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Ringvorlesung Einfhrung in Energie und Rohstoffe
Teil Markscheidewesen
Prof. Dr.-Ing. W. Busch
Institut fr Geotechnik und Markscheidewesen Abteilung
Markscheidewesen, Fernerkundung und Geoinformation
TU Clausthal
homepage: http://www.igmc.tu-clausthal.de
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 2 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Ansprechpartner
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Busch Tel.: 05323 / 72-2076
e-mail: [email protected]
Frau Dr.-Ing. Janette Linke Tel.: 05323 / 72-3181 e-mail:
[email protected]
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 3 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Inhalt Teil 1
1. Markscheidekunde, Markscheidewesen:
Definitionen, Anwendungsbereiche, Aufgabenstellungen
2. Informationsverarbeitung: Geo-Informationssysteme (GIS),
Kartographie / Risswesen
3. Verfahren der Datenbeschaffung: Vermessungskunde,
Fernerkundung / Photogrammetrie
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 4 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Literaturhinweise
Lehrbcher (Empfehlung) Bill, R.: Grundlagen der
Geo-Informationssysteme. Wichmann Verlag,
5. Auflage, 2010
Resnik, B.; Bill, R.: Vermessungskunde fr den Planungs-, Bau-
und Umweltbereich. H. Wichmann Verlag, Heidelberg, 3. Aufl., 2009
(mit CD)
Witte, B., Sparla, P.: Vermessungskunde und Grundlagen der
Statistik fr das Bauwesen. H. Wichmann Verlag, Hthig GmbH,
Heidelberg, 7. Aufl., 2011
Albertz, J.: Einfhrung in die Fernerkundung. Grundlagen der
Interpretation von Luft- und Satellitenbildern. Wissenschaftliche
Buchgesellschaft Darmstadt 4. Aufl., 2009
Kratzsch, H.: Bergschadenkunde. 5. Auflage, Deutscher
Markscheider Verein e.V., Bochum, 2008
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 5 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Lego Power Miners
http://powerminers.lego.com/en-US/default.aspx
BOOM BANG KABLAMMO! The entire underground cavern system shakes
when the Boulder Blaster is on the scene. This titanium-plated
titan of a mining machine carries an arsenal of dynamite sticks
that it can rapid-fire at any obstacle to blast it to smithereens.
Whether the Power Miners need a cave mouth widened, a rock-fall
cleared or a Rock Monster booby trap pulverized, the Boulder
Blaster is always ready to get the job done and sweep away the
rubble with its double-strength bulldozer blades when the dust
clears.
Bergbau und Markscheidewesen
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 6 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Markscheidekunde: Lehre von der Vermessung ber und unter Tage im
Zusammenhang mit der Aufsuchung und Gewinnung von Bodenschtzen und
ihrer Dokumentation im Bergmnnischen Riwerk (Def. nach DIN)
Markscheidekunde (Mine Surveying)
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Markscheide: Grenze zwischen zwei Bergwerksfeldern
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 7 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Markscheidewesen: Disziplin des Bergbaus. Sie umfasst Arbeiten,
- die der Erkundung, Untersuchung und Bewertung von
Bodenschtzen, - der Lagerstttenprojektion sowie der Planung
und
vermessungstechnischen Erfassung und risslichen
(kartographischen) Dokumentation von Grubenbauen und der
Tagesanlagen sowie von Tagebauen dienen.
Hierzu gehren insbesondere - die Mitwirkung bei der Erlangung
von Bergbauberechtigungen, - Planungs- und Projektierungsarbeiten
fr den Aufschluss und die
Gewinnung der Lagersttte, - die Ermittlung, berwachung und
Verminderung oder Verhtung der
ber- und untertgigen Auswirkungen des Abbaus (Vorausberechnung
von Bodenbewegungen, Umweltvertrglichkeitsprfung) sowie
- Planung, berwachung und Nachweis von Rekultivierungsmanahmen
(Def. nach Fachwrterbuch Bd. 12 des Bundesamtes fr Kartographie und
Geodsie)
Markscheidewesen
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 8 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Ausbildung und berufliche Schwerpunkte: - Universitt: Dipl.-Ing.
oder M.Sc. - Referendarzeit: Assessor des Markscheidewesens -
Berufliche Ttigkeiten in:
- Bergbehrden (Bewilligungen, Bergaufsicht) - Bergbauunternehmen
(Steinkohle, Braunkohle, Kali und Salz, Erz: Exploration,
Lagerstttenmodellierung, Abbauplanung,
Bodenbewegungsvorausberechnung, Umweltvertrglichkeitsprfung,
Erfassung und Dokumentation des Abbaustandes (Risswerk),
Bergschadenbearbeitung, Umweltmonitoring)
- Ingenieurbros (Gutachter, Bodenbewegungen, Bergschden,
Umweltvertrglichkeit, Steine und Erden-Betriebe, Altbergbau,
Geotechnik, Vermessung)
- Transdiziplinr und interdisziplinr - Geoinformatik -
Messtechnik (Vermessung, Fernerkundung, Geotechnik) - Bergbau -
Geowissenschaften, Hydrologie, Geomechanik - Umwelt - Recht (Berg-
und Energierecht, Umweltrecht, Planungsrecht, etc.) -
Wirtschaftswissenschaftliche Anwendung - Soft Skills
Der Markscheider
1. M
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 9 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Markscheider =
Geoinformationsingenieur fr die Rohstoffindustrie
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 10 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
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Markscheidekunde Bodenbewegungen
Abbauplanung
Erfassung und Dokumentation von Bodenbewegungen
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Markscheidewesen 11 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
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Stafurt Schacht 6 / 7
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 12 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
3D-Darstellung eines Bergwerks
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 13 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Tagebau Steine und Erden, Brilon
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 14 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Was wollen wir?
Allgemeine Aufgabenstellung:
Konzeptuelle und physikalische (= computergesttzte)
Modellierung
raumbezogener natrlicher und anthropogener (durch den Menschen
verursachter)
Phnomene und Prozesse
2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 15 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Wie und Womit knnen wir es tun?
Lsung: Anwendung von Methoden und Verfahren der - Geodsie, -
Fernerkundung sowie der - Geoinformatik (Geo- Informationssysteme
GIS).
Beschrnkt sich die Funktion eines Systems auf die Aufnahme,
Speicherung,
Verarbeitung und Wiedergabe von Informationen, so ist es ein
Informationssystem. Es besteht somit aus der Gesamtheit der Daten
und Verarbeitungsanweisungen. Der Benutzer soll imstande sein,
daraus ableitbare Informationen in einer verstndlichen Form zu
erhalten. [Bill 1999]
Ein Geoinformationssystem ist ein rechnergesttztes System, das
aus
Hardware, Software, Daten und den Anwendungen besteht. Mit ihm
knnen raumbezogene Daten digital erfasst und redigiert, gespeichert
und reorganisiert, modelliert und analysiert sowie alphanumerisch
und graphisch prsentiert werden [Bill 1999].
Die Geoinformatik ist ein relativ junges Teilgebiet der
Angewandten Informatik. 2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 16 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Was ist ein Informationssystem?
Informationssystem
2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 17 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Geo-Informationssystem (GIS) - bersicht
Reale Umwelt
Rasterdaten Vektordaten
Geometriedaten Sachdaten
Geodaten
Daten- und Prozessmodell Beschreiben
GIS Analyse und Prsentation
Benutzer Interpretation
2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 18 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Geoinformationen sind Informationen, die einen bestimmten
Raumbezug zur natrlichen Umwelt haben. Die Verarbeitung von
Geoinformation erfolgt in unterschiedlichen Wissenschaften, in der
Kartographie z. B. ber Methoden und Verfahren zur Erfassung und
Abbildung der Information in Form spezieller (z. B. topographischer
oder thematischer) Karten oder in anderen Geowissenschaften in Form
spezieller Datensammlungen (Informationssysteme).
Rasterdaten Vektordaten
Geometriedaten Sachdaten
Geodaten
Begriffsbestimmungen
Raster
Vektor
Reale Welt 2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 19 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Geodaten sind Daten mit einem Raumbezug, ber den ein Lagebezug
zu ihrer Umwelt hergestellt werden kann. Sie beschreiben Objekte
der Realitt durch geometrische und inhaltliche (fachthematische)
Attribute. Geodaten lassen sich mit Hilfe von raumbezogenen
Informationssystemen erfassen, speichern und weiterverarbeiten.
Der Raumbezug wird z. B. ber zwei- oder dreidimensionale
Koordinaten ausgedrckt. Geodaten sind grundstzlich mastabsfrei,
dennoch werden Datenbestnde manchmal mit einer Mastabszahl
charakterisiert (z. B. TK25 = Topographische Karte im Mastab
1:25.000), um ihre Detaillierung und Genauigkeit auszudrcken.
In den letzten Jahren hat sich ein groer internationaler Markt
fr Geodaten entwickelt, fr den durch Standardisierungen, Vorgaben
und private wie ffentliche Angebote, wie z.B. in Deutschland ALKIS
oder international z.B. Google Map oder Google Earth eine Grundlage
geschaffen wird.
Begriffsbestimmungen
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 20 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Geoinformatik ist die Wissenschaft vom Wesen und der Funktion
der Geoinformation (= raumbezogene Information), ihrer Verarbeitung
in Form von Geodaten sowie der Anwendung von
Geoinformationssystemen [Bartelme 1995]. Sie befasst sich mit den
Theorien der Strukturierung, Speicherung, Verwaltung und
Verarbeitung von Geodaten sowie der Entwicklung entsprechender
Methoden einschlielich der dafr bentigten Informations- und
Kommunikationstechniken [Hake & Grnreich 1994]. Der aus dem
Englischen von geomatics stammende Begriff Geomatik beschreibt die
Fachrichtung, die sich interdisziplinr aus den Bereichen der
Geoinformatik, Geodsie, Kartographie, Photogrammetrie und
Fernerkundung sowie Geographie zusammensetzt, wobei einige
Fachdiszipline im deutschsprachigen Raum auch hierfr als
Sammelbegriff Geoinformatik verwenden.
Begriffsbestimmungen
2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 21 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Was sind Geoinformationssysteme?
Ein GIS kann in fnf Komponenten aufgeteilt werden: - Software -
Hardware - Daten - Methoden (Anwendungen), die zwischen der
Software und den Anwendern
stehen
- Anwender (Nutzer)
2. In
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Software
GIS
Hardware
Daten
Anwender
Methoden
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 22 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Hardware
Digitizer
Groformatiger Scanner
Maus/ Trackball
Datenspeicherung
Plotter
Drucker
Netzwerk/ Internet
Datenerfassung
Workstation/PC
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 23 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Software
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 25 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Rasterdaten Vektordaten
Geometriedaten Sachdaten
GISUmriss eines Grundstcks X
Eigentmer des
Grundstcks X
GeoDaten in GIS
2. In
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Flchennutzung
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 26 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Daten der Realen Welt auf natrlicher
Hardware
Realweltmodellierung
Konzept der Topologie Das topologische Modell kann die innere
Geometrie von Objekten beschreiben. Es
basiert auf der Graphentheorie. Dieses Modell beschreibt die
Zuordnung der Elemente Punkt, Linie, Flche einer Geometrie
zueinander und kennt daher deren relative Lage und Nhe. Durch die
Beschreibung, Bearbeitung und Speicherung der Geometrie der Lage
von rumlichen Objekten knnen gegenseitige Beziehungen manipuliert
werden, ohne die Koordinaten zu kennen. Dies ist mit deutlich
weniger Rechen- aufwand verbunden. Topologie wird auch bezeichnet
als Geometrie auf der Gummihaut. 2.
Info
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: GIS
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 27 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Algebraische Topologie
Grundelemente Unter Knoten verstehen wir die End- sowie
Schnittpunkte von Kanten
(Verbindungen dieser Knoten). Maschen (Flche, Polygon) sind die
von Kanten eingeschlossenen Gebiete, die im 3D Raum ein Polyeder
umschlieen knnen.
Mit diesen wenigen Grundelementen lassen sich beliebig komplexe
Gebilde (Netzwerke oder Graphen) konstruieren.
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 28 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Knoten: P1 2.0 0.0 P2 5.0 1.0
..............................................
Kante
Anfangs- knoten
End- knoten
linke Masche
rechte Masche
E1 P1 P2 A Auen E2 P2 P3 A Auen E3 P3 P4 A B E4 P4 P5 A C E5 P5
P1 A Auen E6 P3 P6 B Auen
..............................................
Kanten:
Topologie: Knoten-Maschen-Struktur
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E3 E4
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Markscheidewesen 29 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
P1
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A
B C
P5
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E1
E2
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End- knoten
linke Masche
rechte Masche
E1 P1 P2 A Auen E2 P2 P3 A Auen E3 P3 P4 A B E4 P4 P5 A C E5 P5
P1 A Auen E6 P3 P6 B Auen
..............................................
Kanten:
Knoten: P1 2.0 0.0 P2 5.0 1.0
..............................................
Topologie: Knoten-Maschen-Struktur
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 30 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Methoden, Anwendungen
Die Strke von Geo-Informationssystemen sind die Methoden, die
auf der Verknpfung unterschiedlichster Datenstze beruhen, basierend
allein auf deren rumlicher Lage.
Die Analyse, Modellierung und Nutzung dieser rumlichen
Beziehungen ist die Hauptaufgabe von GIS
2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 31 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Realweltmodellierung
Der Einsatz von Geoinformationstechnik macht es notwendig, den
Untersuchungsgegenstand (z.B. natrlicher Prozess oder ein
natrliches Phnomen) aus der Realwelt zu reprsentieren, was mit der
Abbildung in einem Modell erreicht wird.
Analysen werden in dieser Modellumgebung durchgefhrt,
in der Regel ohne die Ergebnisse in der Realwelt verifizieren zu
knnen.
Die Ergebnisinterpretation schliet mit einem Vergleich von
alternativen Modellierungs-Varianten bzw. Versionen.
Die Frage der Bewertbarkeit oder Interpretierbarkeit der
Analyse- ergebnisse bleibt: Sind die Ergebnisse wieder
rckbertragbar auf die Realwelt?
2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 32 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Modelle zur
Abbildung und Analyse der realen Welt
mit einem GIS
2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 33 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Funktionen (Methoden)
In einem GIS stehen dem Anwender verschiedene Gruppen von
Funktionen (Methoden) zur Verfgung, wie fr:
das Datenmanagement (Funktionen eines
Datenbankmanagementsystems: Eingabe, persistente Speicherung,
Koordinaten-Transformationen, Editierung, Datenausgabe )
die Auswahl und Suche, Identifikation, Selektion,
Datenbankabfrage
Rumliche Analysen (eigentliche GIS-Funktionalitt: Graphische
Operationen, Distanz- und Flchenberechnung, Regionalisierung,
Datenberlagerung - Verschneidungen, Buffer,
Nachbarschaftsoperationen, Netzwerkoperationen)
die Prsentation der Ergebnisse, z.B. in Form Thematischer Karten
2.
Info
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: GIS
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 34 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Funktionen (Methoden)
Prsentation in Form Topographischer und Thematischer Karten
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 35 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Methoden zur Rumliche Datenanalyse
Nachbarschaftsoperationen Eine wichtige (und fr GIS typische)
Nachbarschaftsoperation ist die Konstruktion von Bufferzonen um ein
Objekt. Diese Funktionen operieren in der Umgebung von Objekten,
nicht an den rumlichen Objekten selbst. Ein Buffer (oder
Buffer-Zone, Pufferzone) ist der Bereich um ein Objekt bis zu einem
bestimmten, festgelegten Abstand vom Objekt. Buffer lassen sich
auerhalb um Punkte, Linien und Polygone eines Vektordatensatzes
konstruieren.
Eine typische Fragestellung fr den Einsatz von Buffern lautet:
Welche Objekte (Parzellen, Wald, Leitungen etc.) liegen im Umkreis
von 100 m um die Trassierungsachse eines geplanten
Verkehrsweges?
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 36 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
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Rumliche Datenanalyse
Nachbarschaftsoperation Buffer
2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 37 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Rumliche Datenanalyse Datenberlagerung und Verschneidung
Diese Funktionen gehren zu den am hufigsten genutzten in GIS
Anwendungen. Es werden hier mehrere rumliche Datenstze (z. B. ein
Polygon-Datensatz mit Objekten, die unterschiedliche Bodentypen
anzeigen und ein Polygon-Datensatz mit Objekten, die
unterschiedliche Niederschlagsmengen im selben Gebiet zeigen)
koordinatendeckend bereinander gelegt und Operationen angewendet,
die die Attributwerte als Argumente verknpfen (verschneiden).
Vorstellen kann man sich die Arbeitsweise wie das bereinanderlegen
thematischer Karten als Klarsichtfolien auf einem Leuchttisch. Die
Operationen basieren auf einem mengen-theoretischen Konzept, in dem
alle Positionen in einem Datensatz Elemente einer (Punkte-) Menge
sind; es werden die Operatoren Schnitt, Vereinigung, Differenz und
Komplement gebraucht.
Niederschlagsmengen
Bodentypen
Optimale Anbauflche 2. I
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 38 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Rumliche Datenanalyse Datenberlagerung und Verschneidung
Der Begriff Verschneidung wird hier gebraucht fr die Kombination
von berlagerung (koordinatendeckend) sowie geometrischer
Verschneidung und der anschlieenden Verbindung und Verknpfung der
Attributdaten. Im Beispiel der Abbildung werden Niederschlagsmenge
und Bodentyp verschnitten, um eine optimale Anbauflche fr eine
bestimmte Bodenfrucht zu finden.
Niederschlagsmengen
Bodentypen
Optimale Anbauflche
2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 39 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Rumliche Datenanalyse Datenberlagerung und Verschneidung
Verschneidungen erzeugen neue Datenstze aus der Kombination der
Geometrie und der Attribute von Ausgangsdatenstzen zu sich
berschneidenden bzw. identischen Raumausschnitten, siehe
Abbildung.
2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 40 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Rumliche Datenanalyse
Topologische Analyse und Netzwerkoperationen Netzwerkoperationen
lassen sich auf bestimmte Vektordatenstze (Graphen: mit Kanten
verbundene Knoten) anwenden. Die wichtigsten Analysefunktionen sind
(vergl. nchste Abb.): Routing, d. h. Finden eines optimalen Weges
zwischen zwei Punkten (Knoten) durch ein Netzwerk (entlang von
Kanten ber Knoten) evtl. unter Bercksichti- gung einer
Kostenfunktion, die geometrische oder attributive Daten nutzt
Akkumulation, d. h. Summieren bestimmter Attributwerte auf einem
Pfad durch ein Netzwerk Netzwerkzerlegung (Einzugsbereiche), d. h.
entweder ausgehend von einem Punkt (Knoten) den Einflussbereich (z.
B. abstandsabhngig entlang der Verbin- dungen/ Kanten) abgrenzen
(engl. network allocation) oder z. B. in einem gerichteten Graphen
(der ein Fluss/ Nebenflusssystem darstellt) den Netz- abschnitt
oberhalb detektieren (engl. tracing).
2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 41 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Netzwerkoperationen
Routing
Netzwerkzerlegung (network allocation)
Netzwerkzerlegung
2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 42 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Lagerstttensuche, Volumenberechnung Dieser Anwendungsbereich der
Rohstoffwirtschaft und Rohstoffbewertung in der Steine&Erden-
Industrie gehrt zu den klassischen Anwendungsfeldern von GIS.
Gerade in der Planung des Abbaus einer Lagersttte ist die
Verknpfung des geometrisch bestimmten Rohstoffkrpers mit
geometrischen Kennwerten (Mindestmchtigkeit, berdeckung, etc.), mit
Qualittskennwerten des Rohstoffs (Reinheit, Verwendbarkeit, etc.),
mit rechtlichen Aspekten (Grundstcksgrenzen, Schutzgebiete, etc.)
und mit logistischen Randbedingungen der Erschlieung (Entfernung
zur Weiterverarbeitung, zu Abnehmern, etc.) usw. notwendig. Am
Beispiel einer Bauxite- Lagersttte soll das verdeutlicht werden
(ESRI-Tutorial: Modeling Bauxite Thickness and Volumes in ArcGIS,
http://www.esri.com/news/arcuser/avmodel.html). Gegeben sind in
diesem Beispiel u. a. ein Raster mit interpolierten Mchtigkeiten
des Bauxit-Horizontes (Trogfllungen), ein Vektordatensatz der
Polygone der Trogbegrenzungen sowie ein Vektordatensatz mit den
Grundstcksgrenzen. Aus den Mchtigkeiten wurde eine Isolinienkarte
berechnet, die in der nchsten Abbildung ebenfalls eingeblendet
ist.
2. In
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Erweiterte und kombinierte Funktionen - Anwendungsbeispiele
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 43 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Lagerstttensuche, Volumenberechnung Verschneidung von
Rohstoffkrpern und Grundstcksgrenzen; unten die Attributtabellen
mit den berechneten Rohstoffmengen innerhalb der
Grundstcksgrenzen
2. In
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 44 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
2. In
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Erweiterte und kombinierte Funktionen - Anwendungsbeispiele
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Lrmausbreitung
Untersuchungen mit GIS-Untersttzung zur Lrmausbreitung und zur
Bestimmung von Sicherheitszonen fr z.B. Sprengarbeiten fallen unter
die sog. Sichtbarkeitsanalysen, die auf der Analyse von Digitalen
Gelndemodellen beruhen. (engl. viewshed, line of sight). Die Arbeit
mit Digitalen Gelndemodellen (DGM) ist ein wichtiges Anwendungsfeld
und ist auch Gegenstand einer ganzen Reihe von online-tutorials, z.
B. auf der ESRI homepage
http://www.esri.com/news/arcuser/0401/avmodel.html). Grundlage der
Sichtbarkeitsanalysen sind Schnittberechnungen konstruierter
gerader Linien vom Beobachtungspunkt zu jeder Position (praktisch
zu jeder Zelle im DGM). Wrde diese Linie an irgendeiner Stelle die
Modellflche schneiden, wre die freie Sicht also versperrt, die
Zelle lge im Schatten einer anderen (vergl. nachfolgende
Abbildung).
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 45 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
2. In
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Erweiterte und kombinierte Funktionen - Anwendungsbeispiele
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Lrmausbreitung Fr eine Analyse von z. B. der Lrmausbreitung muss
man dieses Schatten/ Sichtbarkeitsmodell noch mit einem Modell der
Strke der Lrmausbreitung (am einfachsten radialsymmetrisch
abnehmend vom Beobachtungspunkt aus) verschneiden.
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 46 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
2. In
form
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IS
Erweiterte und kombinierte Funktionen
- Anwendungsbeispiele -
Deponiestandortsuche
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 47 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Prsentation/Visualisierung von Geoinformationen
2. In
form
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 48 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Kombination verschiedener Darstellungsmethoden
2. In
form
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 49 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Softwarepakete und Anbieter
bersichten finden sich im Internet unter:
http://www.geoinformatik.uni-rostock.de/produkte.asp
http://www2.geoinform.fh-mainz.de/3dgis/index.php
http://www.geobranchen.de/ bersicht freier GIS-Software:
http://www.freegis.org/ http://www.esri.com/ ESRI - ArcGIS, ArcSDE,
ArcIMS
http://www.intergraph.com/ Intergraph Corp., Geomedia,
G/technology http://www.bentley.com Bentley, Microstation
Geographics http://www.mapinfo.com/ MapInfo, Inc.
http://www.smallworld-us.com Smallworld Systems Inc.
http://www.microimages.com TNTmips (TNTlite ist frei verfgbar)
http://www.baylor.edu/~grass GRASS (im Original von der US
Army)
2. In
form
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Prof. Dr.-Ing. W. Busch Institut fr Geotechnik und
Markscheidewesen 50 Einfhrung in Energie und Rohstoffe: Teil
Markscheidewesen
Softwarepakete und Anbieter
ESRI http://esri.de/products/arcgis/
2. In
form
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Ringvorlesung Einfhrung in Energie und RohstoffeTeil
MarkscheidewesenFoliennummer 2Inhalt Teil
1LiteraturhinweiseFoliennummer 5Foliennummer 6Foliennummer
7Foliennummer 8Foliennummer 9Foliennummer 10Foliennummer
11Foliennummer 12Foliennummer 13Was wollen wir?Wie und Womit knnen
wir es tun?Was ist ein Informationssystem? Geo-Informationssystem
(GIS) - bersichtBegriffsbestimmungenFoliennummer 19Foliennummer
20Was sind Geoinformationssysteme? HardwareSoftwareGeoDaten in
GISRealweltmodellierungAlgebraische TopologieTopologie:
Knoten-Maschen-StrukturTopologie: Knoten-Maschen-StrukturMethoden,
Anwendungen RealweltmodellierungFoliennummer 32Funktionen
(Methoden)Funktionen (Methoden)Foliennummer 35Foliennummer
36Foliennummer 37Foliennummer 38Foliennummer 39Foliennummer
40Foliennummer 41Foliennummer 42Foliennummer 43Foliennummer
44Foliennummer 45Foliennummer 46Foliennummer 47Foliennummer
48Softwarepakete und AnbieterSoftwarepakete und Anbieter