Einführung in QGIS 3: Was sind Geodaten? (Kapitel 2)

Die Vorsilbe "geo" stammt aus dem Griechischen und bedeutet Erde. Geodaten müssen also Daten sein, die einen Bezug zur Erde haben.

Raumbezug kann so gedeutet werden, dass ein Objekt zu einem Ort auf der Erde zugeordnet werden kann. Dabei werden zwei verschieden Arten von Raumbezug unterschieden. Wird wie z.B. in der amtlichen Vermessung der Raumbezug durch gemessene zwei- oder dreidimensionale Koordinaten angegeben, dann spricht man von direktem Raumbezug. Im Bereich der amtlichen Statistik hingegen müssen die Koordinaten für die Positionierung von Informationen im Raum nicht so genau sein. Dort werden die Informationen oft mit generalisierten administrativen Grenzen wie die Kantonsgrenzen verknüpft. In so einem Fall wird von indirektem Raumbezug gesprochen.

Stelle dir vor, du hast ein Mobiltelefon oder eine Kamera mit eingebautem GPS, mit denen du die Position, an welcher du gerade stehst, bestimmten kannst. Wenn du nun ein Foto machst, so können die Koordinaten, an der du das Foto gemacht hast, im digitalen Bild mit abgespeichert werden. Das Foto hat also einen Raumbezug.

Objekten ohne Raumbezug kann oftmals ein direkter oder indirekter Raumbezug zugeordnet werden. Dieser Vorgang wird "georeferenzieren" genannt. Bei Postadressen kann der Raumbezug durch "geocodieren" zugeordnet werden. Der Raumbezug bezieht sich natürlich immer auf eine Erdabbildung, d.h. auf ein Koordinatensystem. Diese Koordinatensysteme wurden eingeführt, um die geographische Lage eines Ortes auf der Erde in Zahlen angeben zu können. Die verschiedenen Koordinatensysteme kennst du bestimmt noch aus dem Geografieunterricht. Falls du dein Wissen in diesem Bereich wieder etwas auffrischen möchtest, kannst du dies mit Hilfe des Leitprogramms "Karten" tun. Dieses Leitprogramm ist auf dem EducETH-Server erhältlich. Mehr zu Koordinatensysteme siehe später.

Geodaten können entweder in Form von Raster- oder von Vektordaten abgespeichert werden. Was heisst das genau?

Koordinatensysteme verwenden Kartenprojektionen. Es gibt verschiedene Synonyme und Abkürzungen für Koordinatensysteme: Koordinatenbezugssystem (KBS, spatial reference systems, SRS) oder Koordinatenreferenzsystem (KRS, englisch coordinate reference system, CRS).

In GIS werden Koordinatensysteme bzw. Kartenprojektionen mit einem EPSG-Code - eine vier- bis fünfstelligen Zahl - angegeben, beispielsweise 2056 für das Schweizer Koordinatensystem "CH1903+/LV95".

QGIS hat einige nützliche Werkzeuge, um nach spezifischen Projektionen zu suchen. Hierzu kann QGIS in Echtzeit das KBS für ein Projekt umprojizieren.

Um das Koordinatensystem eines Projekts zu ändern, kannst du in der Statusleiste auf den EPSG-Code klicken und ein neues Koordinatensystem auswählen.

In einem ersten Schritt sollen nun die Vektordaten aus der ersten Übung eingefügt werden. Klicke dazu im Browser auf den Reiter GeoPackage, wenn du dann nicht den Reiter einfuehrung_in_qgis_daten.gpkg siehst, mach einen Rechtsklick auf GeoPackage, wähle Neue Verbindung…​ und navigiere dich zum Aufgaben-Ordner für Teil 1. Falls du den Browser nicht findest, dann öffne ihn unter Bedienfelder, wie du es in Kapitel 1 gelernt hast. Wenn du die Datenbank siehst, öffne den Reiter und nutze Rechtsklick und wähle Layer zu Projekt hinzufügen um sowohl Kantonsgrenzen als auch Seen der Karte hinzuzufügen.

Wähle die Kantonsgrenzen als Hintergrund für die Kartenübersicht. Falls du nicht mehr genau weisst, wie du vorgehen musst, schaue nochmals in der ersten Übung nach.

Welche Informationen sind denn überhaupt in den beiden Layers gespeichert? Dies wollen wir uns nun etwas genauer anschauen. Klicke dazu mit der rechten Maustaste auf den Layer Seen und wähle Attributtabelle öffnen. Es öffnet sich die Tabelle mit den thematischen Informationen, die zu den Seen erfasst wurden. Welche Informationen wurden als Attribut abgespeichert?

Aufgabe 4
Schaue dir die Tabelle genau an und schreibe auf, welche Daten die einzelnen Spalten beinhalten.

Aufgabe 5
Mache das Gleiche auch für die Kantonsgrenzen.

Die Rasterdaten sollen in Form eines WMS-Layers eingelesen werden. Weisst du noch, was ein WMS-Layer ist? Wenn nicht, schaue nochmals im Theorieteil nach.

Der Bund bietet auf seiner Homepage einen Überblick über die verfügbaren WMS-Dienste an.

Unter dem Titel "Verfügbare WMS-Dienste" sind unter "GetCapabilities" die Anfragen in Form von Links abgespeichert. Wenn du z.B. auf den Link http://wms.geo.admin.ch/?REQUEST=GetCapabilities&SERVICE=WMS&lang=de klickst, wird eine Anfrage an den Server http://wms.geo.admin.ch/ gestartet und du erhältst als Antwort eine Auflistung der verfügbaren WMS-Services.

Unter "Title (Titel)" findest du den Titel des WMS-Services und unter "Abstract (Zusammenfassung)" eine kurze Beschreibung, was genau in den Daten abgespeichert ist. Zusätzlich sind auch Informationen über die Ausdehnung und die möglichen Koordinatensysteme erhältlich.

Aus diesen Daten möchten wir die Übersichtskarte in unser Projekt einbinden. Wähle im Werkzeugkasten Layerverwaltungswerkzeugleiste das Werkzeug WMS/WMTS Layer hinzufügen…​ . Wenn du im Reiter Layer beim obersten Balken auf den Pfeil klickst, siehst du, dass bereits einige Services standardmässig eingebunden sind. Um den Service mit den öffentlichen Daten der Bundes Geodaten-Infrastruktur (BGDI) ebenfalls einzubinden, muss eine neue WMS-Verbindung erstellt werden. Dazu muss auf die Neu-Schaltfläche geklickt werden. Gib im Fenster Neue WMS/WMTS-Verbindung anlegen den Namen der Verbindung an (z.B. WMS-BGDI) und die URL zum gewünschten Server (in unserem Fall http://wms.geo.admin.ch/). Benutzername und Passwort werden in diesem Fall nicht gebraucht. Füge die neue WMS/WMTS-Verbingung hinzu, indem du auf die OK-Schaltfläche klickst.

Wenn du jetzt nochmals auf den Pfeil des ersten Balkens klickst, sollte die neu angelegte Verbindung ebenfalls erscheinen. Wähle diese aus und klicke auf Verbinden.

Nun werden alle WMS-Dienste angezeigt, die auf dem Server der BGDI öffentlich angeboten werden. Klicke auf die Übersichtskarte Hydrogeologie und wähle als Layername „Übersichtskarte“ und ändere das Koordinatenbezugssystem von WGS 84 auf das schweizerische Bezugssystem CH1903 / LV03. Am Einfachsten wählst du den Filter aus und gibst als Text CH1903 ein. So erscheint das gewünschte System in der Auswahl. Anschliessend können der WMS-Layer hinzugefügt und das Fenster geschlossen werden.

Damit die Übersichtskarte im Kartenfenster nicht die Kantonsgrenzen und Seen überdeckt, muss die Layerreihenfolge angepasst werden. Denke dir eine geeignete Reihenfolge aus und wende sie an.

Zum Schluss dieser Übung sollst du dir die Unterschiede zwischen Vektor- und Rasterdaten nochmals etwas genauer anschauen.

Aufgabe 6
Blende dazu den Layer mit den Kantonsgrenzen aus und zoome zu einem beliebigen See. Zoome am Uferbereich immer weiter hinein und beobachte, was mit den Seegrenzen bei den Vektor- und den Rasterdaten passiert und welches die Unterschiede sind. Wenn nicht beide Grenzen sichtbar sind, kannst du die Seen ein- und ausblenden, um auch die Rasterdaten unter dem See-Layer zu sehen. Schreibe deine Beobachtungen in eigenen Worten auf.

Speichere dein Projekt ab. In der nächsten Übung wirst du mit dem gleichen Projekt weiterarbeiten. Aber vorher musst du noch den Kapiteltest bestehen.