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Einsatz- und Ausbaumöglichkeiten von Landinformationssystemen

Aug

08

1998

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Gang der Untersuchung:

In der hier vorliegenden Diplomarbeit werden die Einsatz- und Ausbaumöglichkeiten von Landinformationssystemen (LIS) dargestellt. Schwerpunkte der Betrachtungen sollen im Umweltbereich liegen mit vielen Variationen, die für das Thema wichtig sind. Es werden 85 Informationssysteme untersucht und eingeordnet.

Die Diplomarbeit kann in drei Bereiche unterteilt werden.

Zunächst wird eine neue Begriffsdefinition eingeführt, dann werden die Einsatzbereiche der bestehenden Informationssysteme beschrieben und gegenübergestellt und zum Schluß werden neue Wege gesucht um diese Informationssysteme einzusetzen.

Zu Beginn werden die verschiedenen Informationssysteme erläutert, wie sie in der Literatur zu finden sind. Die gebräuchlichsten Systeme werden definiert und miteinander verglichen. Um die spätere Auswertung überschaubarer zu machen, wurde nach neuen Begriffen gesucht, die auf alle Informationssysteme zutreffen können, aber Einschränkungen auf die Funktionen geben. Diese Basissysteme werden theoretisch gegliedert in Datensysteme, Präsentationssysteme und Modellierungssysteme.

Betrachtet man den GIS-Sektor so gibt es viele Variationen raumbezogene Daten bereitzustellen und zu nutzen. Die Diplomarbeit versucht das weite Feld der Anwendungen auf wenige Hauptbegriffe zu reduzieren.

Die theoretische Grundlage ist nun gegeben und im nächsten Kapitel "3. Abgrenzung des Untersuchungsraumes" wird das Vorgehen bei der Vorbereitung und bei der Durchführung der Diplomarbeit angesprochen. Die Informationsbeschaffung (Kapitel 3.1.) ist dabei ein wesentlicher Teil, der am schwierigsten zu bewältigen war. Es wurde versucht aus den Informationsmaterialien so viel Merkmale und Daten wie möglich herauszufiltern. In diesem Zusammenhang ein Hinweis an die Firmen: Wenn in der Dokumentation Eintragungen fehlen, so stehen sie nicht oder unübersichtlich in den Prospekten!

In Kapitel 3.2. Informationsinhalte wird der Zusammenhang zwischen den bestehenden Einsatz- beziehungsweise Arbeitsbereichen und dem Oberbegriff Umwelt erläutert. Für den Betrachter sind einige Arbeitsbereiche weit vom Thema Umwelt entfernt. Es werden für einige Arbeitsbereiche die Umweltgesichtspunkte verdeutlicht.

Die Auswertung der 85 Programme erfolgt in verschiedenen Bereichen, die durch Anwendungen, Komponenten und Funktionalitäten beschrieben werden. Diese Auswertebereiche werden durch Oberbegriffe dargestellt und die Bezeichnungen, nach denen ausgewertet wird, sind in Tabellen erläutert. Die folgenden Auswertebereiche sind erarbeitet worden und die Programme werden daraufhin untersucht. Die Softwareform bezieht sich auf den Programmaufbau. Die Basis wird hauptsächlich durch Betriebssysteme aber auch durch Programme repräsentiert. Diese Basen stellen die Grundlage der Systeme dar. Die Arbeitsbereiche, die sehr vielseitig sein können, sind in Gruppen zusammengefaßt worden. Hier werden die einzelnen Anwendungen zugeordnet. Die Programmkomponenten sind Programmteile, die eine Datenbearbeitung in einer bestimmten Art und Weise erlauben. Bei den Auswertebereichen Datenbanken und Schnittstellen werden nur die Grundfunktionen der Bereiche erläutert und die einzelnen Komponenten. Die Datenbearbeitung beschreibt eine spezielle Funktion, die für eine GIS-Anwendung wichtig ist. Der Auswertebereich Daten betrifft hauptsächlich Datensysteme, geringfügig auch die anderen beiden Basissysteme. Hier wird eine Inhaltsübersicht gegeben, welche Daten vorhanden sind.

In Kapitel 5. werden die Mindestanforderungen der Systeme besprochen. Es erfolgt die Beschreibung der Bestandteile der Systeme allgemein und die Zuordnung der drei Basissystemen. Zugeordnet wird in Form einer Matrix, wobei die Bestandteile in Reihen angegeben werden und die Basissysteme in Spalten. So kann sofort ein Vergleich der drei Basissysteme vorgenommen werden. Die Basissysteme werden dann durch ihre Einsatzmöglichkeiten beschrieben. Im letzten Kapitel der Mindestanforderungen wird eine theoretische Gegenüberstellung der Arbeitsbereiche mit den Programmkomponenten vorgenommen. Dazu werden Cluster gebildet, um ein repräsentatives Ergebnis zu erreichen. Insgesamt werden die Arbeitsbereiche in fünf Klassen weiter zusammengefaßt und den vorhandenen Funktionalitäten gegenübergestellt.

Der zweite Teil der Diplomarbeit und damit die eigentliche Dokumentation beginnt mit der Auswertung der Frage nach den Gründen der Softwareentwicklung, um den Einstieg in die Praxis und den Zugang zu den Programmen und der Auswertung zu bekommen. Die Auswertung der Informationen zu jedem einzelnen Programm ist in Tabellen im Anhang zusammengefaßt. Das Kapitel 6. Dokumentation soll die vorhandenen Systeme nach Auswertebereichen beschreiben. Die Auswertung der Tabellen erfolgt in Balkendiagrammen. Diese Diagramme werden erläutert und durch Informationen aus den Tabellen ergänzt.

In Kapitel 7. Ergänzung zur Dokumentation werden weitere Arbeitsbereiche beschrieben, die in bestehenden Programmen existieren. Diese Programme sind aus Zeitgründen und in Ermangelung von genügend Daten nicht in die Dokumentation aufgenommen worden. Sie zeigen noch eine Menge Einsatzmöglichkeiten, die nicht im Auswertebereich "Arbeitsbereiche" berücksichtigt wurden oder tatsächlich nicht oder wenig vertreten waren. Andererseits werden auch Anwendungen beschrieben, die später bei den Ausbaumöglichkeiten keine Berücksichtigung finden müssen. Die Arbeitsbereiche beschränken sich hier auf Wasserwirtschaft und Umwelt.

Die Ergebnisse aus der Dokumentation sind in Kapitel 8. zu finden. Hier wird die in Kapitel 5. erarbeitete Theorie der Praxis aus Kapitel 6. gegenübergestellt. Es wird eine Summenbildung der einzelnen Basissysteme vorgenommen und deren Ergebnisse als Graphen dargestellt. Aus diesen Graphen läßt sich ablesen, welche Beziehungen die Basissysteme untereinander haben. Zunächst wird der Einsatz der dokumentierten Systeme betrachtet. Es wird herausgestellt, daß die Definition der Basissysteme in Bezug zu bestimmten Arbeitsbereichen ihre Berechtigung haben und daß die Definitionen an sich zutreffen. Im Kapitel 8.2. Funktionalitäten der dokumentierten Systeme werden die Programmkomponenten und die Datenbearbeitung untersucht. Daraus erfolgt dann die Überprüfung der theoretischen Tabelle aus Kapitel 5.2. Beschreibung der Tabelle durch die Systeme. Weitere Ergebnisse werden durch die Arbeitsbereiche und deren Funktionen erhalten. Die in Kapitel 5.4. gebildeten Cluster werden wiederum in Balkendiagramme umgesetzt. Die theoretische Zuordnung wird durch die Ergebnisse kontrolliert und kommentiert.

Die Zusammenfassung der Ergebnisse gibt nocheinmal einen Überblick über die vorherigen Kapitel und stellt Grundaussagen heraus. In Kapitel 8.5. wird nun die Umwidmung eines Programmes erklärt. Dieser Umstand ist entscheidend für Softwareneuentwicklung und für die Suche nach neuen Einsatzmöglichkeiten. Die Umwidmung von Informationssystemen soll ergänzend betrachtet werden, um bestehende Informationssysteme für andere Arbeitsbereiche einzusetzen.

Nun folgt der dritte und letzte Teil der Diplomarbeit. In Kapitel 9. werden Ausbau- und neue Einsatzmöglichkeiten untersucht. Bei den Ausbaumöglichkeiten von LIS werden neue allgemeine Einsatzbereiche für die Zukunft gesucht.

Also: Welche Ausbaumöglichkeiten existieren generell?

Zuerst werden die Zukunftschancen aus der Sicht der Firmen aufgelistet, allgemein und durch Anwendungsbereiche. Diese Anregungen stammen aus der Umfrage an die Firmen. Ein weiterer Bereich in dem nach neuen Anwendungen gesucht werden kann, ist die Umweltpolitik. Die Diplomarbeit hat den Schwerpunkt Umwelt und gerade dafür sollen Ausbaumöglichkeiten gefunden werden. Die Umweltpolitik bietet dabei eine Vielzahl von Gelegenheiten Informationssysteme einzusetzen. Wenn dann noch Anwendungen gefunden werden, die eine gesetzliche Grundlage bieten, dann kann man von sicheren Einsätzen sprechen.

Schon bei der Umfrage an die Firmen aus welchen Gründen Software entwickelt wird, ist eine Antwort: "Eigene Ideen!". So sollten auch hier eigene Ideen ihren Eingang finden, aber eng damit verbunden sind Probleme, die die Suche und die Definition von neuen Anwendungen erschweren.

In Kapitel 10. Neue Einsatzmöglichkeiten für GIS werden konkret neue Anwendungen genannt und erläutert. Generell werden die Möglichkeiten durch Arbeitsbereiche und durch Technologien beschrieben. Wobei die Technologien noch durch Internet-Technologien erweitert werden. Im Kapitel Technologie werden verschiedene Methoden der Datenbeschaffung und der Programmumsetzung angesprochen. Weiter werden Funktionalitäten beziehungsweise Programmkomponenten erwähnt, die in Zukunft von Bedeutung sein können.

In der Internet-Technologie wird zunächst der Einfluß des Internets auf den GIS-Sektor betrachtet, ehe dann auf GIS-Anwendungen im Internet eingegangen wird. Zum Schluß werden noch einige Links angegeben, die sich mit Informationssystemen im Internet beschäftigen.

Im Anhang sind Formulare zur Informationsbeschaffung und Informationsverarbeitung enthalten. Weiter sind hier die Tabellen zur Dokumentation und die Tabellen für die Arbeitsbereiche und deren Funktionen aufgelistet. Hier werden die Auswertebereiche für alle Programme detailliert dargestellt.

Inhaltsverzeichnis

1.Einleitung1
2.Informationssysteme5
2.1.Gliederung der Systeme5
2.2.Basissysteme 7
3.Abgrenzung des Untersuchungsraumes10
3.1.Informationsbeschaffung10
3.2.Informationsinhalte12
4.Beschreibung der Auswertungsbereiche 13
4.1.Softwareform13
4.2.Basis 13
4.3.Arbeitsbereiche 14
4.4.Programmkomponenten 15
4.5.Datenbanken 16
4.6.Schnittstellen 16
4.7.Datenbearbeitung 17
4.8.Daten18
5.Mindestanforderungen an die Systeme19
5.1.Bestandteile19
5.2.Beschreibung der Tabelle durch die Systeme21
5.3.Bestimmung der Systeme nach Einsatzmöglichkeiten22
5.4.Anforderungen an die Arbeitsbereiche23
6.Dokumentation25
6.1.Gründe der Softwareentwicklung25
6.2.Auswertung der Tabellen28
6.2.1.Softwareform28
6.2.2.Basis30
6.2.3.Arbeitsbereiche31
6.2.4.Programmkomponenten33
6.2.5.Datenbanken36
6.2.6.Schnittstellen37
6.2.7.Datenbearbeitung38
6.2.8.Daten39
6.3.Unzulänglichkeiten40
7.Ergänzung zur Dokumentation41
7.1.Weitere Arbeitsbereiche41
7.1.1.Wasserwirtschaft41
7.1.2.Umwelt42
8.Ergebnisse aus der Dokumentation44
8.1.Einsatz der dokumentierten Systeme44
8.2.Funktionalitäten der dokumentierten Systeme46
8.3.Arbeitsbereiche und deren Funktionen49
8.4.Zusammenfassung der Ergebnisse53
8.5.Möglichkeit der Umwidmung eines Programmes 54
9.Welche Ausbaumöglichkeiten existieren?56
9.1.Zukunftschancen aus Sicht der Firmen56
9.1.1.Allgemein56
9.1.2.Anwendungsbereiche57
9.2.Umweltpolitik58
9.3.Eigene Ideen59
9.4.Probleme60
10.Neue Einsatzmöglichkeiten für GIS61
10.1.Allgemein61
10.2.Arbeitsbereiche61
10.2.1.Wasserwirtschaft61
10.2.2.Landschaftsplanung63
10.2.3.Bodenschutz, Altlasten65
10.2.4.Umweltmanagement 66
10.2.5.Umweltbildung67
10.2.6.Verkehr68
10.2.7.Arbeitsbereiche der Kommunen69
10.2.8.Dokumentation69
10.2.9.Dienstleistungen70
10.2.10.Effizienzkontrollen in Naturschutz und71
10.2.11.Artenschutzprogramm nach § 63 Landschaftsgesetz NW 72
10.2.12.Freizeit, Tourismus 72
10.3.Technologie73
10.3.1.Umwelt Monitoring73
10.3.2.Programmerweiterung73
10.3.3.Dimension74
10.3.4.Simulation75
10.3.5.Feldversionen76
10.3.6.GPS-Technik 76
10.4.Internet-Technologie 77
10.4.1.Nutzung des Internets 77
10.4.2.Internet-GIS78
10.4.3.Sonstige Anwendungen81
11.Fazit83
12.Literaturverzeichnis87
13.Anhang89

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