Diversity GIS Editor

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DiversityWorkbench

Der Diversity GIS Editor (DGE) wird als Modul des Datenmanagementsystems Diversity Workbench (DWB) entwickelt. Er kann als integrierter Teil von DiversityCollection, von DiversitySamplingPlots und von DiversityGazetteers eingesetzt werden. Darüberhinaus kann man den Editor auch als Einzelanwendung ohne Datenbankanbindung verwenden.

Der DGE ist eine Software zum Erstellen und Prozessieren von Geoobjekten in einer geographischen Umgebung. Die Geobjekte können graphisch dargestellt, bearbeitet und als Files gespeichert werden. Auf einer Hintergrundkarte (ausgestattet mit Weltkoordinaten) können MS SQL-Geoobjekte (Punkte, Linien und Polygone) in einem geographischen Kontext visualisiert und editiert werden. Die Hintergrundkarte kann entweder vom eigenen Datenspeicher abgerufen werden oder über eines der online verfügbaren Karten-Tools (z. B. Google Maps bzw. OpenStreetMap, SNSB Map Server TK25 Bayern) erstellt werden. Der Editor besitzt eine integrierte GPS-Funktion. Sobald ein GPS angeschlossen ist, kann die aktuelle Position dargestellt werden.

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→ Hintergrundkarten und Geoobjekte für Bayern als frei verfügbares Arbeitsmaterial für den Diversity GIS Editor.

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DGE Software

Auf der Homepage der Diversity Workbench steht die aktuelle Version des Diversity GIS Editors zum Herunterladen zur Verfügung.

Anleitungen und Informationen

Neben den üblichen Funktionen eines GIS Editors bietet der Diversity GIS Editor weitere, für die Flora von Bayern relevante und nützliche Funktionen, die nachfolgend anhand von Beispielen erläutert werden sollen. Eine ausführliche Anleitung zum GIS Editor finden Sie [[[Media:DiversityGisEditorHelp_2_2_3_3.pdf]] hier] (pdf auf englisch). Außerdem steht Ihnen eine Kurzanleitung (pdf in deutsch) zu den wichtigsten Funktionen im Kontext der Flora von Bayern so wie ein Vortrag als zusätzliches Informationsmaterial zur Verfügung.

Vorträge und Live-Demo

• GIS-Werkzeuge in der Diversity Workbench: wie lassen sich Verbreitungskarten erstellen und publizieren (Vortrag, gehalten von I. Leininger im Rahmen des 5. Tages der Bayernflora, April 2015)
• Diversity GIS Editor – a GFBio compliant tool for processing geographical object information in biodiversity research and citizen science projects (Vortrag gehalten von W. Reichert auf der GfÖ-Tagung, September 2015)
• GIS-Werkzeuge in der Diversity Workbench: wie lassen sich Verbreitungskarten erstellen und publizieren (Vortrag gehalten von I. Leininger im Rahmen des 27. DWB-Workshops, Oktober 2015)
• Überblick über Funktionen des DWB GIS Editors (halbstündiges Video-Tutorial; als Live-Demo durchgeführt von W. Reichert im Rahmen des 40. DWB-Workshops, Dezember 2020)

Eingescannten Kartenausschnitt als georeferenzierte Arbeitsgrundlage verwenden

Zum Bearbeiten oder Rekonstruieren von Beobachtungsdaten, benötigt man als Hintergrundkarte u. U. einen Ausschnitt einer topographischen oder historischen Karte. Der GIS Editor ermöglicht es einen eingescannten Kartenausschnitt einzulesen und in wenigen Schritten zu georeferenzieren:

Setzen der drei Referenzpunkte	Gesetzte Referenzpunkte	Korrekt georeferenzierter Kartenausschnitt	Bearbeitete historische Karte
Nach dem Einlesen des eingescannten Kartenausschnitts kann dieser mittels drei Referenzpunktpaaren auf Grundlage der Weltkoordinaten georeferenziert werden.	Um ein gutes Ergebnis zu erhalten sollten die drei Paare mit möglichst großem Abstand zueinander gesetzt werden.	Durch das Setzen der drei Referenzpunktpaare wird der Kartenausschnitt exakt in die Hintergrundkarte eingepasst.	Diese nun georeferenzierte, historische Karte kann als Arbeitsgrundlage verwendet werden.

Speichert man den georeferenzierten Kartenausschnitt nun ab, wird lediglich eine xml-Datei erzeugt, die die Koordinaten für das Bild enthält. Der Ausschnitt kann nun als georeferenzierte Hintergrundkarte verwendet werden.

Datentabellen einlesen ─ Punktdaten

Der GIS Editor bietet die Möglichkeit eine Liste von Fundpunkten (mit Angaben zu Längengrad und Breitengrad) einzulesen und diese Punkte dann auf einer Hintergrundkarte darzustellen. Dies funktioniert auch ohne die Daten vorher in DiversityCollection importieren zu müssen.
Wichtig ist, dass die Daten als TAB-separierte Textdatei abgespeichert werden und die Datei die Endung .shp2 besitzt. Die Koordinaten müssen im Dezimalgrad-Format angegeben sein.

TAB-separierte Textdatei (im .shp2-Format)	Eingabemaske um die Parameter zuzuweisen	Darstellung der Fundpunkte auf einem georeferenzierten Kartenausschnitt	Fehlermeldung
Die einzulesenden Datensätze müssen als TAB-separierte Textdatei im .shp2-Format vorliegen.	Nach dem Öffnen der Textdatei erscheint eine Eingabemaske mittels derer die enthaltenen Werte den entsprechenden Parametern zugewiesen werden können. Längen- und Breitengradangaben sind Pflicht, die Zuweisung eines Identifiers wird dringend empfohlen! In der Eingabemaske kann auch ausgewählt werden ob die Punkte jeweils als einzelnes Geoobjekt eingelesen werden sollen oder als ein Gesamtobjekt.	Zur Darstellung der Fundpunkte wird automatisch der richtige Kartenausschnitt gewählt. Die angezeigten Punktsymbole können nun noch hinsichtlich Farbe und Form bearbeitet werden.	Ist die eingelesene Datei fehlerhaft (Fehler in der Koordinatenschreibweise o.ä.) erscheint ein Fenster, das den Nutzer auf den Fehler hinweist und darüber informiert in welchen Zeilen sich Fehler befinden. Diese Zeilen werden beim Einlesen der Datei einfach übersprungen. Die Kopfzeile wird grundsätzlich als Fehler gelesen, in der Auflistung der fehlerhaften Zeilen aber auch entsprechend gekennzeichnet, so dass diese Fehlermeldung ignoriert werden kann.

Weitere Möglickeiten: Es ist grundsätzlich auch möglich Linien oder Polygone einzulesen, dazu muss das Objekt in der TAB-separierten Textdatei allerdings in exakter Form beschrieben werden, d.h.

• für Linien: LINESTRING(Koordinatenpaar01, Koordinatenpaar02, Koordinatenpaar03, [...])
• für Polygone: POLYGON((Koordinatenpaar01, Koordinatenpaar02, Koordinatenpaar03, [...], Koordinatenpaar01))

In der Eingabemaske wird einem solchen Ausdruck dann der Parameter "Geography Data" zugewiesen.

Datentabellen einlesen ─ Rasterdaten

Rasterdaten können auf die gleiche Art und Weise eingelesen werden wie Punktdaten. Der GIS-Editor errechnet dabei aus den eingelesenen Angaben den Mittelpunkt des jewiligen Quadranten. Die dargestellten Punkte sind also nur berechnet, die Koordinaten dieser Punkte dürfen daher nicht als exakter Fundpunkt verwendet werden. Damit die Verbreitung einer Art deutlicher hervortritt, ist es sinnvoll eine Hintergrundkarte mit eingezeichnetem Raster zu verwenden (z. B. die Bayernkarte mit TK-Raster)

Zur Publikation von Rasterdaten sind eine Datentabelle und ein geeigneter Hintergrund nötig. (Daten aus Meyer et al. 2005)	Eingabemaske um die Parameter zuzuweisen.	Beispiel eingelesener Rasterdaten
Nachdem eine geeignete Hintergrundkarte geladen ist (z. B. Bayernkarte mit TK-Raster), kann die Datentabelle mit den MTB-Fundortangaben eingelesen werden. Soll der fundort lediglich durch ein Punktsymbol dargestellt werden und nicht der gesamte Quadrant farbig markiert werden, muss das Kästchen "nur MTB/Q Mittelpunkt" markiert sein. Die dadurch auf der Karte erzeugten Punkte dürfen nicht mit Koordinatenangaben verwechselt werden. Der GIS-Editor berechnet beim Einlesen jeweils den Mittelpunkt der angegebenen Quadranten, Viertelquadranten etc. Diese werden dann auf der Karte dargestellt.

Auch beim Einlesen von Rasterdaten erscheint die oben erwähnte Fehlermeldung, wenn Fehler z.B. in der Schreibweise vorliegen.

Analog vorliegende Punktdaten digitalisieren und visualisieren

Als die Erfassung floristischer Daten noch vorwiegend analog durchgeführt wurde, wurden in manchen Projekten die einzelnen Fundpunkte händisch auf Papier eingezeichnet. Um diese Form der Beobachtungsdaten heute digital zugänglich zu machen, bietet der GIS Editor die Funktion "Sample Detection". Sie ermöglicht es, analog markierte Fundpunkte in digitale Fundpunkte auf einer georeferenzierten Hintergrundkarte umzuwandeln.

Mit Adapt-Funktion das eingelesene Millimeterpapier in das Polygon einpassen	Parameter bestimmen, anhand derer die Punkte auf dem Millimeterpapier detektiert werden sollen	Detektierte Punkte auf dem georeferenzierten Millimeterpapier	Darstellung der detektierten Fundpunkte auf einer Hintergrundkarte
Um die analogen Punkte in digitaler Form darzustellen, muss das eingescannte Papier (im Beispielsfall J. Höller handelt es sich um Millimeterpapier mit randlicher Kennzeichnung des MTBs mit Längen- und Breitenangabe) zunächst georeferenziert werden. Dies funktioniert ähnlich wie bei den oben beschriebenen historischen Kartenausschnitten mit der Adapt-Funktion. Nur wird hierzu zuerst ein passgenaues und bereits georeferenziertes Polygon erzeugt, an welches dann das eingescannte Papier angepasst werden kann.	Ist das Papier georeferenziert, als Bild abgespeichert und dieses erneut in den GIS Editor geladen worden, können nun Parameter bestimmt werden, anhand derer die Punkte auf dem Papier detektiert werden sollen. Über den Knopf "Sammlungsobjekte auf einem georeferenzierten Lageplan detektieren" öffnet sich ein Fenster, in welchem u. a. der Farbbereich, der minimale Punktabstand und die Benennung angegeben werden können. Im Beispielsfall wurden die Fundpunkte von Athyrium filix-femina vom Beobachter (hier J. Höller) mit schwarzem Stift auf rotem Millimeterpapier vermerkt.	Durch den Klick auf OK wird dann jeder analoge Punkt auf dem Millimeterpapier, der in den gewählten Farbbereich passt, in einen digitalen Fundpunkt umgewandelt.	Die detektierten Punkte können als TAB-separierte Textdatei abgespeichert und anschließend auf einer Hintergrundkarte dargestellt werden (siehe oben).

Karten publizieren

Auch Karten bzw. Kartenausschnitte für eine Publikation von Punkt- oder Rasterdaten können mit dem GIS-Editor erstellt werden. Bitte beachten Sie, dass Google maps auf Grund spezieller Lizenzbedingungen nicht als Hintergrund von publizierten Karten verwendet werden darf.

Publikation von Punktdaten

Fundpunkte mit genauen Koordinatenangaben können über die Funktion "TAB-separierte Textdateien einlesen" auf einer entsprechenden Hintergrundkarte (z. B. eine OpenStreetMap-Karte) dargestellt werden und als Verbreitungskarte publiziert werden.

→ Über das SNSB IT Center bereitgestellte sowie andersweitig frei verfügbare Hintergrundkarten für Bayern finden Sie hier.

Rahmenfunktion zur Auswahl eines Kartenausschnitts	Beispiel einer Publikation von Punktdaten mit Kartenausschnitt
Eine fertig bearbeitete Karte lässt sich als Bild (.png) abspeichern und dann in eine Publikation einfügen. Durch die Rahmen-Funktion (kann in den Settings aktiviert werden) ist es auch möglich, nur Ausschnitte der Karte als Bild abzuspeichern und für eine Publikation zu verwenden.

Publikation von Rasterdaten

Rasterdaten können ebenfalls eingelesen werden und mit einer entsprechenden Hintergrundkarte (z. B. Bayernkarte mit TK-Raster) publiziert werden.

→ Über das SNSB IT Center bereitgestellte sowie andersweitig frei verfügbare Hintergrundkarten für Bayern finden Sie hier.

Rasterdaten auf einer geeigneten Hintergrundkarte.

Beispiel einer Publikation von Rasterdaten

Nachdem eine geeignete Hintergrundkarte geladen ist (z. B. Bayernkarte mit TK-Raster) kann die Datentabelle mit den MTB-Fundortangaben eingelesen werden. Die dadurch auf der Karte erzeugten Punkte dürfen nicht mit Koordinatenangaben verwechselt werden. Der GIS-Editor berechnet beim Einlesen jeweils den Mittelpunkt der angegebenen Quadranten, Viertelquadranten etc. Dieser wird dann auf der Karte dargestellt.

Raumbezogene Geoobjekte erzeugen und in DiversitySamplingPlots organisieren

Die Kombination aus Diversity GIS Editor (DGE) und DiversitySamplingPlots (DSP) ermöglicht es dem BFL-Mitarbeiter und Kartierer, eigene raumbezogene Geoobjekte (z. B. von Begehungsgebieten, Exkursionsrouten bzw. Untersuchungsflächen) zu erzeugen. Diese Geoobjekt-Daten (Vektorurdaten) können in DSP importiert, abgespeichert und dort gemanagt werden. Über das DWB-Netzwerk kann diese Information dann dem Bayernflora-Projekt zur Verfügung gestellt werden.

Anmerkung: Die rund 6.000 raumbezogenen Mergenthaler-Geoobjekte (und die rund 6.000 punktbezogenen Mergenthaler-Geoobjekte), organisiert in DSP, stehen über das DWB-Netzwerk zur weiteren Nutzung bereit.

Weitere Geoobjekt-Datensammlungen, erstellt von naturschutz-amtlicher Seite wie z. B. vom Bayerischen Landesamt für Umwelt oder vom Bayerischen Vermessungsverwaltung, werden über Installationen von DiversityGazetteers in der DWB Cloud verwaltet und auf diesen Weg für die Flora-von-Bayern Initiative zur Verfügung gestellt

GPS-Daten unterwegs erfassen, visualisieren und abspeichern

Bei Monitoring-Projekten im Gelände kann es hilfreich sein, die zurückgelegte Strecke bereits unterwegs in Echtzeit zu erfassen, zu visualisieren und für später zu dokumentieren. Dies kann mit Hilfe des Diversity GIS Editor, installiert auf einem kleinen Laptop oder einem Tablet und verbunden mit einem GPS-Gerät geschehen.

Wichtig ist dabei, dass in den Settings des DGE die korrekte Baudrate des GPS-Geräts eingestellt ist (Standardrate: 9600).

GPS-Track im DGE

Sobald ein GPS-Gerät angeschlossen ist, kann die GPS-Erfassung im DGE durch Drücken des GPS-Knopfes gestartet werden. Der GPS-Knopf ändert seine Farbe je nachdem auf wie viele Satelliten das Gerät zugreift (rot: bis zu 3 Satelliten; gelb: bis zu 5 Satelliten; grün: 6 und mehr Satelliten). Die Anzahl der verwendeten Satelliten sowie Längengrad, Breitengrad und Höhe werden im „Bedienfeld“ angezeigt.

Ist eine geeignete Hintergrundkarte geladen, wird die aktuelle Position über den GPS-Marker (rot-gelber Punkt) angezeigt.

Aktiviert man in den Settings die Funktion "GPS-track", wird die Bewegung der Position als Linie dargestellt. Farbe und Stärke dieser Linie entsprechen der vorangegangenen Einstellungen. Durch einen erneuten Klick auf den GPS-Knopf beendet man die GPS-Erfassung, der Track wird automatisch der Sample-Liste hinzugefügt und kann zur weiteren Verwendung und zum späteren Import, z.B. nach DiversitySamplingPlots, gespeichert werden.

 Datenerfassung