Das Projekt OpenStreetMap als freie Wiki-Weltkarte gewinnt als Quelle von Geodaten für unter-schiedlichste Bedürfnisse innerhalb der Geowissenschaften, des Geomarketings und auch im Alltag immer mehr an Bedeutung. Die kostenlosen, von Freiwilligen einer Community gesammelten geo-graphischen Daten, sogenannte nutzergenerierte Daten, dienen heute vielen Anwendern als Daten-grundlage und stehen in der Konkurrenz zu proprietären Geodaten von kommerziellen Anbietern. Neben Straßendaten sind zahlreiche zusätzliche Daten innerhalb OpenStreetMap verfügbar. Die aktuelle Technologie des Webmapping 2.0 und die dafür zahlreich verfügbaren Open Source GIS Systeme erlauben dem Anwender eine Vielzahl von Möglichkeiten zu Bearbeitung von Geodaten. Die freie Verfügbarkeit von Daten und Software machen die Nutzung und Verarbeitung von Geoda-ten somit auch für kleinere Unternehmen und Privatnutzer bezahlbar. Die vorliegende Studienarbeit stellt ein Verfahren vor, welches es ermöglicht aus OpenStreetMap-Daten Postleitzahlgebiete zu erstellen. Postleitzahlgebiete sind für viele Bereiche der Wirtschaft sehr wichtige Planungsstrukturen. Als Datengrundlage werden OSM-Adressdaten genutzt, aus denen, unter Nutzung von Open Source GIS Software, die Postleitzahlgebiete erzeugt werden. Die Generie-rung ist dabei automatisierbar und ohne die Nutzung grafischer Benutzeroberflächen möglich. Sie liefert als Ergebnis die Postleitzahlgebiete Deutschlands. Diese werden anschließend, unter Berück-sichtigung der ISO-Normen für Geoinformation, mit einem kommerziellen Datensatz verglichen und auf ihre Nutzbarkeit für Geomarketing und andere nützliche Anwendungen hin überprüft. / The OpenStreetMap project as the Free Wiki World Map as a source of gains for a wide variety of geospatial data needs within the geosciences, the geomarketing and in everyday life is becoming increasingly important. The free, a community of volunteers gathered geo-graphical data, so-called user-generated data, now serve many users as basic data and are in competition with proprietary spatial data from commercial providers. In addition to road data within OpenStreetMap numerous additional data is available. The current technology of the Web Mapping 2.0 and the many available Open Source GIS systems provide the user with a variety of options for managing spatial data. The free availability of data and software make the use and processing of geospatial data thus affordable for small businesses and home users. The current work presents a method that allows to create postcode areas from OpenStreetMap data. Postcode areas are very important planning structures for many areas of the economy. The OSM address data are used as data base, out of which the zip code areas are produced by taking advan-tage of Open Source GIS software. The creation is automated and without the use of graphical user interfaces. It provides as result the postal code areas of Germany. Taking into account the ISO stan-dards for geoinformation, the postal code areas are later compared with a commercial data set and their usability for geomarketing and other useful application is tested.

Das Projekt OpenStreetMap als freie Wiki-Weltkarte gewinnt als Quelle von Geodaten für unter-schiedlichste Bedürfnisse innerhalb der Geowissenschaften, des Geomarketings und auch im Alltag immer mehr an Bedeutung. Die kostenlosen, von Freiwilligen einer Community gesammelten geo-graphischen Daten, sogenannte nutzergenerierte Daten, dienen heute vielen Anwendern als Daten-grundlage und stehen in der Konkurrenz zu proprietären Geodaten von kommerziellen Anbietern. Neben Straßendaten sind zahlreiche zusätzliche Daten innerhalb OpenStreetMap verfügbar. Die aktuelle Technologie des Webmapping 2.0 und die dafür zahlreich verfügbaren Open Source GIS Systeme erlauben dem Anwender eine Vielzahl von Möglichkeiten zu Bearbeitung von Geodaten. Die freie Verfügbarkeit von Daten und Software machen die Nutzung und Verarbeitung von Geoda-ten somit auch für kleinere Unternehmen und Privatnutzer bezahlbar. Die vorliegende Studienarbeit stellt ein Verfahren vor, welches es ermöglicht aus OpenStreetMap-Daten Postleitzahlgebiete zu erstellen. Postleitzahlgebiete sind für viele Bereiche der Wirtschaft sehr wichtige Planungsstrukturen. Als Datengrundlage werden OSM-Adressdaten genutzt, aus denen, unter Nutzung von Open Source GIS Software, die Postleitzahlgebiete erzeugt werden. Die Generie-rung ist dabei automatisierbar und ohne die Nutzung grafischer Benutzeroberflächen möglich. Sie liefert als Ergebnis die Postleitzahlgebiete Deutschlands. Diese werden anschließend, unter Berück-sichtigung der ISO-Normen für Geoinformation, mit einem kommerziellen Datensatz verglichen und auf ihre Nutzbarkeit für Geomarketing und andere nützliche Anwendungen hin überprüft.:Kurzfassung ........................................................................................... I Abstract ................................................................................................. II Abbildungsverzeichnis ........................................................................... V Tabellenverzeichnis .............................................................................. VI Formeln ............................................................................................... VII Abkürzungsverzeichnis ...................................................................... VIII 1 Einleitung ............................................................................................ 1 1.1 Motivation ........................................................................................ 1 1.2 Aufbau der Arbeit ............................................................................. 2 1.3 Ziel der Arbeit .................................................................................. 3 2 Theorie ............................................................................................... 4 2.1 Postleitzahlen .................................................................................. 4 2.2 Nutzung von Postleitzahlen in der Privatwirtschaft ......................... 6 2.3 Postleitzahlen in OpenStreetMap .................................................... 8 2.4 Qualität von Geodaten .................................................................. 13 2.5 Vergleich von Daten unterschiedlicher Herkunft ............................ 18 2.5.1 Qualität von OSM-Daten ............................................................. 19 2.5.2 Vergleich von OSM-Daten mit Daten kommerzieller Anbieter ...... 20 2.5.3 Vergleichsmethoden für Polygondatensätze .............................. 22 2.5.3.1 Vergleichsmethoden ................................................................ 23 2.5.3.2 Vergleichskriterien und Qualitätsmaße .................................... 24 2.6 Gebietsgenerierung aus Punktdaten ............................................. 29 2.6.1 Allgemeines und Literatur ........................................................... 29 2.6.2 Voronoi-Verfahren ...................................................................... 32 2.7 Open Source GIS Software ............................................................ 35 3 Praxis ................................................................................................ 41 3.1 Technische Voraussetzungen ........................................................ 41 3.2 Datengrundlage ............................................................................. 41 3.3 Allgemeiner Arbeitsablauf .............................................................. 43 3.3.1 Datenvorverarbeitung ................................................................ 43 3.3.2 Erzeugung der Gebiete ............................................................... 46 3.3.3 Datennachbearbeitung ............................................................... 47 3.3.4 Export der Daten als Shapefile ................................................... 47 3.4 Praktische Umsetzung ................................................................... 48 3.4.1 Datenvorverarbeitung ................................................................ 48 3.4.2 Erzeugung der Gebiete ............................................................... 50 3.4.3 Datennachbearbeitung ............................................................... 51 3.4.4 Export der Daten als Shapefile ................................................... 51 3.5 Ergebnisse ..................................................................................... 51 3.6 Vergleich der Daten ....................................................................... 52 4 Fazit .................................................................................................. 63 5 Ausblick ............................................................................................. 65 Quellenverzeichnis ............................................................................... IX Literaturquellen .................................................................................... IX Internetquellen .................................................................................... XV Anhang ............................................................................................... XIX A Anhang Quellcodes .......................................................................... XIX A.1 Quellcode Import Deutschlandgrenze .......................................... XIX A.2 Quellcode Vorverarbeitung ........................................................... XIX A.3 Quellcode Erzeugung Polygone .................................................... XXI A.4 Quellcode Nachbearbeitung ........................................................ XXII A.5 Quellcode Export ........................................................................ XXIII B Anhang Screenshots PDF-Karten .................................................... XXV B.1 Postleitzonen (PLZ1) Deutschland OSM ....................................... XXV B.2 Postleitregionen (PLZ2) Deutschland OSM ................................. XXVI B.3 Postleitzahlen 3-stellig Deutschland OSM ................................. XXVII B.4 Postleitzahlgebiete (PLZ5) Deutschland OSM .......................... XXVIII B.5 Vergleich der Postleitzahlen ....................................................... XXIX B.6 Vergleich PLZ5 Hamburg .............................................................. XXX B.7 Punktdichte PLZ5-Centroide OpenStreetMap ............................. XXXI B.8 Punktdichte PLZ5-Centroide TeleAtlas ...................................... XXXII B.9 Euklidische Distanz PLZ3-Centroide OpenStreetMap ............... XXXIII B.10 Euklidische Distanz PLZ3-Centroide TeleAtlas ........................ XXXIV B.11 Euklidische Distanz PLZ5-Centroide OpenStreetMap ............... XXXV B.12 Euklidische Distanz PLZ5-Centroide TeleAtlas ........................ XXXVI C Anhang Tabelle .......................................................................... XXXVII C.1 Tabelle Vergleich PLZ5-Gebiete Hamburg ............................... XXXVII D Anhang ............................................................................................ XLI D.1 CD ................................................................................................ XLI / The OpenStreetMap project as the Free Wiki World Map as a source of gains for a wide variety of geospatial data needs within the geosciences, the geomarketing and in everyday life is becoming increasingly important. The free, a community of volunteers gathered geo-graphical data, so-called user-generated data, now serve many users as basic data and are in competition with proprietary spatial data from commercial providers. In addition to road data within OpenStreetMap numerous additional data is available. The current technology of the Web Mapping 2.0 and the many available Open Source GIS systems provide the user with a variety of options for managing spatial data. The free availability of data and software make the use and processing of geospatial data thus affordable for small businesses and home users. The current work presents a method that allows to create postcode areas from OpenStreetMap data. Postcode areas are very important planning structures for many areas of the economy. The OSM address data are used as data base, out of which the zip code areas are produced by taking advan-tage of Open Source GIS software. The creation is automated and without the use of graphical user interfaces. It provides as result the postal code areas of Germany. Taking into account the ISO stan-dards for geoinformation, the postal code areas are later compared with a commercial data set and their usability for geomarketing and other useful application is tested.:Kurzfassung ........................................................................................... I Abstract ................................................................................................. II Abbildungsverzeichnis ........................................................................... V Tabellenverzeichnis .............................................................................. VI Formeln ............................................................................................... VII Abkürzungsverzeichnis ...................................................................... VIII 1 Einleitung ............................................................................................ 1 1.1 Motivation ........................................................................................ 1 1.2 Aufbau der Arbeit ............................................................................. 2 1.3 Ziel der Arbeit .................................................................................. 3 2 Theorie ............................................................................................... 4 2.1 Postleitzahlen .................................................................................. 4 2.2 Nutzung von Postleitzahlen in der Privatwirtschaft ......................... 6 2.3 Postleitzahlen in OpenStreetMap .................................................... 8 2.4 Qualität von Geodaten .................................................................. 13 2.5 Vergleich von Daten unterschiedlicher Herkunft ............................ 18 2.5.1 Qualität von OSM-Daten ............................................................. 19 2.5.2 Vergleich von OSM-Daten mit Daten kommerzieller Anbieter ...... 20 2.5.3 Vergleichsmethoden für Polygondatensätze .............................. 22 2.5.3.1 Vergleichsmethoden ................................................................ 23 2.5.3.2 Vergleichskriterien und Qualitätsmaße .................................... 24 2.6 Gebietsgenerierung aus Punktdaten ............................................. 29 2.6.1 Allgemeines und Literatur ........................................................... 29 2.6.2 Voronoi-Verfahren ...................................................................... 32 2.7 Open Source GIS Software ............................................................ 35 3 Praxis ................................................................................................ 41 3.1 Technische Voraussetzungen ........................................................ 41 3.2 Datengrundlage ............................................................................. 41 3.3 Allgemeiner Arbeitsablauf .............................................................. 43 3.3.1 Datenvorverarbeitung ................................................................ 43 3.3.2 Erzeugung der Gebiete ............................................................... 46 3.3.3 Datennachbearbeitung ............................................................... 47 3.3.4 Export der Daten als Shapefile ................................................... 47 3.4 Praktische Umsetzung ................................................................... 48 3.4.1 Datenvorverarbeitung ................................................................ 48 3.4.2 Erzeugung der Gebiete ............................................................... 50 3.4.3 Datennachbearbeitung ............................................................... 51 3.4.4 Export der Daten als Shapefile ................................................... 51 3.5 Ergebnisse ..................................................................................... 51 3.6 Vergleich der Daten ....................................................................... 52 4 Fazit .................................................................................................. 63 5 Ausblick ............................................................................................. 65 Quellenverzeichnis ............................................................................... IX Literaturquellen .................................................................................... IX Internetquellen .................................................................................... XV Anhang ............................................................................................... XIX A Anhang Quellcodes .......................................................................... XIX A.1 Quellcode Import Deutschlandgrenze .......................................... XIX A.2 Quellcode Vorverarbeitung ........................................................... XIX A.3 Quellcode Erzeugung Polygone .................................................... XXI A.4 Quellcode Nachbearbeitung ........................................................ XXII A.5 Quellcode Export ........................................................................ XXIII B Anhang Screenshots PDF-Karten .................................................... XXV B.1 Postleitzonen (PLZ1) Deutschland OSM ....................................... XXV B.2 Postleitregionen (PLZ2) Deutschland OSM ................................. XXVI B.3 Postleitzahlen 3-stellig Deutschland OSM ................................. XXVII B.4 Postleitzahlgebiete (PLZ5) Deutschland OSM .......................... XXVIII B.5 Vergleich der Postleitzahlen ....................................................... XXIX B.6 Vergleich PLZ5 Hamburg .............................................................. XXX B.7 Punktdichte PLZ5-Centroide OpenStreetMap ............................. XXXI B.8 Punktdichte PLZ5-Centroide TeleAtlas ...................................... XXXII B.9 Euklidische Distanz PLZ3-Centroide OpenStreetMap ............... XXXIII B.10 Euklidische Distanz PLZ3-Centroide TeleAtlas ........................ XXXIV B.11 Euklidische Distanz PLZ5-Centroide OpenStreetMap ............... XXXV B.12 Euklidische Distanz PLZ5-Centroide TeleAtlas ........................ XXXVI C Anhang Tabelle .......................................................................... XXXVII C.1 Tabelle Vergleich PLZ5-Gebiete Hamburg ............................... XXXVII D Anhang ............................................................................................ XLI D.1 CD ................................................................................................ XLI