Heft 49

Schriftenreihe des Studiengangs Geodäsie und Geoinformation
der Universität der Bundeswehr München

 


 

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Heft 49

Zur Qualität der Basisdaten von Landinformationssystemen
Dissertation

Autor: R. Scheuring

Universität der Bundeswehr München, Neubiberg, 1995
126 Seiten

Vollständiger Abdruck der von der Fakultät für Bauingenieur- und Vermessungswesen der Universität der Bundeswehr München zur Erlangung des akademischen Grades eines Doktor-Ingenieurs (Dr.-Ing.) genehmigten Dissertation.

Vorsitzender: Univ.-Prof. Dr. rer. nat. K. Wichmann
1. Berichterstatter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. W. Caspary
2. Berichterstatter: Prof. Dr.-Ing. e.h. H. Hildebrandt

Tag der mündlichen Prüfung: 06.12.1994

 


 

Inhalt

Einführung

Fehlertheorie eindimensionaler Objekte

  • Punkt
  • Punktfehler im rechtwinkligen Koordinatensystem
  • Lagefehlervektor
    • Verteilung der Länge des Fagefehlervektors
      • Herleitung
      • Beispiel
    • Nichtzentrizität
    • Verteilung der Richtung des Lagefehlervektors
      • Herleitung
      • Beispiel
  • Praxisbeispiel Ottobrunn

Fehlertheorie zweidimensionaler Objekte

  • Strecke
    • Streckenfehler
    • Länge einer Strecke
    • Richtung einer Strecke
    • Unsicherheit in der Lage einer Strecke, Fehlerbänder
      • Herleitung durch Fehlerfortpflanzungsgesetz
      • Historie
      • Generierung mit Monte-Carlo-Methode
    • Lange Strecke
  • Linie
  • Fläche
    • Genauigkeit des Flächeninhalts
      • Dreieck
      • Quadrat
    • Unsicherheit in der Lage der Fläche
      • Fehlerbänder um Umring
      • Umfang der Fläche
      • Lage des Schwerpunkts der Fläche
    • Numerisches Beispiel
  • Winkel

Unschärfe von Daten

  • Begriffliche Abgrenzung
  • Fuzzy-Problemlösungsansätze in Landinformationssystemen
  • Modellierung der Unschärfe
  • Grenze
  • Maß für die Unschärfe
  • Beispiel Kreis
  • Unscharfe Flächen
  • Neuronale Netze

Landinformationssysteme

  • Daten in Landinformationssystemen
    • Attributdaten
    • Attributgenauigkeit
  • Datenmodell
    • Konzeptionelles Modell
    • Logisches Modell
    • Physikalisches Modell
  • Anforderungen an Landinformationssysteme
    • Raumbezug
    • Genauigkeitsanforderungen
    • Normungsanforderungen

Datenqualität

  • Einführung
    • Definition
    • Qualitätsmodell
    • Qualitätsmerkmale
  • Fehlermodellierung
    • Fehlermanagement
    • Fehlerquellen
    • Fehlertypen
  • Genauigkeit von Geometriedaten
  • Datenkonsistenz
    • Geometrische Konsistenzbedingungen
    • Datenintegrität
      • Physische oder technische Datenintegrität
      • Strukturelle Datenintegrität
      • Semantische Datenintegrität
      • Pragmatische Datenintegrität
  • Weitere Qualitätsmerkmale
  • Beurteilungsmöglichkeiten der Qualitätsmerkmale

Datenerfassung

  • Karte und Fehler
  • Datenerfassungsmethoden
    • Herkömmliches Digitalisieren
      • Karteneinpassung
      • Homogenisierung
      • Erfassung der Punktkoordinaten
      • Fehlerbeseitigung
    • Scannen
      • Meßprinzip
      • Fehler
  • Genauigkeitsvergleich Scannen - Digitalisieren
  • Konzepte der Zuverlässigkeit für Digitalisierungen
    • Flächeninhalt als Bedingung für Punktkoordinaten
    • Steinbreiten als zusätzliche Beobachtungen im Digitalisierkonzept
    • Flächeninhalt und Steinbreiten im Digitalisierkonzept
    • Realdatenbeispiel Ottobrunn
    • Vergleich
    • Anwendungskonzept

Fehlerfortpflanzung

  • Einführung
  • Beispiel Geradenschnitt

Zusammenfassung

Glossar

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Lebenslauf

 


 

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit wurde die Qualität der Basisdaten von Landinformationssystemen näher untersucht und zusammenfassend dargestellt. Die aufgezeigten Möglichkeiten und Horizonte dienen zur Erfüllung der Anforderungen an LIS.

Ein wichtiger Qualitätsaspekt ist die Genauigkeit der geometrischen Grunddaten, zu deren Beurteilung einige Maße zusammengestellt und definiert wurden, die hauptsächlich auf dem traditionellen Ausgleichungsansatz nach dem Prinzip der kleinsten Quadrate beruhen. Der neu entwickelte Ansatz zur Lagegenauigkeit von Strecken basiert dagegen auf der Monte-Carlo-Methode.

Gegenüber diesen eher konventionellen Betrachtungsweisen bietet der eingeführte Fuzzy-Datenansatz neue Möglichkeiten zur Beschreibung und Qualitätsbeurteilung unscharfer Daten. Desweiteren wurde aufgezeigt, wie Basisdaten von LIS und ihre Beziehungen untereinander mittels Neuronaler Netze beschrieben werden können.

Das für die Basisdaten eines LIS, zu denen neben Geometriedaten auch noch Attributdaten gehören, entworfene Qualitätsmodell definiert Qualitätsmerkmale und zeigt Beurteilungsmöglichkeiten für diese auf.

Nähere Betrachtung erfährt das Qualitätsmerkmal Zuverlässigkeit. Nach einer Diskussion verschiedener Datenerfassungsmethoden wurde ein Konzept aufgestellt, um die Zuverlässigkeit von Digitalisierungen zu erhöhen.

Diese in der Arbeit vorgestellten Aspekte eines Qualitätsmodells ermöglichen eine bessere Beurteilung der Qualität der Basisdaten von Landinformationssystemen. Die Arbeit dient somit unter Zugrundelegung der erarbeiteten theoretischen Grundlagen als praktische Hilfe für den Entwickler und Anwender von Landinformationssystemen.

Nach dem vielerorts bereits geschehenen Entwurf des Datenmodells muß nun in der Praxis die Konzeption eines Qualitätsmodells für Daten von Landinformationssystemen erfolgen. Da sich das Vermessungswesen bereits insbesondere für das Qualitätsmerkmal Genauigkeit verantwortlich zeigt, ist es geradezu prädestiniert, in der Erstellung des Qualitätsmodells führend mitzuwirken. Diese Dissertation soll hierzu einen Beitrag liefern.

 


 

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