Leitprogramm GIS Lehrerheft (PDF, 2.3 MB) - EducETH - ETH Zürich

Einführung in
Geographische Informationssysteme
Leitprogramm
Janine Anouk Sutter und Christof Zöllig
Inhalt:
Dieses Leitprogramm führt in die Welt der Geographischen Informationssysteme (GIS) ein.
GIS sind Computerprogramme, mit denen Informationen über unsere Umwelt bearbeitet
werden können.
Unterrichtsmethode: Leitprogramm
Fachliches Review:
Dr. Felix Keller, Glaziologe und Fachdidaktiker Umweltwissenschaften, ETH Zürich
Fachdidaktisches Review:
Dr. Felix Keller, Glaziologe und Fachdidaktiker Umweltwissenschaften, ETH Zürich
Publiziert auf EducETH:
21. Januar 2011
Rechtliches:
Die vorliegende Unterrichtseinheit darf ohne Einschränkung heruntergeladen und für
Unterrichtszwecke kostenlos verwendet werden. Dabei sind auch Änderungen und
Anpassungen erlaubt. Der Hinweis auf die Herkunft der Materialien (ETH Zürich, EducETH)
sowie die Angabe der Autorinnen und Autoren darf aber nicht entfernt werden.
Publizieren auf EducETH?
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finden Sie alle wichtigen Informationen: http://www.educeth.ch/autoren
Weitere Informationen:
Weitere Informationen zu dieser Unterrichtseinheit und zu EducETH finden Sie im Internet
unter http://www.educ.ethz.ch oder unter http://www.educeth.ch.

ETH Institut für Verhaltenswissenschaften
Einführung in Geographische
Informationssysteme
ETH-Leitprogramm für die Sekundarstufe II
Fachbereich Geographie
(Lehrerheft)
Autoren: J. Sutter und C. Zöllig

ETH-Leitprogramm im Fach Geomatik
Version März 2010
Schulstufe
Sekundarstufe II, 11. oder 12. Schuljahr
Fachliche Vorkenntnisse
Grundlagen der Geographie, Projektionssysteme, Koordinaten Grundkenntnisse von
Computern (MS Betriebsysteme, MS Explorer, Internetbrowser), Mengenlehre (Venn-
Diagramme), Boolesche Algebra
Bearbeitungsdauer
Ca. 10 Stunden
Autoren
Janine Sutter und Christof Zöllig
Betreuung
Felix Keller
Gendergerechtigkeit
In diesem Leitprogramm wird unter Rücksicht auf den Lesefluss immer nur ein Gender
genannt, damit sind aber immer beide angesprochen.
Titelbilder
Screenshot Ausschnitt aus den Musterdaten Albis der Swisstopo
Die ETH-Leitprogramme sind ein Gemeinschaftsprojekt vom Institut für Verhaltensforschung, den Fachdidaktikern
und den Studenten und Studentinnen, die den Didaktischen Ausweis erwerben wollen.
Dieses ETH-Leitprogramm ist im Rahmen der Seminararbeit in der Allgemeinen Didaktik II erarbeitet
worden.
Es ist der Wunsch der Autoren, dass dieses Unterrichtsinstrument eingesetzt und weiterentwickelt wird.
Es darf nach Belieben vervielfältigt werden. Die kommerzielle Nutzung ist untersagt.

Inhaltsverzeichnis
ANHANG 1: KAPITEL-TESTS
Kapitel-Test 1
Lösungen zum Kapitel-Test 1
Kapitel-Test 2
Lösungen zum Kapitel-Test 2
Kapitel-Test 3
Lösungen zum Kapitel-Test 3
Kapitel-Test 4
Lösungen zum Kapitel-Test 4
Kapitel-Test 5
Lösungen zum Kapitel-Test 5
1
1
4
7
8
11
12
15
17
21
24
ANHANG 2: MEDIOTHEK
29
ANHANG 3: MATERIAL FÜR DIE LERNENDEN
31
ANHANG 4: VON DEN AUTOREN BENUTZTE QUELLEN
33

Anhang 1: Kapitel-Tests
Kapitel-Test 1
1. Frage
Sie sind als Geomatikingenieur für ein Hilfswerk tätig. Dieses hat nun
endlich ein GIS beschaffen können. Darüber freuen Sie sich! Sie
werden beauftragt, Informationen über das Wegenetz im Niger
verfügbar zu machen. Die Zielgruppe Ihres Produktes ist die
einheimische Bevölkerung. Mit dem Produkt soll der Binnenhandel
verbessert werden.
Wie gehen Sie bei diesem Auftrag vor?
Gliedern Sie Ihr Vorgehen bei der Datenprozessierung in
verschiedene Arbeitsschritte. Geben Sie zu jedem Arbeitsschritt in
drei Sätzen an, wie Sie das GIS einsetzen.
In der kurzen Prüfungszeit, können wir von Ihnen keinen detaillierten
Beschrieb verlangen. Nennen Sie die wichtigsten Aspekte. Achten Sie
auf die logische Abfolge. Berücksichtigen Sie dabei die örtlichen
Verhältnisse. Hinweis: Der Niger ist das ärmste Land der Welt.
2. Frage
Definieren Sie den Begriff ‚Geographisches Informationssystem’
(GIS).
Achten Sie darauf, dass die Hauptmerkmale vorkommen. Die
Definition sollte nicht mehr als 3 Sätze umfassen. Es ist besser, wenn
Sie sich nicht an den genauen Wortlaut der gelesenen Definitionen
erinnern. Versuchen Sie eine Ebenbürtige in eigenen Worten zu
formulieren! Wer weiss, vielleicht werden bald Sie an Stelle von Herrn
Bill zitiert.
1

3. Frage
Sie sind Biologe und bekommen vom BAFU (Bundesamt für Umwelt)
GIS-Daten über die Flüsse der Schweiz. Sie erhalten ein Map
Document. Die Flüsse sind alle auf dem gleichen Layer. Sie wollen die
Flüsse nach ihrem Artenreichtum kategorisieren. Beantworten Sie die
untenstehenden Teilfragen.
a) Wie überprüfen Sie, dass die gelieferten Daten für Ihren
Verwendungszweck taugen?
Erläutern Sie in fünf Sätzen, wie Sie Ihre Daten mit dem Desktop-
GIS ArcGIS prüfen. Beschreiben Sie das grundsätzliche Vorgehen.
Es wird nicht verlangt, jeden Mausklick aufzulisten.
b) Können Sie sich Fälle vorstellen, in denen Sie beim BAFU
nachfragen müssen, um aus den Daten die gewünschten
Resultate zu erhalten?
Geben Sie mindestens einen Grund an, der Sie zwingt, beim BAFU
anzurufen. Ein Stichwort genügt dazu nicht. Erklären Sie in 2 – 3
Sätzen Ihre Überlegungen.
4. Frage
GIS sind sehr komplexe Computerprogramme. Es gibt unzählige
Funktionen, Ansichten, Menüs, Fenster und Leisten. Es ist daher
hilfreich, wenn man den grundsätzlichen Aufbau der
Benutzeroberfläche verstanden hat. Sie wurden am Anfang des
Übungsblocks gebeten, sich die Startansicht des Programmes
ArcView 9.3 zu merken. Während der Übung haben Sie diese Ansicht
immer wieder gesehen.
2

Aufgaben:
a) Zeichnen Sie die Ausgangsansicht. Sie muss 2 Fenster, mindestens
3 Leisten und 3 Toolbars aufweisen.
b) Beschriften Sie die Elemente.
c) Beschreiben Sie in 2-3 Sätzen die grundsätzliche Funktion der
beiden Toolbars im oberen Bildbereich.
Bewertung:
Die Leisten und Fenster müssen relativ zueinander richtig angeordnet
sein. Die Beschriftung muss wörtlich stimmen. Wichtiger und damit
stärker gewichtet, sind aber die Funktionsbeschriebe, in welchen zu
jedem Element die Funktionsweise ersichtlich werden muss.
3

Lösungen zum Kapitel-Test 1
1. Lösung (K3)
Die Hauptarbeitsschritte bei einer Datenprozessierung mit einem GIS
sind nach dem EVAP-Prinzip:
Erfassen von Geodaten
Die aufgenommenen Daten zum Wegenetz werden
in der Datenbank meines GIS gespeichert. Die
gespeicherten Geodaten sind die Grundlage für mein
Produkt. Sie sind wertvoll.
Verwalten der Geodaten
Mit meine GIS kann ich die Geodaten organisieren
und nachführen. Wenn z.B. ein neuer Weg gebaut
wird, kann ich diesen mit Hilfe des GIS zu meinen
Geodaten hinzufügen.
Analyse der Geodaten
Durch Erstellen von Abfragen kann ich sehr einfach
Informationen zu den Wegen erhalten. Durch
Analysen kann ich neue Daten erstellen. Es könnte
auch ein Netzwerk erstellt werden und dann z.B.
nach dem schnellsten Weg von A nach B gesucht
werden.
Präsentation der Geodaten
Das Wegenetz kann z.B. in einer topographischen
Karte im GIS darstellt werden. Diese kann
anschliessend auf Papier ausgedruckt und den
Leuten verteilt werden.
2. Lösung (K2)
Ein Geographisches Informationssystem (GIS) macht Informationen
mit Raumbezug (Geodaten) verfügbar. Die Geodaten sind in einer
Datenbank digital gespeichert. Eine Software mit den
4

Hauptfunktionalitäten Erfassen, Verwalten, Analysieren und
Präsentieren ermöglicht es, die Daten umfassend zu bearbeiten.
3. Lösung (K3)
a) Ich visualisiere die erhaltenen Daten, indem ich das Map
Document öffne. Ist das Flussnetz in sinnvolle Abschnitte unterteilt,
muss ich noch überprüfen, ob zu den Flussabschnitten auch
Informationen über den Artenreichtum vorhanden sind. Dazu gehe
ich in das Menü PROPERTIES des Layers und wähle im Reiter SYMBOLOGY
die Darstellungsart CATEGORIES. Finde ich ein VALUE FIELD, welches den
Artenreichtum angibt, kann ich Kategorien definieren.
b) Es könnte sein, dass ich die Bezeichnungen der Value Fields nicht
verstehe. Ich bräuchte dann Informationen über die
Feldbezeichnungen. Eine andere Möglichkeit ist, dass die Daten zum
Artenreichtum kodiert worden sind. In diesem Fall bräuchte man
einen Dekodierungscode vom BAFU (falls die Informationen nicht in
den Metadaten enthalten sind).
4. Lösung (K2)
Menüleiste
Taskleiste mit den
Toolbars STANDARD
Toolbar TOOLS
Taskleiste mit den
Toolbars DRAW
TABLE OF CONTENTS (TOC)
Arbeitsfenster
Statusleiste
5

Funktionsbeschriebe:
Toolbar Standard: Die Standard-Toolbar enthält die
grundlegendsten Funktionen. Man verwaltet damit
Map Dateien. Ich kann hier neue Dateien erstellen
oder bereits existierende öffnen.
Toolbar Tools: Diese Toolbar enthält die
Navigationsfunktionen. Mit diesen kann die Ansicht
der Daten im Arbeitsfenster gewählt werden.
6

Kapitel-Test 2
1. Frage
a) In welchem Datenformat können Vektordaten abgespeichert
werden (denken Sie dabei auch an unsere Übung)?
b) In welchem Datenformat können Rasterdaten abgespeichert
werden?
c) Im gleichen Ordner wie das Rasterfile hat es oft noch eine zweite
Datei mit dem gleichen Namen aber einer anderen Endung. Wozu
braucht es dieses File?
2. Frage
In Ihren Vektor- und Rasterdaten sind die Eisenbahnstrecken als
schwarze Linien dargestellt. Was geschieht mit den Eisenbahnlinien
der Vektordaten und was mit den Eisenbahnlinien der Rasterdaten,
wenn Sie immer weiter ins Bild reinzoomen?
3. Frage
Wie wird eine Fläche im Rasterformat und wie im Vektorformat
dargestellt? Wie sieht das bei den Linien und Punkten aus?
4. Frage
Ich möchte in einer Rasterkarte nach allen Gebäuden suchen, in
welchen ein Gasthof untergebracht ist. Ist dies möglich? Wenn ja,
wie, und wenn nein, wieso nicht?
7

Lösungen zum Kapitel-Test 2
1. Lösung (K1)
a) Shapefiles (K1)
b) TIF- oder JPG-File (K1)
c) In diesem zusätzlichen File werden die Parameter der affinen
Transformation abgespeichert, mit welcher man die
Pixelkoordinaten in die jeweiligen Landeskoordinaten
transformiert.
2. Lösung (K2)
Wenn man bei einer Linie, welche im Vektorformat abgespeichert ist,
weiter hineinzoomt, bleibt die Linie immer noch eine Linie. Bei einer
Linie, welche im Rasterformat dargestellt ist, werden jedoch immer
mehr Pixel sichtbar und die Linie wird immer pixeliger.
3. Lösung (K1)
Vektorformat
Rasterformat
Fläche Besteht aus einer Mehrere gleichfarbige
geschlossenen Polylinie Pixel, welche zu einer
Fläche
zusammengefügt
wurden.
Linie
Verbindungslinie Mehrere gleichfarbige
zwischen zwei Punkten Pixel, welche zu einer
Linie zusammengefügt
wurden.
Punkt Ein Punkt. Ein oder mehrere Pixel.
8

4. Lösung (K3)
In den gängigen Rasterkarten werden keine Attribute zu konkreten
Objekten erfasst. Ein Gebäude in einer Rasterkarte besteht aus einer
Ansammlung gleichfarbiger Pixel. Anhand der Farbe kann man
vielleicht ahnen, dass es sich bei einem bestimmten Pixel um einen
Teil der Darstellung eines Gebäudes handelt. Zu diesem Pixel ist
jedoch kein weiteres Attribut abgelegt. Darum ist eine Rasterkarte für
die thematische Suche nach einem Gasthof ungeeignet.
Wenn jedoch auf der Karte die Gasthöfe mit einer bestimmten Farbe
dargestellt werden, dann kann die Rasterkarte für die visuelle Suche
nach einem Gasthof verwendet werden.
9

Kapitel-Test 3
1. Frage
Wie würden Sie den Begriff Attribut in Ihren eigenen Worten
erklären? Was verstehen Sie unter einem Attributswert? Sie können
die Erklärung auch anhand eines Beispiels machen.
2. Frage
Stellen Sie sich vor, Sie arbeiten auf einer Gemeinde und müssen die
persönlichen Daten aller Einwohner der Gemeinde erfassen. Wie
würde Ihre Tabelle aussehen? Welche Attribute würden Sie erfassen?
3. Frage
Sie haben von einer Gemeinde den Auftrag erhalten, für ein
Naturschutzgebiet ein GIS zu erstellen. Dazu gehört auch die
Erfassung verschiedener Daten. Woher können diese Daten
stammen? Wie gehen Sie bei der Erfassung vor?
4. Frage
Eine Strasse in einem Dorf wird ausgebaut. Nach dem Ausbau wird
sie nicht mehr als Strasse dritter Klasse, sondern als Strasse zweiter
Klasse geführt werden. Ausserdem wurde der Verlauf der Strasse
etwas geändert. Sie erhalten von der Gemeinde den Auftrag, diese
Änderungen im GIS anzupassen. Schreiben Sie auf, wie Sie vorgehen
werden.
11

Lösungen zum Kapitel-Test 3
1. Lösung (K2)
Ein Attribut ist ein Merkmal eines konkreten Objektes. Durch ein
Attribut kann ein Objekt beschrieben werden. Der Attributswert ist
dann der konkrete dem Objekt zugeordnete Wert. Anhand eines
Beispiels können die beiden Begriffe wie folgt beschrieben werden:
Ein Attribut ist z.B. der Begriff „Vorname“ oder „Geburtsdatum“.
Durch diese Merkmale kann eine Person beschrieben werden. Die
dazugehörigen Attributswerte können dann z.B. „Peter“ und
„30.3.1972“ oder „Heidi“ und „11.11.2001“ sein. Das sind dann die
konkreten Werte, die ein bestimmtes Objekt, in unserem Fall eine
Person, beschreiben.
2. Lösung (K3)
Mögliche Attribute welche erfasst werden könnten:
Anrede, Vorname, Nachname, Ledigname, Zivilstand, Geburtsdatum,
Adresse, PLZ, Ort, Geburtsort, Heimatort, Beruf, Personen-ID
3. Lösung (K5)
Zuerst überlegt man sich, welche Daten man überhaupt in diesem
Naturschutz-GIS erfassen möchte und wer das Zielpublikum sein soll.
Biologen haben andere Anforderungen an das GIS wie Besucher des
Naturschutzgebietes. Wenn man dann weiss, welche Daten man in
diesem GIS darstellen möchte, erkundigt man sich zuerst, ob evtl.
einige Daten schon in einem GIS vorhanden sind. Es ist
wahrscheinlich, dass die Daten der amtlichen Vermessung bereits als
Geodaten vorliegen. Diese könnten dann bei der Gemeinde
eingekauft werden. Anschliessend klärt man ab, ob Karten oder
Luftbilder vorhanden sind, von welchen gewisse Informationen
abdigitalisiert werden können. Wenn man noch weitere
Informationen braucht, kann man diese direkt im Feld erheben. Je
nach gewünschter Genauigkeit der Daten besorgt man sich zu
12

diesem Zweck am besten ein GPS-Gerät oder ein Tachymeter. Oder
man digitalisiert Informationen aus einem Orthofoto. Ausserdem
kann man noch bei den Biologen und Naturschutzorganisationen in
der Region nachfragen, ob sie Statistiken oder Datenerhebungen in
dieser Region durchgeführt haben. Diese Informationen könnten in
einem GIS für ein Naturschutzgebiet ebenfalls noch interessant sein.
4. Lösung (K3)
Zuerst müssen Sie die gewünschte Strasse selektieren. Sie können
dies entweder in der Karte mit dem SELECT FEATURE-Tool oder in der
Tabelle tun. Um Änderungen bei den Attributen vornehmen zu
können, muss der EDITOR gestartet werden. Dann können Sie die
Attribute ändern (von Strasse 3.Klasse nach Strasse 2.Klasse). Wenn
Sie die Änderungen für mehrere Einträge vornehmen wollen, können
Sie dies durch den Befehl FIELD CALCULATOR machen. Um die
Änderungen zu übernehmen, müssen Sie diese mit dem Befehl SAVE
EDITS in der EDITOR-Werkzeugleiste abspeichern.
Nun wollen Sie noch den Verlauf der Strasse ändern. Dies können Sie
tun, indem Sie die alten Teilstücke löschen und mit den
Erfassungstools der Editor-Werkzeugleiste den neuen Verlauf neu
digitalisieren. Mit dem Löschen der alten Strassenabschnitte werden
aber auch alle dazugehörenden Attribute mitgelöscht. Deshalb ist es
besser, wenn man einfach nur die Geometrie, also den Verlauf der
Strasse verändert. Dann bleiben alle Attribute vorhanden. Gerechnete
Attribute über Länge des Abschnittes etc. müssten jedoch dann
wieder angepasst werden.
Vorgehen: Unter TASK in der EDITOR-Werkzeugleiste finden Sie neben
dem CREATE TASKS auch die Möglichkeit, MODIFY TASKS auszuführen.
Unter dieser Option finden Sie dann die Option MODIFY FEATURES.
13

Mit dieser Einstellung können Sie dann den Verlauf der Strasse
anpassen.
14

Kapitel-Test 4
1. Frage
Was ist der Unterschied zwischen einer direkten Abfrage und einer
Manipulation?
2. Frage
Überlegen Sie sich je eine thematische und eine topologische
Abfrage. Schreiben Sie auch auf, wieso die erste Abfrage eine
thematische Abfrage ist und die zweite Abfrage eine topologische.
Formulieren Sie auch eine Fragestellung, für welche man eine
thematische und eine topologische Selektion benötigt, damit man Sie
beantworten kann.
3. Frage
Formulieren Sie folgende Fragestellung in Form von einer SQL-
Abfrage:
„Eine Gemeinde möchte gerne aus ihrer Adressdatenbank den Namen,
Vornamen und die Adresse der Personen herauslesen, welche als
Heimatort Zürich haben und vor 1950 geboren wurden.“
4. Frage
Sie sind auf der Suche nach einer neuen Wohnung. Das Gebäude, in
welchem sich eine potenzielle Wohnung befindet, sollte einige
Bedingungen erfüllen:
• Sie sollte nicht mehr als 700 Meter von einem See entfernt sein
der grösser als 10 ha gross ist.
• Sie sollte in einem Siedlungsgebiet liegen.
• Sie sollte nicht näher als 500 Meter an einer
Hochspannungsleitung liegen.
• Sie sollte mehr als 50 Meter von einer Strasse erster oder zweiter
Klasse entfernt liegen.
• Es sollte keine Kirche im Umkreis von 150 Meter sein
15

Beachten Sie bei Ihrer Suche auch, dass es z.B. in einer Kirche oder
einem Schiessstand keine Wohnungen hat.
Wie viele Gebäude kommen für Sie in Frage?
16

Lösungen zum Kapitel-Test 4
1. Lösung (K2)
Eine Abfrage, bei welcher lediglich eine Teilmenge aus der
Gesamtmenge extrahiert wird, nennt man direkte Abfrage. Dabei
werden keinen neuen Daten erzeugt und die vorhandenen Daten
auch nicht abgeändert. Werden die bestehenden Daten verändert
oder neue geographische Elemente erzeugt, spricht man von
Manipulation.
2. Lösung (K3)
Es gibt natürlich viele Möglichkeiten, diese Frage zu beantworten.
Wichtig ist, dass es sich bei den thematischen Abfragen immer um
Abfragen nach einem oder mehreren Attributen handelt. Ein Beispiel
ist die Abfrage: Nennen Sie mir alle Gebäude welche vor 1900 gebaut
wurden. Diese Abfrage ist nicht von der Geometrie des Objektes und
auch nicht von den Beziehungen zu den anderen Objekten abhängig
Bei der topologischen Abfrage geht es um Beziehungen zwischen den
einzelnen Objekten. Dabei kann es z.B. um die Nachbarschaft von
Objekten, um Verschneidungen oder um Objekte die sich in einem
gewissen Abstand zu einem andern Objekt befinden handeln. Suchen
Sie alle Gebäude welche sich im Abstand von 500 Meter zu einer
Hochspannungsleitung befinden.
Sehr oft werden Kombinationen von beiden Abfragen verwendet.
Man will eine topologische Abfrage nur von bestimmten Elementen
aus einer Tabelle. Um diese „bestimmten“ Elemente zu finden
verwenden wir eine thematische Abfrage. Suchen Sie alle Gebäude
welche sich im Abstand von 100 Meter zur Bushaltestelle mit dem
Namen „Bundesplatz“ befinden. Bevor man die topologische Abfrage
nach den Gebäuden durchführen kann, muss man die Bushaltestelle
mit dem Namen „Bundesplatz“ finden. Dies macht man durch eine
thematische Abfrage.
17

3. Lösung (K2)
SELECT Name, Vorname, Adresse
FROM Personenadressen
WHERE Heimatort = „Zürich“ AND Geburtsjahr < 1950
4. Lösung (K3)
Thematische Abfragen:
a. See der grösser als 10 ha ist:
Tabelle: PRIMÄRFLÄCHEN FLÄCHE
Abfrage: "OBJECTVAL" = 'Z_SEE' AND "AREA" > 100000
b. Siedlungsgebiet:
Tabelle: PRIMÄRFLÄCHEN FLÄCHE
Abfrage: „OBJECTVAL“ = ‚Z_SIEDL’
c. Hochspannungsleitungen:
Tabelle: EINZELOBJEKTE LINIE
Abfrage: "OBJECTVAL" = 'HSP_LTG'
d. 1. oder 2.Klass-Strasse:
Tabelle: STRASSEN LINIE
Abfrage: "OBJECTVAL" = '1_KLASS' OR "OBJECTVAL" = '2_KLASS'
e. Kirche:
Tabelle: GEBÄUDE FLÄCHE
Abfrage: "OBJECTVAL" = 'Z_KIRCHE'
f. Gebäude in welchen sich Wohnungen befinden:
Tabelle: Gebäude Fläche
Abfrage: "OBJECTVAL" = 'Z_GEBAEUDE'
Topologische Abfragen:
1. Distanz zum See der grösser als 10 ha ist nicht grösser als 700
Meter:
Select Features from: GEBÄUDE FLÄCHE AUS THEMATISCHER ABFRAGE
NUMMER 6
Bedingung: ARE WITHIN A DISTANCE OF
The Features in this Layer: RESULTAT AUS THEMATISCHER ABFRAGE
NUMMER 1
18

Apply a Buffer to the features of: 700 METER
2. Soll in einem Siedlungsgebiet liegen:
Select Features from: GEBÄUDE FLÄCHE NACH TOPOLOGISCHER
ABFRAGE 1
Bedingung: ARE CONTAINED BY
The Features in this Layer: RESULTAT AUS THEMATISCHER ABFRAGE
NUMMER 2
3. Sollte nicht näher als 500 Meter an einer
Hochspannungsleitung liegen:
Select Features from: GEBÄUDE FLÄCHE NACH TOPOLOGISCHER
ABFRAGE 2
Bedingung: ARE WITHIN A DISTANCE OF
The Features in this Layer: RESULTAT AUS THEMATISCHER ABFRAGE
NUMMER 3
Apply a Buffer to the features of: 500 METER
Nach dieser Selektion sind alle Gebäude selektiert, welche
näher als 500 Meter zur Hochspannungsleitung liegen.
Deshalb muss anschliessend in der Attributstabelle unter
OPTIONS noch ein SWITCH SELECTION durchgeführt werden.
4. Sollte mehr als 50 Meter von einer 1. oder 2.Klasse-Strasse
entfernt liegen:
Select Features from: GEBÄUDE FLÄCHE NACH TOPOLOGISCHER
ABFRAGE 3
Bedingung: ARE WITHIN A DISTANCE OF
The Features in this Layer: RESULTAT AUS THEMATISCHER ABFRAGE
NUMMER 4
Apply a Buffer to the features of: 50 METER
5. Sollte keine Kirche im Umkreis von 150 Meter sein:
Select Features from: GEBÄUDE FLÄCHE NACH TOPOLOGISCHER
ABFRAGE 4
Bedingung: ARE WITHIN A DISTANCE OF
The Features in this Layer: RESULTAT AUS THEMATISCHER ABFRAGE
NUMMER 4
Apply a Buffer to the features of: 150 METER
19

Nach dieser Selektion sind alle Gebäude selektiert, welche
näher als 150 Meter zu einer Kirche liegen. Deshalb muss
anschliessend in der Attributstabelle unter OPTIONS noch ein
SWITCH SELECTION durchgeführt werden.
Zum Schluss bleiben noch 43 Gebäude übrig, welche als Wohnobjekt
in Frage kommen würden.
20

Kapitel-Test 5
1. Frage
Sie haben im Übungsblock eine Karte entworfen. Vielleicht haben Sie
auch festgestellt, dass es gar nicht so leicht ist, eine gute Karte
herzustellen. In vielen Fällen gibt es Verbesserungsmöglichkeiten.
Unten sehen Sie eine Karte aus dem Online-Weltatlas einer
deutschen Graphik-Design Firma. Studieren Sie die Karte.
(http://www.welt-atlas.de/datenbank/karte.php?kartenid=1-565&iback=0-9034,
16.08.2006)
Bearbeiten Sie dazu die folgenden Teilaufgaben:
a) Welche Grundelemente fehlen? Listen Sie mindestens zwei
Grundelemente mit korrekter Bezeichnung auf.
21

) Geben Sie eine Bewertung bezüglich der Kartengestaltung im
Bezug auf die gelernten Darstellungsprinzipien.
Für Teilaufgabe b) sollen Sie mindestens fünf Darstellungsprinzipien
angeben. Geben Sie zu jedem einen Kommentar von 2 – 3 Sätzen ab.
Loben Sie Gutes und verbessern Sie Schlechtes.
2. Frage
In der Theorie haben wir gelernt, welche Grundelemente eine Karte
beinhalten sollte. Wie die Karte selbst erfüllt jedes dieser Elemente
einen bestimmten Zweck.
Aufgabe: Listen Sie alle Grundelemente einer Karte auf. Beantworten
Sie zu jedem dieser Elemente die Frage:
“Warum braucht es dieses Element auf der Karte?“
Schreiben Sie nicht mehr als 3 Sätze zu jedem Element. Für eine
genügende Bewertung müssen mindestens 5 Grundelemente
aufgelistet und der jeweilige Zweck auf der Karte genannt werden.
3. Frage
ArcGIS stellt Ihnen verschiedene Funktionen in der Layout-Ansicht zur
Verfügung, um eine Karte zu gestalten. Sie konnten im Übungsblock
erste Erfahrungen damit machen.
Nennen Sie je 3 Vor- und Nachteile die Sie bei der Kartengestaltung
mit ArcGIS gegenüber dem manuellen Zeichnen angetroffen haben.
Formulieren Sie für jeden Punkt mindestens einen Satz. Die Punkte
werden nur als richtig gewertet, wenn der genannte Vor- bzw.
Nachteil begründet werden kann.
22

4. Frage
In einem Ingenieurbüro haben Sie das Rheintal auf
hochwassergefährdete Gebiete untersucht. Die Resultate in Form von
Gefahrenzonen liegen vor. Es geht jetzt noch um die Präsentation der
Ergebnisse. Sie haben für Ihren Chef bereits einen Kartenentwurf mit
Papier und Bleistift gemacht. Nach der Besprechung wissen Sie
grundsätzlich, wie die Karte aussehen soll. Sie erhalten nun den
Auftrag, die Karte mit ArcGIS zu realisieren.
Um zu zeigen, dass Sie dazu in der Lage sind, lösen Sie die folgenden
Aufgaben:
a) Notieren Sie die fünf wichtigsten Arbeitsschritte zur Realisierung
der Karte in ArcGIS.
b) Erklären Sie in wenigen Sätzen, wieso Sie dieses Vorgehen
wählen.
c) Benennen Sie das generelle Prinzip, welches dabei angewendet
wird.
Die Aufgabe wird als erfüllt bewertet, wenn 5 Arbeitsschritte in
logischer Reihenfolge aufgelistet werden und eine Begründung
vorliegt. Teilaufgaben a) und b) machen je 2/5 und Teilaufgabe c) 1/5
der Gesamtpunktzahl für die Frage 4 aus.
23

Lösungen zum Kapitel-Test 5
1. Lösung (K6)
a) · Legende
· Keine Georeferenzierung (Nordpfeil, Koordinatennetz)
· Fehlende Impressumsangaben, wie z.B. Datum der Erstellung,
Quelle der Geodaten, Angabe der Kartenprojektion.
b)
Generalisierung: Die Karte wirkt überladen. Dies vor allem weil so
viele Ortsnamen aufgeführt sind. Besser wäre
weniger Ortschaften zu beschriften, dafür die
Wichtigsten hervorzuheben.
Farbzuordnung: Die schwarze Farbe stellt die Ortschaftsnamen
richtigerweise in den Vordergrund. Die
Punktsymbole der kleineren Ortschaften hätte man
besser mit einer dunkleren Farbe gemacht. Für das
Linienelement der Schweizer Landesgrenzen ist die
Farbe Pink zu hell.
Abstufung: Das Symbol des Schweizer Kreuzes ist zu dominant.
Wenn die Farbe schon so auffällig ist, müsste man
das Symbol kleiner wählen. Die Landesgrenze
bräuchte eine dominantere Farbe.
Unterscheidung: Gut ist, dass die Hintergrundinformationen in
hellen, dezenten Farbtönen gehalten sind. Eindeutig
im Vordergrund stehen die Ortsnamen. Die Symbole
der Ortschaften habe etwas zu wenig Gewicht.
Durch die weisse Farbe sind die Symbole der
Nachbarländer zu dominant.
Überlagerung: Überlagerungen der Vordergrundinformation
wurde vermieden. Durch die dicke schwarze Schrift
stehen die Ortsnamen klar vor dem Hintergrund.
Eine Freistellung ist so nicht nötig.
24

Farbdefinition:
Text:
Die Hintergrundkarte ist assoziativ richtig gestaltet.
Tief gelegene Landesteile sind in heller grüner
Farbe, wogegen Berge mit braunen und weissen
Spitzen angedeutet sind. Flüsse und Seen sind in
hellem Blau.
Die Karte hat zu viel Text. Die Ortsnamen stehen
dadurch zu nahe. Die Ortsnamen sind aber durch
ihre Grösse und Farbgebung gut lesbar vor dem
Hintergrund, so dass keine Freistellung nötig wird.
2. Lösung (K4)
Kartentitel: Der Kartentitel muss die Hauptaussage der Karte in
wenigen Worten beinhalten. Der Kartenleser muss
nach dem Lesen des Titels wissen, welche
Informationen diese enthält.
Kartenfenster: Im Kartenfenster werden die Informationen und
deren räumlicher Bezug dargestellt.
Legende: Man klärt mit der Legende die Interpretation der
kartographischen Elemente. Dem Kartenleser
werden die verwendeten Symbole, Farben, Muster
und Linienarten erläutert.
Georeferenzierung: Durch die Georeferenzierung wird die Verortung
der Informationen möglich.
Massstab Der Massstab erlaubt es dem Leser, die
Dimensionen einzuschätzen.
Impressum: Mit den Informationen über die Kartenherstellung
kann vor allem die Verlässlichkeit und Aktualität
überprüft werden. Ausserdem werden damit die
Rechte des Verfassers geschützt.
25

3. Lösung (K5)
Nachteile:
· Der Legenden-Wizard kann nur beim ersten Einfügen
aufgerufen werden. Es gibt daher Gestaltungsoptionen, die
nachträglich nicht mehr zur Verfügung stehen. Dies kann
mühsam sein bei der Kartengestaltung, da es oft schwierig ist,
den Platzbedarf der Legende abzuschätzen.
· Die Gestaltungsmöglichkeiten sind im Vergleich zu einem
spezialisierten Graphikprogramm bescheiden. Die
gestalterische Freiheit wird hier durch das Programm
eingeschränkt. Möchte man die Gestaltung weiter verbessern,
müsste man die Karte in ein anderes Programm exportieren.
· Die Farben am Bildschirm stimmen nicht mit den Druckfarben
überein. Dies kann es nötig machen, einige Probedrucke zu
machen. Die kann viel Zeit kosten.
Vorteile:
· Die Layout-Bibliothek erlaubt es, sehr schnell, Karten zu
erstellen. Man kann auch auf eigene, abgespeicherte Entwürfe
zurückgreifen. Dies hilft vor allem, wenn man eine Serie von
einheitlichen Karen erstellen will.
· Die automatische Massstabsberechnung spart Zeit und Mühe.
Hier bietet sich auch eine Möglichkeit, die Georeferenzierung
zu prüfen.
· Die Grundelemente können auf einfache Weise beliebig
angeordnet werden. So kann gut das visuelle Gleichgewicht
der Karte herausgetüftelt werden.
· Dass die Grundelemente im Menü aufgelistet sind, hilft
einem, keines zu vergessen.
· Die Bibliotheken bieten eine grosse Auswahl. Damit wird die
Gestaltung vielfältiger.
26

4. Lösung (K1)
a) · Papierformat wählen
· Druckbereich festlegen
· Elemente platzieren
· Elemente ausgestalten
· Druck
b) Bei diesem Vorgehen wird vom Groben ins Detail gearbeitet. Die
Entscheidungen über Papierformat und Druck beeinflussen die
weitere Gestaltung massgebend. Es ist daher sinnvoll, diese
Randbedingungen vorher festzulegen. Das Layout erfolgt aus dem
gleichen Grund vor der Gestaltung der Elemente.
c) Diese Vorgehenswiese ist als Top-Down-Prinzip bekannt.
27

Anhang 2: Mediothek
ArcGIS 9.3, Arcview Media Kit von ESRI
Internet
Personal Computer mit folgenden Systemvoraussetzungen:
- Betriebssystem: Windows NT 4.0, Windows 2000, Windows Server
2003, Windows XP (Home und Professional Edition)
- Arbeitsspeicher: mindestens 256 MB RAM (512 MB RAM oder mehr
empfohlen)
- Prozessor: 800 MHz (1 GHz oder mehr empfohlen)
- Freier Speicher: mindestens 800 MB
Folgende Homepages:
http://de.wikipedia.org/wiki/Hauptseite
http://www.giswiki.org/
http://www.geoinformatik.uni-rostock.de/
http://www.google.ch/
http://www.swisstopo.ch/
http://www.sihlwald.unizh.ch/
http://www.nationalpark.ch/
http://geodata.grid.unep.ch/
http://www.giswiki.org/index.php/Geodaten_-_Links
http://www.geocat.ch/
http://www.geographynetwork.com/
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Anhang 3: Material für die Lernenden
Für die Durchführung der Übungen braucht der Lernende das Programm ArcView. Dies
ist ein kostenpflichtiges Programm. Vielleicht wird dieses Programm an Ihrer Schule
bereits angeboten.
Über die Homepage des VSGg (Verband Schweizerischer Geographielehrerinnen und
Geographielehrer) http://www.vsgg.ch/ findet man unter der Arbeitsgruppe GIS ein
Bestellformular für eine Schulhauslizenz.
Ausserdem können Schülerlizenzen angefordert werden.
Die ArcView-Einjahreslizenz mit Erweiterungen für Studierende/Schüler kann über das
Schweizer GIS-E-Learning-Portal "GITTA - Geographic Information Technology Training
Alliance" des "Swiss Virtual Campus" kostenlos bei ESRI Schweiz bestellt werden:
www.gitta.info > Gitta Access > GIS Software
Unter ESRI: ArcGIS > 1. Download the application form in German or French auf
gewünschte Sprache klicken und Formular ausfüllen (Kopie des gültigen Schüler-
/Lehrer/Studenten-Ausweises nötig).
GITTA ist kostenlos und bietet weitere Theorie zu GIS.
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Anhang 4: Von den Autoren benutzte Quellen
Carosio A.: Geoinformationssysteme – Band 1. Zürich, Auflage Okt.
2001
ESRI: ArcGIS 9 Media Kit - Software Documentation Library, Redlands
2004
Frey K., Frey-Eiling A.: Manual zur Entwicklung von Leitprogrammen.
Zürich, Auflage 2006
Frey K., Frey-Eiling A: Allgemeine Didaktik. Zürich 2004, 17. Auflage
(vdf)
Giger C.: Folienskript – Geodatenanalyse mit GIS. bezogen über
Downloadbereich des Instituts für Geodäsie und Photogrammetrie
im Herbst 2005
Hurni L.: Kartographie Grundzüge – Einführung. Vorlesungsskript,
Zürich 2003
Treier Raymond, Treuthardt Bieri Carmen, Wüthrich Michael:
Geographische Informationssysteme (GIS). Bern 2006, 1. Auflage
(hep)
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