Anwender aus verschiedensten Fachgebieten stellen weitreichende Anforderungen an die Modellierung der Zeitdimension in den Geoinformationssystemen. Von Interesse ist dabei oft speziell eine Analyse der Dynamik der betrachteten Phänomene. Das Erfordernis, geeignete Methoden zur Erfassung und Verarbeitung von Zeitinformationen bereitzustellen, stand in den letzten Jahrzehnten im Fokus diverser Untersuchungen und Publikationen. Im Kontext dieser Entwicklung ist im Jahr 2002 auch eine ISO-Norm (ISO19108:2002, Zeitliche Schema) zu dieser Thematik erschienen. Die Möglichkeiten, die hinsichtlich dessen von aktuellen Geoinformationssystemen angeboten werden, bleiben im Allgemeinen hinter der genannten Norm zurück. In dieser Arbeit wird untersucht, inwiefern das Konzept des Zeitlichen Schemas der ISO durch einen Abstrakten Datentyp in einer Geodatenbank umgesetzt werden kann. Es erfolgt die Konzeption hierfür notwendiger Objekte und Funktionen. Ziel ist dabei die integrierte Erfassung, Verwaltung und Analyse von Zeitpunkten, -perioden sowie einfacher zeitlicher Komplexe. Weiter wird für den Informationsaustausch zwischen Nutzer und Datenbanksystem, aufbauend auf bestehenden Standards, eine textuelle Repräsentation der Objekte konzipiert. Die Umsetzbarkeit des Konzepts wurde durch eine prototypische Implementierung, in einer PostgreSQL-Datenbank mit PostGIS-Erweiterung, untersucht. Die prinzipielle Machbarkeit konnte nachgewiesen werden, Details werden in der Arbeit behandelt. / Users from various fields of expertise place a wide range of demands on the subject of time modelling in geographic information systems. Of particular interest in this area is often the analysis of the dynamics of spatial features. The demand of providing suitable methods for the collection and processing of time data has been the focus of diverse research projects and publications over the last decades. In the context of the previously mentioned development, an ISO standard (ISO19108:2002, Temporal Schema) regarding this issue was published in 2002. In general, the capabilities of today’s geographic information systems are far behind the theoretical potential provided by this ISO standard. This bachelor thesis examines the feasibility of how the Temporal Schema of the ISO standard can be implemented in a Geodatabase with an abstract data type. Therefore necessary objects and functions are conceptualized. The aim is the integrated capture, management and analysis of instants, periods of time and simple temporal complexes. Furthermore, according to existing standards, a textual representation of objects is designed for the exchange of information between users and database systems. The practicability of the concept is examined with an implementation prototype in a PostgreSQL database, using the PostGIS extension. In summary, it can be said that the theoretical feasibility of this approach is proven, the details are discussed in this thesis.

The development of spatio–temporal geoscience information systems (TGSIS) as the next generation of geographic information systems (GIS) and geoscience information systems (GSIS) was investigated with respect to the following four aspects: concepts, data models, software, and applications. These systems are capable of capturing, storing, managing, and querying data of geo–objects subject to dynamic processes, thereby causing the evolution of their geometry, topology and geoscience properties. In this study, five data models were proposed. The first data model represents static geo–objects whose geometries are in the 3–dimensional space. The second and third data models represent geological surfaces evolving in a discrete and continuous manner, respectively. The fourth data model is a general model that represents geo–objects whose geometries are n–dimensional embedding in the m–dimensional space R^m, m >= 3. The topology and the properties of these geo–objects are also represented in the data model. In this model, time is represented as one dimension (valid time). Moreover, the valid time is an independent variable, whereas geometry, topology, and the properties are dependent (on time) variables. The fifth data model represents multiple indexed geoscience data in which time and other non–spatial dimensions are interpreted as larger spatial dimensions. To capture data in space and time, morphological interpolation methods were reviewed, and a new morphological interpolation method was proposed to model geological surfaces evolving continuously in a time interval. This algorithm is based on parameterisation techniques to locate the cross–reference and then compute the trajectories complying with geometrical constraints. In addition, the long transaction feature was studied, and the data schema, functions, triggers, and views were proposed to implement the long transaction feature and the database versioning in PostgreSQL. To implement database versioning tailored to geoscience applications, an algorithm comparing two triangulated meshes was also proposed. Therefore, TGSIS enable geologists to manage different versions of geoscience data for different geological paradigms, data, and authors. Finally, a prototype software system was built. This system uses the client/server architecture in which the server side uses the PostgreSQL database management system and the client side uses the gOcad geomodeling system. The system was also applied to certain sample applications.

Der Beitrag stellt aktuelle Entwicklungen und Ergebnisse im Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung (IÖR-Monitor) vor. Da die Umstellung des ATKIS Basis-DLM als wichtigste Datengrundlage des Monitors auf das neue AAA-Modell inzwischen weit fortgeschritten ist, wurde das Flächenschema des Monitors angepasst, sodass nun ein weitestgehend konsistenter räumlicher und zeitlicher Vergleich alter und neuer ATKIS-Modelldaten möglich ist. Der neue Indikator „Bebauter Siedlungs- und Verkehrsflächenanteil“ ermöglicht eine Abschätzung der urbanen Entwicklung unabhängig von Sport-, Freizeit- und Erholungsflächen, wie es u. a. die Ministerkonferenz für Raumordnung (MKRO) fordert. Inzwischen werden die Indikatoren im IÖR-Monitor zusätzlich kleinräumig als Rasterkarten dargestellt und ermöglichen damit auch innergemeindliche Aussagen zur Flächennutzungsstruktur und ihrer Entwicklung. Es deutet sich an, dass die Flächennutzungsentwicklung mithilfe der Monitor-Indikatoren verlässlicher als mit den Daten der amtlichen Flächenerhebung bewertet werden kann. Das amtliche Liegenschaftsbuch (in Zukunft ALKIS) als deren Datengrundlage weist beim Flächennutzungseintrag und seiner Aktualisierung deutliche Schwächen gegenüber den zyklisch aktualisierten geotopographischen Basisdaten (ATKIS Basis-DLM) des IÖR-Monitors auf.

Bisher sind Indikatoren für die Landschaftsvielfalt auf bundesweiter Ebene trotz vorhandener früherer Ansätze, beispielsweise zur Umweltökonomischen Gesamtrechnung, noch unterrepräsentiert. Auch auf EU-Ebene existieren dazu nur erste Ansätze. Die Vielfalt der Nutzung einer Landschaft kann auf der Basis von Flächennutzungsinformationen mittels geeigneter Maßzahlen beschrieben werden. Dabei dienen Indizes der Landschaftsstruktur („Landschaftsstrukturmaße“) zur Beschreibung der Zusammensetzung und räumlichen Ordnung einer Landschaft. Aus der flächendeckenden Datengrundlage des Monitors der Siedlungs- und Freiraumentwicklung (IÖR-Monitor) lassen sich räumliche Maßzahlen zu Größe, Form, Anzahl, Art und Anordnung der Landschaftselemente ableiten und mit weiteren Fachdaten verknüpfen. Der Beitrag gibt einen Überblick über bisher vorhandene Ansätze und Indikatoren in Deutschland sowie der Europäischen Union. Abschließend werden Überlegungen für Indikatoren zur Landschaftsvielfalt im IÖR-Monitor sowie erste Ergebnisse vorgestellt.

Anwender aus verschiedensten Fachgebieten stellen weitreichende Anforderungen an die Modellierung der Zeitdimension in den Geoinformationssystemen. Von Interesse ist dabei oft speziell eine Analyse der Dynamik der betrachteten Phänomene. Das Erfordernis, geeignete Methoden zur Erfassung und Verarbeitung von Zeitinformationen bereitzustellen, stand in den letzten Jahrzehnten im Fokus diverser Untersuchungen und Publikationen. Im Kontext dieser Entwicklung ist im Jahr 2002 auch eine ISO-Norm (ISO19108:2002, Zeitliche Schema) zu dieser Thematik erschienen. Die Möglichkeiten, die hinsichtlich dessen von aktuellen Geoinformationssystemen angeboten werden, bleiben im Allgemeinen hinter der genannten Norm zurück. In dieser Arbeit wird untersucht, inwiefern das Konzept des Zeitlichen Schemas der ISO durch einen Abstrakten Datentyp in einer Geodatenbank umgesetzt werden kann. Es erfolgt die Konzeption hierfür notwendiger Objekte und Funktionen. Ziel ist dabei die integrierte Erfassung, Verwaltung und Analyse von Zeitpunkten, -perioden sowie einfacher zeitlicher Komplexe. Weiter wird für den Informationsaustausch zwischen Nutzer und Datenbanksystem, aufbauend auf bestehenden Standards, eine textuelle Repräsentation der Objekte konzipiert. Die Umsetzbarkeit des Konzepts wurde durch eine prototypische Implementierung, in einer PostgreSQL-Datenbank mit PostGIS-Erweiterung, untersucht. Die prinzipielle Machbarkeit konnte nachgewiesen werden, Details werden in der Arbeit behandelt. / Users from various fields of expertise place a wide range of demands on the subject of time modelling in geographic information systems. Of particular interest in this area is often the analysis of the dynamics of spatial features. The demand of providing suitable methods for the collection and processing of time data has been the focus of diverse research projects and publications over the last decades. In the context of the previously mentioned development, an ISO standard (ISO19108:2002, Temporal Schema) regarding this issue was published in 2002. In general, the capabilities of today’s geographic information systems are far behind the theoretical potential provided by this ISO standard. This bachelor thesis examines the feasibility of how the Temporal Schema of the ISO standard can be implemented in a Geodatabase with an abstract data type. Therefore necessary objects and functions are conceptualized. The aim is the integrated capture, management and analysis of instants, periods of time and simple temporal complexes. Furthermore, according to existing standards, a textual representation of objects is designed for the exchange of information between users and database systems. The practicability of the concept is examined with an implementation prototype in a PostgreSQL database, using the PostGIS extension. In summary, it can be said that the theoretical feasibility of this approach is proven, the details are discussed in this thesis.

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Unter dem Vorgang der Georeferenzierung versteht man die Zuweisung raumbezogener Informationen, der Georeferenz, zu einem Datensatz. Die Anforderungen an thematische und zielgruppenorientierte Visualisierung und Präsentation von Geoinformationen wachsen kontinuierlich. Das in der SLUB entwickelte Virtuelle Kartenforum 2.0 bietet komfortable Recherche und 3D-Darstellung.

Zum Aufbau eines flächendeckenden Monitors der Siedlungs- und Freiraumentwicklung in Deutschland werden geeignete Geodaten benötigt. Ausgehend von den raum- und umweltplanerischen Zielstellungen eines Flächenmonitorings in Verbindung mit dem Anliegen der laufenden Raumbeobachtung ergeben sich dafür grundlegende Anforderungen. Verfügbare Datenquellen werden im Hinblick auf ihre potenzielle Eignung vorgestellt und verglichen: das Amtliche Topographisch-Kartographische Informationssystem ATKIS (insbesondere das Basis-DLM), das Amtliche Liegenschaftskataster-Informationssystem ALKIS (basierend auf der automatisierten Liegenschaftskarte ALK und dem Liegenschaftsbuch ALB) sowie klassifizierte Luft- und Satellitenbilddaten. Erkennbare Datenprobleme werden im Hinblick auf die Berechnung von Indikatoren diskutiert und mit Fallbeispielen illustriert. Außerdem wird eine Lösung für die administrative Bezugsgeometrie des Monitors vorgestellt.

In dem Beitrag werden das Konzept und erste Realisierungsergebnisse eines Monitors vorgestellt, der Zustand und Entwicklung von Siedlungs- und Freiraumstruktur in Deutschland beschreibt. Grundlage ist das ATKIS Basis-DLM, dessen Geobasisdaten einer gesetzlichen Fortschreibung unterliegen. Dieses digitale Landschaftsmodell ist der aktuellste und genauste topographische Datensatz, der flächendeckend für Deutschland vorliegt. Die hochauflösenden GIS-Daten ermöglichen erstmals die Berechnung sehr kleinräumiger Kennzahlen und Indikatoren der Flächennutzung für die gesamte Fläche der Bundesrepublik Deutschland. Das geplante Indikatorensystem umfasst die Themenbereiche Siedlung, Freiraum, Bevölkerung, Landschafts- und Naturschutz sowie Verkehr. Es soll, in Ergänzung zu bestehenden flächenstatistischen Berichtssystemen, den urbanen Nutzungswandel und den damit einhergehenden Druck auf Freiräume und Schutzgebiete, insbesondere unter Nachhaltigkeitsaspekten, beschreiben. Die Ergebnisse der komplexen Berechnungen werden im Internet bereitgestellt. Ein Überblicks- und ein Detail-Viewer ermöglichen eine einfache Visualisierung der raumbezogenen Indikatoren und Entwicklungsphänomene. Der Monitor und die damit verbundenen methodischen Entwicklungen sind Aufgabe des Forschungsbereichs „Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung“ des Leibniz-Instituts für ökologische Raumentwicklung.

Das Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung (IÖR) verfolgt u. a. das Ziel, präzise Kenntnisse über das Mengengerüst des deutschen Gebäudebestandes und seiner Eigenschaften zu gewinnen und räumlich hochauflösende Indikatoren als Grundlage einer nachhaltigen Raumentwicklung für Planer und Entscheidungsträger zu erarbeiten. Dieser Beitrag fokussiert auf Ansätze der räumlichen Analyse, die eine Quantifizierung und Charakterisierung des Gesamtbestandes von Wohn- und Nichtwohngebäuden unterstützen. Vorgestellt werden erste Ergebnisse einer deutschlandweiten Auswertung amtlicher Hauskoordinaten und Hausumringe. Der Gebäudebestand wird nach Bundesländern und nach Raumstrukturtypen des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) gegliedert. Es besteht Bedarf, nicht nur Datenmodelle zu entwickeln, sondern daraus auch Erklärungs- und Messmodelle abzuleiten, die einen expliziten Raumbezug aufweisen und sich zur bestandsorientierten Wissensgewinnung sowie zur Strategieentwicklung eignen – auch im europäischen Kontext.