Zusammenstellung von freien GIS Programmen – Teil 4

Hier der vierte Teil der Zusammenstellung von freien GIS Programmen
(Quelle: Wikimedia - http://en.wikipedia.org/wiki/File:Mapnik-logo.png / GNU General Public License)

(Quelle: Wikimedia – http://en.wikipedia.org/wiki/File:Mapnik-logo.png / GNU General Public License)

Mapnik ist ein Open Source Mapping Toolkit für die desktop- und serverbasierte Kartendarstellung. Unter anderem wird Mapnik auch im OpenStreetMap Projekt eingesetzt. Mapnik unterstützt durch entsprechende Plugins eine Anzahl an verschiedenen Datenformaten, wie z.B. Shapefile, PostGIS, geoTIFF. Z.Zt. werden u.a. Plugins verwendet die OGR  (OGR Simple Features Library) und GDAL (Geospatial Data Abstraction Library) nutzen. Lauffähig ist es unter Mac OS, Windows und Unix-Systemen wie Linus oder Solaris. Außerdem existiert ein Tool (osm2pgsql), dass OpenStreetMap Daten konvertiert um sie in PostgreSQL Anwendungen zu importieren.

(Quelle: Screenshot - http://gvsigce.sourceforge.net/joomla/; 18.2.2013)

(Quelle: Screenshot – http://gvsigce.sourceforge.net/joomla/; 18.2.2013)

gvSIG ist ein sehr umfangreiches freies Desktop-GIS. Die mittlerweile schon drei Jahre alten Version gvSIG OADE (2010) von Oxford Archaeology stellt die Vorgängerversion der erweiterten und offen entwickelten Version gvSIG CE dar. Besonders interessant ist die Integration von Tools bzw. GIS-Programmen wie SAGA, GRASS GIS und Sextante. Insgesamt stehen über 700 Tools zur Geodatenprozessierung und -verwaltung, Gestaltung von Karten und der Vektor- sowie Rasterdatenverarbeitung zur Verfügung. Äußerst praktikabel ist die portable Nutzungsmöglichkeit von gvSIG CE, z.B. auf einem USB-Stick, und seine Lauffähigkeit unter verschiedenen Betriebssystemen wie Mac OS X, Windows und Linux. In der Anwendung ist gvSIG komplexer als andere freie GIS-Systeme, ist aber von seinem Funktionsumfang durchaus mit kommerziellen GIS-Programmen vergleichbar.

„GIS? Das ist doch so modernes Zeug!“ Von wegen! GRASS GIS ist 30!

Hin und wieder bekommt man bzw. der Archäologe zu hören, dass die Anwendung von GIS „so modernes Zeug“ oder ein „hippes Analyse-Gedöns“ ist.

Weit gefehlt: GRASS GIS z.B. feierte diese Jahr seinen dreißigsten Geburtstag! GIS ist also alles andere als ein „modernes“ Analyse-Tool. Es ist zu hoffen, dass dies auch einmal in den Köpfen einiger Kollegen ankommt. GIS ist nicht die Wunderlösung für alle archäologischen Probleme, sollte aber ein essentieller Bestandteil bei der Auswertung von Fundplätzen oder Landschaften sein.

Dazu ein fast schon nostalgisches, aber bezüglich Anwendung immer noch aktuelles, Video über GRASS GIS von 1987:

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=U3Hf0qI4JLc&feature=player_embedded&w=640&h=360]

rebloggt von digital-geography.com:

30 years of GRASS: a critical birthday comment

Dear GRASS GIS: Happy birthday! There has been a lot movement in the last decades and you enriched our workflows and our way of spatial thinking. There were books written for you , movies filmed for you and you’ve got your very …..

Weiterlesen…

Beiträge der CAA Proceedings online

Die Proceedings der CAA (Computer Applications in Archaeology) sind bzw. werden online gestellt.

Bisher sind 627 Beiträge aus den Jahrgänge 1973 bis 1998 als PDF online, die folgenden sollen im Laufe des Jahres folgen.

3D-Photogrammetrie in der Höhlenforschung

Als Ergänzung zu meinem Beitrag zu GIS-Software in der Höhlenforschung hier etwas zum Thema 3D-Photogrammetrie:

Selbstverständlich ist eine Laservermessung sehr viel präziser als die 3D-Rekonstruktion durch das Structure-from-Motion-Verfahren. Aber bei Forschungsprojekten ist ja meist der Kostenfaktor ein wichtiges Argument. Und auch die Laservermessung hat Grenzen, gerade in der Speologie oder der Dokumentation von Bergbaugängen. In solchen beengten Räumlichkeiten ist ein Laserscanner gar nicht einsetzbar, da er einen bestimmten Mindestabstand zum abzutastenden Objekt wie auch einen festen Stand durch ein Stativ benötigt.

Wie diese Video über die Arbeit von Wissenschaftler der Technischen Universität Clausthal zeigt, konnten sie durch das SfM-Verfahren selbst sehr enge Kriechgänge rekonstruieren. Hier gibt es einen Online-Artikel zum Projekt.

Auch die Art der Präsentation der Ergebnisse ist interessant:

  • Mit einem WebGL-fähigen-Browser kann man hier z.B. das 3D-Modell der Bielshöhle befahren.
  • Das Modell der Schachtplombe „Siebte Bühner Strecke/Marienschacht“ in Clausthal-Zellerfeld wurde in ein 3D-PDF integriert, was man sich hier anschauen kann.

GIS-Software für die Höhlenforschung

GIS-Software für die Höhlenforschung

Bei einer Suche nach freien GIS Programmen (Siehe dazu Teil 1, 2 und 3) bin ich auch auf Software gestoßen, die vorrangig für die Dokumentation von Höhlen erstellt wurde und die ich hier gesondert vorstellen möchte.

Therion

(Quelle: Screenshot – http://therion.speleo.sk/ ; 3.3.2013)

(Quelle: Screenshot – http://therion.speleo.sk/ ; 3.3.2013)

Therion ist ein Programmpaket zur Verarbeitung von Surveydaten und zur Erstellung von Karten und 3D-Höhlenmodellen. Es arbeitet plattformübergreifend und wurde unter der GNU GPL Lizenz veröffentlicht. Einer der Vorteile des Programms ist die dynamische Einrichtung der Karten, d.h. nach Veränderungen wird das Ergebnis automatisch aktualisiert. Des Weiteren können aus 2D-Karten 3D-Modelle erstellt werden. Wie die Karten aussehen können, kann man hier einsehen. Dieser Artikel gibt einen guten Überblick über den Leistungsumfang und die Möglichkeiten von Therion.

Walls

Walls ist ein Werkzeug zur Bearbeitung von Surveydaten aus Höhlen. Das letzte Update ist sehr aktuell (31.2.2013), was darauf hindeutet, das die Entwicklung des Programms fortgesetzt wird. Die kurze Durchsicht des Handbuchs zeigt, dass die Funktionalität offenbar recht umfangreich ist, aber die Handhabung wohl Übung und Einarbeitung bedarf.

Survex

Das letzte Update von Survex ist von Anfang 2012, es ist ein offenes System und die Entwickler fordern zur Mitentwicklung auf. Es verfügt zwar über eine graphische Oberfläche, allerdings erscheint sie nicht so professionell wie die von Therion.

(Quelle: Screenshot – http://survex.com/screenshots.html; 3.3.2013)

(Quelle: Screenshot – http://survex.com/screenshots.html; 3.3.2013)

Weitere Infos:

Zusammenstellung von freien GIS Programmen – Teil 3

Die folgende Zusammenstellung enthält diesmal keine Vorstellungen von eigentlicher GIS-Software, sondern einige nützliche Programme, die die Arbeit in GIS-Projekten vereinfachen können.

Virtual Terrain Project (VTP)

(Quelle: Screenshot – http://vterrain.org; 18.2.2013)

(Quelle: Screenshot – http://vterrain.org; 18.2.2013)

Das VTP stellt kein GIS in eigentlichen Sinne dar, sondern ist ein Projekt zur Förderung der Erstellung von Programmen für 3D Anwendungen. Dies berührt zum Teil auch den Einsatzbereich von GIS-Systemen. Die angebotene VTP Software (VTP Toolbox, Enviro, VTBuilder, CManager etc.) ermöglicht eine schnelle Rekonstruktion von interaktiven 3D-Objekten und ihre Darstellung in der virtuellen Welt.

(Quelle: Screenshot - http://g3dgmv.sourceforge.net/mapview5.html; 18.2.2013)

(Quelle: Screenshot – http://g3dgmv.sourceforge.net/mapview5.html; 18.2.2013)

Der 3D Graphical Map Viewe ist ein Viewer für Geodaten, der die Formate DEM (Digital Elevation Model) und DLG (Digital Lines Graphs) darstellen kann. Dabei werden die Karten als 3D-Bilder gerendert und können von verschiedenen Positionen aus betrachtet und bearbeitet werden. Außerdem können Karten in verschiedenen Formaten (gif ,png, jpeg ,xpm) eingelesen und in 2D angezeigt werden.

Verschiedene Satellitenbilder und globale Höhendaten

(Quelle: Screenshot - http://ow.ly/hPaWv ; 18.2.2013)

(Quelle: Screenshot – http://ow.ly/hPaWv ; 18.2.2013)

Hier findet man Roh-Bilder wie sie vom Space Shuttle aus angefertigt wurden. Verbesserte Version gibt es hier und hier.

Zusammenstellung von freien GIS Programmen – Teil 2

UDig

Neben dem Anzeigen und Bearbeiten von räumlichen Daten, wobei hier vor allen WMS und WFS Daten, wie auch GeoRSS, KML und tiles berücksichtigt werden, stellt uDig (User-friendly Desktop) auch einen Entwicklungsumgebung für die Erstellung von Java/Eclipse GIS Applikationen dar (GIS Framework für Eclipse). uDig kann durch RCP (Rich Client Platform) plug-ins erweitert werden, bzw. selber als plug-in in eine bereits existierende RCP eingebunden werden.

GRASS GIS

(Quelle:Wikipedia - http://ow.ly/hzvcX / GNU General Public License)

(Quelle:Wikipedia – http://ow.ly/hzvcX / GNU General Public License)

GRASS GIS (Geographic Resources Analysis Support System) wird zwar in einigen anderen GIS Systemen (z.B. gvSIG) eingebunden, kann aber auch als eigenständiges GIS mit  raster- und vektororientierten Funktionen verwendet werden. Neben der Auswertung von räumliche Daten können auch Bilder verarbeitet, Grafiken und Karten erstellt, sowie räumliche Daten modelliert und visualisiert werden. Außerdem stehen Im- und Exportfunktionen in verschiedenen Datenformaten zur Verfügung. Interessant ist die portable Struktur des Programms, so dass es auf verschiedenen Betriebssystemen mit graphischer Oberfläche oder auch per Kommandozeile betrieben werden kann.

ArcGIS Explorer

(Quelle: Screenshot - http://www.esri.com/software/arcgis/explorer; 9.2.2013)

(Quelle: Screenshot – http://www.esri.com/software/arcgis/explorer; 9.2.2013)

ArcGIS Explorer ist ein Desktop Klient, der auf den ArcGIS Server zugreift. Im Gegensatz zu den übrigen Produkten von Esri ist der ArcGIS Explorer kostenlos! Mit dem Explorer kann unter einer einheitlichen Oberfläche auf verschiedene Web Servies, Daten und GIS Dienste zugegriffen werden. Neben Web-Daten, z.B. von ArcIMS, können auch Daten von anderen Web Map Services (WMS) genutzt werden, wie auch lokale Daten in Form von Shapefiles, File Geodatabases, Rasterdaten und anderen Formaten (IMG, KML, GeoTIFF, JPEG2000, MrSID) eingelesen und verarbeitet werden. Auch eine Geoverarbeitung und 3D Darstellung ist möglich. Sicher ist der ArcGIS Explorer kein vollständiges GIS, aber für einfachere Aufgaben, wie z.B. der Visualisierung von Raumdaten und einfachen Analysen, ist er sehr nützlich. Ein großer Vorteil hierbei ist die Möglichkeit die Daten mit anderen auszutauschen, was gerade z.B. bei dezentralen Forschungsprojekten von Vorteil ist.

Zusammenstellung von freien GIS Programmen – Teil 1

Hier einmal einen kurze Zusammenstellung von freien GIS-Programmen, die für die Arbeit in der Archäologie nutzbar sind bzw. schon dafür genutzt werden. Von Zeit zu Zeit werde ich die Liste aktualisieren und erweitern.

gvSIG – Oxford Edition für Archäologen

Quelle: Wikipedia - http://ow.ly/h2rkn / CC Attribution ShareAlike 2.5 License)

(Quelle: Wikipedia – http://ow.ly/h2rkn / CC Attribution ShareAlike 2.5 License)

Das gvSIG Projekt ist ein freies und Open Source Geoinformations System. Oxford Archaeology hat eine modifizierte Version erstellt, die speziell für Archäologen interessant ist. GRASS GIS Funktionen/Module können eingebunden werden. Ich nutze gvSIG öfters und finde es sehr gelungen, wenn auch zum Teil sehr komplex und manchmal etwas schwierig in der Handhabung. Vom Umfang kommt es aber den kommerziellen GIS Programmen sehr nahe. Zur alltäglichen Arbeit und einige Analysen ist es mehr als ausreichend. Für die Arbeit in der praktischen Bodendenkmalpflege ist die Einbindung von Remote Daten (z.B. OGC-WMS, WCS, WFS, ECWP, Gazetter- und Catalog- Service) äußerst hilfreich. Außerdem gibt es eine deutsche Oberfläche.

SagaGIS

(Quelle - Wikipedia: http://ow.ly/h2rbV / GNU General Public License)

(Quelle: Wikipedia – http://ow.ly/h2rbV / GNU General Public License)

Der Schwerpunkt von SagaGis liegt in der Verarbeitung und Analyse von Rasterdaten. Beim Layout soll es aber Schwächen haben. Es wird hauptsächlich am Fachbereich Geographie der Universität Hamburg entwickelt. Es ist für die Bearbeitung von Vektordaten und Erstellung thematischen Karten sehr gut geeignet. Auch hier gibt es eine deutsche Oberfläche.

Open Jump GIS

(Quelle: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Openjump-screenshot.jpg&filetimestamp=20061104143748 / deutsches OpenJUMP Tutorial von Uwe Dallüge)

(Quelle: Wikipedia – http://ow.ly/h2r30 / deutsches OpenJUMP Tutorial von Uwe Dallüge)

OpenJUMP ist ein Desktop-GIS, das in Java geschrieben wurde. Es kann durch Plugins im Funktionsumfang erweitert werden. Mit ihm können verschiedene Vektoren-, sowie Rasterformate und OGC Standards wie WMS, WFS verarbeitet werden. Deutsche Oberfläche vorhanden.

QGIS / QuantumGIS

(Quelle: Wikipedia – http://ow.ly/h2qVe / CC Attribution ShareAlike 2.5 License)

QGIS ist ein Geographisches Informationssystem welches auf vielen Betriebssystemen läuft und Raster, Vektor (z.B. GeoTIFF und Shapefiles) sowie räumlicher Datenbanken (z.B. PostGIS und SpatiaLite). Digitalisier-Werkzeuge und Funktionen zur Erstellung von Druckzusammenstellungen sind ebenfalls vorhanden, GRASS Module önnen ebenfalls  eingebunden werden. Interessant für die Verarbeitung von Geo-Daten von Prospektionen ist die GPS-Erweiterung, mit der GPX-Dateien eingelesen oder vom Programm aus direkt auf ein GPS-Gerät zuzugreifen werden kann. Neben verschiedenen Plattformen wie Unix, Linux, Mac OS X  und Windows auch unter Android. Hier sein noch einmal auf das Video-Tutorial zu QGIS hingewiesen.

Esri gibt ebook “Agent Analyst: Agent-Based Modeling in ArcGIS” kostenlos zum Download frei

Für diejenigen, die mit ArcGIs arbeiten und Agent-Based Modeling betreiben, ist dieses 559 Seiten starke (!) ebook wirklich interessant:

„Agent Analyst: Agent-Based Modeling in ArcGIS“

Autoren: Kevin M. Johnston (Editor), Daniel G. Brown, Nicholson Collier, Hamid R. Ekbia, Mary Jo Fraley, Elizabeth R. Groff, Michelle A. Gudorf, Naicong Li, Arika Ligmann-Zielinska, Michael J. North, Derek T. Robinson, and Nathan Strout / Esri Press 2012

Das Buch ist in fünf Kapitel aufgeteilt, in der die einzelnen für eine agentenbasierte Simulation nötigen Techniken und Funktionen des Programms „Agent Analyst“  in Form von Übungen erarbeitet werden. Zum Beispiel wird erläutert wie man Agentenbasierte Modelle mit Punkten, Polygonen Rastern und Netzwerken erstellt.

Die verwendete Software, „Agent Analyst“, ist ein mit ArcGIS kompatibles open source Programm. Um die Übungen komplett abschließen zu können wir neben der Agent Analyst Software auch ArcGIS Desktop 10 benötigt. Interessierte können eine 60-Tage-Trial Version von ArcGIS Desktop 10 downloaden. Auf der Seite der University of Redlands werden neben dem Programm „Agent Analyst“  auch drei Tutorials zur Software angeboten.

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Foto: Quinn Dombrowski (Fotorechte siehe http://www.flickr.com/people/quinnanya/)

Das Agent-Based Modeling, kurz ABM, ist ein computergestützten Verfahren, um Simulationen und Modelle zu erstellen bzw. zu überprüfen. Hierbei werden sogenannte „Agenten“ verwendet. Dies sind unabhängige Individuen, die in beschränktem Maße ihre „Umwelt“ wahrnehmen und mit ihr und anderen Agenten interagieren können. Dabei werden den Agenten Verhaltensregeln vorgegeben, die sozusagen die Stellschrauben der Simulation darstellen. Man unterscheidet grob zwei Modelltypen. Entweder wird ein einzelner Agent in eine „Welt“ eingesetzt, mit der er dann interagiert, oder es wird eine größere Anzahl an Agenten /Agentengruppen eingesetzt, die mit anderen und ihrer Umwelt  interagieren können und auch eine „Gesellschaft“ bilden können.

Zu den Grundlagen des ABM sei auf ein Tutorial  (Agent-based modelling and simulation“) verwiesen, dass im Journal of Simulation publiziert wurde.

Gerade in der Archäologie eröffnen sich durch das ABM neue Möglichkeiten um Netzwerke, landschafts-, siedlungs- und gesellschaftsdynamische Prozesses zu untersuchen. Ein interessantes Beispiel ist z.B. eine agentenbasierte Simulation für den bronzezeitlichen Salzbergbau in Hallstatt.

Quellen:

QGIS-Video-Tutorial

Da Archäologen bzw. Institutionen, die in diesem Bereich tätig sind, meist nur über ein kleines Budget verfügen, bin ich immer auf der Suche nach Open Source Programmen für die Datenauswertung. Vor allem GIS-Programme (Geoinformationssysteme) sind ein wichtiges und nützliches Werkzeug zur Darstellung, Bearbeitung, Erfassung und Analyse von räumlichen Daten. Allerdings sind die kommerziellen Programme meist recht kostspielig.

QGIS, oder auch Quantum GIS genannt, ist ein freies GIS-Programm, dass in seiner Grundausstattung recht einfach ist. Allerdings hat man durch Plugins und der Integrierung von GRASS GIS (ein weiteres freies Popgramm) mit ArcGIS vergleichbare Möglichkeiten. Interessant ist auch die GPS-Einbindung, mit der GPS-Daten vom Gerät eingelesen werden können. Es besteht außerdem die Möglichkeite von QGIS aus direkt auf das Gerät zuzugreifen.

Das englischsprachige Video-Tutorial von Paul Driscoll führt in die Basisfunktionen von QGIS ein.

Den Verweis auf das Video habe ich in „Doug’s Archaeology“-Blog entdeckt.

Für Hinweise auf freie Software für GIS-Analyse, Fotobearbeitung, 3D modeling, Structure-from-Motion etc. bin ich immer dankbar!

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