Zimmermann Basismodelle der Geoinformatik

Strukturen, Algorithmen und Programmierbeispiele in Java
1. Auflage 2012
ISBN: 978-3-446-42953-6
Verlag: Hanser, Carl
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)

E-Book, Deutsch, 306 Seiten

Ob Marketing, Umweltforschung, Kartographie, Archäologie oder Katastrophenschutz - in all diesen Bereichen kommen Geoinformationssysteme (GIS) zum Einsatz. Und immer häufiger wird Geo-Software in andere Anwendungen integriert. Damit werden raumbezogene Konzepte für einen wachsenden Kreis von Softwareentwicklern interessant.
Dieses Buch vermittelt die Grundlagen für die Entwicklung von Geosoftware. Es behandelt verschiedene geometrische Ansätze, topologische Modelle, Fragen der Speicherung in Datenbanksystemen sowie Algorithmen zur Bearbeitung und Analyse von Geodaten.
Mittlerweile steht Entwicklern zwar eine Reihe von Open-Source-Produkten zur Verfügung, diese sind aber nicht 'schlüsselfertig', sondern müssen je nach Bedarf angepasst werden. Das Buch stellt diese Open-Source-GIS-Bibliotheken vor und zeigt ihre Anpassung an individuelle Anforderungen. Leser finden außerdem zahlreiche Übungsaufgaben, Beispiele in Java und Anregungen für weiterführende Programmierprojekte.

Autoren/Hrsg.

Zimmermann, Albert

Inhaltsverzeichnis

1;Vorwort;6
2;Inhalt;8
3;1 Einführung;12
3.1;1.1 Geoinformationssysteme und Geoinformatik;12
3.2;1.2 Modelle;16
3.2.1;1.2.1 Softwaretechnik;16
3.2.2;1.2.2 GI-Modelle;20
3.2.3;1.2.3 Dimensionen;23
3.3;1.3 GI-Standards;25
3.3.1;1.3.1 Unterscheidungsmerkmale;26
3.3.2;1.3.2 OGC- und ISO-Standards;26
3.4;1.4 Zusammenfassung;28
4;2 Grundlagen;30
4.1;2.1 Der objektorientierte Ansatz;30
4.1.1;2.1.1 Das objektorientierte Softwaremodell;30
4.1.2;2.1.2 UML-Klassenmodelle;33
4.1.3;2.1.3 Java;36
4.2;2.2 Vektorgeometrie;40
4.2.1;2.2.1 Euklidische Koordinatensysteme;40
4.2.2;2.2.2 Vektoren;43
4.2.3;2.2.3 Punkte, Geraden und Ebenen;49
4.2.4;2.2.4 Allgemeine Kurven und Oberflächen;54
4.2.5;2.2.5 Matrizen;58
4.3;2.3 Topologie;63
4.3.1;2.3.1 Grundbegriffe;63
4.3.2;2.3.2 Allgemeine Graphen;65
4.3.3;2.3.3 Ebene Graphen;69
4.4;2.4 Relationen und SQL;73
4.4.1;2.4.1 Relationen;73
4.4.2;2.4.2 Operatoren und Funktionen;77
4.4.3;2.4.3 Datenmanipulation;82
4.4.4;2.4.4 Datendefinition;83
4.5;2.5 Zusammenfassung und Ausblick;85
5;3 Computergraphik;86
5.1;3.1 Java 2D Graphics API;86
5.1.1;3.1.1 Graphische Elemente;89
5.1.2;3.1.2 Zusammengesetzte Geometrien;95
5.1.3;3.1.3 Punkte;97
5.1.4;3.1.4 Graphische Gestaltungsmittel;99
5.2;3.2 Kurven;103
5.2.1;3.2.1 Eigenschaften von Bézier-Kurven;103
5.2.2;3.2.2 Intererpolation von Freiformkurven;109
5.3;3.3 Transformationen;118
5.3.1;3.3.1 Der Abbildungsprozess;118
5.3.2;3.3.2 Zweidimensionale Transformationen;120
5.3.3;3.3.3 Dreidimensionale Transformationen;134
5.4;3.4 Zusammenfassung;142
6;4 Geometrische Modelle;144
6.1;4.1 Zweidimensionale Modelle;144
6.1.1;4.1.1 Graphische Primitive;144
6.1.2;4.1.2 Grundlegender Modellansatz;147
6.2;4.2 Simple-Feature-Modell;149
6.2.1;4.2.1 Klassenmodell;150
6.2.2;4.2.2 Implementierung in Java;161
6.3;4.3 Ebene geometrische Algorithmen;165
6.3.1;4.3.1 Laufzeitverhalten;165
6.3.2;4.3.2 Sweep-Verfahren;167
6.3.3;4.3.3 Divide-And-Conquer-Verfahren;177
6.3.4;4.3.4 Verschneidung geometrischer Objekte;180
6.3.5;4.3.5 Puffer und Abstände;184
6.4;4.4 Zweieinhalbdimensionale Modelle;187
6.4.1;4.4.1 Modellvarianten;188
6.4.2;4.4.2 Ergänzungen des Simple-Feature-Modells;190
6.4.3;4.4.3 Geometrische Interpolationsverfahren;193
6.5;4.5 Dreidimensionale Modelle – ein Überblick;201
6.6;4.6 Zusammenfassung;204
7;5 Topologische Modelle;206
7.1;5.1 Topologische Eigenschaften;206
7.2;5.2 Graphenmodelle;210
7.2.1;5.2.1 Allgemeine Datenstrukturen für Graphen;211
7.2.2;5.2.2 Allgemeines Modell für Maschennetze;214
7.2.3;5.2.3 Netzwerkmodell der Java Topology Suite;218
7.3;5.3 Topologische Algorithmen und Operatoren;220
7.3.1;5.3.1 Grundlegende Graphenalgorithmen;220
7.3.2;5.3.2 Topologische Operatoren;228
7.4;5.4 Topologische Klassen im Spatial-Schema-Modell;234
7.5;5.5 Zusammenfassung;236
8;6 Modelle der Realwelt;238
8.1;6.1 Realweltobjekte;238
8.1.1;6.1.1 Objektorientierter Modellansatz;239
8.1.2;6.1.2 General-Feature-Modell;240
8.1.3;6.1.3 Einfaches Realweltmodell von GeoTools;242
8.2;6.2 Geodatenbanken;250
8.2.1;6.2.1 Objektrelationale Datenbanken;250
8.2.2;6.2.2 Abbildung nach ISO 19125-2;251
8.2.3;6.2.3 PostGIS;255
8.2.4;6.2.4 Datenbankanbindung mit JDBC;260
8.2.5;6.2.5 Datenbank-Kommunikation mit GeoTools;264
8.3;6.3 Räumliche Indexstrukturen;267
8.3.1;6.3.1 Eindimensionale Indexstrukturen;268
8.3.2;6.3.2 Quadtrees;272
8.3.3;6.3.3 Weitere räumliche Indexstrukturen;277
8.4;6.4 Zusammenfassung;278
9;7 Ausblick;280
10;Literatur;284
11;Index;290

Über Autor(innen)

Prof. Dr.-Ing. Albert Zimmermann lehrt an der Hochschule Bochum. Dort hat er den Studiengang Geoinformatik mit aufgebaut.