Geokodieren von Adressen

Für die maschinelle Verarbeitung von Geoinformationen werden meist Koordinaten verwendet. So kann ein Computer z.B. die Distanz zwischen zwei Punkten präzise berechnen. Wir Menschen hingegen können in der Regel mit Koordinaten wenig anfangen und bevorzugen eine menschenlesbare Darstellung wie Ortsbeschreibungen oder Adressen.

Unter Geokodieren (Englisch: geocoding) versteht man den Transformationsprozess von menschenlesbaren Namen in Koordinaten. Handelt es sich um postalische Adressen, spricht man von Adressdaten geokodieren.

Geokodierung kommt täglich zum Einsatz, z.B. dann, wenn du den Namen eines Restaurants im Navi eingibst. Darüber hinaus tritt Geokodierung häufig an der Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine auf. Aus diesen Gründen gehört Geokodierung zu den wichtigsten Technologien bei der Verarbeitung von Geodaten.

Beim Geokodieren werden menschenlesbare Namen in geografische Koordinaten umgewandelt. Ein paar Beispiele für solche Namen sind:

Die oben aufgeführten Namen haben eines gemeinsam: Sie bezeichnen ein Objekt, das sich an einem bestimmten Standort befindet. Das Ziel des Geokodierens ist es, die Koordinaten dieser Objekte anhand der Namen zu ermitteln. Häufig handelt es sich bei den Namen um Adressen. Der Fokus dieses Arbeitsblatts und der Übungsaufgaben ist deshalb das Geokodieren von Adressen. Um Adressen auf einer Karte zu finden, wird eine enstprechende Software (Geocoder) benötigt.

Abbildung 1 visualisiert die Eingabe und Ausgabe eines Geocoders. Beispielsweise nimmt der Geocoder den Text "Genfergasse 14, 3011 Bern" und gibt die Koordinaten (Breiten- und Längengrad) dafür aus. Viele Geocoder bieten ebenfalls eine Umkehrfunktion an. Dabei bilden die Koordinaten die Eingabe und werden in die nächstgelegene Adresse transformiert.

Die grundsätzliche Funktionsweise eines Geocoders lässt sich wie folgt zusammenfassen: In einer Datenbank sind verschiedene Informationen zu allen durchsuchbaren Orten gespeichert. Für jeden Ort sind ausserdem die Koordinaten bekannt. Algorithmen überführen dann die unstrukturierte Eingabe in ein strukturiertes Datenformat und suchen in der Datenbank nach passenden Orten.

Geocoder haben typischerweise zwei Eingabe-Optionen: Strukurierte und unstrukturierte Eingabe. Bei der strukturierten Eingabe sind für jedes Attribute, wie Strassen, Ort, ein eigener Parameter vorgesehen. Bei der unstrukturierten Eingabe muss man sich nicht an ein festes Schema halten. Statt "Genfergasse 14, 3011 Bern" kann man z.B. auch die Postleitzahl weglassen und nach "Genfergasse 14 Bern" suchen. Ausserdem sind verscheidene Schreibweisen, wie z. B. "Oberseestrasse 99" und "Oberseestr. 99" unterstützt. Grundsätzlich kann nicht immer garantiert werden, dass ein perfekt passender Ort gefunden wird. Deshalb gibt ein Geocoder häufig mehrere Orte aus, die nach der Relevanz absteigend sortiert sind.

Die konkrete Funktionsweise und der genaue Funktionsumfang des Geocoders sowie die Qualität der Resultate sind letztendlich vom verwendeten Geocoder abhängig. Es gibt viele verschiedene Geocoder. Sehr häufig wird das Geokodieren auch als Service angeboten. Dies macht Geokodierung einfach verfügbar und hat den Vorteil, dass man die Geodaten in der Datenbank nicht selbst pflegen muss. Zu den bekanntesten Services gehören beispielsweise:

Doch Geokodierung als Service hat auch Einschränkungn, die man beachten muss. Die Dienstleistungen haben z.B. häufig einschränkende Nutzungsbedingungen. Bei Nominatim ist beispielsweise nur eine Anfrage pro Sekunde möglich. Bei kommerziellen Services sollte man auf jeden Fall das Preismodell genauer betrachten.

In dieser Aufgabe geht es darum, eine einzelne Adresse in QGIS zu geokodieren. Der Nominatim Geocoder ist in QGIS integriert. Dieser Dienst verwendet Daten von OpenStreetMap. In wenigen Schritten kannst du damit eine beliebige Eingabe geokodieren.

Der Hauptanwendungsfall von Geokodieren ist die Standortsuche von Objekten anhand deren Namen/Adressen. Diese geografische Suchfunktion kommt in zahlreichen spezifischen Anwendungsfällen zum Einsatz. Ein paar Beispiele davon sind:

Doch nicht jedes Suchproblem lässt sich mit Geokodieren lösen. Möchte man z.B. nach allen italienischen Restaurants in Zürich suchen, ist ein Geocoder nicht geeignet. Bei solchen Suchen nach Typen von Ojekten erwartet man schliesslich mehrere treffende Resultate. Von einem Geocoder hingegen erwartet man das bestmögliche Resultat zur Eingabe.

Geokodieren ist besonders hilfreich, wenn es darum geht, eine unstrukturierte Texteingabe von Menschen zu verarbeiten. Liegen z. B. Adressen in einem strikten Schema vor, ist der direkte Abgleich mit den Adressdaten der Schweizerischen Post wohl möglich die bessere Lösung.

In dieser Aufgabe verwendest du die Nominatim-Sammelgeokodierungs-Funktion, um mehrere Adressen in einer Datei zu geokodieren.

In dieser Aufgabe wirst du das GeoCoding-Plugin in QGIS verwenden, um mittels «reverse geocoding» die nächstgelegene Adresse eines beliebigen Punktes zu ermitteln.

Sind die folgenden Aussagen richtig oder falsch?

Dieses Arbeitsblatt behandelt den Einstieg in das Thema Geokodieren von Adressen in QGIS. Du besitzt nun die nötigen Grundkenntnisse, um das Thema weiter zu vertiefen. Ausserdem kannst du in deinen zukünftigen GIS-Projekten einzelne sowie mehrere Adressen aus einer Datei geokodieren.

Weiterführende Quellen sind:

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