Projekt Treefinder - Internetbasierte GPS

Transcription

Projekt Treefinder
Internetbasierte GPS-Anwendung zur Navigation im
Landesarboretum in Hohenheim
Matrikelnr.:
Kontakt
Aron Polarek
100 103
[email protected]
Helena Kästner
Regina Kurschat
100 125
100 129
[email protected]
[email protected]
Nadine Trierweiler
100 163
[email protected]
Fächerübergreifende Projektarbeit
in der Vertiefungsrichtung GIS/Landschaftsmanagement
Hochschule für Forstwirtschat, Rottenburg
Schadenweilerhof
72108 Rottenburg am Neckar
Projektpartner
Versuchsstation für Gartenbau
Filderhauptstraße 169-171
70599 Stuttgart
Ansprechpartner
Dipl.-Ing. agr. Rainer Bäßler
(Leitung des Landesarboretums)
Telefon: 0711 459-23080
E-mail: [email protected]
Dank
Unserem Ansprechpartner von der Universität Hohenheim, Herrn Rainer Bäßler,
danken wir für sein Vertrauen und die Begleitung unseres Projektes. In vielen Telefonaten stand er uns mit Rat und Tat zur Seite.
Besonderer Dank gilt auch der EDV-Abteilung der Universität Hohenheim; ohne ihre
Hilfe hätte das Projekt in der jetzigen Form nicht realisiert werden können.
Die Assistenten im GIS-Labor, Markus Held und Christoph Schlotter hatten zu jeder
Zeit ein offenes Ohr für unser Probleme und halfen uns mit Lösungsansätzen. Auch
ihnen gilt unser Dank.
Auch Bastian Sandberger möchten wir für seine fachliche Unterstützung bei der Erstellung unserer Homepage danken.
Herrn Prof. Dr. Matthias Scheuber danken wir für seine Ratschläge zu unseren Fragen bezüglich der SQL-Datenbank und der Datenpflege.
Die Idee, dieses Projekt auszuarbeiten, erhielten wir von Prof. Dr. Rainer Wagelaar,
dem wir auf diesem Wege dafür danken möchten.
Inhaltsverzeichnis
1
Einleitung .......................................................................................................... 1
1.1 Hintergrund und Zielsetzung ...................................................................... 1
1.2 Das Landesarboretum ................................................................................ 2
1.2.1 Entstehungsgeschichte.................................................................... 2
1.2.2 Heutige Aufgabe .............................................................................. 2
2
Digitale Ausarbeitung ...................................................................................... 4
2.1 Grunddatenbestand.................................................................................... 4
2.1.1 Feature dataset................................................................................ 4
2.1.2 Daten aus der SQL-Datenbank........................................................ 5
2.2 Verknüpfung der Daten .............................................................................. 7
2.3 Exportieren der relevanten Attribute ........................................................... 9
2.4 Anhängen der Baumnamen an die Attributtabelle ...................................... 9
2.5 NULL-Werte ..............................................................................................10
2.6 Visualisierung in GoogleEarth ...................................................................11
2.6.1 GPS TrackMaker ............................................................................11
2.6.2 Anzeigen der Bäume in GoogleEarth .............................................14
2.7 Auswahl des GPS-Ausgabeformates ........................................................16
2.8 Ansichten verschiedener Dateitypen im Editor ..........................................18
2.8.1 Ansichten des konvertierten Shapefiles in unterschiedlichen
Datenformaten....................................................................................................19
2.9 Verknüpfung der SQL-Datenbank mit den gpx-Daten ...............................20
2.10 Datenpflege - Dynamische Downloaddatei................................................20
3
GPS-fähige Geräte...........................................................................................22
3.1 Anforderungsanalyse.................................................................................22
3.2 Hardware für das Projekt...........................................................................23
3.2.1 GPS-Geräte ....................................................................................23
3.2.2 GPS-fähige Handys ........................................................................23
3.2.3 Navigationsgeräte...........................................................................24
3.2.4 PDAs ..............................................................................................24
4
Homepage ........................................................................................................28
4.1 Home.........................................................................................................29
4.2 Download ..................................................................................................30
4.3 Hard- und Software ...................................................................................31
4.4 Kontakt ......................................................................................................33
5
Ergebnis ...........................................................................................................34
5.1 Testlauf......................................................................................................34
5.2 Resümee ...................................................................................................35
6
Verzeichnisse...................................................................................................36
6.1 Internetseiten.............................................................................................36
6.2 Abbildungsverzeichnis...............................................................................37
7
Glossar .............................................................................................................38
8
Anhang .............................................................................................................40
Treefinder
Einleitung
1 Einleitung
Eine fächerübergreifende Projektarbeit der Vertiefungsrichtung GIS / Landschaftsmanagement an der Hochschule für Forstwirtschaft, Rottenburg (im Folgenden HSR)
soll mit diesem Schriftstück vorgestellt und dokumentiert werden.
Nähere Erläuterungen zu fachspezifischen Begriffen sind im Kapitel 7 Glossar zu
finden.
1.1 Hintergrund und Zielsetzung
Prof. Dr. Wagelaar stellte am 14. Januar 2008 in seiner GIS-Vorlesung ein interessantes Projekt-Thema vor. Zu dessen Ausarbeitung wurde daraufhin die Projektgruppe „Treefinder“ ins Leben gerufen.
Die Universität Hohenheim war an einer GPS-Navigation für ihr Landesarboretum
interessiert, welche die Besucher zu bestimmten, von ihnen vorher ausgewählten
Bäumen führen soll. Dazu hatte sie im Vorfeld Daten erhoben.
Ziel war es zunächst, diese Daten umzuwandeln und miteinander zu verknüpfen.
Das Ergebnis sollte eine downloadfähige Datei sein, die auf einer Homepage jedem
Interessenten zur Verfügung steht und zur Standortsfindung alle Bäume im Arboretum genutzt werden kann.
Der Fokus sollte dabei vor allem auf einer benutzerfreundlichen Oberfläche im Downloadbereich liegen, um somit eine möglichst geringe Nutzungsschwelle der Anwendung, auch für Laien, zu erreichen. Auch die Verwendung kostenloser Programme
und Formate, die von gängigen GPS-Geräten unterstützt werden, sollte dies ermöglichen.
Die Aktualität der downloadfähigen Dateien war ein weiteres Ziel. Da das Arboretum
einem ständigen Wandel unterliegt, muss der Datenbestand künftig auf einfache
Weise von Angestellten der Universität aktualisiert werden können.
Das fächerübergreifende Projekt deckt inhaltlich vor allem GIS-Thematiken ab. Jedoch ist die Arbeit auch mit dem Naturschutzgedanken im Hinterkopf erstellt worden.
Der Besucher des Landesarboretums hat die Möglichkeit, die für ihn interessanten
Bäume herauszusuchen und sich zu ihnen navigieren zu lassen. Er kann sich vor Ort
gezielt mit den einzelnen Bäumen und dem Artenspektrum auseinandersetzen. So
hat der Besucher die Gelegenheit, sein botanisches Wissen zu erweitern, denn es
kennt zum Beispiel nicht jeder die „Turkistanische Mehlspiere“. Außerdem soll das
Interesse geweckt werden, sich zu unbekannten Bäumen navigieren zu lassen und
diese kennenzulernen und damit die Begeisterung für die Natur und ihren Schutz zu
wecken. Denn: „man schätzt und schützt nur das, was man kennt“. (Zitat: BUND für
Umwelt und Naturschutz Deutschland).
A. Polarek, H. Kästner, R. Kurschat, N. Trierweiler
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Treefinder
Einleitung
1.2 Das Landesarboretum
1.2.1 Entstehungsgeschichte
Der Ursprung des Landesarboretums geht ins 18. Jahrhundert zurück.
In den Jahren 1776 bis 1793 wurde unter Herzog Carl Eugen von Württemberg begonnen, ein 21 ha großes Gelände südwestlich des Hohenheimer Schlosses in einen
Englischen Landschaftspark umzuwandeln. Ausgestattet mit etwa 60 Gebäuden und
Monumenten diente er zunächst dem Herzog und seiner damaligen Favoritin Franziska von Leutrum, spätere Reichsgräfin von Hohenheim, zum Aufenthalt in Mußestunden oder bei Festlichkeiten. Zwei besondere Gärten wurden innerhalb des Landschaftsgartens angelegt: Ein Garten, in dem sich alle württembergischen Pflanzen
befinden und ein "Amerikanischer Garten", mit einem Bestand an nordamerikanischen Gehölzen.
Bereits 1783 zählte die botanische Sammlung 1200 Gehölzarten incl. Varietäten und
Formen, damals die reichste und vollständigste Sammlung von ausländischen Bäumen und Sträuchern in Deutschland.
Nach dem Tod von Herzog Carl Eugen im Jahr 1793 wurde die Anlage der Öffentlichkeit zugänglich gemacht, die Gebäude nach und nach abgetragen und eine neue
Nutzung des Gartens schob sich in den Vordergrund: Der größte Teil des Naturgartens wurde zur "exotischen Landesbaumschule" umgewandelt. Neben der Prüfung
fremdländischer Gehölze für die heimische Forstwirtschaft und der Anzucht von
Jungpflanzen für die herzoglichen Anlagen, diente der Garten bald schon den botanischen Studien der Hohenheimer Studenten.
Im Jahr 1953 wurde der so genannte Exotische Garten zum Landesarboretum von
Baden-Württemberg erhoben, in dem auch heute noch einzelne imposante Gehölzexemplare aus Gründungsjahren zu bestaunen sind.
Im Jahre 1997 wurde das Landesarboretum um eine Fläche von 7,2ha erweitert.
Durch die Erweiterung der Flächen wurde es möglich, dem Exotischen Garten wieder
mehr den Charakter eines englischen Landschaftsgartens zurückzugeben. Gleichzeitig wurde das Lehrangebot in den natur- und agrarwissenschaftlichen Studiengängen, sowie für die Hohenheimer Gartenbauschule entscheidend ergänzt.
Der Landschaftsgarten wurde 2002 von der Architektenkammer Baden-Württemberg
im „Wettbewerb für Beispielhaftes Bauen“ ausgezeichnet.
1.2.2 Heutige Aufgabe
Das Landesarboretum bildet neben dem Botanischen Garten den größten Teil der
Hohenheimer Gärten.
Es dient der Sammlung und Darstellung gärtnerisch interessanter Gehölzsortimente,
sowie der Bereitstellung von Pflanzenmaterial zum Zwecke der Forschung und Lehre
der verschiedensten Universitätseinrichtungen.
Derzeit insgesamt 2458 verschiedene Laub- und Nadelgehölzarten, Varietäten und
Formen auf 16,5 ha Fläche dienen Studierenden von Universitäten und Fachhochschulen, sowie den Schülern der Hohenheimer Gartenbauschule als Lehr- und Anschauungsobjekte.
Unser Projektpartner, die Versuchstation für Gartenbau der Uni Hohenheim, führt
dort Untersuchungen in Bezug auf Zierwert, Winterhärte, Eignung zur Vergesellschaftung und andere gartenbaulich wichtige Eigenschaften durch.
2
Treefinder
Einleitung
In vielfältiger Weise findet eine Einbindung des Gartens in die Ausbildung der
Staatsschule für Gartenbau in den Bereichen Floristik, Produktionsgartenbau und
Garten- und Landschaftsbau statt. In gleicher Weise ist das Landesarboretum in die
Ausbildung anderer Institutionen einbezogen, wie beispielsweise der ortsansässigen
Schulen oder des Fachbereichs Landschaftsarchitektur an der Fachhochschule Nürtingen.
Darüber hinaus dient der Garten der Erholung nicht nur Stuttgarter Bürger und es
werden laufend Lehrgänge und Führungen im Rahmen der Erwachsenenbildung angeboten.
Eine hilfreiche Entwicklung ist das Angebot einer Online-Datenbank, in der alle vorhandenen Gehölze erfasst sind. Bis jetzt dienen Hinweise zum jeweiligen Standort im
Internet dem Auffinden vor Ort. Das Projekt Treefinder soll in Zukunft mit Hilfe von
Navigationsgeräten das gezielte Ansteuern von Bäumen ermöglichen.
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Treefinder
Digitale Ausarbeitung
2 Digitale Ausarbeitung
Ziel ist ein Datenbestand, der auf die notwendigen Attribute beschränkt ist. Dieser
wird benötigt, um eine sinnvolle Navigation zu ermöglichen und die Datenmenge zu
begrenzen. Für das Projekt bedeutet dies, dass folgende Anforderungen erfüllt sein
müssen:
1.) Erstellen einer Probe-Datei zum Konvertieren in verschiedene GPS-Formate,
um zu recherchieren, welches Datenformat sich für die Anwendung am besten
eignet
2.) Eignung der Probe-Datei zum Testlauf auf verschiedenen GPS-fähigen Geräten
3.) Recherche nach passenden Schlüsselfeldern, um die Koordinaten der Bäume
aus dem Shapefile1 (Point Feature Class) in die SQL-Datenbank der Universität Hohenheim anzufügen
Es ergab sich also die Fragestellung: Welche Daten muss ein GPS-fähiges Datenformat enthalten, damit eine anwenderfreundliche Navigation möglich ist?
Eine schematische Übersicht der Vorgehensweise ist im Kapitel 8 Netzplan zu finden.
2.1 Grunddatenbestand
Bei dem Grunddatenbestand handelt es sich um ein feature dataset, sowie eine
SQL-Datenbank, welche jeweils von der Leitung des Landesarboretums Hohenheim
zur Verfügung gestellt wurde.
2.1.1 Feature dataset
Das Feature dataset enthält eine dxf-Datei2. Die Daten sind bereits vor Projektbeginn
aufgenommen worden. Ein Landschaftsplanungsbüro hat eine CAD-Karte3 erstellt, in
der alle Gehölze des Landesarboretums Hohenheim mit genauem Standort (Rechtsund Hochwert) hinterlegt wurden.
Der Grunddatenbestand lässt sich in ArcGIS öffnen und enthält Punkt-, Polygon- und
Linienobjekte (feature classes).
1
s. Glossar „shp-Format“
s. Glossar „dxf-Dateiformat“
3
s. Glossar „CAD“
2
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Treefinder
In ArcMap geöffnet, sah der Grunddatenbestand wie folgt aus:
Abb. 1: CAD feature dataset, Grunddatenbestand
2.1.2 Daten aus der SQL-Datenbank
Eine komplette Kopie der Gehölzpflanzen-Datenbank des Landesarboretums wurde
der Projektgruppe von der EDV-Abteilung der Universität Hohenheim eingerichtet.
Über einen Link (http://www-rz.uni-hohenheim.de/php/phpMyAdmin) und Zugangskennwörter wurde der Zugriff auf die Daten ermöglicht.
.
Die SQL-Datenbank enthält vier Tabellen: Bilder, Familien, Pflanzen und Standorte.
Für das Projekt sind die Tabellen Pflanzen und Standorte von Bedeutung. Diese
beinhalten Daten, z. B. deutsche und wissenschaftliche Bezeichnungen, die für die
Probe-GPS-Datei zur Navigation relevant sind und noch nicht in der Attributtabelle
des CAD-feature datasets enthalten sind.
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Treefinder
Abb. 2: Tabelle Pflanzen aus der SQL-Datenbank
Abb. 3: Tabelle Standorte aus der SQL-Datenbank
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Treefinder
2.2 Verknüpfung der Daten
Die Attribute, die im Downloadbereich vorhanden sein sollten, befanden sich in unterschiedlichen Quellen. Der Datenbestand sollte nur noch die Gehölznamen und die
Koordinaten zur Navigation enthalten.
Damit die relevanten Informationen in einer Tabelle angezeigt werden, müssen die
Schlüsselfelder für die Verknüpfung ausfindig gemacht werden. Die notwendige
Schnittstelle zwischen der Tabelle mit den Gehölznamen, sowie den Koordinaten,
stellt die Tabelle „Standorte“ der SQL-Datenbank dar.
Als schwierig erwies sich die Tatsache, dass das Schlüsselfeld im Shapefile
„BaumNr“ dem Inhalt von zwei Feldern (Quartier und Standort) in der SQLDatenbank, Tabelle „Standorte“ entsprach. In Excel konnten diese Felder aber mit
der Funkton fx=Verketten() zusammengefügt werden, um später das Joinen in ArcMap zu ermöglichen.
Der Zusammenhang soll durch das Schaubild veranschaulicht werden:
SQL-Datenbank /Tabelle
„Pflanze“
Schlüsselfeld: id
Information:
Gehölznamen
SQL-Datenbank/Tabelle
„Standorte“
1. Schlüsselfeld:
id_Pflanze,
2. Schlüsselfelder:
Quartier, Standort
Shapefile:
Schlüsselfeld: BaumNr
Information:
Koordinaten
Die screenshot-Darstellungen auf der folgenden Seite (Abb. 4) geben den Sachverhalt in der SQL-Datenbank wieder.
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Treefinder
Abb. 4: Anzeige der Tabelle Standorte, Pflanze und Screenshot aus ArcMap mit einer roten Markierung über den Schlüsselfeldern
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2.3 Exportieren der relevanten Attribute
Ein Teil des Grunddatenbestandes, die CAD Point feature class, wird zunächst als
shape exportiert und steht nun der weiteren Bearbeitung zur Verfügung. Das exportierte Shapefile enthält nur noch Punkte, die jeweils einen Baum repräsentieren. Vom
Grunddatenbestand ist nur die Attributtabelle der Bäume wichtig; in ihr befinden sich
die für die Navigation relevanten Informationen (Koordinaten). Allerdings sind keine
Baumbezeichnungen aufgeführt. Als einziges Schlüsselfeld zu den Daten der SQLDatenbank, welche die Baumbezeichnungen enthält, dient die Spalte „BaumNr“ (siehe 2.2).
Abb. 5: Exportierte Baumdaten (CAD point feature class)
2.4 Anhängen der Baumnamen an die Attributtabelle
Nachdem der Grunddatenbestand als Shapefile exportiert ist, sind in der Attributtabelle zwar die Standorte mit Rechts- und Hochwerten vorhanden, nicht aber die die
dazugehörigen Namen.
Deshalb muss im nächsten Schritt ein Join erstellt werden. Dazu wird die Tabelle
„Standorte“ und die Tabelle „Pflanzen“ als Excel-Datei exportiert. Mit Hilfe von Excel
werden die beiden Tabellen zu einer Tabelle zusammengefügt. Als Schlüsselfelder
dienen „Pflanzen_id“ und „id“.
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Treefinder
Die neue Tabelle wird auf wesentliche Inhalte reduziert und enthält nun das Schlüsselfeld zur Verknüpfung mit dem Shapefile, bestehend aus den ursprünglich zwei
Spalten „Standorte“ und „Quartier“, die mit fx=verketten() zu einer Spalte vereinigt
wurden. Somit ist das Schlüsselfeld jetzt identisch mit der Spalte „BaumNr“ in der
Attributtabelle.
2.5 NULL-Werte
Einzelne Attributfelder der neuen, „gejointen“ Tabelle enthalten NULL-Werte, die auf
fehlende Einträge zurückzuführen waren.
Damit die shape-Daten keine Bäume mit <Null>-Werten mehr enthalten, müssen die
Zeilen in der Attributtabelle, die die besagten Null-Werte enthalten, selektiert und gelöscht werden.
Das Löschen funktionierte zunächst nicht. An den Rechnern der HSR wurde dieser
Schritt dann erneut durchgeführt, diesmal mit Erfolg.
Die Attributtabelle des Shapefiles enthält nun weniger Datensätze als der Grunddatenbestand.
Abb. 6: Enddatenbestand nach Reduktion der Nullwerte. Die grünen Bäume haben vollständige Informationen; die roten wurden aus der Attributtabelle gelöscht.
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Treefinder
2.6 Visualisierung in GoogleEarth
2.6.1 GPS TrackMaker
Die vorausgegangenen Schritte mussten auf Funktionalität kontrolliert werden. Die
Daten wurden in einem gängigen Format visualisiert. Hierfür war es notwendig, diese
in das Format von GoogleEarth (.kml4) zu konvertieren.
Der GPS TrackMaker ist eines von wenigen, kostenlosen KonvertierungsProgrammen, die die Shapefiles von ESRI lesen und in andere gängige GPSFormate, wie z. B.: .gpx5 und .kml, konvertieren können.
Nach der Konvertierung von .shp zu .kml konnte man sich die Bäume des Landesarboretums auf der digitalen Weltkarte in GoogleEarth anzeigen lassen.
Voreinstellungen
Mehrere fehlgeschlagene Versuche, das Shape in den GPS TrackMaker zu laden,
brachten die Erkenntnis, dass einige wichtige Voreinstellungen nicht übersehen werden dürfen.
Abb. 7: Screenshot der Einstellungen im GPS TrackMaker
4
5
s. Glossar „kml-Format“
s. Glossar „gpx-Format“
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Treefinder
Damit das Shape nach dem Konvertieren zu .kml oder .gpx richtig in der Karte angezeigt wird, muss man zunächst im Menü unter Tools/options/Coordinates „German
Grid“ eingeben.
Abb. 8: Screenshot der Einstellungen im GPS TrackMaker
In diesem Fenster muss das richtige Datum eingestellt werden.
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Treefinder
Resultat
Wenn man sich unter Anderem an die obigen Einstellungen hält, bekommt man folgende Ansicht, die dann auch zum Beispiel in .gpx oder .kml konvertiert werden
kann.
Abb. 9: Screenshot im TackMaker
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Treefinder
2.6.2 Anzeigen der Bäume in GoogleEarth
Nach verschiedenen Konvertierungsversuchen mit unterschiedlichen Einstellungen
im GPS TrackMaker, konnte man sich das Landesarboretum in GoogleEarth anzeigen lassen. Es stimmen die Baum-Standorte relativ gut mit den realen Standorten
überein.
Abb. 10: Screenshot in GoogleEarth
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Treefinder
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Treefinder
2.7 Auswahl des GPS-Ausgabeformates
Das Ausgabeformat muss unterschiedliche Kriterien erfüllen, damit es für unsere
Projektzwecke geeignet ist.
pot. große
Nutzergruppe
Waypoints
Lizenzfrei
GPX
min 30
Zeichen
Erstellbarkeit
Konvertierbarkeit
-
Es muss ein Format sein, welches man ohne aufwendige Software selber
erstellen kann. Hierbei scheidet z.B. das shp-Format aus.
Das Datenformat soll möglichst von vielen GPS-Geräten anwendbar sein.
Das Datenformat soll ohne Probleme mit freier Software in andere Datenformate konvertierbar sein
In dem Datenformat müssen Waypoints6 mit wissenschaftlicher und deutscher
Bezeichnung des Baumes, sowie Punktkoordinaten gespeichert werden können. Das heißt, die Anzahl der speicherbaren Zeichen muss mindestens 25
betragen.
Recherche und eigene Konvertierungsversuche haben ergeben, dass sich das gpxFormat am besten für die Konvertierung in andere Formate eignet.
Es gibt über 40 verschiedene GPS-Datenformate. Fast jeder Hersteller von GPSSoftware oder GPS-Geräten hat aus wirtschaftlichen Vermarktungszwecken ein eigenes Datenformat. Dieses verpflichtet die Nutzer, herstellereigene Karten für Ihre
6
s. Glossar „Waypoints“
16
Treefinder
Geräte zu erwerben. Das erschwert die Kommunikation zwischen verschiedenen
Programmen.
Inzwischen setzt sich in der GPS-Welt das gpx-Format als universelles Datenaustauschformat durch. Viele Hersteller, u. A. Garmin, können diese Datenformate lesen
und ausgeben.
Aus diesem Grund hat sich das Treefinder-Team entschieden, das Projekt im gpxFormat zu erstellen.
Das nachfolgende Kapitel (2.8) veranschaulicht mit Abbildungen die Unterschiede in
den Datenformaten nach der Konvertierung.
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Treefinder
2.8 Ansichten verschiedener Dateitypen im Editor
Abb. 13: Ansicht des originalen Shapefiles vor der Konvertierung.
Abb. 14: auf wesentliche Spalten reduzierte Attributtabelle, auf wesentliche Spalten reduziert (siehe
Join Kapitel 2.4.).
Die Spalte „Name_Deuts“ wurde auf 40 Zeichen festgelegt, um die Datenmenge zu
begrenzen.
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Treefinder
2.8.1 Ansichten des konvertierten Shapefiles in unterschiedlichen Datenformaten
SHP2TXT
Abb. 15: Shapefile konvertiert in Text-Format7 (Editor-Ansicht)
SHP2GPX
Abb. 16: Shapefile konvertiert in gpx-Format (Editor-Ansicht)
GPX2OVL (mit dem KML-Manager)
An diesem Beispiel sieht man deutlich, dass sich das ovl-Formatt nicht für die Projektzwecke eignet, da hier die Baumbezeichnungen verloren gehen.
Abb. 17: Shapefile konvertiert in ovl-Format (Editor-Ansicht)
7
s. Glossar „txt-Format“
19
Treefinder
2.9 Verknüpfung der SQL-Datenbank mit den gpx-Daten
Um die Koordinaten aus dem Shapefile in die SQL-Datenbank zu importieren, sollten
die Daten im Excel-Format vorliegen. Sie müssen das Schlüsselfeld „BaumNr“ enthalten und die Koordinaten der Bäume. Letztere müssen in Dezimalgrad und mit
dem Datum WGS-84 angezeigt werden.
Für die Bearbeitung in Excel hat sich die vorhergehende Konvertierung ins txtFormat8 bewährt.
Vorgehensweise:
1.) Shapefile in txt-Format konvertieren
2.) Txt-Datei in Excel öffnen und bearbeiten. Die Daten werden in nur einer Spalte angezeigt, d. h. mit der Excel-Funktion teil konnten die Informationen auf
verschiedene, sinnvolle Spalten aufgeteilt werden
3.) Die Excel-Datei lässt sich so mit Hilfe des Schlüsselfeldes „BaumNr“ an die
SQL-Datenbank anfügen
2.10 Datenpflege - Dynamische Downloaddatei
Die Datenpflege ist möglichst unkompliziert zu gestalten.
Die Download-Datei sollte grundsätzlich auf dem aktuellsten Stand gehalten werden.
Das bedeutet, dass die Daten für den Download aus der zentralen SQL-Datenbank
des Landesarboretums stammen müssen. So wird gewährleistet, dass bei Veränderungen im Datenbestand der SQL-Datenbank, z. B.: Neupflanzungen oder Baumentnahmen, die Daten zur Navigation automatisch aktualisiert und aufwendige Konvertierungsschritte vermieden werden.
Struktureller Aufbau eines gpx-Files aus der SQL-Datenbank
Abb. 18: Screenshot von einem gpx-File das 3 Bäume als Punktkoordinaten (Waypoints) enthält
8
s. Glossar „txt-Format“
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Treefinder
Die Projektgruppe kam zu dem Schluss, dass es auch ohne Programmierkenntnisse
möglich sein muss eine GPS-fähige Datei zu erzeugen. Folglich muss ein gpx-File
nach folgenden Kriterien aufgebaut sein:
• Der türkise Teil muss in jedem gpx-File standardmäßig enthalten sein.
• Der grüne Teil entspricht einer Bauminformation.
• Die lila Teile kommen aus der SQL-Datenbank und müssen bei Aktualisierung
ergänzt werden.
Es musste also eine Datei geschrieben werden, welche den türkisenen Teil enthält
und die aktuelle Anzahl an Bäumen in dem untenstehenden Format generiert.
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<gpx xmlns="http://www.topografix.com/GPX/1/1" creator="GPS TrackMaker" version="1.1" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.topografix.com/GPX/1/1
http://www.topografix.com/GPX/1/1/gpx.xsd"><metadata><link
href="http://www.gpstm.com"><text>Geo Studio Tecnology
Ltd</text></link><time>2008-04-22T15:14:44Z</time><bounds minlat="48.708376"
minlon="9.208868" maxlat="48.711814" maxlon="9.212618"/></metadata>
<wpt lat="48.710790962"
lon="9.207858989"><ele>0.000000</ele><name>Photinia</name><cmt>Glanzmisp
el</cmt><desc>Glanzmispel</desc><sym>Tree</sym></wpt>
<wpt lat="48.707639968"
lon="9.211608215"><ele>0.000000</ele><name>Carpinus</name><cmt>Lockerblüti
ge Hainbuche</cmt><desc>Lockerblütige Hainbuche</desc><sym>Tree</sym></wpt>
<wpt lat="48.707352745"
lon="9.211286641"><ele>0.000000</ele><name>Malus</name><cmt>ZierApfel</cmt><desc>Zier-Apfel</desc><sym>Tree</sym></wpt>
</gpx>
Die EDV-Abteilung der Universität Hohenheim hat nach diesem Vorbild die Daten
aus der Datenbank erstellt und in UTF-89 gespeichert.
9
s. Glossar „UTF-8“
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Treefinder
3
GPS-fähige Geräte
GPS-fähige Geräte
3.1 Anforderungsanalyse
Die Praxistauglichkeit des Projektes ist ein sehr wichtiges Ziel. Da man davon ausgeht, dass die Besucher des Arboretums in der Regel wenig GPS-Hintergrundwissen
besitzen, muss zu Beginn des Projektes folgende Abwägung stattfinden:
Soll die GPS-Anwendung
1.) nur für die Universität Hohenheim zugeschnitten werden, also zum Beispiel
an einen ausleihbaren Geräte-Typ angepasst
oder
2.) für eine breite Öffentlichkeit, also mit unterschiedlichen Gerätetypen und
Softwareprodukten, die jeweils nur bestimmte Datenformate lesen können,
zur Verfügung gestellt werden?
Bei der Recherche nach geeigneten Geräten und Navigationssoftware wurde schnell
klar, dass die Datenformate die Wahlmöglichkeit begrenzen.
Die Projektgruppe hat sich schließlich für die zweite Variante entschieden; die Treefinder-Downloaddatei soll auf möglichst vielen, gängigen Geräten laufen. Der eindeutige Vorteil ist, dass nahezu jeder Besitzer eines GPS-fähigen Gerätes mit passender
Software die Arboretum-Navigation nutzen kann. Falls ein Gerät das gpx-Format,
nicht unterstützt, kann der Anwender die Daten ohne großen Aufwand in andere,
passende Formate konvertieren, zum Beispiel mit GPSBabel10.
Das Landesarboretum ist bei dieser Variante nicht verpflichtet, GPS-Geräte zu kaufen. Es spart sich die Anschaffung und anfallenden Reparaturen der relativ teuren
Geräte und zudem muss sich niemand um die Verleihung kümmern.
Das Interesse der Arboretum-Besucher für die digitale Navigation zu den Bäumen
soll auf der von der Projektgruppe erstellten Homepage geweckt werden. Dort können sie sich vorab informieren und die Daten auf ihr eigenes, ihnen vertrautes Gerät
spielen.
10
s. Glossar „gps-Babel“
22
Treefinder
GPS-fähige Geräte
3.2 Hardware für das Projekt
Parallel zur Software-Ausarbeitung muss ein geeignetes Gerät gefunden werden, mit
dem die Projekt-Gruppe eine Testversion ausprobieren konnte.
3.2.1 GPS-Geräte
Der erste Gedanke fiel auf das e-trex von Garmin. Mit diesem Gerät hatte das Team
bereits in anderen Bereichen gearbeitet. Die Funktionen, sowie die Handhabung waren ihm vertraut. Besonders von Vorteil war die schnelle und kostenfreie Verfügbarkeit, da die HSR in Besitz einiger Geräte ist.
Nach ersten Tests wurden folgende negative Eigenschaften festgestellt:
• Die Datenaufnahme des e-trex ist auf 500 Waypoints beschränkt; das Landesarboretum Hohenheim verzeichnet in seiner Datenbank rund 3500 Einträge.
• Die Bäume können mit maximal sechs Ziffern beschrieben werden, da e-trex für
jeden Waypoint nur sechs Stellen als Speicherplatz vorsieht.
Telefonate mit Garmin haben bestätigt, dass 500 bis 1000 Waypoints maximal, abhängig vom Gerätetyp, speicherbar sind.
Ein Lösungsansatz besteht darin, den Baumbestand zu kategorisieren und zu splitten. So könnte sich der Anwender kleinere Dateien mit jeweils 500 – 1000 Bäumen
auf sein Gerät laden. Zusätzlich müsste jedem Baum eine Nummer (mit maximal
sechs Stellen) zugeordnet werden. Der Arboretumbesucher müsste sich die Liste
ausdrucken und zum Navigieren mit sich führen. Mit Hilfe der analogen Liste als
Baumnummern-Schlüssel hätte er sich dann zu den Bäumen leiten lassen können.
Diese Möglichkeit stellt sich als nicht sehr anwenderfreundlich heraus. Lange Listen
auf Papier, die Suche nach den Nummerschlüsseln und die Beschränkung auf einen
Teil des Baumbestandes sind alles andere als praktikabel.
Deshalb wird die Verwendung von Gamin-Geräten verworfen
3.2.2 GPS-fähige Handys
Als nächstes werden GPS-fähige Mobiltelefone analysiert. Diese Branche ist sehr
interessant für das Projekt, da sie noch großes Entwicklungspotential besitzt, welches in Zukunft vermutlich weiter ausgebaut wird. Bereits heute sind einige Handymodelle mit GPS-Funktionen ausgestattet.
Wichtig für das Projekt sind die Kriterien:
•
•
•
•
Welches Datenformat unterstützt das Gerät?
Wie viele Datensätze können darauf geladen werden?
Wie genau ist die Navigation?
Wie leistungsfähig ist das Gerät, um mit der Datenmenge zurecht zu kommen?
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Treefinder
GPS-fähige Geräte
Diese Hintergrundinformationen konnte man leider nicht den Homepages der Handyanbieter entnehmen. Aufgrund der Erfahrung mit Garmin wurden alle in Frage
kommenden Anbieter kontaktiert. Die Projektgruppe erhielt keine Antworten, die weiter geholfen hätten.
3.2.3 Navigationsgeräte
Eine andere Überlegung ist der Einsatz mobiler Navigationsgeräte für den Straßenverkehr. Diese kleinen Computer sind inzwischen sehr verbreitet unter den Autofahrern und sind auch wesentlich günstiger im Anschaffungspreis als GPS-fähige Handys.
Die Ergebnisse der Recherche im Internet ergaben, dass nur Geräte mit WindowsBetriebssystem geeignet sind, da auf diesen weitere Programme installiert werden
können.
Manche Gerätehersteller konzipieren ihre Geräte aber so, dass sie nur zum Navigieren verwendet werden können und keine weitere Software, bzw. Datenformate akzeptieren, als die vom Hersteller zur Verfügung gestellten.
3.2.4 PDAs
Als letzte Möglichkeit hat die Projektgruppe PDAs (Personal Digital Assistent)11 als
geeignetes GPS-Gerät diskutiert.
Auf Anfrage erhielt die Projektgruppe von der HSR ein PDA. Es handelt sich um das
Modell IPAQ hx2100 familie vom Hersteller Hewlett Packard. Mit ihm lässt sich die
praktische Anwendung des Projektes überprüfen.
Zum Inventar des Gerätes gehört auch eine externe GPS-Maus, welche via Bluetooth mit dem PDA in Verbindung steht. Außerdem befindet sich auf dem Gerät bereits eine GPS-Software, der PathAway4.
Der erste Test des Gerätes verlief positiv, die aktuelle Position konnte auf Anfrage in
Rechts- und Hochwerten angezeigt werden.
Um Daten von einem Computer auf einen PDA zu übertragen, muss man die beiden
Geräte über USB verbinden und mit einem Synchronisationsprogramm aufeinander
abstimmen. Auf dem PDA der Hochschule ist bereits ein solches Programm installiert, welches aber nicht funktioniert. Mit einer neuen, kostenlosen Version aus dem
Internet, dem Microsoft Active Sync, wurde das PDA mit einem Computer synchronisiert.
Software für das PDA
Zum Navigieren mit der gpx-Datei benötigt man eine GPS-Software, die gpx-Dateien
lesen kann. Dieses sollte möglichst kostenlos und leicht installierbar sein. Das bereits
vorhandene Programm PathAway4 kann nicht mit gpx-Formaten arbeiten und kommt
somit nicht in Frage.
Die Universität Hohenheim empfahl „Wanderwalter“. Dies ist eine Homepage, auf der
kostenlos Wanderkarten und –routen angeboten werden. Mit Hilfe von GPS kann
man die Routen verwenden. Die Laufrichtung wird dem Anwender über ein GPS-
11
s. Glossar „PDA“
24
Treefinder
GPS-fähige Geräte
Programm angezeigt, welches kostenlos herunter geladen werden kann. Das Wanderwalter-Programm kann gpx-Formate lesen und erfüllt damit eine Anforderung des
Projektes. Die Internetseite von Wanderwalter ist verständlich und übersichtlich gestaltet, sodass man einen Link von der Treefinder-Hompage auf wanderwalter.de hätte erstellen können.
Telefonate mit einem der Entwickler von Wanderwalter, Herrn Stefan Klug, führten zu
der Erkenntnis, dass sein aktuellstes GPS-Programm nur für Routen konzipiert ist.
Einzelne Punkte (Bäume) können nicht gelesen werden. Herr Klug bot uns an, sein
Programm um die Funktion der Waypoint-Navigation zu erweitern, da diese „…längst
überfällig sei“ und ihn das Treefinder-Projekt sehr interessierte. Leider ließ sich die
Erweiterung des GPS-Programmes bisher nicht bewerkstelligen.
Als Alternative zur GPS-Software von Wanderwalter bietet sich ArcPad 7.0 von Esri
an. Im GIS-Labor der HSR ist diese Software vorhanden, sodass sie auf dem PDA
installiert werden konnte. Zwei Eigenschaften dieses Programms sind kritisch zu betrachten und führten schließlich zum Ausschluss der Eignung aus folgenden Gründen:
1.) Die Software arbeitet mit shape-files.
2.) ArcPad ist kostenpflichtig und wird in der Praxis kaum zu Navigationszwecken
verwendet. Eine kostenfreie Demo-Version des Programms läuft 20 Minuten,
dann muss ein erneuter Softstart des PDA’s durchgeführt werden.
In Internetforen führte die Recherche zu verschiedenen kostenlosen GPSProgrammen. Einige ließen sich aber nicht auf dem PDA installieren. Als mögliche
Ursache erörterte man die relativ alte Technik des PDAs der HSR (Herstellungsjahr
2003) mir AMR-Prozessor. Als Lösungsmöglichkeit wurde die Anschaffung eines
neuen Gerätes gesehen. Da die Praxistauglichkeit ein wichtiges Kriterium ist, ist es
wichtig, eine Software zu finden, die auch auf „älteren“ PDA-Modellen funktioniert.
Ein Erfolg konnte mit dem kostenlosen Geocache-Programm von CacheWolf verzeichnet werden. Die Software ließ sich herunter laden und installieren. Hierbei sollten unbedingt die Hinweise auf der Homepage beachtet werden. Auch die gpxWaypoints des Arboretums wurden von dem Programm erkannt. Bei dem Versuch zu
einem Punkt zu navigieren, stellte sich heraus, dass das PDA plötzlich keine Verbindung zu der GPS-Maus mehr herstellen konnte.
Lösungsschritte:
1.) Das bereits auf dem PDA installiert gewesene GPS-Programm PathAway4
beansprucht das Signal der GPS-Maus für sich. Die Installation des Splitters
GPSGATE ermöglicht ein Splitten des Signals, sodass auch das cachewolfProgramm auf das GPS-Signal zugreifen kann. Ergebnis: kein Erfolg
2.) Die Deinstallation des „alten“ Programms PathAway4 bringt ebenfalls keinen
Erfolg - Fehlermeldung.
25
Treefinder
GPS-fähige Geräte
3.) GPS-Viewer testet alle Computeranschlüsse (ports) nach deren Verfügbarkeit.
Das cachwolf-Programm wird auf den so ermittelten Anschluss konfiguriert –
Fehlermeldung
4.) Deinstallation des Splitting-Programmes GPSGATE und Abschalten des GPSViewers führt zum Erfolg.
Das Signal zum GPS-Empfänger kann hergestellt werden, die Richtung zum
gewählten Baum aus der Test-Datei wird angezeigt.
Der erweiterte Test ist ebenfalls positiv: Alle 3184 Bäume des Landesarboretums
Hohenheim werden in das cachewolf-Programm auf dem PDA geladen. Hierbei werden die Waypoints in einer internen Datenbank gespeichert und können auch selektiert werden.
Abb. 19: Software cachewolf auf dem PDA
26
Treefinder
GPS-fähige Geräte
Abb. 20: Hardware PDA mit Maus
27
Treefinder
Homepage
4 Homepage
Abb. 21: Sceenshot: Startseite der Homepage, 20.6.2008
Die Ausarbeitung einer Homepage in Rahmen des Projektes Treefinder wurde als
sehr sinnvoll erachtet, da die Ergebnisse (als Download) ohnehin im Internet zur Verfügung gestellt werden sollten.
Von der Homepage der Universität Hohenheim wird ein Link auf die Treefinder-Seite
erstellt.
Die Internetseite soll mit kurzen, verständlichen Informationen zum Projekt und der
Handhabung der Daten für eine möglichst geringe Nutzungsschwelle sorgen. Zu diesem Zweck wird auch auf die Überschaubarkeit der Seite geachtet.
Folgende Einteilung wurde vorgenommen:
•
•
•
•
Home (Startseite)
Download
Hard- & Software
Kontakt
Die Homepage wurde in html12 mit dem html-Editor erstellt. Sie befindet sich auf CD
gebrannt im Anhang dieser Dokumentation.
12
s. Glossar: „HTML“
28
Treefinder
Homepage
4.1 Home
Die Vorstellung des Projektes sollte kurz und prägnant sein, damit sich die Benutzer
ohne großen Zeitaufwand ein Bild davon machen können, um was es auf der Homepage geht. Die Projektgruppe hat diese Anforderungen mit folgendem Text gelöst:
Abb. 22: Sceenshot: Startseite der Homepage (Ausschnitt), 20.6.2008
29
Treefinder
Homepage
4.2 Download
Die von der Universität Hohenheim erstellte gpx-Datei wurde auf der Seite der Universität Hohenheim hochgeladen
(der Pfadname war zunächst:
https://gartenbau.uni- hohenheim.de/datenbank/gpx/daten/baeume_aus.gpx)
und anschließend im Verzeichnis „Download“ auf der Treefinder-Homepage verlinkt.
Abb. 23: Sceenshot: Download (Ausschnitt), 20.6.2008
Das Ziel unseres Projektes – den Download allen Nutzern zur Verfügung zu stellen schien hiermit erreicht. Leider funktionierte der Download der Datei zunächst nicht
und die EDV-Kenntnisse der Projektgruppe reichten nicht aus, um das Problem zu
beheben. Wir vermuteten zu erst, dass GPX-Dateien als Download von verschiedenen Browsern nicht erkannt werden, da der Download in unserem Fall zunächst nur
mit Mozilla Firefox durchgeführt werden konnte. Die EDV-Abteilung der Uni Hohenheim beschäftigte sich mit diesem Problem und erstellte einen neuen Pfad (PFADNAME-PFADNAME-PFADNAME-PFADNAME-PFADNAME-PFADNAME), mit dem
der Download dann funktionierte.
30
Treefinder
Homepage
4.3 Hard- und Software
Die Projektgruppe hatte sich im Laufe des Projektes mit zahlreichen Softwareprogrammen auseinander gesetzt. Deshalb wurde es für angemessen gehalten, den
Nutzern einige Programme zu empfehlen, mit denen man die GPX-Datei auf GPSGeräten ausführen kann. Auch zur Konvertierung geeignete Programme, sowie passende GPS-Geräte sind unter „Hard- und Software“ aufgeführt.
Die Struktur und Gestaltung der Hompage ist auf der folgenden Seite (Abb. 24) abgebildet.
31
Treefinder
Homepage
Abb. 24: Sceenshot: Hard- und Software (20.6.2008)
32
Treefinder
Homepage
4.4 Kontakt
Unter Kontakt stellte die Projektgruppe Treefinder sich selbst kurz vor. Neben Namen
und e-mail der Gruppenmitglieder, wurde nochmals kurz auf das Projekt und dessen
Hintergrund eingegangen. Es wurde auch darauf hingewiesen, dass sich die Benutzer der Seite bei Fragen an die Projektadresse [email protected] wenden können.
Die Homepage wurde in html13 mit dem html-Editor erstellt. Sie befindet sich auf CD
gebrannt im Anhang dieser Dokumentation.
13
s. Glossar: „HTML“
33
Treefinder
Ergebnis
5 Ergebnis
Nach 23 Wochen Arbeit kann das Projekt Treefinder als „erfolgreich abgeschlossen“
betrachtet werden.
Den Besuchern des Landesarboretums in Hohenheim wird es ermöglicht, sich digital
durch die Parkanlage zu vorher ausgewählten Bäumen führen zu lassen. Dazu kann
sich jeder interessierte Besitzer eines GPS-fähigen Gerätes die notwendigen Daten,
sowie die passende Software auf der Homepage www.uni-hohenheim/treefinder.de
herunter laden.
5.1 Testlauf
In einem Testlauf mit dem PDA, welches von der HSR für die Dauer des Projektes
zur Verfügung gestellt wurde, konnten die Daten aus dem Downloadbereich auf ihre
Funktionalität überprüft werden.
Die Navigation mit der Software cachewolf bedarf einer gewissen Einarbeitungszeit,
um sich mit Hilfe der zwei digitalen Kompassnadeln zurecht zu finden. Hat man diese
hinter sich, ist es ohne Probleme möglich, sich zu den Bäumen navigieren zu lassen.
Bei der relativ großen Datenmenge gelangt die Rechenleistung des Taschencomputers beinahe an ihre Leistungsgrenze. Dennoch ist das relativ alte Modell den Anforderungen des Testlaufes gerecht geworden. Bei der Datenmenge müssen Ladeund Löschzeiten der gpx-Datei von ca. 30 Minuten in Kauf genommen werden.
Das Ergebnis ist als überaus positiv zu beurteilen: Alle Navigationsversuche führten
zu den gewünschten Bäumen.
Abb. 25: Testlauf in Hohenheim: Auswahl des Baumes
34
Treefinder
Ergebnis
Abb. 26: Testlauf in Hohenheim: Navigation
5.2 Resümee
Die Datenaufbereitung kostete relativ viel Zeit und Energie, da diese Aufgabe teilweise neues, sehr komplexes Wissen erforderte und sich immer wieder Probleme auftaten, die manchmal unerklärbar schienen. Schlussendlich konnten die Daten in ein
sich als geeignet erweisendes Format gebracht und download-fähig bereitgestellt
werden.
Die Suche nach geeigneter Hardware erwies sich als aufwendiger als vorab angenommen, denn der Markt für GPS-Geräte ist sehr unübersichtlich. Es fand sich
schließlich doch eine kostengünstige Lösung mit dem PDA der HSR. Obwohl es etliche Schwierigkeiten gab das Gerät „zum Laufen“ zu bekommen; hat es dennoch seine Zwecke als Test-Hardware erfüllt.
Das Ergebnis der Projektarbeit wurde auf einer Homepage dargestellt. Die GPXDatei kann von jedem Arboretumsbesucher herunter geladen werden. Damit ist das
Ziel erreicht und auch die Vorstellungen des Projektpartners, explizit des Ansprechpartners Herrn Rainer Bäßler, erfüllt worden.
35
Treefinder
Verzeichnisse
6 Verzeichnisse
6.1 Internetseiten
https://gartenbau.uni-hohenheim.de/
http://search.o2online.de/o2search/app?service=direct/1/Home/$Structure.$DirectLin
k&sp=Sgps&sp=S0&sp=S&sp=S10&sp=S&sp=S&sp=S&sp=S&sp=S&sp=S&sp
=S&sp=S&sp=Sprodukte
http://shop.nokia.de/nokia-de/searchresults.aspx?keyword=gps&culture=de-DE
http://www.netzwelt.de/news/76811-wegweiser-handys-mit-gpsempfaenger-im.html
http://www.t-mobile.de/suche?qt=gps&vgn_form_encoding=ISO-8859-1&ugu=0
http://www.tomtom.com/index.php?Lid=3&gclid=CO_dz_qg7JMCFRK6ugodvzibWA
http://www.computerbild.de/artikel/cb-Preisvergleich-Kaufberatung-MobileNavigationsgeraete_13654.html
http://www.navigationssystem-portal.de/
http://shop.gofalk.com/falk/Browse/Catalog/Navi/Komplettpakete.aspx?track=admatic
s&gclid=CNWwseSj7JMCFQtgugodSQWjVw
http://www.gpstm.com/
http://www.explorermagazin.de/gps/trackm.htm
http://www.garmin.com/garmin/cms/site/de/
http://www.blackberry.com/de
http://www.wanderwalter.de
http://www.esri-germany.de
http://www.cachewolf.de
Internet-Foren:
http://www.geoclub.de
http://www.navifriends.de
http://www.nexave.de
36
Treefinder
Verzeichnisse
6.2 Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: CAD feature dataset, Grunddatenbestand ..................................................... 5
Abb. 2: Tabelle Pflanzen aus der SQL-Datenbank ..................................................... 6
Abb. 3: Tabelle Standorte aus der SQL-Datenbank ................................................... 6
Abb. 4: Anzeige der Tabelle Standorte, Pflanze und Screenshot aus ArcMap mit
einer roten Markierung über den Schlüsselfeldern ..................................................... 8
Abb. 5: Exportierte Baumdaten (CAD point feature class).......................................... 9
Abb. 6: Enddatenbestand nach Reduktion der Nullwerte. Die grünen Bäume haben
vollständige Informationen; die roten wurden aus der Attributtabelle gelöscht. ........ 10
Abb. 7: Screenshot der Einstellungen im GPS TrackMaker ..................................... 11
Abb. 8: Screenshot der Einstellungen im GPS TrackMaker ..................................... 12
Abb. 9: Screenshot im TackMaker............................................................................ 13
Abb. 10: Screenshot in GoogleEarth ........................................................................ 14
Abb. 13: Ansicht des originalen Shapefiles vor der Konvertierung. .......................... 18
Abb. 14: auf wesentliche Spalten reduzierte Attributtabelle, auf wesentliche Spalten
reduziert (siehe Join Kapitel 2.4.). ............................................................................ 18
Abb. 15: Shapefile konvertiert in Text-Format (Editor-Ansicht)................................. 19
Abb. 16: Shapefile konvertiert in gpx-Format (Editor-Ansicht) .................................. 19
Abb. 17: Shapefile konvertiert in ovl-Format (Editor-Ansicht) ................................... 19
Abb. 18: Screenshot von einem gpx-File das 3 Bäume als Punktkoordinaten
(Waypoints) enthält................................................................................................... 20
Abb. 19: Software cachewolf auf dem PDA .............................................................. 26
Abb. 20: Hardware PDA mit Maus............................................................................ 27
Abb. 21: Sceenshot: Startseite der Homepage, 20.6.2008....................................... 28
Abb. 22: Sceenshot: Startseite der Homepage (Ausschnitt), 20.6.2008................... 29
Abb. 23: Sceenshot: Download (Ausschnitt), 20.6.2008.......................................... 30
Abb. 24: Sceenshot: Hard- und Software (20.6.2008) .............................................. 32
Abb. 25: Testlauf in Hohenheim: Auswahl des Baumes ........................................... 34
Abb. 26: Testlauf in Hohenheim: Navigation............................................................. 35
37
Treefinder
Glossar
7 Glossar
CAD
Rechnerunterstützte Konstruktion oder englisch Computer Aided
Design (CAD) ist eine Art „elektronisches Zeichenbrett“.
CAD-Software kommt in allen Fachbereichen, in denen Konstruktionen entwickelt werden, zur Anwendung, u. A. im Anlagen- und
Maschinenbau, in der Architektur, im Bauwesen sowie im Vermessungswesen und der Landschaftsplanung.
dxfDateiformat
Das Drawing Interchange Format (DXF) ist ein von der Firma Autodesk spezifiziertes Dateiformat zum CAD-Datenaustausch und wurde für das CAD-Programm AutoCAD entwickelt. Eine DXF-Datei
beschreibt ein CAD-Modell (z. B. die Karte des Arboretums) als
Text nach dem ASCII-Standard.
GPSBabel
GPSBabel ist ein Open-Source-Programm zur Konvertierung unterschiedlicher GPS-Datenformate.
gpx-Format
Das GPS Exchange Format (kurz GPX) ist ein Datenformat zur
Speicherung von Geodaten (GPS-Daten), das von der Firma
TopoGrafix entwickelt wurde. Es basiert auf dem allgemeinen xmlStandard. Ein xml-Schema beschreibt die Elemente und den Aufbau des GPS Exchange Formats. Als Dateiendung wird die Abkürzung .gpx verwendet.
Das GPS Exchange Format ist ein offenes, lizenzfreies Format, das
von jedem gebührenfrei verwendet werden darf. Es soll den Austausch von Geodaten zwischen verschiedenen Programmen erleichtern.
HTML
Die Hypertext Markup Language (HTML, dt. HypertextAuszeichnungssprache), oft auch kurz als Hypertext bezeichnet, ist
eine textbasierte Auszeichnungssprache zur Strukturierung von Inhalten wie Texten, Bildern und Hyperlinks in Dokumenten.
HTML-Dokumente sind die Grundlage des World Wide Web und
werden von einem Webbrowser dargestellt.
Keyhole Markup Language ist ein Austauschformat für die ClientKomponente des Programms Google Earth.
Mit KML ist es möglich, Punkte, Linien, Polygone und Bilder zu definieren.
kml-Format
PDA
(Personal Digital Assistent)
Es handelt sich um einen kompakten, tragbaren Computer, der neben vielen anderen Programmen hauptsächlich für die persönliche
Kalender-, Adress- und Aufgabenverwaltung benutzt wird. PDAs
können zusätzlich Office-Dateien verarbeiten. Eine PDA Bedienung
erfolgt über ein berührungsempfindliches LC-Display.
Ebenfalls werden seit einiger Zeit PDAs als Navigationssysteme
eingesetzt. Mit Hilfe von entweder externen GPS-Empfängern, die
über die serielle Schnittstelle oder via Bluetooth angeschlossen
werden, oder auch integriertem GPS-Empfänger, kann der PDA
38
Treefinder
Glossar
seine Position exakt bestimmen und mit entsprechender Software
auch zur Routenplanung eingesetzt werden.
Ein großer Vorteil aktueller PDAs ist, dass man sie problemlos mit
dem PC abgleichen kann. Diesen Abgleich nennt man Synchronisation und wird mit speziellen Programmen. Dabei können zum
Beispiel Karten und Datenbanken ausgetauscht werden. Auf diese
Weise bringen sich beide Geräte gegenseitig auf den neuesten
Stand. Außerdem kann man vorher festgelegte Webseiten aus dem
Internet beim Synchronisieren auf den PDA übertragen und dann
unabhängig vom Netzwerkanschluss lesen (sog. Webclipping).
shp-Format
Das shp-Format (oft Shapedaten oder Shapes genannt) ist ein von
ESRI ursprünglich für ArcView entwickeltes Format für Geodaten.
Es ist das Format, in dem am meisten Kartendaten zur Verfügung
stehen.
Ein Shapefile ist keine einzelne Datei, es besteht aus mindestens
drei Dateien:
- .shp dient zur Speicherung der Geometriedaten
- .shx dient als Index der Geometrie zur Verknüpfung der Sachdaten (auch Attributdaten genannt)
- .dbf Sachdaten im dBASE-Format
Es kann Punkt-, Linien- oder Polygoninformationen beinhalten.
txt-Format
Als Textdatei bezeichnet man in der Informationstechnik eine Datei,
deren Inhalt eine lineare Folge von Zeichen darstellt, die durch Zeilen- und Seitenwechsel untergliedert sein können.
UTF-8
UTF-8 (Abk. für 8-bit Unicode Transformation Format) ist die am
weitesten verbreitete Kodierung für Unicode-Zeichen.
Waypoints
Der Begriff Waypoint (engl: Wegpunkt) wird in der Geodäsie und bei
Navigations-Geräten benutzt, die mehrere Positionen speichern
können. Ein Wegpunkt ist eine (elektronische) Marke, die eine eindeutige Positionsangabe auf der Erde speichert. Neben den Koordinaten (Breitengrad und Längengrad) wird meistens auch noch
weitere Information gespeichert; z. B. Baumnamen. Ein Wegpunkt
kann mit einem Namen und einem Symbol versehen werden.
Wegpunkte können beispielsweise im gpx-Format gespeichert werden.
39
Treefinder
Anhang
8 Anhang
Netzplan
Eingangsdatenbestand als dxfFile der Uni-Hohenheim
SQL-Datenbank der
Uni-Hohenheim
Export der SQL-Tabellen „Pflanze“ und
„Standort“ als .xls
Export der CAD
Point feature
Verknüpfen der Tabellen in Excel und Löschen redundanter Datensätze unwesendlicher Spalten.
Eingangsdatenbestand als shpFile
„Attributanhang_reduziert.xls“
Join in
ArcMap
9.2
„tree_finder_join_2.shp“ enthält nur noch
Bäume mit Standortinformationen
Konvertieren shp2txt
mit GPS TrackMaker
Version 13.3.349
Txt mit Excel öffnen und Informationen auf Spalten verteilen
mit „fx=teil(…;….;…;..) und speichern als xls
Excel-Tabelle mit RW&HW als deg:min:sec in
SQL-Datenbank Tabelle „Standorte“- Verknüpfung ist Id_Pflanze und BaumNr.
SQL-Datenbank incl.
Zugriff über php auf SQL-Datenbank
Dynamisches
GPX-File
www.sandberger.de
/treefinder
40

Projekt Treefinder - Internetbasierte GPS

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