiert)
  • Hexagonales Raster Basel – Begrenzung durch Kantonsgrenze (generiert)

Lichtverschmutzung

4. Februar 2018 von Kommentar verfassen

Die stetig zunehmende Lichtverschmutzung ist eine sehr aktuelle Problematik, wie der NZZ-Artikel ‹Eigentlich umweltfreundliche LED führen zu noch mehr Lichtverschmutzung› vom 22.11.2017 aufzeigt. Als Ergänzung zum erwähnten Artikel stellt die Karte Blue Marble 2012 Nightsky visuell beeindruckend die weltweiten Lichtimmissionen dar. Spannend sind insbesondere die grossen kontinentalen und nationalen Unterschiede (z.B. Afrika und Europa / Nordkorea und Südkorea). Aktuellere Aufnahmen in einer besseren Qualität gibt es auf der Webseite des National Centers for Environmental Information.

Quelle: Blue Marble Navigator [Stand: 1.12.2017]

Heatmap erstellen

19. Dezember 2018 von Kommentar verfassen

Sie möchten eine Weltkarte erstellen, welche die Häufungen von Erdbeben zeigt. Sie greifen dabei auf die ‹Significant Earthquake Database› des National Centers for Environmental Information zurück und verwenden die Software QGIS 2.18.6.

Vorgehensweise

1 Kompletten Datensatz herunterladen

2 Textdatei als Layer importieren (vgl. ‹Geodaten mit Sachdaten verknüpfen›)

3 Koordinatensystem: WGS 84 (EPSG:4326)

4 Laden Sie anschliessend den Vektordatensatz ‹Countries› im Massstab 1:50’000’000 von Natural Earths herunter.

5 Fügen Sie den Vektorlayer dem Kartendokument hinzu

6 Vektorlayer hinzufügen

7 Aktuell ist schwer erkennbar, wo sich die Erdbeben häufen (eher in Europa oder in China? Was ist mit San Francisco?). Die Punkte liegen zu dicht aufeinander. Um einen ersten Überblick zu gewinnen, erstellen wir nun eine Heatmap.

8 Raster > Heatmap > Heatmap… (muss allenfalls noch aktiviert werden, vgl. ‹QGIS Plugins installieren›)

9 Ausgaberasterdateipfad wählen; Radius: 500000 > OK

10 Das Resultat ist eine graustufige Heatmap, welche jedoch noch nicht unseren gestalterischen Ansprüchen genügt. Die Häufungsstellen sind bereits erkennbar.

11 Nun öffnen wir das Eigenschaftenfenster des Heatmap-Layers

12 Layereigenschaften > Stil
Darstellungsart: Einkanalpseudofarbe; Farbe: YlOrRd > Klassifizieren > OK

13 Layereigenschaften > Transparenz
Globale Transparenz: 25% > OK

14 Die transparente und durch die Farbwahl verständliche Heatmap zeigt visuell an, wo am meisten Erdbeben registriert wurden.

Datenquellen

Erdbebendatenbank: National Geophysical Data Center / World Data Service (NGDC/WDS): Significant Earthquake Database. National Geophysical Data Center, NOAA. doi:10.7289/V5TD9V7K [Stand: 23.11.2017]

Kartengrundlage: Natural Earth [Stand: 23.11.2017]

Mental Maps der Schweiz

10. November 2017 von Kommentar verfassen

Für den 1. August hatte sich die NZZ ein spannendes Experiment ausgedacht: Jede/r darf ausprobieren, wie genau sie/er die Umrisse der Schweiz, welche in unserem Alltag allgegenwärtig ist (Medien etc.), digitalisieren kann. Das ist die Gelegenheit, um die eigene ‹mental map› (kognitive Karte) der Schweiz zu überprüfen. Anschliessend kann die «eigene» Schweiz mit den Konstruktionen von anderen Teilnehmenden verglichen werden.

Quelle: https://www.nzz.ch/storytelling/1-august-wie-gut-koennen-sie-die-schweiz-aus-dem-gedaechtnis-zeichnen-ld.1306768 [Stand: 3.8.2017]

Warum die Farbwahl bei Karten wichtig ist

17. Februar 2018 von Kommentar verfassen

Die Farbwahl ist wichtig für die Lesbarkeit und Verständlichkeit einer Karte. Die untenstehende Karte ist aufgrund des fehlenden Farbkonzepts kaum mehr lesbar. Im Beitrag ‹Überlegungen zur Farbwahl› wird mit ColorBrewer ein nützliches Tool vorgestellt, welches vordefinierte Farbpaletten für Kartenprojekte bereitstellt.

Quelle: Screenshot, http://oesterreich.orf.at/stories/2856475/ [Stand: 26.07.2017]

Gescannte Karte georeferenzieren

15. Dezember 2018 von Kommentar verfassen

Sie möchten einen Auschnitt einer eingescannten Karte von Basel aus dem Jahr 1880 in QGIS 2.18.6 georeferenzieren. Die Karte haben Sie auf www.e-rara.ch gefunden:

Quelle: http://www.e-rara.ch/zut/content/zoom/7186830 [Stand: 12.7.2017]

Vorgehensweise

1 Laden Sie die eingescannte Karte herunter:

2 Starten Sie QGIS.

3 Erstellen Sie ein neues Kartendokument und fügen Sie den WMS BS (Parzellenplan) hinzu (vgl. ‹Übung Baumkataster›).

4 Starten Sie mit der Georeferenzierung (Raster > Georeferenzierung > Georeferenzierung…)
Falls dieser Punkt nicht vorhanden ist, müssen Sie die Erweiterung ‹GDAL-Georeferenzierung› zuerst aktivieren (Erweiterungen > Erweiterungen verwalten und installieren… > Suche nach ‹GDAL-Georeferenzierung› > aktivieren).

5 Es öffnet sich das Fenster ‹Georeferenzierung›. Importieren Sie die Rasterkarte (> Raster öffnen; Koordinatensystem: CH1903+ / LV95).

6 Setzen Sie den ersten Referenzpunkt (> Punkt hinzufügen).

7 Setzen Sie einen Punkt auf der Rasterkarte, anschliessend klicken Sie auf ‹Aus Kartenanzeige›.

8 Die Ansicht wechselt auf den Parzellenplan von Basel. Wählen Sie nun auf der Basemap den Punkt aus, welcher der gescannten Karte entspricht und bestätigen Sie mit OK.

9 Setzen Sie mindestens 3 Punkte, und zwar möglichst weit über die gescannte Karte verstreut. Damit erhalten Sie generell ein besseres Resultat.

10 Sobald Sie die Punkte gesetzt haben, können die Transformationseinstellungen für die Georeferenzierung festgelegt werden (> Georeferenzierung starten).

11 Transformationseinstellungen; gewünschte Parameter und Einstellungen eingeben > OK.

12 Nun können Sie auf den Button ‹Georeferenzierung starten› klicken.

13 Das Resultat wird abgespeichert und in das QGIS-Kartendokument hinzugefügt.

14 Im nächsten Schritt entfernen Sie die schwarzen Ränder an den Ecken der gescannten Karte: Rechtsklick auf den neuen Layer > Eigenschaften.

15 Im Tab ‹Transparenz› definieren Sie den zusätzlichen Leerwert als 0. Anschliessend fügen Sie mit dem grünen ‹Plus› einen neuen Eintrag hinzu mit den Werten: Rot = 0; Grün = 0; Blau = 0; 100 Prozent Transparenz > OK.

16 Mit dieser Änderung ist der schwarze Rand nicht mehr sichtbar. Falls Sie mit dem Endresultat noch nicht zufrieden sind, können Sie jederzeit weitere Punkte setzen bzw. bereits erstellte Punkte verändern. Dazu starten Sie erneut die Georeferenzierung, laden die gescannte Karte und importieren die gesetzten Punkte mit ‹Passpunkte laden›.

QGIS Plugins installieren

3. Dezember 2018 von Kommentar verfassen


QGIS ist modular aufgebaut und äusserst flexibel. Die Software kann mit Plugins beliebig erweitert werden. Folgende Erweiterungen sind besonders empfehlenswert (nicht abschliessend):

MMQGIS Sammlung von Python Plugins für die Bearbeitung Vektordaten
Table Manager Tabellenstruktur verändern (umbenennen, Spalten löschen etc.)
QSpatiaLite SpatiaLite Datenbanken in QGIS verwalten
QuickMapServices Basemaps hinzufügen

Plugin installieren (online)

1 Erweiterungen > Erweiterungen verwalten und installieren…

2 Gewünschte Erweiterung installieren

Plugin installieren (offline)

  1. Gewünschtes Plugin herunterladen (https://plugins.qgis.org/)
  2. Plugin im Verzeichnis C:\Users\{username}\.qgis\python\plugins entpacken
  3. Ordnerstruktur:
    …\plugins
    └─ plugin 1
    └─ plugin 2
    └─ plugin 3

Komplexe Fragestellungen bearbeiten

26. Juni 2017 von Kommentar verfassen

Um eine (komplexe) GIS-Analyse durchzuführen ist ein strukturiertes Vorgehen hilfreich. Eine Möglichkeit, um systematisch an die Problemstellung heranzugehen, ist die Verwendung des angepassten Regelkreises der Problembearbeitung aus dem «Führungsbehelf für Angehörige von zivilen Führungsorganen» des BABS (Bundesamt für Bevölkerungsschutz):

Quelle: Eigene Darstellung. Angelehnt an BABS (Hrsg.) (2010): Führungsbehelf für Angehörige von zivilen Führungsorganen. S.11.
  1. Ausgangslage analysieren: Worum geht es? Übersicht verschaffen. «Problem» erkennen und in Teilprobleme strukturieren.
  2. Ziele definieren: Welches Resultat soll die GIS-Analyse erzielen? Was ist zwingend einzuhalten? Weg ins Ziel festlegen.
  3. Lösungsvarianten erstellen: Gibt es unterschiedliche mögliche Vorgehensweisen?
  4. Bewerten / Entscheiden: Welche Variante ist am erfolgversprechendsten? Sinnvollste Lösungsvariante auswählen.
  5. Planen / Realisieren: GIS-Analyse planen und durchführen. Dokumentieren.
  6. Auswerten: War die gewählte Vorgehensweise erfolgreich? Falls nein: Regelkreis erneut durchlaufen.