=======Das ist GIS...======
[{{ :qgis:basic:images:wordcloud-gis.png?direct&200|Wordcloud aus der Eingabe von "GIS" in Wikipedia}}]
Ein **GIS (Geoinformationssystem bzw. Geografisches Informationssystem)** ist eine komplexe Software mit dazugehöriger Hardware zur digitalen **Erfassung**, **Bearbeitung**, **(Re-)Organisation**, **Analyse** **Modellierung** und alphanumerischen oder graphischen **Visualisierung** räumlicher Daten ([[qgis:basic:a_grundlagen:al01_geographische_datenformate|Geographische Datenformate]]) und Sachverhalte. Sie können lokal auf einem PC (**Desktop GIS**) oder einem Mobilen Endgerät (**Mobile GIS**) installiert sein oder online auf einem Server als Onlinedienst (**Online GIS** oder **Web GIS**) über den **Browser** zur Verfügung stehen.
Die Geoinformatik befasst sich mit der digitalen **Erfassung**, **Verarbeitung** und **Visualisierung** raumbezogener Informationen ([[wpde>Geoinformation]]). Sie bildet damit die wissenschaftliche und methodische Grundlage für Geodateninfrastrukturen (GDI) und Geoinformationssystemen (GIS).
Spalten
====== Eine mögliche Entstehungsgeschichte ======
[{{ :qgis:basic:images:1151px-snow-cholera-map-1.jpg?direct&300|
Karte von Dr. John Snow mit den Anhäufungen der Todesfälle bei der Cholera-Epidemie 1854 (Wikimedia.org)
}}]
Der Londoner Arzt **Dr. John Snow** wird oft als Vorreiter von Geoinformationssystemen angesehen, obwohl ihm das zu seiner Zeit nicht bewusst war. Im Jahr 1854 kartierte er die Cholerafälle in London und konnte dadurch eine kontaminierte Wasserpumpe als Ursache für die damals herrschende Choleraepidemie identifizieren. Der Hebel der Pumpe wurde entfernt, wodurch diese unbrauchbar wurde und die weitere Ausbreitung der Epidemie unter Kontrolle gebracht werden konnte. Heute würde man den Vorgang der Analyse von Punktverteilung und Punktdichte, **[[wpde>Clusteranalyse]]** nennen.
Weitere Informationen zur Geschichte und Ausprägungen von Geoinformationssystemen findet man im Wikipedia: [[wpde>Geoinformationssystem]] oder über das [[http://www.spektrum.de/lexikon/kartographie-geomatik/geoinformationssystem/1771|Lexikon von Spektrum.de]]
===== Funktionen von GIS =====
So vielfältig wie die Daten, mit denen man in einem Geoinformationssystem zu tun hat, sind auch die Anwendungsmöglichkeiten. Ich wage sogar zu behaupten, dass es keine umfangreicheren digitalen Systeme gibt als die raum-zeitlichen GI-Systeme. Sie sind - wie das Geographiestudium als Wissenschaft - fachübergreifend:
* **Archäologie** -> Verortung von Fundorten, Geoprospektion
* **Umwelt- und Naturschutz** -> Ausweisung von Schutzzonen, erfassen naturräumlichen Sachverhalte
* **Wirtschaft** -> Marktforschungsanalysen, Räumliche Verteilung von pot. Konsumenten
* **Politik** -> regionales "Stimmungsthermometer", Wahlkampf in gezielten Regionen
* **Geschichte** -> Standorte von Burgen anhand geographischer Namen, Landnutzungsveränderungen
* **Meteorologie** -> Strömungsfilme, Erderwärmungsmodelle- und Prognosen
* **Forstwirtschaft** -> Waldinventuren, Nutzholzbestimmung
* **Bergbau** -> verorten von Lagerstätten, Volumenberechnungen
* **Infrastruktur** -> Planung von Verkehrswegenetzen, Glasfaserausbau
* **Energie** -> optimale Standorte für Wind- Sonnen- und Wasserkraft oder Geothermie, Trassenplanung
* **Stadtplanung** -> Verteilung von Kindergärten und Schulen
* **Tourismus** -> Touristische Karten (Wanderkarten!)
* **Katastrophenschutz** -> Evakuierungspläne, Notversorgung
* **und so weiter...**
Denn eine GIS-Software kann: **Datenbankverwaltung, Digitalisierung und Vektorisierung, Bildbearbeitung, Tabellenkalkulation, Textverarbeitung, Layout- und Druckzusammenstellung, Serveradministration und Web-Publishing, Navigation und Routing, Modellrechnung und Prognosen, 3D-Modelle und Punktwolken, Machine-Learning, Automatisierung, Wissenschaftliche Analysen, Statistik, Programmierung...**
...all diese Inhalte und Funktionen lassen sich mit einer einzigen Software realisieren. QGIS zum Beispiel. Insgesamt hat QGIS über 1000 Funktionen!
===== Ausprägungen von GI-Systemen =====
[{{ :qgis:basic:images:gis-cake.jpg?direct&200|
}}]
Die Funktionen, welche ein GIS mitbringt, sind abhängig von dessen Anwendungsschwerpunkt und Plattform (**Online**, **Desktop**, **Mobil**). Es gibt solche, die rein der **Visualisierung** oder für **kartographische Zwecke **dienen. Andere wiederum bieten nur wenig Möglichkeiten der Visualisierung, dafür aber mehr **Analyse- und Modellierungswerkzeuge**. Modularisierte GI-Systeme lassen sich an die eigenen Bedürfnisse anpassen und erweitern.
**Was alle GIS gemeinsam haben**, ganz gleich ob nur online, mobil oder auf dem Desktop: Wir sind damit in der Lage **Geodaten anzuzeigen**, in **Ebenen zu organisieren (stapeln)** und mit **Transparenzen oder Vermischungen** diese miteinander zu neuen komplexeren Daten zu vereinen.
==== Online/Web GIS ====
Häufig werden Geodaten und -Sachverhalte leicht zugänglich über einen **Server mit installiertem GIS-System** (z.B. [[https://mapserver.org/|MapServer]], [[https://qgis.org/de/site/about/features.html|QGIS Server]]) vorgehalten. Hierbei benötigen Anwender*innen lediglich einen **Browser und Internetzugang**. Allerdings ist diese GIS-Form meist passiv, d.h. es können zwar Daten angezeigt und deren Wiedergabe gesteuert und ggf. auch gedruckt oder heruntergeladen werden, jedoch können **keine eigenen Daten erzeugt, integriert oder komplexeren Analysen durchgeführt** werden. Typische Beispiele sind die Geodatenportale der Bundesländer. Vieles kann hierüber erledigt werden, die Daten sind i.d.R. aktuell und die Bedienung meist einfach. Doch für das Erzeugen, Verarbeiten, Analysieren oder das individuelle Gestalten der Daten benötigt man ein Desktop GIS wie QGIS.
[{{ :qgis:basic:images:geodatenviewer_sachsen.png?direct&450px |Der Sachsen-Atlas mit Werkzeugen[[https://geoviewer.sachsen.de]]}}]
[{{ :qgis:basic:images:geoportal_nrw.png?direct&450px |WebGIS von Nordrhein-Westfalen (GeoViewer):[[https://www.geoportal.nrw]]}}]
[{{ :qgis:basic:images:swissgeoadmin.png?direct&450px |Das Online-GIS der Schweiz:[[https://map.geo.admin.ch]]}}]
Eine vollständige Liste der Geodatenportale und -Viewer der Bundesländer sowie weitere europäische und internationale Portale finden Sie in der [[linksunddownloads:links#geodaten-portale|Linksammlung]]
===Auswahl an Behörden mit räumlichen Aufgaben Bundesweit:===
^ Behörde ^ Website ^ Funktion ^
| Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG) | [[https://www.bkg.bund.de|BKG]] | Zuständig für Geodäsie, Kartographie und Geoinformation auf Bundesebene |
| Bundesamt für Naturschutz (BfN) | [[https://www.bfn.de|BfN]] | Zuständig für Naturschutz und Landschaftspflege auf Bundesebene |
| Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) | [[https://www.bafg.de|BfG]] | Zuständig für Forschung und Beratung im Bereich Wasserwirtschaft, Gewässerkunde und Wasserqualität |
| Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) | [[https://www.bsh.de|BSH]] | Zuständig für Seeschifffahrt, Meereskunde, Seevermessung und maritime Umweltbelange |
=== Auswahl an Behörden mit räumlichen Aufgaben in Sachsen:===
^ Behörde ^ Website ^ Funktion ^
| Staatsbetrieb Geobasisinformation und Vermessung Sachsen (GeoSN) | [[https://www.geosn.sachsen.de|GeoSN]] | Zuständig für Geoinformation, Landesvermessung und Katasterwesen auf Landesebene (Sachsen) |
| Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG) | [[https://www.lfulg.sachsen.de|LfULG]] | Zuständig für Umweltschutz, Landwirtschaft, Geologie und Naturschutz auf Landesebene (Sachsen) |
| Landesamt für Denkmalpflege Sachsen (LfD) | [[https://www.denkmalpflege.sachsen.de|LfD]] | Zuständig für Denkmalpflege und Denkmalschutz auf Landesebene (Sachsen) |
==== Desktop GIS ====
Um **Geodaten** ohne Einschränkungen erzeugen und verarbeiten zu können, benötigt es ein **Desktop-GIS** alá **QGIS**, **SAGA GIS**, **GRASS GIS**, **GvSIG** oder eines der vielen proprietären Vertreter wie **ArcGIS®**, **GeoMedia®**, **MapInfo®**, **GlobalMapper®** etc. Doch auch hier gibt es Spezialisten und Allrounder - in der Regel sind aber alle Desktop-GIS zu viel mehr im Stande als **Online-GIS** - auch weil die lokalen **Rechner-Ressourcen** oft mehr zu bieten haben, als ein Server, den man sich mit anderen teilt. Der Nachteil im Vergleich zum Online-GIS: Die **Daten** muss man sich mühevoll besorgen! Diese sind im Online-GIS quasi inklusive!
[{{ :qgis:basic:images:qforst_demo_qgis318.png?direct&450px | [[https://www.qgis.org|QGIS Desktop 3.18]] }}]
[{{ :qgis:basic:images:saga_demo_73.png?direct&450px | [[http://www.saga-gis.org/en/index.html|System f. automat. Geow. Analysen (SAGA)]] }}]
[{{ :qgis:basic:images:demo_josm_17702.png?direct&450px | [[https://josm.openstreetmap.de/|Java OpenStreetMap Editor (JOSM 17702)]] }}]
Gerade bei **proprietären Anbietern** modularisierter Desktop-GIS-Software (z.B. **ESRI(tm) ARCGIS®**) sollte die Wahl gut überlegt sein. Am Anfang steht oft nur ein **Basis-Programm**, welchem alle erforderlichen **Module „hinzugebucht“** werden müssen. Das kann schnell **teuer** werden - man versucht auf Module zu verzichten, auch wenn sie einem die Arbeit erleichtern würden. Anders bei **Open Source Programmen**. Hier sind grundsätzlich alle Funktionen **frei verfügbar**. Um Kosten muss man sich keine Gedanken machen - der Entscheidungsprozess wird deutlich **erleichtert und verkürzt**.
[[https://trends.google.com/trends/explore/TIMESERIES/1582702800?hl=de&tz=-60&date=all&geo=DE&q=%2Fm%2F0ct9z5,%2Fm%2F082gc5,%2Fm%2F0463q_2,%2Fm%2F0g46p2&sni=3|Desktop-GIS im Google-Such-Vergleich (Trends)]]
===Die 5 wichtigsten Desktop-GIS===
^ Anwendung ^ Lizenz / Kosten ^ Betriebssystem(e) ^
| [[https://www.qgis.org/en/site/|QGIS]] | Kostenlos / Open-Source | Windows, macOS, Linux |
| [[https://www.esri.com/en-us/arcgis/products/arcgis-desktop/overview|ArcGIS Desktop]] | Abonnement / Lizenz | Windows |
| [[https://grass.osgeo.org/|GRASS GIS]] | Kostenlos / Open-Source | Windows, macOS, Linux |
| [[https://saga-gis.org/en/index.html|SAGA GIS]] | Kostenlos / Open-Source | Windows, macOS, Linux |
| [[https://www.bluemarblegeo.com/products/global-mapper.php|Global Mapper]] | Abonnement / Lizenz | Windows |
===Desktop-GIS-Matrix (generiert mit ChatGPT4, manuelle Überarbeitung)===
^ Funktion/Kriterium ^ QGIS ^ ArcGIS ^ GeoMedia ^ gvSIG ^ GRASS ^ SAGA ^ MapInfo ^
^ Lizenz | Open Source | Proprietär | Proprietär | Open Source | Open Source | Open Source | Proprietär |
^ Plattform | Desktop, Web, Mobil | Desktop, Web, Mobil | Desktop, Web | Desktop, Web, Mobil | Desktop, Web | Desktop | Desktop, Web |
^ Existiert seit | 2002 | 1999 | 1990 | 2004 | 1982 | 2001 | 1986 |
^ Programmiersprache | Python | Python, ArcPy | C#, .NET | Java | Python, C | C++, Python | MapBasic, Python |
^ Online-Dienste | WMS/WMTS, WFS, WCS, ArcREST | WMS/WMTS, WFS, WCS, ArcGIS Online | WMS/WMTS, WFS, WCS | WMS/WMTS, WFS, WCS | WMS/WMTS, WFS, WCS | WMS, WFS, WCS | WMS, WFS, WCS, WMTS |
^ Erweiterungen | Freie Plugins | Kostenpflichtige Erweiterungen | Kostenpflichtige Erweiterungen | Freie Plugins | Freie Plugins | Freie Plugins | Kostenpflichtige Erweiterungen |
^ Community | Große, aktive Community | Große, aktive Community | Kleinere Community | Mittelgroße, aktive Community | Mittelgroße, aktive Community | Kleinere Community | Mittelgroße, aktive Community |
^ Analysewerkzeuge | Umfangreich | Umfangreich | Umfangreich | Umfangreich | Sehr umfangreich | Sehr umfangreich | Umfangreich |
^ Kartografie | Sehr gut | Sehr gut | Gut | Gut | Gut | Gut | Gut |
^ Interoperabilität | Sehr gut | Gut | Gut | Gut | Gut | Gut | Gut |
^ Nutzerfreundlichkeit | Hoch | Hoch | Mittel | Mittel | Mittel bis niedrig | Mittel bis niedrig | Mittel |
^ Häufigkeit der Aktualisierungen | Regelmäßig (ca. alle 3-4 Monate) | Regelmäßig (ca. alle 3-6 Monate) | Seltener (ca. jährlich) | Regelmäßig (ca. alle 3-6 Monate) | Regelmäßig (ca. alle 6-12 Monate) | Seltener (ca. alle 12-24 Monate) | Seltener (ca. jährlich) |
==== Mobile GIS ====
Ein mobiles GIS unterscheidet sich im Wesentlichen von einem "Navi" (im Auto oder zum Wandern) durch die Funktion, **Daten** zu **erfassen**, zu **bearbeiten** und z.T. auch zu **gestalten** und zu **analysieren**. Es dient also zur Aufnahme/Überarbeitung von Daten vor Ort. Die so erzeugten Daten **können auf ein Desktop- oder Online-GIS synchronisiert** und ggf. **weiterverarbeitet** werden. Es ersetzt damit den reinen GPS-Empfänger, die Papierkarte, Block & Bleistift. Es gibt Mobile GIS mit proprietärer Software, welche oft auch an konkrete Hardware gebunden sind. Es gibt aber auch reichlich Anwendungen, welche auf einem herkömmlichen Smartphone/Tablett oder Notebook installiert werden können: **[[https://qfield.org/|QField von OpenGIS.ch]]** beispielsweise!
[{{ :qgis:basic:images:naturpark_informationssystem_auf_qfield_1.18.png?direct&450px | QField }}]
[{{ :qgis:basic:images:locus_map_pro_3.50.1.png?direct&450px | Locus Map Pro }}]
[{{ :qgis:basic:images:locus_gis_1.11.0.png?direct&450px | Locus GIS }}]
===Die wichtigsten 5 Mobile-GIS-APPs===
^ Anwendung ^ Lizenz / Kosten ^ Betriebssystem(e) ^
| [[https://qfield.org/|QField]] | Kostenlos / Open-Source | Android |
| [[https://inputapp.io/|Input]] | Kostenlos / Open-Source | Android |
| [[https://www.esri.com/en-us/arcgis/products/arcgis-collector/overview|ArcGIS Collector]] | Kostenlos / Abonnement | iOS, Android |
| [[https://www.esri.com/en-us/arcgis/products/arcgis-quickcapture/overview|ArcGIS QuickCapture]] | Kostenlos / Abonnement | iOS, Android |
| [[https://www.mapbox.com/mobile/|Mapbox]] | Kostenlos / Abonnement | iOS, Android |
====== Zusammenfassung ======
**Geoinformatik (GI)** und **Geoinformationssysteme (GIS)** sind Tools zur Erfassung, Verarbeitung und Visualisierung von **raumbezogenen Informationen**. GIS sind komplexe Software zur digitalen Erfassung, Bearbeitung, Analyse und Visualisierung **räumlicher Daten** und Sachverhalte. Es gibt **Desktop-**, **Online-** und **Mobile-GIS**. Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig und reichen von Archäologie über Umwelt- und Naturschutz, Wirtschaft, Politik, Geschichte, Meteorologie, Forstwirtschaft, Bergbau, Infrastruktur, Energie, Stadtplanung bis hin zu Tourismus und Katastrophenschutz. GIS bieten zahlreiche Funktionen wie **Datenbankverwaltung**, **Navigation**, **Statistik**, **Programmierung** und mehr.
~~DISCUSSION|Fragen, Hinweise und Fehler kommen hier hin:~~