Datenanalyse in Geo-Informationssystemen

124 Pages·2003·10.18 MB·German

Datenanalyse in Geo-Informationssystemen
Analyse
Ha
Be
Grundlagen
Dü
Aa
Geometrische M.
Fr
Nü
- Grundlagen St Topologische M.
- Grundlagen Mü
Ba
- Geometrische Methoden
- Geometrische Methoden
- Topologische Methoden Mengenmethoden
- Topologische Methoden
- Mengenmethoden
- Mengenmethoden
Statistische M.
- Statistische Methoden
- Statistische Methoden
- Modelle
- Modelle
Modelle
GIS-Analyse2003 1
Datenanalysemethoden
Analyse
• Geometrische Methoden • Mengenmethoden Grundlagen
– Computed Geometry – Boolesche, relationale und
Geometrische M.
– Polygon Overlay Fuzzy-Algebra
– Zonengenerierung – Sortieren und Suchen
Topologische M.
– Triangulation/Nachbar- – Aggregation
schaftsgraphen
• Modelle und Simulationen
Mengenmethoden
• Topologische Methoden
– Kartograph./Geograph.
– Netzwerkanalyse Modelle
Statistische M.
– Nachbarschaftsanalyse – Systemanalytische Ansätze
– Standortplanung – Ausbreitungs- und Modelle
Simulationsmodelle
• Statistische Methoden
– Beschreibende Statistik
– Analytische Statistik
– Geostatistik
GIS-Analyse2003 2
Zur Begriffsbildung 'Analyse'
Analyse
• Analyse = Wissenschaftliche Untersuchung von
Grundlagen
Problemen oder Zusammenhängen
• Analyse = Zerlegung, Auflösung eines Geometrische M.
Zusammengesetzten in seine Bestandteile
Topologische M.
(Gegensatz: Synthese)
Mengenmethoden
• Analyse = Systematische Untersuchung eines
Gegenstandes
Statistische M.
• Analyse = Wissenschaftlich zergliedern,
Modelle
zerlegen, untersuchen, auflösen
=> Artmäßige Analyse (qualitativ) = der Beschaffenheit etc.
nach
=> Mengenmäßige Analyse (quantitativ) = der Menge, Größe
etc. nach
GIS-Analyse2003 3
Regelkreis Analyse-Synthese-Simulation-Prognose
Analyse
• Analyse = Zerlegung, Auflösung eines
Grundlagen
Zusammengesetzten in seine Bestandteile
(Gegensatz: Synthese)
Geometrische M.
• Synthese = Zusammenfügen einzelner Teile zu
Topologische M.
einem höheren Ganzen
• Simulation = realitätsnahe Nachahmung Mengenmethoden
technischer Vorgänge
Statistische M.
• Prognose = Vorausbeurteilung einer Entwicklung
Modelle
Synthese
Analyse
Prognose Simulation
GIS-Analyse2003 4
Grundproblem der Datenanalyse
Analyse
• Gegeben: Spezielle Benutzerproblemstellung
sowie Datenbestand mit Phänomenen A, B, C, ... Grundlagen
• Gesucht: Verknüpfung f(A, B, C, ..) zwischen
Geometrische M.
Datenbestand etablieren, um eine Antwort (i.d.R.
eine Präsentationsform wie Karte, Bericht etc.) auf Topologische M.
die spezielle Benutzerproblemstellung zu erhalten.
Mengenmethoden
• Verknüpfung: U = f (A, B, C ...)
Statistische M.
• Funktionen f wie z.B.
– Selektion
Modelle
– Boolesche Logik
– Reklassifizierung
– Flächenverschneidung mit Funktionen zwischen Daten
GIS-Analyse2003 5
Mathematische Grundlagen der GIS-Analyse
Analyse
Grundlagen
• Koordinatengeometrie
Geometrische M.
• Numerische Methoden
Topologische M.
• Topologie und Graphentheorie
Mengenmethoden
• Mengenlehre
Statistische M.
• Relationale Algebra in Datenbanken
Modelle
• Statistik
GIS-Analyse2003 6
Analyse als Differenzierungsmerkmal z.B. zu CAD, DB, Graphiksystemen
Analyse
Grundlagen
Geometrische M.
• Flächenverschneidung
Topologische M.
• Statistische Analysen
Mengenmethoden
• Aggregation
Statistische M.
• Selektive Anfragen
Modelle
• Topologische Analysen
GIS-Analyse2003 7
Dimensionen im GIS - Der geographische Datenquader
Analyse
Grundlagen
Attribute
Geometrische M.
R a u m
Topologische M.
Zeit
Mengenmethoden
M e r k m a l e
Statistische M.
Zeit
Raum
Modelle
Objekt O = f (Raum, Zeit, Merkmale)
Objekt O = f (Raum, Zeit, Merkmale)
O = f (x,y,z,t,A)
O = f (x,y,z,t,A)
GIS-Analyse2003 8
Klassifizierung der Datenanalysemethoden
Analyse
Quaderdimension
Methoden Raum Merkmal Zeit Grundlagen
Computed Geometry + - -
Geometrische Transformationen + - - Geometrische M.
Schnitte + - -
Punkt-im-Polygon + - -
Topologische M.
Dreiecksvermaschung + o -
Zonengenerierung + - o
Mengenmethoden
Flächenverschneidung + + -
Aggregation + + o
Statistische M.
Netzwerkanalyse + + o
Statistik o + o
Modelle
Geo-Statistik + + +
Interpolation + + +
Klassifikation o + o
Mengenmethoden o + o
Boolesche/Relationale Algebra o + o
Digitales Geländemodell + + -
GIS-Analyse2003 9
Geometrische Methoden
Analyse
• Metrik, Koordinatensysteme
Grundlagen
• Computed Geometry
Geometrische M.
• Räumliche Suche und Clipping-Algorithmen
• Schnitte in 2 und 3 Dimensionen Topologische M.
• Punkt-im-Polygon-Problem
Mengenmethoden
• Flächenverschneidung
Statistische M.
• Dreiecksvermaschung und Thiessen-Polygon
• Andere Modelle
GIS-Analyse2003 10