Benutzer- und Referenzhandbuch

Ein räumliches Bezugssystem erstellen

Dieser Abschnitt beschreibt die Beziehung zwischen räumlichen Bezugssystemen und Koordinatensystemen. Außerdem wird in diesem Abschnitt erläutert, wie ein räumliches Bezugssystem von der Steuerzentrale aus erstellt wird.

Informationen zu Koordinaten und räumlichen Bezugssystemen

Dieser Abschnitt setzt die im Abschnitt Das Wesen der räumlichen Daten begonnene Beschreibung von Koordinatensystemen fort. Anschließend wird die Definition räumlicher Bezugssysteme aus Abschnitt Ein GIS-Projekt entwickeln und implementieren erweitert. Der Abschnitt schließt mit Richtlinien für die Festlegung, welche Werte den Parametern eines räumlichen Bezugssystems zugeordnet werden sollen.

Koordinatensysteme, Koordinaten und Maße

Sie können sich ein Koordinatensystem wie ein imaginäres Gitter vorstellen, das einen bestimmten geografischen Bereich abdeckt. Beispiele hierfür sind ein Gitter über die gesamte Erde, über einen Staat oder über eine Region eines Landes. Jedes geografische Merkmal in diesem Bereich liegt im Schnittbereich einer Ost-West-Gitterlinie und einer Nord-Süd-Gitterlinie. Ein Wert, die X-Koordinate, gibt an, wo der Standort auf der Ost-West-Gitterlinie liegt. Ein anderer Wert, eine Y-Koordinate, gibt an, wo der Standort auf der Nord-Süd-Gitterlinie liegt. Beide Werte stellen eine Beziehung des Standorts zum Mittelpunkt des Gitters, dem Ursprung, her.

Die X- und Y-Koordinaten sind am Ursprung beide Null. Vom Ursprung aus nach Osten sind die X-Koordinaten positiv, nach Westen hin sind sie negativ. Ebenso sind die Y-Koordinaten in nördlicher Richtung vom Ursprung aus positiv, in südlicher Richtung dagegen negativ. Eine Illustration dieser Verteilung bietet das folgende allgemeine Beispiel: Koordinatensystem A enthält ein Gitter, das ein großes Stadtgebiet abdeckt. Eine X-Koordinate von 7 kennzeichnet beispielsweise eine Position, die sieben Einheiten östlich vom Ursprung dieses Gitters liegt. Eine X-Koordinate -9.5 kennzeichnet zum Beispiel eine Position, die neun und eine halbe Einheit westlich vom Ursprung dieses Gitters liegt.

Jedes Datenelement in einer räumlichen Spalte enthält entweder (1) eine X-Koordinate und eine Y-Koordinate, die den Standort eines geografischen Merkmals definieren, oder (2) mehrere X- und Y-Koordinaten, die die Standorte von Teilen eines Merkmals definieren oder das von einem Merkmal abgedeckte Gebiet. Zwei weitere Arten von Werten -- eine Z-Koordinate und ein Maß -- können ebenfalls angegeben werden. Im Gegensatz zu X- und Y-Koordinaten werden Z-Koordinaten und Maß in Spatial Extender nicht zur Definition von Standorten oder Gebieten verwendet. Statt dessen enthalten sie Informationen, die von einer GIS-Anwendung benötigt werden. Eine Z-Koordinate gibt normalerweise die Höhe oder Tiefe eines geografischen Merkmals an. Z-Koordinaten über dem Ursprung sind positiv, darunter sind sie negativ. Ein Maß ist numerisch; es kann beliebige Arten von Informationen enthalten. Angenommen, Sie stellen in Ihrem GIS Ölquellen dar. Wenn Ihre Anwendungen Werte verarbeiten sollen, die Bohrstellen-IDs für seismische Daten kennzeichnen, können diese Daten als Maß gespeichert werden.

Räumliche Bezugssysteme, Abstände und Maßstabsfaktoren

Wie in Koordinatensysteme, Koordinaten und Maße beschrieben, können Koordinaten negativ sein und werden als Dezimalzahlen ausgedrückt. Dasselbe gilt für Maße. Zur Reduzierung des Speicheraufwands speichert Spatial Extender jede Koordinate und jedes Maß als nicht negative ganze Zahl (also als positive ganze Zahl oder als Null). Tatsächliche negative und dezimale Koordinaten und Maße müssen daher in nicht negative ganze Zahlen umgewandelt werden, damit der Spatial Extender sie speichern kann. Darüber hinaus müssen Sie Spatial Extender mitteilen, wie die Umwandlung erfolgen soll. Hierzu legen Sie bestimmte Parameter fest. Die zur Umwandlung von Koordinaten und Maßen innerhalb eines bestimmten geografischen Bereichs erforderlichen Parametereinstellungen werden zusammen als räumliches Bezugssystem bezeichnet.

Sie können ein räumliches Bezugssystem wie folgt erstellen:

Die niedrigsten negativen Koordinaten und Maße ermitteln

DB2 Spatial Extender kann Koordinaten und Maße speichern, wenn diese positive ganze Zahlen sind, nicht aber, wenn sie negative Zahlen oder Dezimalzahlen sind. Aus diesem Grund müssen negative Koordinaten und Maße in positive Zahlen, dezimale Koordinaten und Maße in ganze Zahlen umgewandelt werden. Zur Durchführung dieser Umwandlung definieren Sie eine Gruppe von Parametern, die bei Anwendung auf negative oder dezimale Koordinaten und Maße positive ganze Zahlen ergeben. Diese Gruppe von Parametern wird als räumliches Bezugssystem bezeichnet. Die Parameter zur Umwandlung negativer Werte werden als Abstandsfaktoren, die Parameter zur Umwandlung von Dezimalwerten als Maßstabsfaktoren bezeichnet.

Wenn Sie eine räumliche Funktion aufrufen, die eine dezimale Koordinate, ein dezimales Maß und die Kennung eines räumlichen Bezugssystems als Eingabe akzeptiert, multipliziert die Funktion die dezimale Koordinate bzw. das dezimale Maß mit einem Maßstabsfaktor innerhalb des Systems. Das Ergebnis ist eine ganze Zahl, die von DB2 Spatial Extender gespeichert wird. Der Maßstabsfaktor muss so groß gewählt werden, dass die Genauigkeit dieser ganzen Zahl mit der Genauigkeit der dezimalen Koordinate übereinstimmt.

Gehen Sie z. B. davon aus, dass eine Eingabe für die Funktion ST_Point die X-Koordinate 10.01, die Y-Koordinate 20.03 und die Kennung eines räumlichen Bezugssystems umfasst. Wenn die Funktion ST_Point aufgerufen wird, multipliziert sie den Wert 10.01 und den Wert 20.03 mit dem Maßstabsfaktor des räumlichen Bezugssystems für X- und Y-Koordinaten. Wenn dieser Maßstabsfaktor 10 ist, lauten die resultierenden ganzen Zahlen, die DB2 Spatial Extender speichert, 100 bzw. 200.

Da die Genauigkeit dieser ganzen Zahlen (3) niedriger ist als die der Koordinaten (4), kann DB2 Spatial Extender diese ganzen Zahlen nicht wieder in die ursprünglichen Koordinaten umwandeln und keine Werte von ihnen ableiten, die mit dem Koordinatensystem konsistent sind, zu dem diese Koordinaten gehören. Ist der Maßstabsfaktor jedoch 100, speichert DB2 Spatial Extender die ganzen Zahlen 1001 und 2003 -- Werte, die wieder in die ursprünglichen Koordinaten umgewandelt und von denen kompatible Koordinaten abgeleitet werden können.

Bevor Sie die Parameter für ein räumliches Bezugssystem festlegen, müssen Sie die niedrigste negative X-, Y- und Z-Koordinate sowie das Maß in dem geografischen Bereich, der die entsprechenden Merkmale enthält, ermitteln. Sie können diese Werte durch Beantworten der folgenden Fragen ermitteln:

Nachdem Sie die niedrigsten negativen Koordinaten bestätigt haben, addieren Sie dazu einen Wert von fünf bis zehn Prozent. Wenn die niedrigste negative X-Koordinate beispielsweise -100 ist, könnten Sie -5 addieren. Die so erhaltene Zahl wird in diesem Handbuch als erweiterter Wert bezeichnet.

Anmerkung:
Die Kennung des räumlichen Standardbezugssystems von DB2 Spatial Extender ist 0 (null). DB2 Spatial Extender umfasst ein räumliches Bezugssystem zur Verwendung mit dem Standard-Geocodierer. Die Kennung dieses Systems ist 1.

Abstandsfaktoren angeben

Geben Sie als nächstes an, welche Abstandsfaktoren der Spatial Extender zur Umwandlung negativer Koordinaten und Maße in nicht negative Zahlen verwenden soll:

Der von den X-Koordinaten subtrahierte Abstand wird als falsches X bezeichnet. Die von den Y-Koordinaten, den Z-Koordinaten und dem Maß zu subtrahierenden Abstände werden entsprechend als falsches Y, falsches Z und falsches M bezeichnet. Anweisungen zum Angeben dieser Parameter über die Steuerzentrale finden Sie im Abschnitt Über die Steuerzentrale ein räumliches Bezugssystem erstellen.

Maßstabsfaktoren angeben

Geben Sie als nächstes an, welche Maßstabsfaktoren der Spatial Extender zur Umwandlung dezimaler Koordinaten und Maße in ganze Zahlen verwenden soll:

Der Maßstabsfaktor für X- und Y-Koordinaten wird als XY-Einheit bezeichnet. Die Skalierungsfaktoren für Z-Koordinaten und Maße werden als Z-Einheiten bzw. M-Einheiten bezeichnet. Anweisungen zum Angeben dieser Parameter über die Steuerzentrale finden Sie im Abschnitt Über die Steuerzentrale ein räumliches Bezugssystem erstellen.

Über die Steuerzentrale ein räumliches Bezugssystem erstellen

Dieser Abschnitt enthält eine Übersicht über die erforderlichen Schritte zum Erstellen eines räumlichen Bezugssystems über die Steuerzentrale. Im An- schluss an diese Übersicht finden Sie Details zur Durchführung der einzelnen Schritte.

Zur Ausführung dieser Schritte ist keine spezielle Berechtigung erforderlich.

Übersicht über die erforderlichen Schritte zum Erstellen eines räumlichen Bezugssystems über die Steuerzentrale:

  1. Öffnen Sie das Fenster Create Spatial Reference.
  2. Geben Sie an, welches Koordinatensystem verwendet werden soll.
  3. Geben Sie die Kennungen für das zu erstellende räumliche Bezugssystem an.
  4. Stellen Sie fest, welche Bereiche von Koordinaten und Maßen für die geografischen Merkmale gelten, zu denen Sie Informationen erhalten wollen.
  5. Geben Sie Werte an für die Umwandlung negativer oder dezimaler Koordinaten und Maße in Datenelemente, die der Spatial Extender speichern kann.
  6. Weisen Sie den Spatial Extender an, das gewünschte räumliche Bezugssystem zu erstellen.

Ausführliche Schritte zum Erstellen eines räumlichen Bezugssystems über die Steuerzentrale:

  1. Öffnen Sie das Fenster Create Spatial Reference.

    1. Heben Sie im Fenster Control Center die Komprimierung des Objektbaums auf, bis Sie den Ordner Databases unter dem Server finden, auf dem der Spatial Extender ausgeführt werden soll.
    2. Klicken Sie den Ordner Databases an. Die Datenbanken werden im Inhalts-Teilfenster auf der rechten Seite des Fensters angezeigt.
    3. Klicken Sie mit der rechten Maustaste die Datenbank an, die Sie für die räumlichen Daten aktiviert haben. Klicken Sie anschließend Spatial Extender --> Spatial References im Kontextmenü an. Das Fenster "Spatial References" wird geöffnet.
    4. Klicken Sie im Fenster Spatial References den Befehl Create an. Das Fenster Create Spatial Reference wird geöffnet.
  2. Geben Sie im Fenster Create Spatial Reference im Feld Coordinate system an, welches Koordinatensystem verwendet werden soll.
  3. Geben Sie die Kennungen für das zu erstellende räumliche Bezugssystem an.
  4. Ermitteln Sie mit einem Medium außerhalb der Steuerzentrale -- beispielsweise auf Papier oder einer weißen Tafel -- die niedrigsten negativen Koordinaten und Maße für die dargestellten geografischen Merkmale. Anweisungen hierzu finden Sie im Abschnitt Die niedrigsten negativen Koordinaten und Maße ermitteln.
  5. Geben Sie im Fenster Create Spatial Reference Werte an für die Umwandlung negativer oder dezimaler Koordinaten und Maße in Datenelemente, die vom Spatial Extender unterstützt werden -- also nicht negative ganze 32-Bit-Zahlen.

    1. Geben Sie Werte an für die Umwandlung negativer oder dezimaler X-Koordinaten in nicht-negative ganze Zahlen:

      • Geben Sie in der Spalte Offset in dem Feld neben X ein "falsches X" ein:

        • Wenn irgendwelche Werte im Bereich der in Schritt 4 angegebenen X-Koordinaten negativ sind, geben Sie ein "falsches X" ein, das bei der Subtraktion von der niedrigsten negativen Koordinate eine positive Zahl ergibt. Anweisungen hierzu finden Sie im Abschnitt Abstandsfaktoren angeben.
        • Wenn keine der X-Koordinaten negativ ist, geben Sie ein falsches X von 0 ein.
      • Geben Sie in der Spalte Scale factor eine XY-Einheit in dem Feld ganz rechts von X ein. Diese XY-Einheit sollte bei Multiplikation mit einer beliebigen dezimalen X- oder Y-Koordinate eine ganze Zahl ergeben, die mit minimalem Genauigkeitsverlust als 32-Bit-Daten- element gespeichert werden kann. Anweisungen hierzu finden Sie im Abschnitt Maßstabsfaktoren angeben.

        Nach der Angabe der XY-Einheit in dem Feld ganz rechts von X erscheint diese Einheit auch in dem Feld ganz rechts von Y.

    2. Geben Sie ein "falsches Y" ein, das dem Spatial Extender die Umwandlung negativer Y-Koordinaten in positive Werte ermöglicht. Geben Sie diesen Wert in der Spalte Offset in dem Feld neben Y ein:

      • Wenn irgendwelche Werte im Bereich der in Schritt 4 angegebenen Y-Koordinaten negativ sind, geben Sie ein "falsches Y" ein, das bei der Subtraktion von der niedrigsten negativen Koordinate eine positive Zahl ergibt. Anweisungen hierzu finden Sie im Abschnitt Abstandsfaktoren angeben.
      • Wenn alle Y-Koordinaten positiv sind, geben Sie ein "falsches Y" von 0 ein.
    3. Wenn Sie Z-Koordinaten in Ihre räumlichen Daten einbeziehen wollen, geben Sie Werte an zur Umwandlung negativer oder dezimaler Z-Koordinaten in nicht-negative ganze Zahlen.

      • Geben Sie in der Spalte Offset in dem Feld neben Z ein "falsches Z" ein:

        • Wenn irgendwelche Werte im Bereich der in Schritt 4 angegebenen Z-Koordinaten negativ sind, geben Sie ein "falsches Z" ein, das bei der Subtraktion von der niedrigsten negativen Koordinate eine positive Zahl ergibt. Anweisungen hierzu finden Sie im Abschnitt Abstandsfaktoren angeben.
        • Wenn keine der Z-Koordinaten negativ ist, geben Sie ein falsches Z von 0 ein.
      • Geben Sie in der Spalte Scale factor eine Z-Einheit in dem Feld ganz rechts von Z ein. Diese Z-Einheit sollte bei Multiplikation mit einer beliebigen dezimalen Z-Koordinate eine ganze Zahl ergeben, die mit minimalem Genauigkeitsverlust als 32-Bit-Datenelement gespeichert werden kann. Anweisungen hierzu finden Sie im Abschnitt Maßstabsfaktoren angeben.
    4. Wenn Sie Maße in Ihre räumlichen Daten einbeziehen wollen, geben Sie Werte an zur Umwandlung negativer oder dezimaler Maße in nicht-negative ganze Zahlen.

      • Geben Sie in der Spalte Offset in dem Feld neben Linear ein "falsches M" ein:

        • Wenn irgendwelche Werte im Bereich der in Schritt 4 angegebenen Maße negativ sind, geben Sie ein "falsches M" ein, das bei der Subtraktion von dem niedrigsten negativen Maß eine positive Zahl ergibt. Anweisungen hierzu finden Sie im Abschnitt Abstandsfaktoren angeben.
        • Wenn alle Maße positiv sind, geben Sie ein "falsches M" von 0 ein.
      • Geben Sie in der Spalte Scale factor eine M-Einheit in dem Feld ganz rechts von der Bezeichnung Linear ein. Diese M-Einheit sollte bei Multiplikation mit einem beliebigen Maß eine ganze Zahl ergeben, die mit minimalem Genauigkeitsverlust als 32-Bit-Datenelement gespeichert werden kann. Anweisungen hierzu finden Sie im Abschnitt Maßstabsfaktoren angeben.
  6. Klicken Sie OK an, um das gewünschte räumliche Bezugssystem zu erstellen.


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