P: Geodatenpräsentation, Geovisualisierung und –datenbereitstellung

Während der Bearbeitung am Bildschirm spielt die interaktiv-graphische Präsentationsform unter modernen graphischen Benutzerschnittstellen (GUI – Graphical User Interface) die entscheidende Basis zur Kommunikation zwischen Nutzer und System. Die wichtigsten Grundfunktionen wie Displaymanagement, Anzeigen, Verschieben (Pan), Vergrößern/Verkleinern (Zoom), Fenstertechnik (Windowmanagement) sind hier bereitzustellen.

Die Ergebnisse räumlicher Abfragen und Analysen lassen sich dann in unterschiedlichster Form darstellen. Kartographische Ausgabeformen sind neben Karten auch eine Vielzahl anderer Darstellungen wie Perspektiven, Längsschnitte, Sichtbarkeitskarten, Kartodiagramme, Überlagerungen von Rasterdaten und Vektordaten usw. (vgl. Hake et al., 2001). Datenpräsentation schließt neben der Kartenausgabe aber vielfältige andere Ausgabeformen wie Tabellen, Berichte sowie multimediale Komponenten ein. Zur alphanumerischen Ausgabe können Berichte und Listen generiert werden, die Datenbankauszüge und thematische Übersichten präsentieren. Ad hoc Anfragen in SQL zur Untersuchung des Datenbestandes nach bestimmten Kriterien sind ebenso wichtig wie permanent wiederkehrende Anfragen, die als Makros abgelegt das tägliche Arbeiten mit dem System vereinfachen.

Gerade durch die Möglichkeiten, Kartenausgaben durch Bilder, Video- oder Audiosequenzen anzureichern oder die in den Geodaten gespeicherte Welt virtuell im Rechner begehbar (Virtual Reality) oder durch Kombination der virtuellen mit der realen Welt mittels Augmented Reality erlebbar zu machen, lassen sich z. B. Planungen den betroffenen Bürgern deutlich besser kommunizieren.

Auch für den mobilen Nutzer müssen Geodaten verfügbar gemacht werden. So lassen sich z. B. mittels Tablet- oder Laptopcomputern und GNSS durch die Mitarbeiter einer Verwaltung die umfangreichen Datenbestände pflegen und fortführen. Der Bürger einer Stadt, der Besucher oder der potenzielle Investor nutzen heute bereits und erwarten zukünftig noch mehr Geodaten auf ihren mobilen Endgeräten wie z. B. dem Smartphone.

Daten und Ergebnisse aus GIS werden von Dritten heute regelmäßig in digitaler Form zur integrierten Weiterverwendung für eigene Zwecke benötigt und sind in entsprechend lesbaren Austauschformaten zu differenten Softwaresystemen wie CAD, DTP, Datenbanken und Textverarbeitung ggf. via Internet/Intranet bereitzustellen. Die analogen Formate/Karten dienen dabei meist nur noch dem rechtlichen Nachweis.

Daten können im GIS-Umfeld entweder im Raster- oder Vektorformat ausgetauscht werden. Rasterdaten sind ein einfaches Abbild der Visualisierung des GIS-Inhaltes in zeilen- und spaltenweiser Schwarz/Weiß- oder Farbinformation für die einzelnen Pixel. Weitere attributive oder relationale Informationen fehlen. Gängig sind zum einem aus der Bildverarbeitung bekannte Formate wie das Tagged Image File Format (TIFF), das JPEG Interchange Format (JPG) oder das Portable Network Graphics Format (PNG). Diese eignen sich zum Austauschen von 2D-Rasterbilddaten, wie Luft- und Satellitenbildern oder klassifizierten Wertefeldern, in denen die Werte in endlich vielen Farben oder Graustufen kodiert sind. Die Geokodierung (Ursprung, Zellweiten, Orientierung im zu Grunde liegenden Koordinatensystem) der Bilddaten kann dabei entweder in speziell erweiterten Formaten direkt mitgeführt werden (GeoTIFF) oder wird in zusätzlichen Dateien (world-Dateien) abgelegt. Weiterhin haben sich einige, zumeist generische Standardformate für den Austausch von 4D-Rasterdaten mit unterschiedlichen Thematiken, Raum- und Zeitbezugssystemen etabliert. Beispiele sind das Hierarchical Data Format (HDF), das Grid in Binary Format (GRIB) und das Network Common Data Format (netCDF) ein binäres Dateiformat, das durch die Angabe der Byte-Reihenfolge im Header maschinenunabhängig ist und sich als offener Standard in letzter Zeit etabliert. Diese Formate werden häufig auch zum Austausch von Mess- und Simulationsdaten genutzt.

Neben Rasterformaten werden im GIS-Umfeld insbesondere Vektorformate für den Datenaustausch verwendet. Zunächst wurden spezifische Vektoraustauschformate zwischen einzelnen Komponenten definiert, teils um der scheinbaren Einfachheit und/oder Güte wegen (z. B. das Austauschformat EDBS (Einheitliche Datenbankschnittstelle) für ALK-Daten) oder um sich als Hersteller gegen Mitbewerber abzugrenzen. Beispiele sind Formate wie dxf des Unternehmens Autodesk und das im GIS-Bereich sehr weit verbreitete shape (SHP) des Unternehmens ESRI. Heute geht man mehr und mehr zu standardisierten Datenaustauschformaten auf Basis der Extensible Markup Language (XML) und hier speziell für räumliche Daten der Geography Markup Language (GML) über. Diese allgemein räumliche Strukturen (Punkte, Linien, Polygone in 3D) definierenden Formate werden fachspezifisch z. B. für den Wasser- (WaterML), Gebäude- (CityGML) oder national den Katasterbereich (GeoInfoDok) erweitert. Im internationalen Bereich hat sich hierzu das OGC gebildet, in dem Verwaltungen, Forschungseinrichtungen und Unternehmen zur Entwicklung qualitativ höchstwertiger Prozesse und räumlicher Standards mitarbeiten. Im Beispiel des heutigen Katasterwesens in Deutschland in Form von ALKIS wurde die Normbasierte Austauschnittstelle (NAS) inklusive einer Nutzerbezogenen Bestandsdatenaktualisierung (NBA) als Austauschformat etabliert. Mit der NBA lassen sich Sekundärdatenbestände durch Differenzdatenabgabe aktualisieren. Auch die Bereitstellung historischer Zustände ist hier möglich.