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Datentypen im GIS


Beschreibung der Datentypen in einem GIS

Es gibt folgende Datentypen:

  1. Geometriedaten
  2. Topologiedaten
  3. Sachdaten
  4. Grafikdaten
  5. Dynamik


a. Geometriedaten

Geometrien werden in ihrer Form durch Punkt vollständig beschrieben. Diese können einzeln oder verbunden zu Linien oder Flächen sein. Die Lage im Raum erfolgt durch die Wahl eines Koordinatensystems, womit das Bezugssystem und die Metrik feststeht. Bei polaren Koordinaten wird die Lage über Winkel und Distanzen definiert.


b. Topologiedaten

Bei der Topologie geht es um die gegenseitigen Beziehungen von Punkten und Linien. Der Punkt ist der Träger der Lage, also der geometrischen Information. Linien und Flächen (als geschlossene Polylinie) sind also in einer bestimmten Reihenfolge verbundene Punkte. Die topologische Information ist an Linie bzw. Kante gebunden.

"Der Unterschied zwischen Geometrie und Topologie liegt darin, dass sich die Topologie eines räumlichen Gebildes invariant gegenüber topologischen Transformationen (z.B. Helmert-Transformation) verhält, während die Geometrie sich verändert.

Im Sinne der Graphentheorie versteht man allgemein unter Topologie die von einer Geometrie unabhängige Struktur von mathematischen Objekten, Räumen und Figuren. Bei stetigen Abbildungen bleiben topologische Eigenschaften unverändert. Darunter fallen insbesondere die Eigenschaften, die die Nachbarschaft der Objekte betreffen.

Geometrie und Topologie liegen mit den geometrischen Grundelementen fest. Entsprechend den vorangegangenen überlegungen kann die Geometrie der Objekte in einem Geo-Informationssystem durch eine punkt-, linien- oder flächenhafte Darstellung repräsentiert werden. Topologisch wird dies als 0-Zelle, 1-Zelle oder 2-Zelle bezeichnet." (Quelle: Prof. Dr.-Ing. Ralf Bill - Grundlagen der Geoinformationssysteme)


c. Sachdaten

Als Sachaten werden alle nichtgeometrischen Daten wie Bilder, Texte, Zahlen, Sprach- und Videoaufnahmen, Messwerte, Datumsangaben, Nummern, Namen, Bezeichnungen, Links, etc. bezeichnet. Für den Begriff Sachdaten werden auch die Bezeichnungen thematische Daten oder Attribute verwendet.


d. Grafikdaten

Grafikdaten beschreiben, in welcher Art und Weise ein Geo-Objekt dargestellt werden soll. Ein Bezug zu einer bestimmten Thematik ist dabei möglich. Grafische Beschreibungsangaben sind Farbe, Füllung, Symbol, Linienstil, Flächenstil, Textfonts, Masking, Textpositionierung, etc. Durch hinzufügen dieser zur Geometrie entstehen die Grafikdaten. Es wird nach Geometrietyp in Vektor- und Rastergrafik unterschieden.


e. Dynamik

Die Abspeicherung der Dynamik, also der Veränderung eines Geo-Objektes in der Zeit, bedingt, dass jede änderung des Geo-Objektes mit einem Zeitstempel versehen und abgespeichert werden muss.


Vergleich von Vektor- und Rastermodell

Die Frage, ob ein Vektor- oder ein Rastermodell verwendet werden soll, hängt von der konkreten Fragestellung ab, die mit einem GIS bearbeitet werden soll.


VektormodellRastermodell
Vorteile
  • hohe geometrische Genauigkeit
  • eindeutige Objektbeschreibung
  • geringe Datenmengen
  • relativ wirklichkeitsnahe Abbildung
  • einfache Datenstrukturen
  • geringer Aufwand bei der Erzeugung
  • einfaches überlagern und verschneiden
  • einfache logische und algebraische Operationen
Nachteile
  • komplexe Datenstrukturen
  • aufwändige Erzeugung
  • aufwändige logische und algebraische Operationen
  • parallele geometrische und topologische Beschreibung
  • keine Form- und Lagetreue
  • hohe Datenmengen in Abhängigkeit der Pixelgröße
  • grafische Präsentation abhängig von Pixelgröße
  • aufwändige Koordinatentransformationen