TISCHVORLAGE

Umstellung der Referenzsysteme in Süddeutschland

Mit seiner jüngsten Fachtagung „Geo@aktuell“ Ende April im Bayerischen Landesamt für Digitalisierung und Vermessung konnte der Runde Tisch GIS fachübergreifend rund 110 Datenanbieter und Nutzer zusammenbringen. Das Thema: Die Umstellung der amtlichen Koordinaten von Bessel-Ellipsoid/Gauß-Krüger nach ETRS89/UTM in Bayern und Baden-Württemberg.

Die beiden Bundesländer werden in naher Zukunft alle amtlichen Geodatenprodukte auf diesen EU-weiten Standard umstellen, wodurch nahezu jeder betroffen ist, der an irgendeiner Stelle in seiner Organisation amtliche Geodaten nutzt – und sei es nur als Referenz für eigene Fachdaten. Geboten wurden Vorträge zu den Hintergründen der Umstellung und zum Ablauf der geplanten praktischen Umsetzung in Bayern und Baden-Württemberg. Das wurde ergänzt um Erfahrungsberichte von Anwendern, die sich bereits mit der Thematik beschäftigen und aus anderen Bundesländern, die diese Umstellung bereits hinter sich haben. Präsentationen einiger Softwarehersteller über entsprechende Produkte und Dienstleistungen rundeten die Tagung ab. Das Grundproblem der Umstellung: Es gibt keine simple Umrechnungsformel für alte Koordinaten in neue. Stattdessen wird ein sogenannter gitterbasierter Transformationsansatz angewendet (NTV2). Er basiert auf einem regelmäßigen Passpunktgitter, in dem für jeden Gitterpunkt in einem einmaligen Vorprozess die anzubringende Koordinatenkorrektur zwischen dem Start- und dem Zielbezugssystem berechnet wird. Das Ergebnis wird als Gitterdatei bereitgestellt. Die Transformation einer Koordinate erfolgt dann durch einfache Interpolation der umliegenden Gitterpunkte. Dabei sind Abweichungen kaum vermeidbar. Sie fallen umso kleiner aus, je engmaschiger das zugrundeliegende Gitter ist. Der Teufel steckt zudem im Detail: Koordinaten können zum Beispiel auch als Attribute von Objekten in Geofachdaten stecken. Das Resümee der Veranstaltung lautet daher: Die Verantwortung zur Umstellung liegt bei den Fachdaten haltenden Stellen. Sie sind aufgefordert, ihre Prozesse und Anwendungen hinsichtlich des jeweiligen Lagebezugs gründlich zu prüfen.

 

Leitfaden Koordinatentransformation geplant

Die Umstellung der amtlichen Koordinaten in Bayern und Baden-Württemberg nimmt der Runde Tisch GIS zum Anlass, einen neuen Leitfaden auf den Weg zu bringen. Er wird neben den Grundlagen unter anderem Erfahrungsberichte zu erfolgreichen Umstellungen enthalten und die entsprechenden Softwarewerkzeuge und Dienstleistungen gut vergleichbar darstellen.

Der neue Leitfaden soll in einer ersten Version zur diesjährigen Intergeo erscheinen. Daher sind die Autoren bereitt bei der Arbeit. Gleichwohl besteht für Interessenten aus der Wirtschaft, und Behörden nach wie vor die Möglichkeit, einzelne Aspekte beizutragen. Insbesondere Erfahrungsberichte mit erfolgten Umstellungen sind gefragt. Aber auch Produkte und Dienstleistungsangebote von Unternehmen können in den vergleichenden Darstellungen noch Platz finden. Bis zum Anzeigenschluss Mitte September bestehen auch noch Möglichkeiten der Werbung. Die kostenfreien Leitfäden des Runden Tisches GIS genießen erfahrungsgemäß eine hohe Aufmerksamkeit und wurden zuletzt jeweils mehrere tausend Mal heruntergeladen.

Strategische Partnerschaft mit dem Leonhard Obermeyer Center

Der Runde Tisch GIS und das Leonhard Obermeyer Center (LOC) an der TU München haben eine strategische Partnerschaft vereinbart. Das LOC bündelt die breite wissenschaftliche Expertise der TU auf dem Gebiet der digitalen Methoden für Entwurf, Erstellung und Pflege der bebauten Umwelt – die perfekte Ergänzung zum GIS-Netzwerk des Runden Tisches.

Der Entwurf, die Erstellung und die Pflege der bebauten Umwelt gehören zu den größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Moderne Computertechnologie hilft, dieses Ziel ökologisch und ökonomisch nachhaltig zu erreichen. Die außerordentlich breite wissenschaftliche Expertise der TU München auf diesem Gebiet wird im Leonhard Obermeyer Center (LOC) gebündelt. Es steht für eine fächerübergreifende Zusammenarbeit aller beteiligten Lehrstühle in Forschung und Lehre; diese sind der Lehrstuhl für Architekturinformatik, der Lehrstuhl für Bauinformatik, der Lehrstuhl für Computergestützte Modellierung und Simulation, der Lehrstuhl für Geoinformatik sowie der Lehrstuhl für Photogrammetrie und Fernerkundung. Im Fokus der Forschung stehen dabei vor allem Modellierungsaspekte und Integration von CAD, BIM, GIS sowie die Methoden zur automatisierten Erstellung und Validierung von digitalen Modellen. Die Mitglieder des LOC sind in der Entwicklung internationaler Standards in den Bereichen BIM (z.B. IFC) und virtuelle 3D-Stadtmodelle (z.B. CityGML, Web 3D Service, IndoorGML) in der buildingsmart-Allianz und dem Open Geospatial Consortium beteiligt.

Neben der fakultätsübergreifenden Zusammenarbeit, bietet das Zentrum eine Plattform für die enge Zusammenarbeit mit internationalen Akteuren der AEC- und GIS-Industrie und insbesondere hier knüpft die strategische Partnerschaft zwischen dem Leonhard Obermeyer Center und dem Runden Tisch GIS e.V. an. Von der engeren Verknüpfung der jeweiligen Netzwerke sowohl in der Forschungslandschaft wie auch zu den entsprechenden Unternehmen können die Mitglieder des Runden Tisches nur profitieren.

Mitgliederversammlung 2016

Zwei neue, wenngleich beim Runden Tisch GIS seit langem bekannte Gesichter in Vorstand und Beirat: Das ist das Ergebnis der jüngsten Wahlen bei der Mitgliederversammlung 2016. Darüber hinaus standen für den Rückblick die Jahresberichte des Vorstandes und für den Ausblick einige Trendthemen auf der Tagesordnung, die der Runde Tisch GIS auf Vorschlag des Vorstandes künftig aufgreifen will.

Mit einer erfolgreichen Jahresbilanz 2015 verabschiedete sich der amtierende Vorstand von der Mitgliederversammlung, denn für vier der sechs Mitglieder endete die Wahlperiode. Zugleich warb die gute Bilanz mit den erfolgreichen Leitfäden und Veranstaltungen für die Wiederwahl, denn drei der vier stellten sich erwartungsgemäß erfolgreich erneut zur Wahl. Dazu zählten neben dem Vorstandsvorsitzenden Prof. Dr. Thomas H. Kolbe auch der 2. Vorsitzende Philipp Willkomm von der Firma M.O.S.S. und Dr. Klement Aringer, Präsident des Bayerischen Landesamtes für Digitalisierung und Vermessung, wo auch die Versammlung stattfand. Lediglich Dr. Sebastian Carl von der Firma GAF kandidierte nach sechs Jahren im Vorstand nicht mehr. Für ihn wurde mit Sigrid Koneberg vom GeodatenService München die Wunschkandidatin des Vorstandes zum neuen Vorstandsmitglied gewählt. Koneberg ist seit 1991 bei der Landeshauptstadt beschäftig, wo sie seit 2008 als Amtsleiterin tätig ist. Sie ist in den Gremien des Fachkommission Geoinformation, Vermessung und Bodenordnung des Deutschen Städtetages und des AK Vermessung und Geoinformation des Bayerischen Städtetages vertreten. Derzeit ist sie im Projekt CoHGIS – Einführung und Aufbau eines GIS in Harare / Zimbabwe – involviert, einer der Partnerstädte der Landeshauptstadt München. Ein weiteres neues, aber bekanntes Gesicht aus dem Runden Tisch GIS wurde als siebtes Mitglied in den ansonsten von der Mitgliederversammlung unverändert bestätigten Beirat gewählt: Dr. Holger Schade, seit 2002 in der Geschäftsführung der AED-SICAD AG tätig. Kolbe stellte schließlich jene Themenfelder vor, die vom Vorstand als Trendthemen betrachtet werden und denen sich der Runde Tisch GIS daher künftig verstärkt widmen wird: Dazu zählt etwa das Schlagwort der Smart Cities. Dabei spielen verschiedene Aspekte wie Geodateninfrastrukturen, Geobasisdaten und die Integration von Sensoren zusammen. Der Einsatz dieser Technologien in Stadtumbauprojekten, der Stadt-, Energie-, Mobilitäts- und Umweltplanung hat eine hohe Bedeutung. Der Lehrstuhl für Geoinformatik ist zudem in drei internationalen Projekten zu Smart Cities involviert. Dazu passt auch das zweite Trendthema Building Information Modeling (BIM), dem von der Planung über Konstruktion und Betrieb bis zum Umbau oder Abriss der gesamte Lebenszyklus von Gebäuden in einer Art digitalen Bauakte modelliert wird. Die Integration von BIM und GIS gilt jedoch als Herausforderung. Der Wunsch an den Runden Tisch GIS lautet daher ganz im Sinne seines selbst gestellten Auftrags des Wissenstransfers, als Schnittstelle zu anderen „BIM-Playern“ zu fungieren.

Neue Mitglieder beim Runden Tisch GIS

Der Runde Tisch GIS freut sich über neue Mitglieder: Das finnische Unternehmen Spatineo ist unser jüngstes Firmenmitglied, und die Vorstellung des Bayerischen Landesamtes für Umwelt (LfU) als neues Behördenmitglied sind wir noch vom vorigen Newsletter schuldig.

Unser jüngstes Firmenmitglied Spatineo hat seinen Sitz in der finnischen Hauptstadt Helsinki. Das Unternehmen bietet webbasierte Werkzeuge zur Überprüfung von Servicequalität und Nutzung von Geodatendiensten. Mit den Produkten „Monitor“ und „Performance“ können die Anbieter den Wert und den Nutzen ihrer Dienste belegen und gleichzeitig Zeit und Geld bei den Abläufen sparen, für die sie Geodaten benötigen. Die Online-Dienstleistung von Spatineo ermöglicht es Anbietern von Geodaten die Bedeutung ihrer Geodatendienste zu vergrößern, äußerst verlässliche eServices anzubieten und Routineaufgaben zu automatisieren. Mit Spatineo kann eingesehen werden, wer die Geodaten wann und von wo nutzt, es können Fehler aufgedeckt und präzise Verbesserungen vorgenommen werden. Die Dienste können getestet werden, indem realistische Lasten generiert werden, die von leichter bis zu sehr starker Nutzung reicht. Somit können sehr leicht die Bereiche mit Entwicklungspotential gefunden werden, in der Ressourcen fokussiert investiert werden sollen. Die Firma besteht aus einem internationalen Team mit elf Mitarbeitern aus Brasilien, Deutschland, Finnland, Frankreich sowie Russland.

Das Bayerische Landesamt für Umwelt (LfU) ist die zentrale Fachbehörde für Umwelt- und Naturschutz, Geologie und Wasserwirtschaft in Bayern. Sie erhebt und bewertet Daten über den Zustand der Umwelt in Bayern. Daraus entwickelt sie Ziele, Strategien und Planungen für eine nachhaltige Nutzung und Sicherung der Umwelt. Je nach Aufgabengebiet tritt sie als Fachgutachter auf, gibt Stellungnahmen ab, ist Aufsichts- oder Genehmigungsbehörde. Auf Fachtagungen, in nationalen und internationalen Gremien, als Berater von Wirtschaft, Wissenschaft, Behörden, Kommunen, Politik und Öffentlichkeit, im Internet, unseren Online-Daten- und Infodiensten und mit Publikationen gibt das Landesamt sein Wissen weiter. Geographische Informationssysteme (GIS) sind dabei seit vielen Jahren wichtige Werkzeuge zur Erfassung, Analyse und Bewertung von räumlichen Daten. Den über 800 Mitarbeitern stehen Desktop-GIS-Systeme wie ArcGIS und Cadenza zur Verfügung, ebenso wie Fachanwendungen mit integriertem Kartenteil. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Veröffentlichung von raumbezogenen Umweltinformationen im Internet. Dazu werden zum Beispiel INSPIRE-konforme Geodatendienste zur Visualisierung und zum Download bereitgestellt. Aktuelle Herausforderungen für die bestehende Geodateninfrastruktur sind mobile Anwendungen und 3D-basierte Darstellungen.

 

AUS DER LEHRWERKSTATT

Absolventen und ihre Themen

Hier stellen wir regelmäßig interessante Themen von Absolventen der Hochschulmitglieder des Runden Tisches GIS vor. Das soll zugleich die große Bandbreite möglicher Fragestellungen zeigen, die mit geographischen Daten verbunden sind. Diesmal:

Friedrich Striewski, UNIGIS Salzburg - Master Thesis: Virtual Field Trips based on Story Maps

Virtual Field Trips sind die virtuelle Simulation einer realen Reise oder Exkursion, welche unter Vermeidung logistischer Nachteile eine Vermittlung komplexer, räumlicher Thematiken vornehmlich im Bildungs- und Tourismusbereich anstreben. Anhand von ESRIs ArcGIS Online „Story Map“ -Applikation wurde untersucht, welche neuen Perspektiven sich durch den Einsatz von Webapplikationen für dieses Anwendungsszenario im E-Learning Bereich ergeben und wo die Simulation in ihrer Funktionalität an Grenzen stößt. Exemplarisch wurde eine reale universitäre Exkursion implementiert, anhand derer die Evaluation der Applikation erfolgte. Es zeigt sich, dass die „Story Maps“-Applikation aufgrund ihrer einfachen Bedienbarkeit, ihrer plattformübergreifenden Verfügbarkeit und ihrer Flexibilität, in der Anbindung unterschiedlichster Medientypen und Inhalte gerade auch für wenig erfahrene Nutzer über ein großes Potential verfügt, um eigene Inhalte in einer didaktisch sinnvollen, interaktiven und immersiven Weise zu präsentieren. Insbesondere durch die Ankopplung weiterer Webapplikation und interaktiver Webkarten durch die „ArcGIS for JavaScript API“ als auch durch die Modifikation des Quellcodes eröffnen sich vielfältige Perspektiven. Limitationen ergeben sich hingegen unter anderem in der Darstellung von ressourcenintensiven 3D/4D Inhalten, im kollaborativen Datenaustausch und in der Skalierung von Inhalten auf große Nutzergruppen. Die Arbeit im Volltext.

Irene Fellner, UNIGIS Salzburg – Master Thesis: Auto-generated routing instructions with landmarks for indoor navigation

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, wie Routenbeschreibungen mit Landmarks für die Indoor-Navigation automatisiert auf Basis von Informationen in räumlichen Datenbanken erzeugt werden können. Landmarks sind herausragende und leicht merkbare Objekte einer Umgebung. Vor allem für die Navigation in großen und komplexen Gebäuden sind Landmarks ein wichtiger Bestandteil von Routenbeschreibungen. Gleichzeitig stellt die Indoor-Navigation spezielle Herausforderungen an die automatisierte Erzeugung von Landmark-basierten Routenbeschreibungen. Das Ziel der Arbeit war die Entwicklung eines "Indoor Landmark Navigation Model", welches mit den realen Daten des Campus-GIS der Wirtschaftsuniversität Wien evaluiert wurde. Das „Indoor Landmark Navigation Model" definiert Regeln und Algorithmen für die drei Schritte der Erzeugung von Landmark-basierten Routenbeschreibungen: 1. Auswahl der Objekte und Bewertung deren Eignung als Landmarks; 2. Selektion geeigneter Landmarks für eine spezifische Route; 3. Integration der ausgewählten Landmarks in die Routenbeschreibung. Die Evaluierung zeigt, dass mit dem Model grundsätzlich gültige Routenbeschreibungen mit Landmarks erzeugt werden können. Gleichzeitig weist die Evaluierung auf mögliche Problemfelder sowie Bereiche für zukünftige Weiterentwicklung und Forschung hin. Die Arbeit im Volltext.

Benedikt Böhm und Lukas Lenzer, Hochschule Weihenstephan-Triesdorf, Studiengang Agrartechnik – Projektarbeit: Untersuchung der Arbeitsbreitenausnutzung bei manuellem Lenken

Bei der Bestellung landwirtschaftlicher Nutzflächen war bisher manuelles, paralleles Anschlussfahren der Landmaschinen üblich. Um Effizienzeinbußen durch Fehlstellen und Überlappung zu minimieren, kommen dabei vermehrt Lenksysteme zum Einsatz, deren Nutzen Gegenstand des durchgeführten Projekts war. Da über die Genauigkeit bei manuellem Lenken keinerlei Daten vorhanden waren, wurde eine Untersuchung der Arbeitsbreitenausnutzung bei manuellem Lenken durchgeführt. Untersucht wurden die Abweichungen von zwanzig Fahrern, die angewiesen waren, eine vorgegebene Anzahl von Parallelfahrten mit verschiedenen Arbeitsbreiten abzufahren. Dabei wurden mithilfe eines auf dem Traktor installierten handelsüblichen Lenksystems die entsprechenden bearbeiteten Flächen im Shape-Format aufgezeichnet. Um die Arbeitsbreitenausnutzungen auszuwerten, wurde mit dem Programm QGIS gearbeitet. Mit Hilfe eines Skripts konnte die Abweichung der bearbeiteten Fläche von der Sollfläche berechnet werden. Die Ergebnisse zeigten bei einer Arbeitsbreite von 15 Metern eine durchschnittliche Überlappung von 1,2 Prozent sowie durchschnittliche Fehlstellen von 18,4 Prozent. Die entsprechenden Werte betrugen bei einer Arbeitsbreite von 27 Metern 4,5 und 10,6 Prozent. Während die Ergebnisse selbst sehr spezifisch ausfielen, lässt die entwickelte Methode jedoch eine einfache Erhebung weiterer Daten über die Arbeitsbreitenausnutzung auch bei anderen Maßnahmen zu. Um eine statistisch gesicherte Aussage treffen zu können, sind weitere Untersuchungen unerlässlich, die mit der entwickelten Methode effizient durchgeführt und ausgewertet werden können. Die Arbeit im Volltext.

 

FERNSCHREIBEN

Lehrstuhl für Geoinformatik ist „Ausgezeichneter Ort“ im Land der Ideen

Mit dem Projekt "Smart District Data Infrastructure - Intelligente 3D-Stadtmodelle" gehört der Lehrstuhl für Geoinformatik der TU München zu den 100 Preisträgern des Wettbewerbs „Ausgezeichnete Orte im Land der Ideen“ 2016, die unter rund 1.000 Bewerbungen von einer hochkarätigen Jury ausgewählt wurden.

Immer mehr Menschen zieht es in die Metropolen – eine Herausforderung. Ob Lärm oder Feinstaubbelastung: Damit das Leben in der Stadt lebenswert bleibt, müssen Kommunen planen. Das Konzept Smart District Data Infrastructure, das Geoinformatiker der TU München entwickelt haben, gibt Planern das nötige, flexibel einsetzbare Werkzeug an die Hand. Städte oder einzelne Stadtteile lassen sich damit als virtuelle 3D-Stadtmodelle abbilden, die mit Daten – etwa zum Verkehrsaufkommen – verknüpft sind. So können künftige Entwicklungen anschaulich simuliert und Lösungsansätze frühzeitig erarbeitet werden. Unter dem Motto „NachbarschafftInnovation – Gemeinschaft als Erfolgsmodell“ zeigt das Projekt, wie gemeinschaftliches Handeln innovative Lösungen für Herausforderungen von morgen bieten kann. Weitere Informationen können hier abgerufen werden. Mit dem Wettbewerb würdigen die Initiative „Deutschland – Land der Ideen“ und die Deutsche Bank zukunftsweisende Ideen, die die Potenziale von Nachbarschaft im Sinne von Gemeinschaft, Kooperation und Vernetzung nutzen und so einen gesellschaftlichen Mehrwert zur Lösung von gegenwärtigen oder künftigen Herausforderungen schaffen.

Kollaborative Energiesimulation im 3D-Stadtmodell

Im Rahmen des Climate-KIC geförderten Projekte 3DGPC und DeepDive Green Moabit hat die virtualcitySYSTEMS GmbH in Kooperation mit dem European Institute For Energy Research (EIFER), Electricité de France (EDF) und dem Chair for Sustainable Planning and Urban Design der TU Berlin einen Demonstrator zur energetischen Simulation in Städten erstellt. Der Demonstrator greift die Diskussion im Quartier Berlin-Moabit über den Austausch der bestehenden Gaslaternen durch LED-Leuchten auf.

Zur Simulation unterschiedlicher Szenarien integriert der Demonstrator die City Simulation Platform von EDF in die 3D-Geodateninfrastruktur von virtualcitySYSTEMS. Diese beinhaltet als Datenhaltungskomponente die virtualcityDATABASE mit dem virtualcityWFS, welcher eine Web-Schnittstelle zum Zugriff auf die Lampendaten (CityGML) anbietet. Die Visualisierung wird durch die virtualcityMAP ermöglicht. In der Simulation werden die CO2 Emissionen, der Energieverbrauch und die Betriebskosten berechnet. Die Berechnungen werden für das Business as Usual Szenario (Gaslaternen) sowie für definierte Szenarien (unterschiedliche LED Leuchten) in dem ausgewählten Gebiet durchgeführt. Zudem werden die verschiedene Lampentypen in dem 3D-Stadtmodell der Stadt Berlin visualisiert, so dass die Auswirkungen auf das Straßenbild mit berücksichtigt werden können. Die ersten Ergebnisse stellen die Energieeinsparungspotentiale und die möglichen CO2 Reduktionen sowie die Auswirkungen auf das Straßenbild anschaulich dar und können dadurch Entscheidungsprozesse unterstützen. Zur Konferenzmesse Metropolitan Solutions wurde der Demonstrator in die CHORA-BrainBox der TU Berlin integriert. Die BrainBox ist ein Smart City Lab, in dem kollaborativ Szenarien entwickelt und Entscheidungen getroffen werden können. Für die Zukunft sind weitere Simulationsszenarien im Rahmen des Projektes Green Moabit und in Rahmen eines Pilotvorhabens in Helsinki geplant.