19.08.2021

Wissen

Geographische Informationssysteme – Mehr als nur Karten

Mehr als 70% unserer alltäglichen Entscheidungen haben einen Raumbezug. Wie komme ich am schnellsten zum Bahnhof? Wo ist der nächste Supermarkt oder wo ist die nächste Velo-Strecke? Fragen, die alle mit geographischen Informationssystemen (GIS), eine Art interaktiver Landkarte, lösbar sind.

GNSS-Systeme werden für die Bestimmung von hochpräsizen Koordinaten im Dezimeter- bis Zentimeter-Bereich bei der Erfassung von Geodaten eingesetzt (Bild: Juliane Krenz)

Die verschiedenen Arten von Geometrien in GIS am Beispiel derselben Landschaft (Mitte), links Vektordarstellung mit Punkten, Linien und Polygonen; rechts Rasterdarstellung. (Bild: Juliane Krenz)

Geographische Informationssysteme (kurz GIS) und Geodaten sind nicht mehr aus unserem Leben wegzudenken. Fast alle von uns benutzen sie jeden Tag – oft, ohne dass wir es wissen. Doch was sind Geographische Informationssysteme und warum werden sie immer wichtiger? GIS dienen der Erfassung, Aufbereitung, Analyse, Auswertung und Darstellung von raumbezogenen Daten, sogenannte Geodaten. Dies sind Daten, welche durch Koordinaten im Raum referenziert werden können. Beispiele sind die Haltestellen des Öffentlichen Verkehrs, die Standorte der Ladestationen für Elektroautos oder die Wanderwege, aber auch Satellitenbilder. Diese Daten werden von Spezialisten aufbereitet und dann meistens über sogenannte Geoportale verbreitet. Bei den Geoportalen handelt es sich um Internet-Plattformen, auf welchen Geodaten und Karten zur Verfügung stehen. Bekannte Beispiele sind das Geoportal des Bundes und Google Maps.

 

Der Weg von den Daten zur Visualisierung

Am Anfang jedes «Layers» (so werden die einzelnen Datensätze desselben Typs, z.B. alle Haltestellen im Fachjargon genannt) steht das Bedürfnis, etwas graphisch darzustellen und abzufragen. Die Daten stehen meistens in tabellarischer Form oder auf Papier zur Verfügung und müssen auf einer Karte dargestellt werden. Dafür sind genaue Ortsangaben, also Koordinaten, nötig. Räumliche Koordinaten sollten am besten gleich bei der Datenerfassung aufgenommen werden, sonst wird es danach nur unnötig kompliziert. Die Darstellung benötigt oft viel Zeit und ist nicht immer einfach. Neben den geographischen Koordinaten ist auch die Form der Daten (Geometrie) wichtig. Die Daten einer Layer können entweder als vektorbasierte Punkte, Linien oder Polygone, oder als Rasterpixel vorliegen. GIS ist aber viel mehr als Karten oder Layer erstellen. Denn die Daten sollen ja nicht starr sein, sondern man soll sie auch abfragen können. So ist es zum Beispiel auf dem Geoportal des Bundes möglich, nicht nur die Haltestellen des Öffentlichen Verkehrs darstellen zu lassen, sondern durch einen Klick auf das Symbol auch zu erfahren, wann der nächste Bus oder Zug von dieser Haltestelle abfährt und ob die Verbindung verspätet ist. Damit dies funktioniert, müssen die Geometrien der Haltestellen, in diesem Fall Punkte, mit anderen Datenbanken verknüpft werden.

 

Morteratschgletscher in der Zeitreise des Geoportals: map.geo.admin.ch

 

Wanderwege, Reisezeit, Klima

Nachdem wir nun kurz die Theorie erklärt haben, möchten wir dir noch einige Beispiele vorstellen. Auf dem Geoportal des Bundes kannst du hunderte von Karten, Luftbildern und Geodaten abrufen. So kannst du zum Beispiel alle Wanderwege der Schweiz darstellen lassen, aufgeteilt nach Schwierigkeit: Wanderwege, Bergwanderwege und Alpinwanderwege. So kannst du deine nächste Wanderung optimal planen. Oder du kannst die Reisezeit zu Agglomerationen und Kerngemeinden mit dem Öffentlichen Verkehr anschauen und so erfahren, wie viel Zeit du von einem gewissen Ort zur nächsten Agglomeration benötigst. Sehr interessant ist auch die Möglichkeit, Karten und Luftbilder aus verschiedenen Jahren zu vergleichen. So können im Klimabereich interessante Beobachtungen gemacht werden. Du kannst z.B. die Luftbilder von 1946 mit den heutigen Luftbildern mit einem Regler vergleichen und so den Rückgang der Gletscher beobachten. Zudem sind viele dieser Karten und Geodaten auch in einer App auf dem Smartphone abrufbar (Name: swisstopo). Dank dieser App kannst du bequem am Handy die Karten der Schweiz anschauen, einige Layer darstellen lassen und sogar die Wanderzeit von einem Punkt zum nächsten berechnen lassen. Dafür musst du einfach Ausgangspunkt und Ziel auf der Karte angeben.

 

Eine Woche lang GIS in der Praxis

Bei einer Teilnahme an der Geographie-Olympiade kannst du mehr über GIS lernen. Die FinalistInnen der Schweizer Geographie-Olympiade haben jedes Jahr im einwöchigen Sommercamp die Chance, eigene Erfahrungen im Umgang mit Geodaten zu sammeln. So wurden in den vergangenen Jahren zum Beispiel AmeisenhügelNeophyten und die Baumvielfalt entlang der Wanderroute 13 im Schweizer Nationalpark in Zernez kartiert.

 

Die Teilnehmer des Sommercamps 2020 erkunden die Route Margunet im Schweizer Nationalpark (Bild: Christian Sailer)

 

Klick dich durch die StoryMaps des letzten Sommercamps und erkunde selbst, was die Teilnehmenden mit GIS auf die Beine gestellt haben. Oder schau, was im August 2021 alles entdeckt wird.

Haben wir dein Interesse geweckt? 

Im Bereich Geographische Informationssysteme (GIS) arbeiten unter anderem auch GeographInnen. Ein Studium in Geographie bereitet dich also auf einen Job in diesem Bereich vor. Da das Geographie-Studium sehr viele Disziplinen beinhaltet und nicht alle Universitäten den Fokus auf die gleichen Teil-Disziplinen setzten, informierst du dich am besten, an welcher Universität der Schwerpunkt auf GIS gelegt wird. Arbeitgeber im Bereich GIS sind der öffentliche Bereich (Bund, Kantone und Gemeinde), Ingenieur- und Geomatiker-Büros, sowie grössere private Betriebe, welche ein GIS und ein Geoportal pflegen.

 

Über die Autoren: Marco Engeler hat Geographie studiert. Er arbeitet seit einigen Jahren im GIS- und Geomatik-Bereich. Beim Verein der Geo-Olympiade ist er seit dem Jahr 2020 dabei. Juliane Krenz hat in Geographie promoviert und ist Forscherin an der Universität Basel. Sie gibt dort GIS-Kurse und analysiert für Ihre Forschung unter anderem Bilder von Drohnen und Satelliten. Seit August 2021 leitet Sie das analytische Bodenlabor. Bei der Geo-Olympiade ist sie seit 2017 dabei und für die Homepage verantwortlich.

 

Links zu den Beispielen

 

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