WO2002065402A1 - Geographisches informationssystem mit rasterdatensatz - Google Patents

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WO2002065402A1
WO2002065402A1 PCT/EP2001/015099 EP0115099W WO02065402A1 WO 2002065402 A1 WO2002065402 A1 WO 2002065402A1 EP 0115099 W EP0115099 W EP 0115099W WO 02065402 A1 WO02065402 A1 WO 02065402A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
data
information system
geographic information
partial
raster
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Application number
PCT/EP2001/015099
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English (en)
French (fr)
Inventor
Albrecht Maucher
Original Assignee
Vodafone Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vodafone Ag filed Critical Vodafone Ag
Priority to EP01991871A priority Critical patent/EP1360651A1/de
Publication of WO2002065402A1 publication Critical patent/WO2002065402A1/de

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/05—Geographic models

Definitions

  • the invention relates to a geographic information system with a data processing system in which at least one data record with geographic
  • Raster data is stored for processing.
  • GIS geographic information system
  • the geographic information system deals with maps and registers that are integrated with each other.
  • the geographic information system is currently used as a tool, especially for town planning and processing.
  • the geographic information system is also used in particular for map reports, planning, advanced analyzes, operation and maintenance of technical systems and market analyzes.
  • the geographic information system is a computer-based tool that enables the user to collect, manage, modify and evaluate area-related geographic data. Such data are available in the form of spatial (graphic) data and descriptive information.
  • the spatial data deal with the location, characteristics and the relationships of geometric information with one another, e.g. Distances, neighborhood relationships, area sizes etc.
  • the descriptive data relate to the closer properties of the geometric data.
  • the geographic information system can therefore not only be drawn, but the real world can be represented model-based by the simultaneous processing of descriptive data.
  • different thematic maps are used for this, such as topographical maps, groundwater maps, soil types, land use types, roads, rivers, but e.g. B. also administrative boundary maps as a basis.
  • a geographic information system includes in addition to the
  • a data type contains information about the existing maps (thematic maps, topographic maps, parcels, etc.).
  • Another data type includes the
  • Remote sensing data and image data (aerial and satellite images, photos, videos etc.).
  • the other two data types contain existing digital databases (measurement data,
  • GIS data record is ultimately created, which in turn consists of composite logical data records which contain all the geometries and feature information for the GIS project.
  • a database developed in this way forms the basis for the evaluation and assessment using GIS methods. For example: cartographic analyzes such as intersections, overlays, thematic queries etc., network analyzes, topographical-spatial analyzes, model applications that are linked to the GIS data set, statistical analyzes and classifications as well as digital image processing techniques.
  • each data record represents a raster unit. It is also known to display several raster data records together.
  • an equidistant grid is placed over the area to be displayed. The grid width determines the distance between the grid lines. The grid lines are aligned parallel to the axes of a defined Cartesian coordinate system. A value is determined and stored along the grid lines. The area to be displayed is thus scanned at equidistant points to which discrete values can be assigned.
  • a disadvantage of previous GIS planning is that the mosaic data sets used here by the data processing system, ie a data set corresponds to one unit, can often only process raster data sets with a uniform raster width.
  • the display of several raster data records requires the separate handling of all raster data records involved, which cannot be processed together as a unit.
  • the resulting large volumes of data are directly involved in the processing time.
  • the resolution is correspondingly reduced according to the prior art. Disclosure of the invention
  • the object of the invention is therefore to eliminate the disadvantages of the prior art and in particular to design the geographical information system in such a way that the data volumes are reduced, i.e. the processing time is shortened without
  • the object is achieved in that, in a geographic information system of the type mentioned at the outset, the data set is assigned a raster data set designed as a unit.
  • the invention is fundamentally based on the principle of now treating a data record as a uniform raster data record in a geographic information system.
  • geographical information can be linked to that of the data record.
  • the raster data record configured as a unit is in turn formed from a plurality of individual partial raster data.
  • several screening levels or resolutions can be achieved, in particular when the information is displayed. For example, be required to simultaneously represent an inhabited area with a higher resolution than a rural area. This can be done easily with the use of several partial grid data sets.
  • this data volume is greatly reduced without any loss of resolution. At the same time, the computing times are reduced accordingly.
  • the data record consists directly of the content of the raster data record.
  • the data record no longer needs to be mapped on the raster data record.
  • the content of the data record is advantageously formed from the content of one or more real partial raster data records.
  • the partial grid data records can be combined again in a suitable form. This often reduces the storage space required and thus increases the computing speed.
  • the way of summarizing the partial grid data records can be carried out according to predetermined rules. The rules can advantageously be varied as needed to adapt them to the appropriate requirements.
  • the rasters of the raster data records each have different raster distances.
  • the partial raster data records can advantageously be designed according to technical data types of pixel values.
  • different attributes can be assigned to the partial raster data records in a suitable manner.
  • additional data are additionally added to the raster data record, in particular to provide a geographical reference, application-specific information, and support for the administration of a
  • the rasters of the raster data sets are designed at right angles for easier calculation.
  • the grid spacings of a grid are provided equidistantly.
  • one or more partial raster data records can be displayed separately or simultaneously. Partial areas of one or more partial raster data records can advantageously also be represented.
  • 1 shows a lattice structure of a multiraster geodata set.
  • Fig. 2 shows a lattice structure as in Fig. 1, but with reference to attribute and
  • FIG. 3 shows the basic grid level of FIG. 1 or FIG. 2.
  • FIG. 4 shows the small grid level of FIG. 1 and FIG. 2.
  • FIG. 5 shows the homogenized view of a lattice structure, as in FIG. 1 or FIG.
  • FIG. 6 shows a fractional view of a lattice structure, as in FIGS. 1 and 2.
  • the raster data record 11 is formed from partial raster data records 12a and 12b.
  • the partial grid data sets 12a, 12b are square grids 14, 16 in the present exemplary embodiment.
  • the grid widths are therefore the same, ie the sides of each rectangle 18 of a partial grid data set 12a or 12b are of equal length.
  • a plurality of partial raster data records 12a, 12b, each with different raster widths are generally used.
  • the partial raster data record 12b with the smallest raster width is Called small grid. All other raster widths of the partial raster data records 12a are always whole multiples of the small raster 12b.
  • the partial grid data record 12a is called the basic grid.
  • the grid lines 20 of a grid used in a raster data record 11 are simultaneously the grid lines 20 of all grids of smaller raster widths used in the same geodata record.
  • Levels 22, 24 are assigned to the individual grids.
  • the area shown is displayed in at most one raster width. If there is valid data for a raster width in one level 24 as in point 28, the same location 26 is kept free in all other levels 22 above. The extent of the area is described by the enclosing rectangle 36.
  • FIG. 2 shows a lattice structure 10 as in FIG. 1, but with reference to an attribute and
  • Color table 30 and additional data 32 The same components therefore have corresponding reference numerals.
  • the geographical reference 34 is shown in this figure.
  • the geographical reference 34 must record the coordinate system, the projection used, the ellipsoid used, the date, the origin, the extent of the depicted area and the grid widths of the grids 12a, 12b used and store them in the geodata set. This information establishes the geographical relationship between the geographical reality and the image stored in the geodata set.
  • the additional data 32 supplement the raster data record 11 in particular by the geographical reference 34, by application-specific information, and support the management of a data record 10.
  • the values of a rectangle 18 can be interpreted by the attribute and color tables 30.
  • Each rectangle 18 represents a picture element or "pixel".
  • the value of a pixel is interpreted as a table index.
  • the selected entry assigns the pixels to a category. For example, depending on the color value in the Color table, a corresponding color and / or other attributes assigned to the pixel 18.
  • FIG. 3 shows the basic grid level 22 of FIG. 1 or FIG. 2 taken on its own. Identical components of the illustration therefore have corresponding reference symbols.
  • FIG. 4 shows the small grid level 24 of FIG. 1 or FIG. 2 taken on its own. Identical components of the illustration therefore have corresponding reference symbols.
  • Each level 22 or 24 can be accessed separately. All levels 22, 24 show the same geographical section.
  • 5 shows the homogenized view of a lattice structure 10 as in FIG. 1 or FIG. 2. Identical components of the illustration therefore again have corresponding reference numerals. 5 all levels 22 and 24 are shown simultaneously in one level 37. In order to obtain a uniform resolution or rasterization, all levels 22 are scanned down to the raster size of level 24 with the smallest rasterization, without any loss of resolution.
  • FIG. 6 shows a fractional view of a lattice structure 10 as in FIG. 1 or FIG. 2. Identical components of the figure therefore have corresponding reference numerals. Five levels 22a, 22b, 22c, 22d and 24 are shown here. In levels 22a to
  • each partial area 38a to 38d lies in its own level 22a to 22d.
  • Subarea 40 corresponds to small grid 12b in level 24.
  • Multi-grid data are stored as grouped data 42.
  • the processing of grouped geodata sets 42 does not represent a standard functionality of a geographic information system 44. Therefore, this functionality must be made available for the geographic information system 44 through the interface 43.
  • Several views of the data 38a to 38d, 12b are supported so that all essential
  • Section 46 Possible uses of the geographic information systems 44 with all data 38a to 38d can be used.
  • the view for calculations is in section 46. These views support the display as well as all calculation steps through the geographic information system. At the same time, the knowledge required by the user about the internal structure of the data 38a to 38d, 12b is reduced to a minimum.
  • Section 48 means access to the raster data 38a-38d, wherein a certain view can be generated and visualized, section 50.
  • Grouped data records 42 contain a plurality of partial data records 38a to 38d, which can each have different raster widths. In a grouped data record 42, areas of the same raster width can each be summarized in a partial data record. This creates a set of partial data sets 38a-38d, which everyone can store individually in any format supplied. These partial data records 38a to 38d can be read and edited by the geographic information system 44 without any adaptation.
  • Another data record is also stored. This contains references to the individual partial data records 38a to 38d, but no primary geodesists. Compared to the geographic information system 44, it is represented by the interface as a data record with a uniform raster width. This is achieved by scanning down to the smallest grid of all partial data sets. The snapping happens during data access. If available, interfaces are used in such a way that
  • Information about the required resolution can be evaluated and the rasterization can be reduced to a minimum.
  • the screen resolution of the data processing system can thus be taken into account for the visualization 50.
  • low resolution only thinning is carried out, at medium resolution, high-resolution partial areas are thinned out, and at very high resolution, all areas are broken down to smaller raster widths.
  • an additional table of contents interface 43 is created, via which an application of all information about the available ones Screen rulings and a list of partial data records 38a to 38d, possibly restricted to certain screen rulings, can be obtained.
  • access is selected via the grouping data set 42, as is shown in FIG. 8.
  • the number is to be read
  • Points limited due to the screen resolution since either only a small area can be viewed • with a higher resolution or only with a low resolution - a large area.
  • Geographic information system analyzes 44 which can be carried out by manipulating attributes, can be traced back to the case of visualization. These analyzes include coloring and highlighting according to any criteria.
  • the geographic system 44 can also be used to perform calculations in section 46. Analyzes, intersections or data conversions such as vectorizations of raster data are conceivable, for example. GIS calculations that take into account the entire data set and require the original raster widths are carried out separately for each partial data set and then combined again. The application developer or GIS user must take this into account when defining such calculations. However, the
  • Table of contents interface 43 can be used so that loops can be easily programmed or entered over all relevant partial data records.
  • the access via the grouping data record 42 can also be used for calculations.
  • the number of points to be read is not determined by the number of points to be read.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein geographisches Informationssystem (44) mit einer Datenverarbeitungsanlage, in dem wenigstens ein Datensatz (10) mit geographischen Daten zur Verarbeitung gespeichert ist, wobei dem Datensatz (10) ein als Einheit ausgebildeter Rasterdatensatz (11) zugeordnet ist.

Description

Geographisches Informationssystem mit Rasterdatensatz
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Geographisches Informationssystem mit einer Datenverarbeitungsanlage in dem wenigstens ein Datensatz mit geographischen
Rasterdaten zur Verarbeitung gespeichert ist.
Stand der Technik
Ein Geographisches Informationssystem (GIS) ist ein System, um geographische
Informationen zu sammeln, zu lagern, zu analysieren und zu präsentieren. Das geographische Informationssystem behandelt Karten und Register, die miteinander integriert sind. Das geographische Informationssystem wird derzeit als Arbeitsgerät, insbesondere für die Ortschaftsplanung und Sachbearbeitung, verwendet. Das geographische Informationssystem wird insbesondere auch für Kartenberichte, Planung, avancierte Analysen, Betrieb und Unterhalt technischer Anlagen und Marktanalysen, benutzt. Das geographische Informationssystem ist ein computergestütztes Werkzeug, das den Benutzer in die Lage versetzt, flächenbezogene geographische Daten zu erheben, zu verwalten, abzuändern und auszuwerten. Solche Daten liegen in Form räumlicher (graphischer) Daten und beschreibender Informationen vor.
Die räumlichen Daten befassen sich mit der Lage, Ausprägung und den Beziehungen von geometrischen Informationen untereinander, wie z.B. Entfernungen, Nachbarschaftsbeziehungen, Flächengrößen etc.
Die beschreibenden Daten (Merkmale oder Attribute) beziehen sich auf die näheren Eigenschaften der geometrischen Daten. Mit dem geographischen Informationssystem kann daher nicht nur gezeichnet werden, sondern die reale Welt kann durch die gleichzeitige Bearbeitung von beschreibenden Daten modellhaft flächenbezogen dargestellt werden. Normalerweise dienen hierzu unterschiedliche thematische Karten, wie z.B. topographische Karten, Grundwasserkarten, Bodentypen, Landnutzungstypen, Straßen, Flüsse, aber z. B. auch Verwaltungsgrenzenkarten, als Grundlage.
Werden alle diese flächenbezogenen Daten zusammen in einem Informationssystem abgespeichert, spricht man von einem geographischen Informationssystem oder GIS. Der Anwender analysiert und wertet die geographische Datenbasis mit geeigneten Programmen aus. Ein geographisches Informationssystem umfaßt neben der
Datenverarbeitungsanlage (Hardware) mehrere Komponenten. Erst die Kombination dieser Elemente führt zu einem funktionsfähigen geographischen Informationssystem. Die flächenbezogenen Daten liegen in Form von Punkten, Linien, Flächen, Oberflächen, Vektoren, Rastern, Zellen, Bildpunkten (Pixel) etc. vor. Die Ergebnisse dieser analytischen Arbeiten mit Hilfe des geographischen Informationssystems können in
Form von Grafiken, Karten, Plots, Statistiken oder auch Textverarbeitungs- oder Multimediatechniken dargestellt werden.
Beim geographischen Informationssystem werden projektbezogene Daten unterschiedlicher Herkunft inhaltlich zusammengefaßt und in Form von thematischen
Bereichen so aufbereitet, daß sie von der Datenverarbeitungsanlage verarbeitbar sind.
Nach Auswahl des Untersuchungsgebietes und bezogen auf die grundsätzlichen
Fragestellungen eines GIS-Projektes, werden unterschiedliche Informationen gesammelt.
Meistens werden vier Datentypen als Grundlage für eine GIS-Datenbasis herangezogen. Ein Datentyp beinhaltet Informationen über die vorhandenen Karten (thematische Karten, topographische Karten, Flurstücke etc.). Ein weiterer Datentyp beinhaltet die
Fernerkundungsdaten und Bilddaten (Luft- und Satellitenbilder, Fotos, Videos etc.). Die beiden übrigen Datentypen beinhalten vorhandene digitale Datenbasen (Meßdaten,
Statistik, Datenbanken) und Geländeerhebungsdaten, wie Kartierungen, Vermessungen etc. Diese vier Datentypen werden projektbezogen ausgewählt, definiert und klassifiziert. Nach der Dateneingabe, z.B. durch Digitalisierung und Fehlerbereinigung, wird letztendlich ein abgespeicherter Gesamt-GIS-Datensatz erzeugt, der wiederum aus zusammengesetzten logischen Datensätzen besteht, welche sämtliche Geometrien und Merkmalsinformationen für das GIS-Projekt enthalten. Eine so erarbeitete Datenbasis stellt die Grundlage für die Auswertung und Bewertung durch GIS-Methoden dar, wobei unterschiedliche Auswertungstechniken in Frage kommen wie z. B.: kartographische Analysen wie Verschneidungen, Überlagerung, thematische Abfragen etc., Netzwerkanalysen, topographisch-räumliche Analysen, Modellanwendungen, die mit dem GIS-Datensatz verknüpft sind, statistische Analysen und Klassifizierungen sowie digitale Bildverarbeitungstechniken.
Zur gruppierten Behandlung verschiedener Datensätze sind weiterhin sogenannte Mosaik-Datensätze bekannt. Bei Mosaik-Datensätzen repräsentiert jeder Datensatz eine Rastereinheit. Es ist weiterhin bekannt, mehrere Rasterdatensätze gemeinsam darzustellen. Bei Rasterdatensätzen wird über das darzustellende Gebiet ein äquidistantes Gitter gelegt. Die Rasterweite bestimmt den Abstand zwischen den Gitterlinien. Die Gitterlinien werden parallel zu den Achsen eines definierten kartesischen Koordinatensystems ausgerichtet. Entlang der Gitterlinien wird ein Wert bestimmt und abgelegt. Das darzustellende Gebiet wird so in äquidistanten Punkten abgetastet, denen diskrete Werte zugeordnet werden können.
Nachteil der bisherigen GIS-Planung ist, daß die hierbei von der Datenverarbeitungsanlage verwendeten Mosaik-Datensätze, d.h. ein Datensatz entspricht einer Einheit, oft nur Rasterdatensätze mit einer einheitlichen Rasterweite verarbeiten können. Die Darstellung mehrerer Rasterdatensätze erfordert die getrennte Behandlung aller beteiligten Rasterdatensätze, die nicht gemeinsam als Einheit verarbeitet werden können. Die dabei entstehenden großen Datenvolumina gehen unmittelbar in die Verarbeitungszeit ein. Um die Verarbeitungszeit jedoch zu verkürzen, wird nach dem Stand der Technik die Auflösung entsprechend reduziert. Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und insbesondere das geographische Informationssystem derart auszugestalten, daß die Datenvolumina reduziert werden, d.h. die Verarbeitungszeit verkürzt wird, ohne
Einschränkungen bezüglich der Auflösung hinnehmen zu müssen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem geographischen Informationssystem der eingangs genannten Art, dem Datensatz ein als Einheit ausgestalteter Rasterdatensatz zugeordnet ist.
Die Erfindung beruht grundsätzlich auf dem Prinzip, nunmehr einen Datensatz als einheitlichen Rasterdatensatz in einem geographischen Informationssystem zu behandeln. Durch die Zuordnung eines Datensatzes mit einem einheitlichen Rasterdatensatz lassen sich geographische Informationen mit denen des Datensatzes verknüpfen. Als vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung hat sich erwiesen, wenn der als Einheit ausgestaltete Rasterdatensatz wiederum aus mehreren individuellen Teilrasterdaten gebildet wird. Hierdurch lassen sich mehrere Rasterungsstufen bzw. Auflösungen, insbesondere bei der Darstellung der Information, erzielen. Es kann z.B. erforderlich sein, gleichzeitig ein bewohntes Gebiet mit einer höheren Auflösung darstellen zu müssen, als ein ländliches Gebiet. Dies kann mit der Verwendung mehrerer Teilrasterdatensätze problemlos erfolgen. Durch den Einsatz multipler Rasterweiten und der Entwicklung des geographischen Informationssystems als Zugriffsschnittstelle wird dieses Datenvolumen stark vermindert, ohne Auflösungsverluste zu erhalten. Gleichzeitig werden die Rechenzeiten entsprechend reduziert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung besteht der Datensatz direkt aus dem Inhalt des Rasterdatensatzes. Der Datensatz braucht so auf dem Rasterdatensatz nicht mehr abgebildet zu werden. Vorteilhafterweise wird der Inhalt des Datensatzes aus dem Inhalt eines oder mehrerer realer Teilrasterdatensätze gebildet. In geeigneter Form können die Teilrasterdatensätze wieder zusammengefaßt werden. Hierdurch wird oft der Speicherplatzbedarf gesenkt und damit die Rechengeschwindigkeit erhöht. Die Art des Zusammenfassens der Teilrasterdatensätze kann nach vorgegebenen Regeln erfolgen. Die Regeln können je nach Bedarf vorteihafterweise variiert werden, um sie an die geeigneten Anforderungen anzupassen.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weisen die Raster der Rasterdatensätze jeweils unterschiedliche Rasterabstände auf. Weiterhin können die Teilrasterdatensätze nach technischen Datentypen von Pixelwerten vorteilhaft ausgebildet werden. Ferner können den Teilrasterdatensätzen unterschiedliche Attribute in geeigneter Weise zugeordnet sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden Zusatzdaten ergänzend dem Rasterdatensatz hinzugefügt, um insbesondere einen geographischen Bezug, applikationsspezifische Informationen, und eine Unterstützung für die Verwaltung eines
Datensatzes herzustellen.
Für die einfachere Berechnung sind die Raster der Rasterdatensätze rechtwinklig ausgebildet. In einer geeigneten Ausführung der Erfindung sind die Rasterabstände eines Rasters äquidistant vorgesehen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können ein oder mehrere Teilrasterdatensätze separat oder gleichzeitig dargestellt werden. Vorteilhafterweise können auch Teilbereiche eines oder mehrerer Teilrasterdatensätze dargestellt werden.
Insbesondere bei der Planung von Funknetzen kann es erforderlich sein, daß der Datensatz des geographischen Informationssystems Informationen zur Feldstärke des Funknetzes enthält. Hierdurch kann ein komplettes Funknetz simuliert werden. In Kombination mit den geographischen Daten wird eine Planung erheblich vereinfacht.
Weitere Vorteile ergeben sich mittel- oder unmittelbar aus dem Gegenstand der Unteransprüche. Kurze Beschreibung der Zeichnung
Fig. 1 zeigt eine Gitterstruktur eines Multiraster-Geodatensatzes.
Fig. 2 zeigt eine Gitterstruktur, wie in Fig. 1, jedoch mit Bezug zu Attribut- und
Farbtabellen, sowie Zusatzdaten und geographischen Bezug.
Fig.3 zeigt die Grundrasterebene von Fig. 1 bzw. Fig. 2.
Fig. 4 zeigt die Kleinrasterebene von Fig. 1. bzw. Fig. 2.
Fig.5 zeigt die homogenisierte Sicht einer Gitterstruktur, wie in Fig. 1 bzw. Fig.
2.
Fig. 6 zeigt eine fraktionierte Sicht einer Gitterstruktur, wie in Fig. 1 bzw. Fig. 2.
Fig. 7 zeigt graphisch einen möglichen Datenzugriff für ein Multiraster.
Fig. 8 zeigt graphisch die Sicht bei einem Zugriff über einen
Gruppierungsdatensatz.
Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt einen Multiraster-Geodatensatz 10 als Rasterdatenensatz 11 in Form einer einheitlichen Gitterstruktur. Der Rasterdatensatz 11 wird aus Teilrasterdatensätzen 12a und 12b gebildet. Die Teilrasterdatensätze 12a, 12b sind in vorliegendem Ausführungsbeispiel quadratische Gitter 14, 16. Die Rasterweiten sind somit gleich, d.h. die Seiten eines jeden Rechtecks 18 eines Teilrasterdatensatzes 12a bzw. 12b sind gleich lang. Bei vorliegendem erfindungsgemäßem geographischem Informationssystem werden in der Regel mehrere Teilrasterdatensätze 12a, 12b mit jeweils unterschiedlichen Rasterweiten verwendet. Der Teilrasterdatensatz 12b mit der kleinsten Rasterweite wird Kleinstraster genannt. Alle anderen Rasterweiten der Teilrasterdatensätze 12a sind immer ganze Vielfache des Kleinstrasters 12b.
Der Teilrasterdatensatz 12a wird Grundraster genannt. Die Gitterlinien 20 eines in einem Rasterdatensatz 11 verwendeten Gitters sind gleichzeitig die Gitterlinien 20 aller im selben Geodatensatz verwendeten Gitter kleinerer Rasterweiten. Den einzelnen Gittern werden Ebenen 22, 24 zugeordnet.
An jedem Punkt des Rasterdatensatzes wird das dargestellte Gebiet in höchstens einer Rasterweite dargestellt. Gibt es zu einer Rasterweite in einer Ebene 24 gültige Daten wie bei Punkt 28, so wird die gleiche Stelle 26 in allen darüberliegenden anderen Ebenen 22 freigehalten. Die Ausdehnung des Gebietes wird durch das umschließende Rechteck 36 beschrieben.
Fig. 2 zeigt eine Gitterstruktur 10 wie in Fig. 1, jedoch mit Bezug zu einer Attribut- und
Farbtabelle 30 und Zusatzdaten 32. Gleiche Bestandteile verfügen daher auch über entsprechende Bezugszeichen. Zudem ist in dieser Figur der geographische Bezug 34 eingezeichnet. Der geographische Bezug 34 muß das Koordinatensystem, die verwendete Projektion, das verwendete Elipsoid, das Datum, den Ursprung, die Ausdehnung des abgebildeten Gebietes, sowie die Rasterweiten der verwendeten Gitter 12a, 12b festhalten und im Geodatensatz ablegen. Diese Angaben stellen den geographischen Bezug zwischen der geographischen Wirklichkeit und dem im Geodatensatz abgelegten Bild her.
Die Zusatzdaten 32 ergänzen den Rasterdatensatz 11 insbesondere um den geographischen Bezug 34, um applikationsspezifische Informationen, und unterstützen die Verwaltung eines Datensatzes 10.
Die Werte eines Rechtecks 18 können durch die Attribut- und Farbtabellen 30 interpretiert werden. Jedes Rechteck 18 stellt ein Bildelement bzw. "Pixel" dar. Dabei wird der Wert eines Pixels als Tabellenindex interpretiert. Der ausgewählte Eintrag ordnet den Pixel einer Kategorie zu. Beispielsweise wird, je nach Farbwert in der Farbtabelle, eine entsprechende Farbe und/oder auch andere Attribute dem Pixel 18 zugeordnet.
Fig. 3 zeigt die Grundrasterebene 22 von Fig. 1 bzw. Fig. 2 für sich alleine genommen. Identische Bestandteile der Abbildung weisen daher entsprechende Bezugszeichen auf. Fig. 4 zeigt die Kleinrasterebene 24 von Fig. 1. bzw. Fig. 2 für sich alleine genommen. Identische Bestandteile der Abbildung weisen daher entsprechende Bezugszeichen auf. Auf jede Ebene 22 bzw. 24 kann separat zugegriffen werden. Alle Ebenen 22, 24 zeigen denselben geographischen Ausschnitt.
Fig.5 zeigt die homogenisierte Sicht einer Gitterstruktur 10 wie in Fig. 1 bzw. Fig. 2. Identische Bestandteile der Abbildung weisen daher wiederum entsprechende Bezugszeichen auf. In Fig. 5 werden alle Ebenen 22 und 24 gleichzeitig in einer Ebene 37 dargestellt. Um eine einheitliche Auflösung bzw. Rasterung zu erhalten, werden alle Ebenen 22 auf die Rastergröße der Ebene 24 mit der kleinsten Rasterung heruntergerastert, ohne einen Auflösungsverlust zu erhalten.
Fig. 6 zeigt eine fraktionierte Sicht einer Gitterstruktur 10 wie in Fig. 1 bzw. Fig. 2. Identische Bestandteile der Abbildung weisen daher entsprechende Bezugszeichen auf. Hier werden 5 Ebenen 22a, 22b, 22c, 22d sowie 24 dargestellt. In den Ebenen 22a bis
22d sind einzelne Teilbereiche 38a, 38b, 38c, 38d des Grundrasters 12a vorgesehen. Jeder Teilbereich 38a bis 38d liegt jeweils in einer eigenen Ebene 22a bis 22d. Teilbereich 40 entspricht dem Kleinstraster 12b in der Ebene 24.
Fig. 7 zeigt graphisch einen möglichen Datenzugriff für ein Multiraster. Multirasterdaten werden als gruppierte Daten 42 abgelegt. Die Verarbeitung gruppierter Geodatensätze 42 stellt keine Standardfunktionalität eines geographischen Informationssystems 44 dar. Deshalb muß diese Funktionalität durch die Schnittstelle 43 für das geographische Informationssystem 44 zur Verfügung gestellt werden. Es werden mehrere Sichten auf die Daten 38a bis 38d, 12b so unterstützt, daß alle wesentlichen
Anwendungsmöglichkeiten der geographischen Informationssysteme 44 mit allen Daten 38a bis 38d genutzt werden können. Die Sicht für Berechnungen erfolgt in Abschnitt 46. Diese Sichten unterstützen sowohl die Darstellung als auch alle Berechnungsschritte durch das geographische Informationssystem. Gleichzeitig wird das beim Anwender erforderliche Wissen um die innere Struktur der Daten 38a bis 38d, 12b auf ein Mindestmaß reduziert. Abschnitt 48 bedeutet den Zugriff auf die Rasterdaten 38a-38d, wobei eine bestimmte Sicht generiert und visualisiert werden kann, Abschnitt 50.
Gruppierte Datensätze 42 enthalten mehrere Teildatensätze 38a bis 38d, die jeweils unterschiedliche Rasterweiten aufweisen können. In einem gruppierten Datensatz 42 können Gebiete gleicher Rasterweite in je einem Teildatensatz zusammengefaßt werden. Dadurch entsteht ein Satz von Teildatensätzen 38a-38d, die jeder für sich in einem beliebigen mitgelieferten Format ablegen kann. Diese Teildatensätze 38a bis 38d können vom geographischen Informationssystem 44 ohne jede Anpassung gelesen und bearbeitet werden.
Zusätzlich wird ein weiterer Datensatz abgelegt. Dieser enthält Verweise auf die einzelnen Teildatensätze 38a bis 38d, jedoch keine primären Geodäten. Gegenüber dem geographischen Informationssystem 44 wird er durch die Schnittstelle als ein Datensatz einheitlicher Rasterweite dargestellt. Dies wird erreicht, indem auf die kleinste Rasterweite aller Teildatensätze heruntergerastert wird. Das Umrastem geschieht während des Datenzugriffs. Soweit verfügbar, werden Schnittstellen so genutzt, daß
Informationen über die erforderliche Auflösung ausgewertet und dadurch die Umrasterung auf ein Minimum reduziert werden kann.
So kann zur Visualisierung 50 die Bildschirmauflösung der Datenverarbeitungsanlage berücksichtigt werden. Bei niedriger Auflösung werden ausschließlich Ausdünnungen vorgenommen, bei mittlerer Auflösung werden hoch aufgelöste Teilgebiete ausgedünnt und bei sehr hoher Auflösung werden alle Gebiete auf kleinere Rasterweiten heruntergebrochen.
Zum Gruppierungsdatensatz wird eine zusätzliche Inhaltsverzeichnisschnittstelle 43 geschaffen, über die eine Applikation aller Informationen über die verfugbaren Rasterweiten und eine möglicherweise auf bestimmte Rasterweiten eingeschränkte, Liste der Teildatensätze 38a bis 38d erhalten werden.
Zur Visualisierung wird der Zugriff über den Gruppierungsdatensatz 42 gewählt, wie er in Fig. 8 dargestellt wird. In diesem Anwendungsfall ist die Anzahl der zu lesenden
Punkte aufgrund der Bildschirmauflösung beschränkt, da entweder nur ein kleines Gebiet •bei »feeher Auflösung oder nur mit -niedriger Auflösung ein großes -Gebiet betrachtet werden kann.
Geographische Infomationssystem- Analysen 44, die durch Attributmanipulationen vorgenommen werden können, lassen sich auf den Fall der Visualisierung zurückführen. Zu diesen Analysen zählen Einfarbungen und Hervorhebungen nach beliebigen Kriterien.
Mit Hilfe des geographischen Systems 44 können auch Berechnungen in Abschnitt 46 durchgeführt werden. Denkbar sind beispielsweise Analysen, Verschneidungen oder auch Datenumwandlungen wie Vektorisierungen von Rasterdaten. GIS-Berechnungen, die den ganzen Datensatz berücksichtigen und die originalen Rasterweiten benötigen, werden für jeden Teildatensatz getrennt durchgeführt und anschließend wieder kombiniert. Bei der Definition solcher Berechnungen muß der Applikationsentwickler oder der GIS-Anwender dies berücksichtigen. Dabei kann jedoch die
Inhaltsverzeichnisschnittstelle 43 genutzt werden, so daß Schleifen über alle relevanten Teildatensätze einfach programmiert oder eingegeben werden können.
Prinzipiell kann der Zugriff über den Gruppierungsdatensatz 42 auch für Berechnungen genutzt werden. Da die Anzahl der zu lesenden Punkte jedoch nicht durch die
Bildschirmdarstellung begrenzt wird, können dann sehr große Datenvolumina mit entsprechend langen Laufzeiten erzeugt werden. So wird der Umfang eines Mixedfeldstärkedatensatzes bei diesem Verfahren mindestens verhundertfacht.

Claims

Patentansprüche
1. Geographisches Informationssystem mit einer Datenverarbeitungsanlage, in dem wenigstens ein Datensatz (10) mit geographischen Rasterdaten zur Verarbeitung gespeichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Datensatz (10) ein als Einheit ausgestalteter Rasterdatensatz (11) zugeordnet ist.
2. Geographisches Informationssystem (44) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Einheit ausgestaltete Rasterdatensatz (11) aus mehreren individuellen Teilrasterdaten (12a, 12b) ausgebildet ist.
3. Geographisches Informationssystem (44) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt des Datensatzes (10) aus dem Inhalt eines oder mehrerer Teilrasterdatensätze (12a, 12b) gebildet wird.
4. Geographisches Informationssystem (44) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Datensatz (10) aus dem Inhalt des
Rasterdatensatzes (11) besteht.
5. Geographisches Informationssystem (44) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilrasterdatensätze (12a, 12b) zusammengefaßt werden können.
6. Geographisches Informationssystem (44) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilrasterdatensätze (12a, 12b) nach vorgegebenen Regeln zusammengefaßt werden.
7. Geographisches Informationssystem (44) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeln variierbar sind.
8. Geographisches Informationssystem (44) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Raster der Teilrasterdatensätze (12a, 12b) jeweils unterschiedliche Rasterabstände aufweisen.
9. Geographisches Informationssystem (44) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilrasterdatensätze (12a, 12b) nach technischen Datentypen von Pixelwerten (18) ausgebildet werden.
10. Geographisches Informationssystem (44) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Teilrasterdatensätzen (12a, 12b) unterschiedliche Attribute zugeordnet sind.
11. Geographisches Informationssystem (44) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Datensatz (10) Zusatzdaten (32) enthält.
12. Geographisches Informationssystem (44) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzdaten (32) applikationsspezifische Daten enthalten.
13. Geographisches Informationssystem (44) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasterabstände eines Rasters äquidistant vorgesehen sind.
14. Geographisches Informationssystem (44) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Teilrasterdatensätze (12a, 12b) separat oder gleichzeitig darstellbar sind.
15. Geographisches Informationssystem (44) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Teilbereiche (38a - 38d, 12b) eines oder mehrerer Teilrasterdatensätze (12a, 12b) dargestellt werden können.
16. Geographisches Informationssystem (44) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Raster der Rasterdatensätze (12a, 12b) rechtwinklig ausgebildet sind.
17. Geographisches Informationssystem (44) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzdaten (32) Informationen zur Feldstärke eines Funknetzes enthalten
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