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Über dieses Buch

Die Geoinformatik widmet sich der Entwicklung und Anwendung von Methoden und Konzepten der Informatik zur Lösung raumbezogener Fragestellungen unter besonderer Berücksichtigung des räumlichen Bezugs von Informationen. Sie beschäftigt sich mit der Erhebung oder Beschaffung, mit der Modellierung, mit der Aufbereitung und vor allem mit der Analyse sowie mit der Präsentation und der Verbreitung von Geodaten.

Das Werk versteht sich als breit angelegte, methodische Einführung in die Geoinformatik. Behandelt werden zehn zentrale Gebiete:

- Ansatz und Aufgaben der Geoinformatik

- Grundbegriffe und allgemeine Grundlagen der Informationsverarbeitung

- Grundlagen aus der Informatik

- räumliche Objekte und Bezugssysteme

- digitale räumliche Daten: Datengewinnung, Geobasisdaten und VGI

- Standards und Interoperabilität von Geodaten

- Visualisierung raumbezogener Informationen

- Datenorganisation und Datenbanksysteme

- Geoinformationssysteme

- Fernerkundung und Digitale Bildverarbeitung.

Entstanden ist ein umfassendes Handbuch für Studium und Praxis, das die Inhalte der Geoinformatik anwendungsbezogen zusammenführt und das darüber hinaus vielfältige Hintergrundinformationen liefert. Norbert de Lange hat die vorliegende vierte Auflage aktualisiert und wesentlich erweitert. Neu hinzugekommen sind Inhalte u.a. zur Entwicklung von Apps, zu graphischen Präsentationen im Web, zu Geodatenbanken und zu modernen Klassifikationsverfahren. Viele Beispiele wurden ergänzt, die aus Seminarveranstaltungen stammen und die sich zur Verdeutlichung der Methoden bewährten haben.

Dieses Buch präsentiert noch immer die einzige integrierte Darstellung der Geoinformatik in deutscher Sprache.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einführung

Zusammenfassung
Die Geoinformatik ist ein junges, interdisziplinäres Fachgebiet. Entstehung, Definition, Inhalte und Fragestellungen der Geoinformatik sowie die Bedeutung von „GIS“ als „GI-Science“ werden erläutert. An einer Planungsaufgabe wird aufgezeigt, wie Geoinformatik zur Lösung einer planungsrelevanten Fragestellung beitragen kann. Ferner werden aktuelle Themen und schließlich ethische Herausforderungen der Geoinformatik benannt.
Norbert de Lange

Kapitel 2. Grundbegriffe und allgemeine Grundlagen der Informationsverarbeitung

Zusammenfassung
Allgemeine Grundbegriffe der Informatik stehen in diesem Kapitel im Mittelpunkt. Der Algorithmusbegriff wird an einem Beispiel anschaulich eingeführt. Insbesondere wird die Transformation von Objekten der realen in die digitale Welt erläutert, d.h. Digitalisierung (u.a. Dualzahlensystem, Rechnen mit Dualzahlen). Behandelt werden ferner der Aufbau von Computersystemen nach Hard- und Software) sowie abschließend Grundlagen zu Netzen und zur Vernetzung von Computersystemen.
Norbert de Lange

Kapitel 3. Grundlagen aus der Informatik

Zusammenfassung
Dieses Kapitel stellt Grundlagen aus der Informatik zusammen, um zum einen dem Bezug zur Informatik und der Brückenfunktion der Geoinformatik Rechnung zu tragen, und zum anderen, um grundlegende Konzepte und Zusammenhänge aufzuzeigen: u.a. Programmierung von Computersystemen mit Beispielen zur objektorientierten Programmierung und Erstellen von Apps. Angeführt werden grundlegende Informationen zu Algorithmen (u.a. Komplexität) sowie insbesondere zentrale Algorithmen der Geoinformatik. Am Ende werden Modelle der Softwareentwicklung thematisiert, die als Prozessmodelle auch außerhalb der Informatik einzusetzen sind.
Norbert de Lange

Kapitel 4. Geoobjekte und Bezugssysteme

Zusammenfassung
Im Mittelpunkt stehen Geoobjekte, die aufgrund ihrer topologischen Eigenschaften kennzeichnend für die Geoinformatik sind und die sich dadurch grundlegend von anderen Teildisziplinen der Informatik unterscheiden. Ausführlich wird die Darstellung von Geoobjekten in Koordinatensystemen, in Netzentwürfen und Kartenprojektionen sowie in geodätischen Bezugssystemen behandelt. Thematisiert werden Geodätische Abbildungen (u.a. UTM) und in einem Anwendungsbeispiel die Georeferenzierung in einem Geoinformationssystem.
Norbert de Lange

Kapitel 5. Digitale räumliche Daten: Datengewinnung, Geobasisdaten und VGI

Zusammenfassung
Kapitel 5 ist den digitalen räumlichen Daten gewidmet. Neben Grundlagen zur digitalen Erfassung erfolgt eine Einführung in die satellitengestützte Bestimmung von Lagekoordinaten (GNSS) und in das Airborne Laserscanning. Ausführlich werden Geobasisdaten der deutschen Landesvermessung (ALKIS u. ATKIS) sowie Volunteered Geographic Information thematisiert.
Norbert de Lange

Kapitel 6. Standards und Interoperabilität von Geodaten

Zusammenfassung
Vor dem Hintergrund von Datenaustausch und Mehrfachnutzung von Geodaten behandelt Kapitel 6 die Themen Standardisierung, Interoperabilität von Geodaten sowie vor allem Geodatendienste (Webservices wie z.B. WMS). Ferner werden Metadaten und Qualität von Daten thematisiert. Zudem stellen Geodateninfrastrukturen einen Schwerpunkt dar.
Norbert de Lange

Kapitel 7. Visualisierung raumbezogener Informationen

Zusammenfassung
Kapitel 7 stellt eine Brücke zwischen (klassischer) Kartographie und digitaler Visualisierung raumbezogener Informationen dar, wobei insbesondere Anwendungen im Web erläutert werden. Besonderes Gewicht liegt auf den Grundlagen der graphischen Semiologie und deren Umsetzungen zur Gestaltung von graphischen Präsentationen in der Geoinformatik und in Geoinformationssystemen (insb. Einsatz von Farbe als Stilmittel).
Norbert de Lange

Kapitel 8. Datenorganisation und Datenbanksysteme

Zusammenfassung
Kapitel 8 beschäftigt sich vor allem mit Relationalen Datenbanken und deren Modellierung. Insbesondere werden Anwendungen im Rahmen von Geoinformationssystemen aufgezeigt ebenso wie Auswertungsbeispiele mit SQL. Erläutert werden auch Geodatenbanken, die viele Funktionen eines Geoinformationssystems aufweisen.
Norbert de Lange

Kapitel 9. Geoinformationssysteme

Zusammenfassung
Geoinformationssysteme bilden einen konzeptionellen wie auch technischen Schwerpunkt der Geoinformatik. Behandelt werden Kennzeichen von GIS und die Abgrenzung zu Web-GIS. Insbesondere wird auf die Modellierung von Geoobjekten in einem Vektor- und Raster-GIS eingegangen, wobei insbesondere die topologische Modellierung betrachtet wird. Ferner sind raumbezogene Analysen Kernthemen des neunten Kapitels, das auch in die Analyse räumlicher Netze sowie in die räumliche Interpolation und Modellierung von Flächen einführt.
Norbert de Lange

Kapitel 10. Einführung in die Fernerkundung und digitale Bildverarbeitung

Zusammenfassung
Kapitel 10 führt in zentrale Fragen, Aufgaben und Methoden der Fernerkundung und digitalen Bildverarbeitung ein. Behandelt werden u.a. physikalische Grundlagen, das Grundprinzip der Fernerkundung, bedeutende satellitengestützte Aufnahmesysteme sowie vor allem grundlegende Verfahren der digitalen Bildverarbeitung wie z.B. Atmosphärenkorrektur oder räumliche Filteroperationen. Ausführlich werden Klassifikationsverfahren thematisiert: klassische Verfahren aufgrund statistischer Parameter und moderne Ansätze auf Basis von Methoden der Künstlichen Intelligenz.
Norbert de Lange

Backmatter

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