Bilddaten und Raster-Daten für die Analyse vorbereiten

Hallstatt ist eine kleine Stadt in Österreich, die sich im Bundesland Oberösterreich befindet. Sie liegt direkt an einer Landstraße, die Salzburg und Graz miteinander verbindet. Diese malerische Stadt von großer historischer Bedeutung ist stark vom Massentourismus betroffen. Ihre 780 Bürger sind Gastgeber für täglich mehr als 10.000 Besucher. Die Planer der Region suchen nach Lösungen, wie zum Beispiel die stärkere Verteilung der Menschenmengen zwischen den verschiedenen Sehenswürdigkeiten einer Region, die Förderung neuer und besonderer Routen, die auch Wanderer und Skiläufer nutzen können, und die Entwicklung neuer Aktivitäten, von denen sowohl die Touristen als auch die Einwohner profitieren.

In diesem Lernprogramm konzentrieren Sie sich auf den wichtigen Schritt der Datenvorbereitung, damit die Planer diese Daten in ihren Analysen verwenden können. Sie sind Fernerkundungs- und GIS-Analyst für die Regierung von Oberösterreich und haben eine Sammlung verschiedener Bilder und Raster-Datenquellen erhalten, die Sie untersuchen und vorbereiten müssen. Sie müssen Luftbilddaten, Höhendaten und verschiedene weitere Raster-Daten vorbereiten. Sie werden alle Ihre Layer zuschneiden und ein Projektpaket erstellen, um sie freizugeben. Zusätzlich lernen Sie einige häufige Raumbezugs- und Projektionsprobleme kennen und erfahren, wie sie behoben werden.

Dieses Lernprogramm wurde zuletzt am 2. Juli 2024 mit ArcGIS Pro 3.3 getestet. Wenn Sie eine andere Version von ArcGIS Pro verwenden, sind die Funktionalitäten und Ergebnisse möglicherweise unterschiedlich.

Anforderungen

• ArcGIS Pro (siehe die Optionen für den Zugriff auf die Software)
• Erweiterung "ArcGIS Spatial Analyst"

Bilddaten untersuchen und verarbeiten

"Bilddaten" ist ein wichtiger Datentyp, der durch die meisten Workflows, die auf Fernerkundung basieren, verwendet wird. Solches Bildmaterial kann jedes optisch Satelliten- oder Luftbild sein. Sie können es als Hintergrund für Ihre anderen Layer verwenden oder es analysieren, um Informationen, die mit bloßem Auge nicht erkennbar sind, zu extrahieren. In diesem Abschnitt untersuchen Sie die Eigenschaften eines Bilddaten-Datasets und optimieren seine Darstellung.

Hinweis:

In Projekten in der Realität dauert die Datenvorbereitung häufig länger als Sie denken. Dieses Lernprogramm soll Ihnen ein Gespür für die verschiedenen Aufgaben vermitteln, die dazu erforderlich sind. Bei der Arbeit mit Bilddaten oder Raster-Daten anderer Typen beginnen Sie mit dem Untersuchen jedes Layers, um dessen Eigenschaften zu verstehen und Abweichungen zu erkennen. Anschließend können Sie diese Abweichungen korrigieren und sicherstellen, dass alle Ihre Layer ähnlich eingerichtet sind, damit sie in derselben Analyse verwendet werden können. Sie können auch die richtige Darstellung (Rendering) oder Symbolisierung auswählen, um das Aussehen und die Lesbarkeit jedes Layers zu optimieren. Danach könnten Sie neue abgeleitete Layer generieren. Zuletzt speichern Sie die Layer oder erstellen aus ihnen ein Paket, um sie für andere am Projekt beteiligte Analysten freizugeben.

Das Projektpaket herunterladen und einrichten

Sie laden zunächst einen komprimierten .zip-Ordner herunter, der das ArcGIS Pro-Projekt mit den für dieses Lernprogramm erforderlichen Daten enthält.

1. Laden Sie die Datei HallstattImagery.zip herunter, und extrahieren Sie sie an einem beliebigen Speicherort, beispielsweise in einem Ordner auf dem Laufwerk C:.

   Hinweis:

   Je nach Webbrowser werden Sie möglicherweise vor dem Herunterladen aufgefordert, den Speicherort der Datei auszuwählen. In den meisten Browsern werden heruntergeladene Dateien standardmäßig im Ordner "Downloads" gespeichert.

2. Suchen Sie den extrahierten Ordner HallstattImagery, und öffnen Sie ihn. Doppelklicken Sie auf HallstattImagery.aprx, um das Projekt in ArcGIS Pro zu öffnen. Wenn Sie dazu aufgefordert werden, melden Sie sich mit Ihrem ArcGIS-Konto an.

   

   Hinweis:

   Wenn Sie über keinen Zugriff auf ArcGIS Pro oder über kein ArcGIS-Organisationskonto verfügen, informieren Sie sich über die Optionen für den Zugriff auf die Software.

   Daraufhin wird das Projekt in ArcGIS Pro angezeigt.

   

   Zu Beginn wird auf der Karte des Projekts nur das Bild Hallstatt_Image.tif mit den Grundkarten-Layern angezeigt. Sie haben jedoch viele weitere Layer heruntergeladen, die im Projektordner auf Ihrem lokalen Laufwerk gespeichert sind. Sehen Sie sich die Struktur und den Inhalt dieses Ordners an.

3. Klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Ansicht. Klicken Sie in der Gruppe Fenster auf den Bereich "Katalog".

   

   Der Bereich Katalog wird angezeigt.

4. Blenden Sie im Bereich Katalog das Element Ordner und dann HallstattImagery ein.

   Sehen Sie sich den Inhalt und die Struktur des Ordners an, und achten dabei darauf, wie die Quellbilder und -Raster kategorisiert und gespeichert sind, insbesondere in den Unterordnern DEM, DSM, Imagery und ScannedMap. In diesem Lernprogramm verarbeiten und erkunden Sie diese Elemente und fügen einigen dieser Ordner neue abgeleitete Raster-Datasets hinzu.

   

   Hinweis:

   Die in diesem Lernprogramm verwendeten Daten stammen vom Land Oberösterreich, das verschiedene regionale Vektor- und Raster-Daten-Layer unter einer Creative Commons Attribution 4.0 Austria-Lizenz bereitgestellt hat. Falls Sie Fragen zu diesen Daten haben, sollten Sie die folgenden Kontaktinformationen verwenden:

   Amt der Oö. Landesregierung

   Direktion Präsidium, Abteilung Präsidium, Landhausplatz 1, 4021 Linz

   Telefon: [phone]

   Fax: [phone]

   E-Mail: [e-mail]

Die Eigenschaften der Bilddaten untersuchen

Der Bilddaten-Layer Hallstatt_Image.tif, der sich bereits auf der Karte befindet, stellt das Gebiet von Hallstatt dar. Dies ist ein multispektrales Luftbild mit vier Spektralbändern:

• Rot (Band_1)
• Grün (Band_2)
• Blau (Band_3)
• Nahinfrarot (Band_4)

Dieses Bild werden Sie untersuchen.

1. Schauen Sie sich im Bereich Inhalt die Legende des Bildes Hallstatt_Image.tif an.

   Es werden drei Bänder aufgelistet, die aktuell angezeigt werden: Rot: Band_1, Grün: Band_2 und Blau: Band_3. Band_4 (Nahinfrarot) wird aktuell nicht angezeigt.

   

   Hinweis:

   Jedes Band wird durch ein Raster dargestellt: Ein Gitter aus Zellen (oder Pixeln), die in Zeilen und Spalten angeordnet sind und jeweils einen Wert enthalten. Die Bänder sind gestapelt und bilden zusammen ein zusammengesetztes Bild-Dataset, das farblich dargestellt wird.

   Um das Raster-Grid zu sehen, können Sie mit dem Mausrad das Bild vergrößern, bis Sie die einzelnen Pixel erkennen können. Verkleinern Sie danach wieder auf die volle Ausdehnung des Bildes.

   Als Nächstes untersuchen Sie einige der Eigenschaften des Raster-Datasets dieses Bildes.

2. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_Image.tif, und klicken Sie auf Eigenschaften.

   

   Das Fenster Layer-Eigenschaften wird angezeigt.

3. Klicken Sie im Fenster Layer-Eigenschaften auf Quelle.

   Die Eigenschaften der Quelle zeigen verschiedene Details für die Layer-Quelle, wie zum Beispiel den Datenspeicherort auf der Festplatte und die Anzahl der Pixelzeilen und -spalten.

4. Erweitern Sie im Bereich Quelle den Abschnitt Raster-Information, und überprüfen Sie die Eigenschaften Spalten und Zeilen.

   

   Hier wird die Anzahl der Pixel in X-Richtung und in Y-Richtung angezeigt. Wenn Sie die Werte für die Spalten und Zeilen miteinander multiplizieren, erhalten Sie die Anzahl der Pixel im gesamten Bild.

5. Sehen Sie sich die Eigenschaft Anzahl von Bändern an.

   Wie bereits erwähnt, gibt es vier Bänder.

6. Sehen Sie sich Zellengröße X und Zellengröße Y an.

   

   Aus der Zellengröße erfahren Sie die Pixelgröße oder Auflösung des Rasters.

   Hinweis:

   Weitere Informationen zur Zellengröße erhalten Sie im Lernprogramm Bilddaten erkunden: Räumliche Auflösung

   In diesem Fall hat die Zellengröße den Wert 0,2. In der Regel sind die Werte für X und Y identisch, was bedeutet, dass jede Zelle (bzw. jedes Pixel) ein Quadrat ist. Aber welche Einheit hat der Wert 0,2? Um die Einheit zu bestimmen, müssen Sie die Eigenschaft Lineare Einheit unter Raumbezug überprüfen.

7. Erweitern Sie im Bereich Quelle die Option Raumbezug, und sehen Sie sich die Eigenschaft Lineare Einheit an.

   

   Die Eigenschaft Lineare Einheit für dieses Raster lautet Meter (1.0). Damit ist jedes Pixel auf dem Boden eine Fläche von 0,2 mal 0,2 Metern bzw. 20 mal 20 Zentimetern.

8. Blenden Sie Raumbezug aus.
9. Suchen Sie als Nächstes unter Raster-Information nach Pixeltyp und Pixeltiefe.

   

   Der Pixeltyp lautet vorzeichenloses Zeichen, was bedeutet, dass jedes Band des Rasters nur positive Pixelwerte enthält. Die Pixeltiefe lautet 8-Bit, was bedeutet, dass jedes Pixel 256 unterschiedliche Werte annehmen kann. Da der Typ "vorzeichenloses Zeichen" lautet, können die Werte im Bereich von 0 bis 255 liegen.

10. Blenden Sie im Bereich Quelle die Option Raster-Information aus, und blenden Sie Statistiken ein.

    

    Statistiken werden für jedes der vier Bänder im Raster-Dataset angezeigt.

    Hinweis:

    Raster-Statistiken enthalten den minimalen und den maximalen Pixelwert und die mittlere und die Standardabweichung der Pixelwerte. Statistiken werden benötigt, um Raster-Daten richtig zu symbolisieren und darzustellen.

11. Blenden Sie im Bereich Quelle die Option Statistiken aus. Erweitern Sie Raumbezug.

    

    Hinweis:

    Damit ein Layer in einem GIS funktioniert, muss er in einem Koordinatensystem definiert sein. Weitere Informationen zu Koordinatensystemen und Projektionen finden Sie im Lernprogramm Die richtige Projektion auswählen.

    Die Eigenschaft Projiziertes Koordinatensystem ist auf MGI Austria GK Central festgelegt, ein Koordinatensystem, das für diese Region von Österreich häufig verwendet wird. Da Sie als Analyst für die Regierung von Oberösterreich wissen, dass dies die bevorzugte Einstellung für das Projekt ist, brauchen Sie sie nicht zu ändern. Später in diesem Lernprogramm werden Sie mit anderen Daten-Layern arbeiten, die ein anderes Koordinatensystem verwenden und die Sie deshalb neu projizieren müssen.

12. Sie können auch noch weitere Eigenschaften erkunden. Klicken Sie auf OK, um das Fenster Eigenschaften zu schließen.

    Hinweis:

    Es ist wichtig, dass Sie mit dem Untersuchen der Eigenschaften der Raster, die Sie verwenden, vertraut sind.

    Als Nächstes sollten Sie im Bereich Informationen zum Bild das zusammengesetzte Bild weiter erkunden.

13. Stellen Sie im Bereich Inhalt sicher, dass Hallstatt_Image.tif ausgewählt ist. Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Bilddaten in der Gruppe Werkzeuge auf die Schaltfläche Informationen zum Bild.

    

    Im Bereich Informationen zum Bild werden Kontextinformationen zum Raster-Layer angezeigt.

14. Zeigen Sie auf der Karte auf eine beliebige Stelle des Bilddaten-Layers Hallstatt_Image.tif.
    • Im Abschnitt Position werden geographische Informationen zur aktuellen Position des Mauszeigers angezeigt.
    • Im Abschnitt Spektral werden die Spektralinformationen des Bildes an der Position des Mauszeigers angezeigt. Das heißt, es wird der Wert des aktuellen Pixels für jedes Band angezeigt.
    • Im Abschnitt Schnellansicht werden Informationen zu dem Sensor, der das Bild erfasst hat, angezeigt, sofern Metadaten verfügbar sind.

    

15. Zeigen Sie auf der Karte auf den See (das Wasser) auf Hallstatt_Image.tif.

    

    In den Spektralinformationen sind die Werte für Band 1 (Rot) und Band 4 (Nahinfrarot) niedrig, wie es für Wasser typisch ist.

16. Zeigen Sie auf ein dunkelgrünes Waldgebiet.

    

    Wie Sie sehen, ist der Wert des Bandes "Nahinfrarot" besonders hoch. Das liegt daran, dass die Zellstruktur gesunder Vegetation das Nahinfrarot-Licht stark reflektiert.

    Hinweis:

    Diese Variationen in den Bandwerten ermöglichen die späteren Bildanalysen, wie zum Beispiel das Identifizieren der verschiedenen Landbedeckungstypen in den Bilddaten (Wasser, Vegetation, nackter Boden, künstliche Gebäude usw.).

17. Fahren Sie mit dem Erkunden fort, und schließen Sie danach den Bereich Informationen zum Bild.

Die Symbolisierung des Bildes verbessern

In diesem Abschnitt erfahren Sie, wie Sie das Aussehen des Rasterbildes verbessern können. Vergrößern Sie zuerst auf einen bestimmten Bereich der Karte.

1. Klicken Sie auf der Registerkarte Karte in der Gruppe Navigieren auf Lesezeichen, und wählen Sie Hallstatt aus.

   

   Die Karte wird auf die Ausdehnung der Stadt sowie einen Teil des Waldes und des Sees in der Umgebung gezoomt.

   

   Fügen Sie als Nächstes der Karte ein Duplikat des Bildes Hallstatt_Image.tif hinzu. Auf diese Weise können Sie Ihre verschiedenen Änderungen an der Darstellung des ursprünglichen Layers vergleichen.

2. Blenden Sie im Bereich Katalog den Bereich Ordner und dann den Ordner Imagery ein. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_Duplicate.tif, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen aus.

   

3. Ziehen Sie im Bereich Inhalt den Layer Hallstatt_Duplicate.tif unter Hallstatt_Image.tif. Stellen Sie sicher, dass beide Layer aktiviert sind. Klicken Sie auf den Layer Hallstatt_Image.tif, um ihn auszuwählen.

   

   Momentan sind die zwei Layer identisch.

   Probieren Sie als Nächstes die verschiedenen Bildstreckungen aus.

   Hinweis:

   Bildstreckungen gehen vom ursprünglichen Wertebereich eines Bild-Rasters aus und verbreitern (strecken) ihn, um alle möglichen Werte, die die Bit-Tiefe des Rasters bietet, zu nutzen. Beispiel: Die Werte in einem Raster können ursprünglich im Bereich von 34 bis 148 liegen. Wenn dann zum Beispiel eine Streckung des Typs "Minimum-Maximum" angewendet wird, werden die Werte so transformiert, dass der gesamte Bereich von 0 bis 255 genutzt wird. Dadurch erscheint das Bild lebendiger und kontrastreicher.

   Standardmäßig sind sowohl Hallstatt_ Image.tif als auch Hallstatt_Duplicate.tif auf die Streckung Prozentual eingrenzen festgelegt, was eine gute Standardstreckung für Bilddaten darstellt. Vergleichen Sie diese Streckung mit einem Bild ohne Streckung.

4. Stellen Sie im Bereich Inhalt sicher, dass Hallstatt_Image.tif ausgewählt ist. Öffnen Sie auf dem Menüband die Registerkarte Raster-Layer. Klicken Sie dann in der Gruppe Rendering auf das Dropdown-Menü Streckungstyp, und wählen Sie Kein aus.

   

   Verwenden Sie das Werkzeug Ausblenden, um die zwei Bilder zu vergleichen.

5. Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Raster-Layer in der Gruppe Vergleichen auf das Werkzeug Ausblenden.

   

   Sie können das Werkzeug Ausblenden verwenden, um den im Bereich Inhalt ausgewählten Layer zurückzuziehen, damit sichtbar wird, was darunter liegt. In diesem Fall zieht das Werkzeug Ausblenden den Layer Hallstatt_image.tif zurück, sodass sichtbar wird, wie der Layer Hallstatt_Duplicate.tif aussieht. Auf diese Weise können Sie die zwei Layer vergleichen.

6. Platzieren Sie auf der Karte den Mauszeiger in der Nähe der Kante des Bildes. Ziehen Sie den Mauszeiger langsam von oben nach unten oder von links nach rechts.

   

   Wie Sie sehen, ist das Bild ohne Streckung weniger lebendig und kontrastärmer.

7. Wählen Sie im Menü Streckungstyp andere Streckungstypen aus, und verwenden Sie das Werkzeug Ausblenden für den Vergleich mit der Standardstreckung. Stellen Sie fest, bei welchen Streckungstypen sich das für Sie beste Bild ergibt. Wenn Sie keine bessere Einstellung finden, dann wählen Sie Prozentual eingrenzen aus.

   Hinweis:

   Als allgemeine Regel gilt: Jede Streckung ergibt eine bessere Darstellung von Bilddaten als gar keine Streckung. Prozentual eingrenzen ist eine gute Standardeinstellung für Bilddaten. Prozentual eingrenzen schneidet einen Prozentsatz der höchsten und niedrigsten Pixelwerte ab, um die Auswirkungen von Ausreißern zu reduzieren, und wendet eine lineare Streckung auf die verbleibenden Werte an.

   Weitere Informationen zu den verschiedenen Streckungstypen finden Sie in der Dokumentation unter Darstellung von Bilddaten.

   Wenden Sie sich nun dem Resampling-Typ zu.

8. Geben Sie unten in der Kartenansicht für den Kartenmaßstab den Wert 1:200 ein, und drücken Sie die Eingabetaste.

   

   Sie können die einzelnen Pixel und die Position der Gebäude im Dorf sehen.

9. Klicken Sie auf der Registerkarte Raster-Layer in der Gruppe Rendering auf das Dropdown-Menü Resampling-Typ, und wählen Sie Bilinear aus.

   

   Verwenden Sie das Werkzeug Ausblenden, um den Typ Bilinear mit dem Standardtyp (Nächster Nachbar) zu vergleichen.

   

   Wie Sie sehen, ergibt sich beim Resampling-Typ Bilinear ein glatteres Aussehen, sodass die eigentlichen Pixel nicht zu sehen sind. Stattdessen erfolgt ein glatter Übergang zwischen den Pixeln. Dies wird erreicht, indem der Durchschnitt der Werte benachbarter Zellen gebildet wird. Im Allgemeinen ist Bilinear die für Bilddaten am häufigsten verwendete Resampling-Methode. Behalten Sie den Resampling-Typ Bilinear bei.

   Hinweis:

   Diese Resampling-Option steuert lediglich die Anzeige des Bildes. Später in diesem Lernprogramm werden Ihnen andere Resampling-Aktionen begegnen, die die eigentliche Bilddatei permanent ändern.

10. Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Karte auf Lesezeichen, und wählen Sie Hallstatt aus.

    Aktuell werden die Bilder in der Bandkombination Natürliche Farbe (mithilfe der Bänder Rot, Grün und Blau) angezeigt, die dem, was das menschliche Auge sieht, am nächsten kommt. Als Nächstes sollten Sie die Bandkombination so ändern, dass das Nahinfrarot-Band mit enthalten ist, da sich dieses Band gut eignet, um Vegetation hervorzuheben.

11. Klicken Sie auf die Registerkarte Raster-Layer und dann in der Gruppe Rendering auf das Dropdown-Menü Bandkombination. Wählen Sie Infrarotfarbe aus.

    

    Da nun ein Nahinfrarot-Band vorhanden ist, können Sie ein Infrarotfarben-Kompositbild (oder Falschfarben-Kompositbild) erstellen, in dem das Nahinfrarot-Band in Rot, das rote Band in Grün und das grüne Band in Blau angezeigt wird. Schauen Sie sich an, wie mit "Infrarotfarbe" die Vegetation (in Rot) und das Wasser (in Schwarz) hervorgehoben wird.

    

12. Verwenden Sie das Werkzeug Ausblenden, um die Bandkombination Infrarotfarbe mit der Standard-Bandkombination Natürliche Farbe zu vergleichen.

    Zum Beispiel war mit Natürliche Farbe nur schwer zu unterscheiden, ob es im Dorf Vegetation gibt. Mit Infrarotfarbe sind die kleinen bewachsenen Flächen zwischen den Gebäuden in leuchtendem Rot deutlich zu erkennen.

    Hinweis:

    Wenn Ihre Bilddaten mehr als vier Bänder hätten, könnten Sie noch mehr Bandkombinationen erstellen. Mit anderen Bandkombinationen können andere Features in den Bilddaten hervorgehoben werden. Weitere Beispiele finden Sie in den Learn ArcGIS-Lernprogrammen Erste Schritte mit Bilddaten und Die Spuren des Waldbrands.

13. Um den Modus Ausblenden zu beenden, klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Karte in der Gruppe Navigieren auf das Werkzeug Erkunden.

    

14. Klicken Sie auf der Registerkarte Raster-Layer in der Gruppe Rendering auf die Schaltfläche Symbolisierung, um den Bereich Symbolisierung anzuzeigen.

    

    Wie Sie sehen, sind die meisten der Aufgaben, die Sie zum Ändern des Aussehens eines Bildes durchgeführt haben, wie beispielsweise die Einstellung für den Streckungstyp, auch über den Bereich Symbolisierung zugänglich.

    

    Hinweis:

    Alle Änderungen am Aussehen eines Layers gelten nur für die visuelle Darstellung, ohne dass die Quelldaten tatsächlich geändert werden. Änderungen werden erst dann dauerhaft gespeichert, wenn Sie das Projekt speichern oder eine Layer-Datei speichern. Beim Speichern des Projekt wird der Layer in seinem aktuellen Bearbeitungszustand gespeichert, aber nur innerhalb dieses Projekts. Beim Speichern einer Layer-Datei wird das Aussehen des Layers gespeichert. Danach kann dieses Aussehen in mehreren Projekten wiederverwendet werden.

    Als Nächstes erstellen Sie eine Layer-Datei, in der die Einstellungen für Streckung, Resampling und Bandkombinationen, die Sie auf den Layer angewendet haben, gespeichert werden.

15. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_Image.tif, zeigen Sie auf Freigabe, und wählen Sie Als Layer-Datei speichern aus.

    

    Danach wird ein Fenster angezeigt, in dem Sie den Speicherort für Ihren Layer auswählen können. Die gespeicherte Layer-Datei hat die Erweiterung .lyrx.

16. Navigieren Sie im Fenster Layer-Datei speichern zu Ihrem Ordner Imagery. Geben Sie Hallstatt_ColorInfrared als Name ein, und klicken Sie auf Speichern.

    

17. Klicken Sie im Bereich Katalog mit der rechten Maustaste auf die Layer-Datei Hallstatt_ColorInfrared, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen aus.

    

    Der Layer wird der Karte hinzugefügt. Wie Sie sehen, wurden in der Layer-Datei alle Parameter für Aussehen und Symbolisierung, die Sie festgelegt hatten, gespeichert.

18. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf den gerade oben hinzugefügten Layer Hallstatt_Image.tif, und klicken Sie auf Entfernen, da Sie ihn nicht mehr benötigen. Entfernen Sie auch Hallstatt_Duplicate.tif.

    Nur der Layer Hallstatt_Image.tif und die Grundkarten-Layer bleiben erhalten.

19. Klicken Sie auf der Symbolleiste für den Schnellzugriff auf Speichern, um das Projekt zu speichern. Klicken Sie auf Ja, wenn Sie dazu aufgefordert werden, das Projekt in der aktuellen Version von ArcGIS Pro zu speichern.

    

In diesem Abschnitt haben Sie die Eigenschaften eines Bilddaten-Raster-Datasets untersucht. Sie haben auch die Darstellung der Bilddaten geändert und diese Einstellungen in einer Layer-Datei gespeichert. Ihr Bild kann jetzt für weitere Erkundungen und Analysen durch die Planer der Region Oberösterreich verwendet werden. Im nächsten Modul werden Sie mit Höhendaten arbeiten.

Höhendaten untersuchen und verarbeiten

In diesem Modul werden Sie mit Raster-Höhendaten arbeiten. Höhendaten enthalten wertvolle Informationen und können zum Ableiten von Raster-Layern anderer Typen verwendet werden. Ein digitales Höhenmodell (Digital Elevation Model, DEM) ist ein Raster, das die Höhe des Bodens oder Terrains zeigt. Ein digitales Oberflächenmodell (DSM) ist ein Höhen-Raster eines anderen Typs, das die Höhe der Oberfläche zeigt, z. B. die Spitzen der Gebäude oder der Baumkronen. Hier werden Sie ein DEM und ein DSM für Analysen vorbereiten und auch einen Neigungs-Layer ableiten.

Hinweis:

Quelle der Höhen-Raster sind Fernerkundungsdaten, wie zum Beispiel eine LIDAR-Punktwolke. Mehr über das Ableiten von Höhen-Rastern und anderer Informationstypen aus einer LIDAR-Punktwolke erfahren Sie im Learn ArcGIS-Lernprogramm 3D-Gebäude aus LIDAR-Daten extrahieren.

Die DEMs untersuchen

In dieser Lektion arbeiten Sie mit den Daten im DEM-Ordner. Das Gebiet von Hallstatt wird durch zwei nebeneinander liegende DEMs abgedeckt. Untersuchen Sie die zwei DEM-Dateien, um zu bestimmen, wie Sie sie vorbereiten müssen, damit sie für Analysen verwendet werden können.

1. Blenden Sie im Bereich Katalog die Ordner Ordner, HallstattImagery und DEM ein.

   Dieser Ordner enthält zwei DEMs: EastDEM40.tif und WestDEM50.tif.

   

2. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf EastDEM40.tif, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen aus. Wiederholen Sie dies mit WestDEM50.tif.

   Hinweis:

   Wenn ein Fenster mit der Bezeichnung Statistiken berechnen erscheint, in dem Sie gefragt werden, ob für eines dieser Raster Statistiken berechnet werden sollen, klicken Sie auf Ja.

   Wie Sie bereits gesehen haben, werden Statistiken benötigt, um Raster-Daten richtig zu symbolisieren und darzustellen. Allerdings sind sie nicht immer in den Rohdaten integriert.

   Die zwei Raster werden nebeneinander auf der Karte angezeigt.

   

   Anders als multispektrale Bilddaten bestehen sie nicht aus mehreren Bändern, sondern enthalten jeweils ein einzelnes Raster. Die dunkleren Flächen stehen für geringere Höhen und die helleren Flächen für größere Höhen. Die Symbolisierung scheint sich beim Übergang zwischen diesen beiden DEMs abrupt zu ändern. Dies liegt daran, dass jedes Raster bisher eine eigene Standardeinstellung für die Streckung enthält.

   Schauen Sie sich nun die Eigenschaften der zwei Raster an.

3. Klicken Sie im Bereich Katalog mit der rechten Maustaste auf EastDEM40.tif, und dann auf Eigenschaften.

   Das Fenster Eigenschaften von Raster-Datasets wird angezeigt.

4. Beachten Sie im Fenster Eigenschaften des Raster-Datasets, dass unter dem Abschnitt Raster-Information für Zellengröße X und Zellengröße Y jeweils der Wert 0.4 angezeigt wird.

   

5. Klicken Sie auf OK, um das Fenster Eigenschaften des Raster-Datasets zu schließen.
6. Wiederholen Sie dies für WestDEM50.tif. Wie Sie sehen, haben Zellengröße X und Zellengröße Y jeweils den Wert 0,5.

   

   Die Pixelgröße hat in EastDEM40.tif einen Wert von 0,4 Metern (bzw. 40 Zentimetern) und in WestDEM50.tif einen Wert von 0,5 Metern (bzw. 50 Zentimetern).

   Damit diese DEMs Teil derselben Analyse sein können, müssen sie dieselbe Auflösung verwenden. Das beste Verfahren besteht darin, durch Resampling die niedrigere Pixelgröße (hier 0,4 Meter) auf die höhere Pixelgröße (hier 0,5 Meter) zu bringen. Im nächsten Abschnitt werden Sie das Werkzeug Resampling verwenden, um EastDEM40.tif auf 0,5 Meter zu bringen.

   Aber zuerst sollten Sie die Untersuchung der DEM-Eigenschaften durch Überprüfung des Raumbezugs abschließen.

7. Blenden Sie den Abschnitt Raumbezug ein.

   Das Raster WestDEM50.tif verwendet das projizierte Koordinatensystem GK_M31.

8. Überprüfen Sie den Raumbezug für das Raster WestDEM40.tif.

   

   Beide Bilder verwenden das gleiche Koordinatensystem GK_M31. Dieses weicht jedoch von dem für Hallstatt_Image.tif verwendeten Koordinatensystem MGI_Austria_GK_Central ab, das das ideale Koordinatensystem für das Projekt ist. Sie müssen deshalb die DEM-Daten neu auf MGI_Austria_GK_Central projizieren.

   Nach der Untersuchung der zwei DEM-Dateien stellen Sie fest, dass Sie drei Dinge tun müssen:

   • Resampling von EastDEM40.tif auf 0,5 Meter, damit beide DEMs dieselbe Auflösung haben.
   • Mosaikieren (Zusammenstellen) der zwei DEMs, damit nur noch ein größeres DEM-Raster vorhanden ist, mit dem Sie arbeiten können.
   • Neuprojizieren der DEMs, damit deren Raumbezug (Koordinatensystem) mit dem in Hallstatt_Image.tif übereinstimmt. Dies kann auch in dem Schritt zum Mosaikieren der zwei DEMs durchgeführt werden.
9. Schließen Sie das Fenster Eigenschaften von Raster-Datasets.

Die DEMs durch Resampling neu abtasten und mosaikieren

Nachdem Sie die Probleme mit Ihren DEM-Raster-Dateien erkannt haben, können Sie diese nach Bedarf durch Resampling neu abtasten, mosaikieren und neu projizieren. Zuerst sollten Sie EastDEM40.tif durch Resampling auf 0,5 Meter bringen.

1. Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Analyse in der Gruppe Geoverarbeitung auf Werkzeuge, um den Bereich Geoverarbeitung anzuzeigen.

   

   Daraufhin wird der Bereich Geoverarbeitung angezeigt.

2. Geben Sie in die Suchleiste im Bereich Geoverarbeitung den Begriff Resampling ein.
3. Klicken Sie in den Suchergebnissen auf Resampling (Data Management Tools).

   

4. Geben Sie im Bereich Geoverarbeitung die folgenden Parameter ein:
   • Wählen Sie als Eingabe-Raster den Eintrag EastDEM40.tif in der Dropdown-Liste aus.
   • Klicken Sie auf die Schaltfläche Durchsuchen, um zum Ausgabe-Raster-Dataset zu gelangen. Öffnen Sie den Ordner DEM, und geben Sie für Name den Text EastDEM50.tif ein. Klicken Sie auf Speichern.
   • Wählen Sie für Ausgabe-Zellengröße in der Dropdown-Liste den Eintrag WestDEM50.tif aus. Die Felder X und Y werden auf 0.5 aktualisiert.
   • Wählen Sie als Resampling-Methode die Methode Bilinear aus.

   Für Höhendaten ist "Bilinear" die bevorzugte Resampling-Methode.

   

   Hinweis:

   Stellen Sie sicher, dass Sie den Ordner DEM als Speicherort für den Ausgabe-Layer EastDEM50.tif ausgewählt haben. Andernfalls versucht das Werkzeug, die Datei standardmäßig in der Geodatabase des Projekts zu speichern, und da TIFF-Dateien dort nicht gespeichert werden können, kann die Datei nicht gespeichert werden.

   

   Als Nächstes müssen Sie den Umgebungsparameter Fang-Raster festlegen. Dieser Parameter stellt sicher, dass das Ausgabe-Raster und WestDEM50.tif perfekt ausgerichtet werden.

5. Klicken Sie auf die Registerkarte Umgebung.
6. Wählen Sie unter Raster-Analyse für Fang-Raster die Option WestDEM50.tif aus.

   

7. Klicken Sie auf Ausführen.

   Der neue Layer EastDEM50.tif wird dem Bereich Inhalt hinzugefügt. Er ähnelt dem Layer EastDEM40.tif, aber die Zellengröße wurde durch Resampling von 0,4 auf 0,5 Meter gebracht. Als Nächstes verwenden Sie das Werkzeug Mosaik zu neuem Raster, um durch Kombination der Raster ein Mosaik-Dataset zu erstellen. In diesem Schritt sollten Sie außerdem das Mosaik auf den gewünschten Raumbezug neu projizieren.

8. Klicken Sie im Bereich Geoverarbeitung zwei Mal auf die Schaltfläche Zurück.

   

9. Suchen Sie im Bereich Geoverarbeitung nach dem Werkzeug Mosaik zu neuem Raster, und öffnen Sie es.
10. Geben Sie für das Werkzeug Mosaik zu neuem Raster die folgenden Parameter ein:
    • Wählen Sie für Eingabe-Raster die Optionen EastDEM50.tif und WestDEM50.tif aus.
    • Navigieren Sie für Ausgabeverzeichnis zum Ordner DEM, und wählen Sie ihn aus. Klicken Sie auf OK.
    • Geben Sie für Raster-Dataset-Name mit Erweiterung den Namen Hallstatt_DEM.tif ein.
    • Wählen Sie für Raumbezug für Raster die Option Hallstatt_Image.tif (MGI_Austria_GK_Central) aus.
    • Wählen Sie für Pixeltyp die Option 32-Bit-Gleitkommazahl aus, da Ihre Höhenangaben Dezimalstellen besitzen.
    • Geben Sie für Anzahl von Bändern den Wert 1 ein, da die Höhen-Datasets nur ein Band enthalten.

    

11. Klicken Sie auf Ausführen.

    Hinweis:

    Das Werkzeug Mosaik zu neuem Raster führt mehrere Raster in einem größeren Raster zusammen. Dieser Ansatz eignet sich gut, wenn Sie nur wenige benachbarte Raster mosaikieren müssen. Bei größeren Datenmengen aus vielen Rastern wird jedoch ein stärker skalierbares Mosaik-Dataset als Datenmanagementstruktur empfohlen.

    Der neue Layer Hallstatt_DEM.tif wird angezeigt. Dies ist ein einzelnes übergangsloses Höhen-Raster, das auf den korrekten Raumbezug neu projiziert wurde.

    

    Da Sie am Raster eine geringfügige Verbesserung vornehmen müssen, sollten Sie es aus der Karte entfernen.

12. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_DEM.tif, und wählen Sie Entfernen aus.

    

13. Suchen Sie im Bereich Katalog den Layer Hallstatt_DEM.tif im Ordner DEM.

    Hinweis:

    Sie müssen den Ordner DEM aktualisieren, bevor die neue Datei angezeigt wird (klicken Sie mit der rechten Maustaste auf DEM, und wählen Sie Aktualisieren aus).

14. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_DEM.tif, und wählen Sie Eigenschaften aus. Überprüfen Sie in dem nun angezeigten Fenster Eigenschaften des Raster-Datasets die folgenden Eigenschaften:
    • Unter Raster-Information haben Zellengröße X und Zellengröße Y jeweils den Wert 0.5 (Meter).
    • Unter Raumbezug ist Projiziertes Koordinatensystem auf MGI_Austria_GK_Central festgelegt.
15. Wählen Sie unter Raster-Information für Quellentyp die Option Höhenangaben aus. Klicken Sie auf OK, um die Änderungen zu übernehmen.

    

    Durch Auswahl des geeigneten Quellentyps wird sichergestellt, dass das Raster beim Anzeigen standardmäßig korrekt dargestellt wird. Wenn Quellentyp auf Höhenangaben festgelegt ist, werden der Standard-Streckungstyp Minimum-Maximum und der Standard-Resampling-Typ Bilinear verwendet, da dies die besten Standardeinstellungen für Höhendaten sind.

16. Klicken Sie im Bereich Katalog mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_DEM.tif, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen.

    

    Ihr Höhen-Raster ist jetzt vorbereitet und kann für Analysen verwendet werden.

17. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf EastDEM50.tif, und wählen Sie Entfernen aus. Entfernen Sie auch WestDEM50.tif und EastDEM40.tif, da Sie sie nicht mehr benötigen.
18. Drücken Sie Strg+S, um Ihr Projekt zu speichern.

In diesem Abschnitt haben Sie durch Resampling ein DEM auf eine einheitliche Pixelauflösung gebracht sowie zwei DEMs mosaikiert und neu projiziert, um sie auf die anderen Layer im Projekt abzustimmen. Als Nächstes sollten Sie das Aussehen des DEM verbessern.

Das Aussehen des DEM verbessern

In diesem Abschnitt werden Sie das Standardaussehen des DEM ändern, damit die Höhenangaben besser angezeigt werden.

1. Stellen Sie im Bereich Inhalt sicher, dass der Layer Hallstatt_DEM.tif aktiviert und ausgewählt ist. Deaktivieren Sie Hallstatt_Image.tif.

   

2. Klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Raster-Layer und dann in der Gruppe Rendering auf die Dropdown-Liste Streckungstyp. Überprüfen Sie, ob Minimum-Maximum festgelegt ist.

   

3. Klicken Sie auf die Dropdown-Liste Resampling-Typ, und überprüfen Sie, ob Bilinear festgelegt ist.

   Da Sie den Raster-Typ Höhenangaben festgelegt haben, sind dies die optimalen Standardeinstellungen. Schauen Sie sich nun einen kleineren Bereich des DEM genauer an.

4. Klicken Sie auf die Registerkarte Karte und dann in der Gruppe Navigieren auf Lesezeichen. Wählen Sie Dark Shoreline aus.

   

   Ihre Anzeige ist hauptsächlich dunkelgrau, was nicht sehr informativ ist.

5. Klicken Sie auf die Registerkarte Raster-Layer und dann in der Gruppe Rendering auf DRA.

   

   DRA ist die Abkürzung für "Dynamic Range Adjustment" (dynamische Bereichsanpassung). Dabei wird die Anzeige der Streckung angepasst, indem nur die Pixelwerte innerhalb der Anzeigeausdehnung berücksichtigt werden. Wenn Sie DRA aktiviert haben, werden bei jedem Vergrößern bestimmter Flächen Ihres Rasters immer mehr Graustufen angezeigt.

   

   Dies ist schon eine Verbesserung. Noch besser würden die Höhenangaben aber mit besser geeigneten Farben angezeigt.

6. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf den Layer Hallstatt_DEM.tif, und wählen Sie Auf Layer zoomen aus.

   

7. Klicken Sie unter Hallstatt_DEM.tif auf das Symbol des Layers, um den Bereich Symbolisierung zu öffnen.

   

   Wählen Sie ein besser geeignetes Farbschema aus.

8. Klicken Sie im Bereich Symbolisierung für Farbschema auf die Dropdown-Liste, und aktivieren Sie Namen anzeigen. Wählen Sie Höhe #5 aus.

   

   Jetzt werden grüne Farben für geringe Höhen und gelbe und braune Farben für große Höhen verwendet.

   

   Durch diese Symbolisierung werden die Höhenangaben des Gebietes gut dargestellt. Da jedoch der See und die nahe Küste fast auf derselben Höhe liegen, wäre es eine gute Ergänzung, wenn die Gewässer als Vektor-Layer über dem DEM angezeigt werden.

9. Blenden Sie im Bereich Katalog den Eintrag Datenbanken und dann HallstattImagery.gdb ein. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_Lake, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen aus.

   

   Der Layer Hallstatt_Lake wird Ihrer Karte und dem Bereich Inhalt hinzugefügt.

10. Klicken Sie im Bereich Inhalt für den Layer Hallstatt_Lake mit der rechten Maustaste auf das Symbol, und wählen Sie die Farbe Sodalith-Blau aus.

    Tipp:

    Zeigen Sie auf eine Farbe, um ihren Namen einzublenden.

    

    Da das Polygon Hallstatt_Lake in Hellblau angezeigt wird, lassen sich Wasser und Land klar voneinander unterscheiden.

    

    Speichern Sie den symbolisierten DEM-Layer in einer Layer-Datei.

11. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_DEM.tif, zeigen Sie auf Freigabe, und klicken Sie auf Als Layer-Datei speichern.
12. Navigieren Sie im Fenster Layer-Datei speichern zum Ordner DEM, und geben Sie unter Name den Text DEM_layer.lyrx ein.

    

13. Klicken Sie auf Speichern, und speichern Sie das Projekt ab.

    Nachdem Sie den symbolisierten DEM-Layer gespeichert haben, kann er freigegeben werden. Sie können ihn auch verwenden, um die Symbolisierung auf einen anderen Layer anzuwenden.

    In diesem Abschnitt haben Sie das Aussehen Ihres DEM-Layers geändert, damit die Höhenangaben besser angezeigt werden. Danach haben Sie ihn in einer Layer-Datei gespeichert, die Sie im nächsten Abschnitt verwenden werden, um dieselbe Symbolisierung auf ein anderes Raster anzuwenden.

Das Aussehen eines DSM untersuchen und ändern

Ein DSM zeigt die Höhenangaben aller Oberflächen, auch von Baumkronen und Gebäuden. Hier werden Sie das DSM-Raster für das Gebiet von Hallstatt untersuchen und die Symbolisierung des DEM-Layers übernehmen.

1. Blenden Sie im Bereich Katalog die Ordner ein und dann den Ordner DSM.
2. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_DSM.tif, und wählen Sie Eigenschaften aus. Suchen Sie in dem nun angezeigten Fenster Eigenschaften des Raster-Datasets unter Raster-Information den Eintrag Anzahl von Bändern.

   Das Raster Hallstatt_DSM.tif besitzt ein Einzelband, wie es für Höhenraster erwartet wird.

3. Für Zellengröße X und Zellengröße Y wurde eine Pixelgröße von 0,5 Metern festgelegt. Dies ist derselbe Wert wie für das Raster Hallstatt_DEM.tif.

   

4. Überprüfen Sie, ob Quellentyp auf Höhenangaben festgelegt ist.

   

   Damit ist sichergestellt, dass der Standard-Streckungstyp "Minimum-Maximum" und der Standard-Resampling-Typ "Bilinear" verwendet werden.

5. Überprüfen Sie die Einstellungen für den Raumbezug.

   

   Die Option Projiziertes Koordinatensystem ist auf MGI_Austria_GK_Central festgelegt, da dies als bevorzugtes Koordinatensystem für das Projekt ausgewählt wurde.

6. Klicken Sie auf OK, um das Fenster Eigenschaften des Raster-Datasets zu schließen.

   Wie es aussieht, ist die Einrichtung des Rasters Hallstatt_DSM.tif in Ordnung, sodass keine Transformationen erforderlich sind. Jetzt können Sie das Aussehen verbessern.

7. Klicken Sie im Bereich Katalog mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_DSM.tif, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen.

   Der DSM-Layer wird zur Karte hinzugefügt, wobei der See-Layer über allen anderen angezeigt wird.

   

   Jetzt können Sie die für das DEM gespeicherte Layer-Datei verwenden und deren Symbolisierung auf das DSM anwenden.

8. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_DSM.tif, und wählen Sie Symbolisierung aus.

   Der Bereich Symbolisierung wird angezeigt.

9. Klicken Sie im Bereich Symbolisierung auf die Schaltfläche Menü, und wählen Sie Aus Layer-Datei importieren aus.

   

10. Navigieren Sie im Fenster Symbolisierung importieren zum Ordner DEM, wählen Sie DEM_layer.lyrx aus, und klicken Sie auf OK.

    

    Jetzt wird die Symbolisierung, die Sie für das DEM definiert hatten, für das DSM verwendet.

11. Klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Karte und dann auf Lesezeichen. Wählen Sie Hallstatt aus.
12. Stellen Sie im Bereich Inhalt sicher, dass die beiden Layer Hallstatt_DEM.tif und Hallstatt_DSM.tif aktiviert sind und dass Hallstatt_DSM.tif ausgewählt ist.
13. Klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Raster-Layer und dann in der Gruppe Vergleichen auf das Werkzeug Ausblenden. Verwenden Sie das Werkzeug Ausblenden, um das DSM und das DEM zu vergleichen.

    

    Sie werden feststellen, dass das DSM im Großen und Ganzen dem DEM ähnelt. Allerdings sind die Erhebungen etwas höher als die im DEM. Außerdem wurde die Oberfläche nicht geglättet. Um weitere Details erkennen zu können, sollten Sie die Ansicht vergrößern.

14. Um den Modus "Ausblenden" zu beenden, klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Karte und dann in der Gruppe Navigieren auf das Werkzeug Erkunden.
15. Vergrößern Sie mit dem Mausrad auf das Dorf Hallstatt.

    Wegen der DRA-Einstellung wird die Streckung des DSM neu berechnet, sodass weitere Details angezeigt werden. Sie können die Höhe der Gebäude deutlich sehen. Sie können sogar den einen oder anderen Baum erkennen.

    

    Die folgende Abbildung zeigt zum Vergleich, wie das Dorf vom Boden aus aussieht.

    

    Quellennachweis für das Foto: KyOnChen auf Flickr.

16. Verkleinern Sie, schwenken Sie in Richtung der Berge, und vergrößern Sie wieder.

    Sie können deutlich Wälder an steilen Hängen sehen.

    

17. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_DSM.tif, und wählen Sie Auf Layer zoomen aus.
18. Speichern Sie Ihr Projekt.

In diesem Abschnitt haben Sie etwas über ein DSM erfahren. Sie haben die Symbolisierung aus einer Layer-Datei importiert, damit Sie die Symbolisierung eines vorhandenen Layers duplizieren konnten. Sowohl das DEM als auch das DSM sind nützliche Höhendaten. Ob Sie sich für das Eine oder das Andere entscheiden, hängt von den genauen Anforderungen Ihrer Analysen ab.

Neigung ableiten

Sie können Höhen-Layer verwenden, um weitere Layer zu erstellen, die in einem Analyse-Workflow von Nutzen sein können. Hier werden Sie mit der Raster-Funktion Neigung einen Neigungs-Layer aus dem DEM ableiten. Raster-Funktionen sind eine Methode zum schnellen Generieren von On-the-fly-Daten. Sie ähneln den Geoverarbeitungswerkzeugen in der Hinsicht, dass auch sie Daten analysieren und verarbeiten können. Geoverarbeitungswerkzeuge erstellen gespeicherte Dataset-Ausgaben, bei denen jedes Pixel verarbeitet wurde. Im Gegensatz dazu führen Raster-Funktionen On-the-fly-Analysen an den Pixeln innerhalb der Anzeigeausdehnung durch, ohne dabei ein neues Dataset zu generieren und auf Ihrem Computer zu speichern. In diesem Lernprogramm arbeiten Sie nur mit kleinen Datasets. Wenn es jedoch um größere Datenmengen geht oder Sie einen Prototyp erstellen möchten, um zu zeigen, wie Ihre Ausgabe aussehen sollte, können Raster-Funktionen ein effektives Mittel sein.

1. Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt den Layer Hallstatt_Lake.
2. Klicken Sie auf der Registerkarte Bilddaten in der Gruppe Analyse auf die Schaltfläche Raster-Funktionen.

   

   Der Bereich Raster-Funktionen wird angezeigt.

3. Blenden Sie im Bereich Raster-Funktionen die Gruppe Oberfläche ein.

   

   Die Gruppe Oberfläche enthält viele Funktionen, die mit Höhendaten arbeiten.

4. Klicken Sie in der Gruppe Oberfläche auf Neigung.

   Hinweis:

   Die Funktion "Neigung" berechnet die Änderungsrate der Höhe (Z).

5. Wählen Sie für das Werkzeug Neigungseigenschaften für DEM die Option Hallstatt_DEM.tif aus. Überprüfen Sie, ob für Skalierung der Wert Grad ausgewählt ist.

   

6. Klicken Sie auf Neuen Layer erstellen.

   Der Layer Slope_Hallstatt_DEM.tif, der die Neigung in Grad darstellt, wird der Karte hinzugefügt.

   

   Die helleren Flächen entsprechen den steileren Neigungen. Die dunkleren Flächen entsprechen den flacheren Neigungen. Wie Sie im Bereich Inhalt sehen, reichen die Zellenwerte von 0 bis 90 Grad. Fügen Sie einen zweiten Neigungs-Layer hinzu, der den Prozentanstieg zeigt.

7. Klicken Sie im Bereich Raster-Funktionen in der Gruppe Oberfläche auf Neigung. Wählen Sie für DEM die Option Hallstatt_DEM.tif aus. Wählen Sie für Skalierung den Wert Prozentualer Anstieg aus.

   

8. Klicken Sie auf Neuen Layer erstellen.

   Der Layer Slope_Hallstatt_DEM.tif_1, der die Neigung in PercentRise darstellt, wird der Karte hinzugefügt.

   

   Im Bereich Inhalt wird die Legende für das Raster Slope_Hallstatt_DEM.tif_1 angezeigt, wobei die Zellenwerte zwischen 0 und 2804,54 Prozent variieren.

   

   Hinweis:

   Wenn die Neigung in Form von Prozentwerten berechnet wird, dann entspricht eine flache Oberfläche einem Anstieg von 0 Prozent, und eine 45-Grad-Oberfläche entspricht einem Anstieg von 100 Prozent. Wenn sich die Neigung der Vertikalen (90 Grad) nähert, dann geht der prozentuale Anstieg gegen unendlich. Weitere Informationen zur Berechnung des prozentualen Anstiegs.

9. Verwenden Sie das Werkzeug Ausblenden, um die in Grad generierte Neigung mit der als prozentualer Anstieg generierten Neigung zu vergleichen und die Unterschiede durch Kontrast darzustellen.

   

   Raster-Funktionen ermöglichen das schnelle Erstellen von On-the-fly-Ergebnissen. Damit können Sie einen Prototyp erstellen, um zu zeigen, wie das Ergebnis aussehen soll. Wenn Sie mit dem Ergebnis zufrieden sind, können Sie das Raster exportieren, um das Dataset auf Festplatte zu speichern. Speichern Sie die in Grad generierte Neigung.

10. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Slope_Hallstatt_DEM.tif, zeigen Sie auf Daten, und wählen Sie Raster exportieren aus.

    Der Bereich Raster exportieren wird angezeigt.

11. Navigieren Sie im Bereich Raster exportieren für Ausgabe-Raster-Dataset zum Ordner DEM, und wählen Sie ihn aus. Geben Sie für Name den Text DEM_Slope.tif ein. Klicken Sie auf Speichern. Wählen Sie für Pixeltyp den Typ 8 Bit ohne Vorzeichen aus.

    

12. Klicken Sie auf Exportieren.

    Der neue Layer DEM_Slope.tif wird angezeigt. Im Gegensatz zu den Neigungs-Layern in der Vorschau einer Raster-Funktion ist dies ein Layer, der auf Festplatte gespeichert wurde.

    Hinweis:

    Sie können auch mit weiteren Oberflächenfunktion, wie zum Beispiel Schummerung, Geschummertes Relief oder Krümmung experimentieren, um zu untersuchen, wie Ihr DEM zum Erstellen weiterer nützlicher Layer verwendet werden kann. Sie sollten auch einmal das Werkzeug Neigung oder andere Werkzeuge am DSM ausführen und die Ergebnisse mit denen des DEM vergleichen.

13. Entfernen Sie Slope_Hallstatt_DEM.tif_1 und Slope_Hallstatt_DEM.tif im Bereich Inhalt.
14. Speichern Sie Ihr Projekt.

In diesem Modul haben Sie mit Höhendaten gearbeitet: Mit DEM und mit DSM. Sie haben gelernt, wie Raster-Daten durch Resampling neu abgetastet und mosaikiert werden. Sie haben die Symbolisierung Ihrer DEM-Daten geändert und diese Symbolisierung auf Ihren DSM-Layer angewendet. Sie haben auch gelernt, wie Sie mit Raster-Funktionen schnell Layer für die On-the-fly-Verarbeitung erstellen können und wie Sie sie auf Festplatte speichern können, wenn die Ausgabe Ihren Wünschen entspricht.

Raster-Daten ausschneiden und in ein Paket einfügen

Es gibt viele weitere Typen von Rastern, die Sie Ihrem Projekt hinzufügen könnten. In diesem Abschnitt arbeiten Sie mit einem weiteren Typ: einer historischen Papierkarte, die gescannt wurde und jetzt als digitales Bild im JP2-Format vorliegt. Wenn alle Raster-Layer-Bereiche fertig sind, schneiden Sie die Daten auf den Interessenbereich (AOI) zu. Dann erstellen Sie ein Projektpaket, um alle vorbereiteten Daten bereitzustellen, damit andere sie für weitere Untersuchungen und Analysen verwenden können.

Eine gescannte Karte untersuchen und verarbeiten

Gescannte Karten sind häufig Zeichnungen oder Fotos, die gescannt wurden. Als digitale Formen eines Bildes oder einer Zeichnung sind sie häufig für Analysen weniger nützlich. Sie können aber trotzdem für eine visuelle Analyse oder als Hintergrund-Layer verwendet werden. In diesem Falle haben Sie eine von Hand gezeichnete historische Karte der Region um Hallstatt aus den Jahren 1824 bis 1830. Sie bietet eine historische Perspektive auf die Entwicklung von Hallstatt.

1. Blenden Sie im Bereich Katalog den Ordner ScannedMap ein.
2. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_HistoricDrawing.JP2, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen aus.

   Hinweis:

   Klicken Sie ggf. im Fenster Statistiken berechnen auf Ja.

   Hallstatt_HistoricDrawing.JP2 wird der Karte hinzugefügt.

   

   Dies ist ein standardmäßiges RGB-Farbbild, und es wird als Raster mit drei Bändern (rote, grüne und blaue Bänder) dargestellt.

   

   Hinweis:

   Digitale Bilder, die mit herkömmlichen Kameras oder Scannern erstellt wurden, werden häufig im RGB-Farbmodell gespeichert. Dies bedeutet, dass sie aus drei Rastern für Rot, Grün und Blau bestehen. Solche Bilder können wie beliebige Multiband-Raster-Datasets direkt in ArcGIS Pro angezeigt werden.

   Sie untersuchen die Eigenschaften dieses Layers.

3. Klicken Sie im Bereich Katalog mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_HistoricDrawing.JP2, und wählen Sie Eigenschaften aus.

   Das Fenster Eigenschaften von Raster-Datasets wird angezeigt.

4. Im Fenster Eigenschaften des Raster-Datasets können Sie unter Raster-Information sehen, dass der Wert für Anzahl von Bändern wie aufgrund der RGB-Darstellung erwartet 3 beträgt.
5. Unter Raumbezug sehen Sie, dass die Eigenschaft Projiziertes Koordinatensystem auf MGI_Austria_GK_Central festgelegt ist.

   Hinweis:

   Diese gescannte Karte wurde Ihnen bereits georeferenziert im Koordinatensystem MGI Austria GK Central bereitgestellt. Dies bedeutet, dass sie räumlich verortet wurde, sodass sie mit der richtigen Position der Erde in einem GIS wie ArcGIS Pro angezeigt wird. Informationen dazu, wie Sie gescannte Karten oder Fotos verwenden können, die noch nicht georeferenziert wurden, erhalten Sie im Learn ArcGIS-Lernprogramm Historische Bilddaten in ArcGIS Pro georeferenzieren.

6. Klicken Sie auf OK, um das Fenster Eigenschaften des Raster-Datasets zu schließen.
7. Nutzen Sie die Navigationswerkzeuge, um die historischen Bilddaten zu zoomen und zu erkunden.

   

8. Aktivieren Sie im Bereich Inhalt den Layer Hallstatt_Image.tif, und deaktivieren Sie alle anderen Layer außer Grundkarten.
9. Wählen Sie den Layer Hallstatt_Image.tif aus.
10. Klicken Sie auf der Registerkarte Raster-Layer auf die Dropdown-Liste Bandkombination, und wählen Sie Natürliche Farbe aus.

    

11. Aktivieren Sie im Bereich Inhalt den Layer Hallstatt_HistoricDrawing.JP2, und wählen Sie ihn aus.
12. Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Raster-Layer in der Gruppe Vergleichen auf das Werkzeug Ausblenden, und erkunden Sie mit dem Werkzeug die Stadt Hallstatt.

    

    Aufgrund der genauen Georeferenzierung sind die historische Karte und das Luftbild gut ausgerichtet. Hallstatt hat sich seit der Erstellung der historischen Karte nicht sehr verändert.

13. Ändern Sie anschließend die Bandkombination für Hallstatt_Image.tif wieder in Infrarotfarbe, und speichern Sie das Projekt.

    Bei gescannten Karten ist im Allgemeinen keine umfangreiche Verarbeitung erforderlich, und sie eignen sich gut als Hintergrundbilder und visuelle Referenzen. In diesem Fall bieten die historischen Bilddaten der Region von Hallstatt die Gelegenheit, Wachstum und Änderungen darzustellen, die im Lauf der Zeit aufgezeichnet wurden.

    Hinweis:

    Es gibt viele andere Typen von Rastern. Thematische Raster sind ein weiterer wichtiger Typ. In einem thematischen Raster entsprechen die Zellenwerte Kategorien. Ein typisches Beispiel ist ein Landnutzungs-Raster, bei dem jede Zelle aufzeigt, wie das entsprechende Land genutzt wird (Stadtgebiet, Wald, Landwirtschaft usw.). Landnutzungs-Raster können eine nützliche Ergänzung für die Analyse der Region von Hallstatt darstellen.

    In diesem Abschnitt haben Sie mit einem gescannten Bild gearbeitet und beobachtet, dass es wie jedes andere Raster zu einem ArcGIS Pro-Projekt hinzugefügt werden kann, sofern es richtig georeferenziert wurde.

    Nachdem Sie alle Layer aufbereitet haben, schneiden Sie sie auf denselben Interessenbereich zu.

Raster ausschneiden

Da Sie nur mit der Stadt Hallstatt arbeiten, müssen Sie nur die Stadt und die Gebiete in unmittelbarer Umgebung bereitstellen. Nicht benötigte Gebiete verbrauchen mehr Speicherplatz und verlangsamen die Verarbeitung. Sie schneiden alle Raster-Datasets mit dem Werkzeug Raster ausschneiden zu. Da Sie alle Raster-Layer gleichzeitig verarbeiten möchten, verwenden Sie das Werkzeug im Batch-Modus.

1. Überprüfen Sie im Bereich Inhalt, ob die Karte die folgenden Raster-Layer aufweist:
   • Hallstatt_Image.tif
   • Hallstatt_DEM.tif
   • Hallstatt_DSM.tif
   • DEM_Slope.tif
   • Hallstatt_HistoricDrawing.JP2

   Der Bereich Inhalt enthält zudem die Feature-Class Hallstatt_Lake und Grundkarten-Layer, die nicht zugeschnitten werden. Sie fügen die Grenzen Ihres Interessenbereichs hinzu.

2. Blenden Sie im Bereich Katalog den Eintrag Datenbanken und dann HallstattImagery.gdb ein. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Layer Hallstatt_Boundary, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen aus.

   

   Der Feature-Class-Layer wird angezeigt. Er enthält ein einzelnes Polygon-Feature, das den Interessenbereich (AOI) darstellt, den Sie zum Ausschneiden der Daten verwenden.

3. Klicken Sie im Bereich Geoverarbeitung auf die Schaltfläche Zurück. Geben Sie in der Suche den Text Raster ausschneiden ein.

   Hinweis:

   Das Werkzeug Raster ausschneiden unterscheidet sich vom Werkzeug Ausschneiden, mit dem nur Feature-Classes (Vektor-Layer) ausgeschnitten werden.

   Da Sie alle Raster-Datasets auf die gleiche Ausdehnung zuschneiden, verwenden Sie den Batch-Geoverarbeitungsmodus.

4. Klicken Sie in den Suchergebnissen mit der rechten Maustaste auf das Werkzeug Raster ausschneiden und dann auf Batch.

   

   Der Werkzeugbereich Batch Raster ausschneiden wird angezeigt.

5. Vergewissern Sie sich, dass der Batch-Parameter im Werkzeug Batch Raster ausschneiden auf Eingabe-Raster festgelegt ist.

   Dies bedeutet, dass bei der Ausführung des Werkzeugs Raster ausschneiden im Batch-Modus dem Werkzeug eine Liste von Rastern zugeführt wird, die nacheinander zugeschnitten werden.

   

6. Überprüfen Sie die weiteren Parameter, nehmen Sie aber keine Änderungen vor.

   Temporäres Batch-Werkzeug erstellen ist ausgewählt, da Sie den Batch-Prozess nur einmal verwenden. Wenn Sie ein wiederverwendbares Werkzeug erstellen möchten, können Sie die Option Batch-Werkzeug speichern auswählen.

7. Klicken Sie auf Weiter.

   Die Registerkarte Parameter wird angezeigt.

8. Klicken Sie für Batch-Eingabe-Raster auf die Schaltfläche Viele hinzufügen, dann auf Alle Kontrollkästchen umschalten und auf Hinzufügen.

   

   Alle Raster-Layer in Ihrem Projekt werden hinzugefügt. Sie werden alle nacheinander zugeschnitten.

9. Klicken Sie für Ausgabe-Raster-Dataset auf die Schaltfläche Durchsuchen, und öffnen Sie Ordner, HallstattImagery und ClippedOutputs. Geben Sie Clip_%Name%.tif als Name ein, und klicken Sie auf Speichern.

   Hinweis:

   Die zugeschnittenen Raster-Ausgaben werden zum Ordner ClippedOutputs hinzugefügt. Zur Benennung wird dem Quell-Raster-Namen das Wort Clip_ vorangestellt, Beispiel: Clip_Hallstatt_Image.tif.

10. Wählen Sie für Ausgabeausdehnung die Option Hallstatt_Boundary aus.

    Mit dem Parameter Ausgabeausdehnung können Sie die Grenze eines anderen Layers zum Definieren der Ausschneidebegrenzung verwenden.

    Hinweis:

    Wenn Sie Ausgabeausdehnung auf eine Feature-Class festlegen, werden die Parameter der Ausdehnung Rechteck mit den Koordinaten des umgebenden Rechtecks des gesamten Quell-Layers aktualisiert. Darüber hinaus wird das neue Kontrollkästchen Eingabe-Features als Geometrie zum Ausschneiden verwenden hinzugefügt.

11. Aktivieren Sie das Kontrollkästchen Eingabe-Features als Geometrie zum Ausschneiden verwenden.

    Damit wird sichergestellt, dass das Werkzeug die Ausdehnung des Polygons, das die Grenze von Hallstatt darstellt, als Geometrie zum Ausschneiden verwendet, statt der Ausdehnung der gesamten Feature-Class, die viel größer sein kann.

    

12. Klicken Sie auf Ausführen.

    Nach der Ausführung des Batch-Werkzeugs werden alle ausgeschnittenen Layer zur Karte hinzugefügt.

13. Überprüfen Sie im Bereich Inhalt, ob für jeden der Layer eine ausgeschnittene Version vorhanden ist.

    

    Hinweis:

    Das Werkzeug Raster ausschneiden schneidet den Layer Hallstatt_Lake nicht zu, da dies kein Raster-, sondern ein Vektor-Layer ist. In diesem Lernprogramm lassen Sie diesen Layer unverändert. Sie könnten jedoch das Werkzeug Ausschneiden verwenden, um den Layer zuzuschneiden.

    Als Nächstes bereinigen Sie den Bereich Inhalt.

14. Entfernen Sie im Bereich Inhalt alle Layer bis auf die folgenden:
    • Hallstatt_Boundary
    • Hallstatt_Lake
    • Clip_Hallstatt_Image.tif
    • Clip_Hallstatt_DEM.tif
    • Clip_Hallstatt_DSM.tif
    • Clip_DEM_Slope.tif
    • Clip_Hallstatt_HistoricDrawing_JP2.tif
    • Die Grundkarten World Topographic Map und World Hillshade
15. Ziehen Sie im Bereich Inhalt die Layer, um deren Reihenfolge in die obige Liste zu ändern. Deaktivieren Sie Hallstatt_Boundary, damit die Layer darunter sichtbar sind.
16. Untersuchen Sie auf der Karte, wie die einzelnen Layer auf die Feature-Ausdehnung Hallstatt_Boundary zugeschnitten wurden, indem Sie die einzelnen Layer aktivieren und deaktivieren.

    Hinweis:

    Aufgrund unterschiedlicher Pixelgrößen der Eingaben unterscheiden sich einige Ausdehnungen leicht.

    Die Optionen für Rendering und Symbolisierung, die auf die Eingabe-Raster angewendet waren, wurden nicht auf die ausgeschnittenen Raster übertragen. Sie wenden die Layer-Dateien, die Sie bereits im Lernprogramm gespeichert haben, auf die ausgeschnittenen Raster an.

17. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Clip_Hallstatt_Image.tif, und wählen Sie Symbolisierung aus.
18. Klicken Sie im Bereich Symbolisierung auf die Schaltfläche Menü, und wählen Sie Aus Layer-Datei importieren aus.
19. Navigieren Sie im Fenster Symbolisierung importieren zum Ordner Bilddaten, wählen Sie Hallstatt_ColorInfrared.lyrx aus, und klicken Sie auf OK.

    Die bevorzugten Optionen für das Bilddaten-Rendering werden jetzt auf die zugeschnittenen Bilddaten angewendet.

20. Wenden Sie auch DEM_Layer.lyrx (aus dem Ordner DEM) auf die zugeschnittenen DEM- und DSM-Layer an.
21. Speichern Sie das Projekt.

In diesem Abschnitt haben Sie gelernt, wie das Werkzeug Raster ausschneiden verwendet und im Batch-Modus ausgeführt wird. Als Nächstes erstellen Sie ein Paket aus den Daten, um sie mühelos bereitzustellen.

Ein Projekt-Paket erstellen

Jetzt erstellen Sie ein Projektpaket, um das Projekt und die gesamten Daten leichter freigeben zu können.

1. Stellen Sie im Bereich Inhalt sicher, dass alle zugeschnittenen Layer aktiviert sind.
2. Klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Freigeben.

   Die Registerkarte Freigeben wird zum Erstellen verschiedener Pakete und Dateien verwendet.

3. Klicken Sie in der Gruppe Paket auf die Schaltfläche Projekt.

   

   Der Bereich Projekt-Paket erstellen wird angezeigt.

4. Wählen Sie im Bereich Projekt-Paket erstellen für Paketerstellung starten die Option Paket in Datei speichern aus.

   Mit dieser Option können Sie das Projektpaket als Datei auf Ihrem lokalen Computer speichern. Sie können dann das Paket in der für Sie am besten passenden Weise an die Projektbeteiligten weitergeben.

5. Navigieren Sie unter Elementdetails für Name zum Ordner HallstattImagery. Geben Sie für Name den Text Prepared_HallstattImagery.ppkx ein. Klicken Sie auf Speichern.
6. Geben Sie für Zusammenfassung den folgenden Text ein, oder fügen Sie ihn ein:

   The project package contains the raster layers prepared to analyze overtourism in the town of Hallstatt. The package includes an aerial image of the town; DEM, DSM, and slope layers; and a historical map.

7. Fügen Sie für Tags die folgenden Tags hinzu: Hallstatt, image, raster, DEM, DSM, slope und historical map.

   Hinweis:

   Sie können alle Tags durch Kommas getrennt gleichzeitig kopieren und einfügen.

8. Deaktivieren Sie Toolboxes einbeziehen und Verlaufselemente einbeziehen.

   Nachdem Sie alle Informationen eingegeben haben, ist der nächste Schritt, dass das Werkzeug den Inhalt analysiert. Dabei wird überprüft, ob alles für eine erfolgreiche Paketerstellung eingerichtet wurde.

9. Klicken Sie auf Analysieren.

   

   Sollte es Fehler geben, können Sie mit der rechten Maustaste darauf klicken, um eine Lösungsmöglichkeit anzuzeigen. Analysieren Sie das Paket erneut, nachdem Sie die Fehler behoben haben. Im nächsten Schritt wird das Paket erstellt.

10. Klicken Sie auf Paket erstellen.

    Hinweis:

    Es kann eine Benachrichtigung angezeigt werden, dass das Projekt geändert wurde und gespeichert werden muss. Klicken Sie auf Ja, um das Projekt zu speichern.

    Wenn das Paket erfolgreich erstellt wurde, wird unten im Bereich Projekt-Paket erstellen eine grüne Benachrichtigung angezeigt.

11. Klicken Sie auf den Link Das Paket verwalten, um den Ordner zu öffnen, der das Projektpaket im Format .ppkx enthält. Sie haben erfolgreich ein Projektpaket erstellt, das an andere Analysten oder Kunden weitergegeben werden kann.

    

    Hinweis:

    Wenn die Kunden das Paket auf ihren Desktop herunterladen und ArcGIS Pro installiert ist, können sie auf die Datei doppelklicken, und das vollständige Projekt wird in ArcGIS Pro geöffnet.

In diesem Modul haben Sie einen weiteren Raster-Typ vorbereitet und dann alle Raster-Layer auf den Interessenbereich zugeschnitten. Zudem haben Sie ein Projektpaket erstellt, um die vorbereiteten Daten freizugeben.

Häufige Raumbezugs- und Projektionsprobleme beheben

Beim Vorbereiten von Raster-Daten für die Analyse treten häufig Probleme mit dem Raumbezug auf. Damit ein Layer in einem GIS funktioniert, muss er in einem Koordinatensystem definiert sein. Zusätzlich zum bisherigen Workflow werden Sie drei Probleme mit dem Raumbezug erkennen und erfahren, wie sie behoben werden.

Ein Bild mit fehlendem Raumbezug korrigieren

Bei diesem ersten Fall werden Sie mit einer gescannten historischen Karte arbeiten, die der Karte ähnelt, die Sie in diesem Lernprogramm bereits einmal verwendet haben. In dieser Version ist jedoch ihr Raumbezug unbekannt. Zu Rastern gehören in der Regel mehrere Zusatzdateien, von denen eine die Informationen zum Raumbezug enthält. Wenn diese Datei verloren geht oder gelöscht wird, sind diese Informationen nicht mehr vorhanden.

Untersuchen Sie zuerst die Bildeigenschaften.

1. Blenden Sie im Bereich Katalog den Bereich Ordner und dann die Ordner HallstattImagery, SpatialReferenceData und ScannedMap ein.

   

2. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_HistoricDrawing.JP2, und wählen Sie Eigenschaften aus.
3. Erweitern Sie im Fenster Eigenschaften des Raster-Datasets den Eintrag Raumbezug, und prüfen Sie die Eigenschaft Name.

   

   Der Raumbezug ist Unbekannt. Dies bedeutet, dass Sie einen angeben müssen.

4. Blenden Sie den Abschnitt Ausdehnung ein.

   

   Wie Sie sehen, liegen die Ausdehnungswerte weder bei Null noch nahe bei Null. Dies bedeutet, dass das Raster eine Ausdehnung hat und somit ordnungsgemäß georeferenziert ist: Es enthält alle Informationen, die notwendig sind, um es auf einer Karte ordnungsgemäß zu lokalisieren, wenn das Koordinatensystem bekannt wäre. Sie müssen also das Problem, dass die Definition eines Koordinatensystems fehlt, beheben.

5. Klicken Sie auf OK, um das Fenster Eigenschaften des Raster-Datasets zu schließen.

   Als Nächstes sollten Sie das Bild auf einer Karte anzeigen. Sie sollten dazu eine neue Karte erstellen, um alle Wechselwirkungen mit den Layern auf der vorherigen Karte zu vermeiden.

6. Klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Einfügen und dann in der Gruppe Projekt auf Neue Karte.

   

   Eine neue Karte wird angezeigt.

   

7. Blenden Sie im Bereich Katalog den Ordner Scanned Map ein, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_HistoricDrawing.JP2, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen aus.
8. Klicken Sie ggf. im Fenster Statistiken berechnen auf Ja.

   Die Warnung, dass der Layer ein unbekanntes Koordinatensystem hat, wird angezeigt. Offensichtlich wird der Layer auf der Karte nicht angezeigt.

   

9. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_HistoricDrawing.JP2, und wählen Sie Auf Layer zoomen aus.
10. Verkleinern Sie die Ansicht, bis Sie sehen, wo sich die Bilddaten tatsächlich befinden.

    Sie befinden sich vor der Küste von Afrika.

    

    Definieren Sie jetzt die Projektion. Aus einer externen Dokumentation zur gescannten Karte haben Sie erfahren, dass das Koordinatensystem MGI_Austria_GK_Central verwendet wird.

11. Navigieren Sie im Bereich Geoverarbeitung zum Werkzeug Projektion definieren, und öffnen Sie es.

    

12. Wählen Sie im Bereich des Werkzeugs Projektion definieren für Eingabe-Dataset oder -Feature-Class die Option Hallstatt_HistoricDrawing.JP2 aus. Klicken Sie für Koordinatensystem auf Koordinatensystem auswählen.

    

13. Geben Sie im Fenster Koordinatensystem den Suchbegriff MGI Austria GK Central in das Suchfeld ein, und drücken Sie die Eingabetaste. Erweitern Sie unter Verfügbare XY-Koordinatensysteme zuerst Projiziertes Koordinatensystem, dann Nationale Gitter und dann Österreich, und wählen Sie MGI Austria GK Central aus. Klicken Sie auf OK.

    

14. Überprüfen Sie im Bereich des Werkzeugs Projektion definieren unter Koordinatensystem, ob MGI Austria GK Central ausgewählt ist, und klicken Sie auf Ausführen.

    Hinweis:

    Das Werkzeug Projektion definieren wird verwendet, um einem Layer, der bereits eine Ausdehnung hat, einen bekannten Raumbezug zuzuweisen. Wenn die Ausdehnung falsch oder nicht verfügbar ist, dann müssen Sie das Raster-Dataset georeferenzieren.

    Weitere Informationen zur Georeferenzierung historischer Bilddaten erhalten Sie im Lernprogramm Historische Bilddaten in ArcGIS Pro georeferenzieren.

15. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_HistoricDrawing.JP2, und wählen Sie Auf Layer zoomen aus.

    Der Layer Hallstatt_HistoricDrawing.JP2 wird jetzt auf der Karte ordnungsgemäß im Gebiet von Hallstatt verortet angezeigt.

    

16. Klicken Sie im Bereich Katalog mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_HistoricDrawing.JP2, und wählen Sie Eigenschaften aus.
17. Erweitern Sie im Fenster Eigenschaften des Raster-Datasets den Eintrag Raumbezug, und prüfen Sie die Eigenschaft Projiziertes Koordinatensystem.

    

    Nach der Aktualisierung des Raumbezugs ist das projizierte Koordinatensystem MGI_Austria_GK_Central festgelegt.

18. Klicken Sie auf OK, um das Fenster Eigenschaften des Raster-Datasets zu schließen.
19. Speichern Sie das Projekt.

    In diesem Abschnitt haben Sie erkannt, dass in einem Raster-Dataset die Informationen zum Raumbezug fehlten, und haben mit dem Werkzeug Projektion definieren dieses Problem behoben.

Ein DSM neu projizieren

Bei diesem zweiten Fall enthält eine DSM-Datei gültige Informationen zum Raumbezug. Sie werden jedoch feststellen, dass das verwendete Koordinatensystem nicht mit dem Koordinatensystem übereinstimmt, das für das Projekt ausgewählt wurde.

1. Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt den Layer Hallstatt_HistoricDrawing.JP2.
2. Blenden Sie im Bereich Katalog den Bereich Ordner und dann die Ordner HallstattImagery, SpatialReferenceData und DSM ein.
3. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf DSM.tif, und wählen Sie Eigenschaften aus.
4. Prüfen Sie im Fenster Eigenschaften des Raster-Datasets die Einstellungen für Raumbezug.

   

   Als Koordinatensystem wird GK_M31 festgelegt. Dieser Raumbezug ist zwar gültig, stimmt aber nicht mit dem Raumbezug MGI_Austria_GK_Central überein, der für andere Raster im Projekt verwendet wird. Sie müssen deshalb das Raster neu projizieren.

   Hinweis:

   Es gibt mehrere Möglichkeiten, einen Raster-Layer neu zu projizieren. In diesem Lernprogramm haben Sie bereits gesehen, wie Raster neu projiziert werden, während sie mit dem Werkzeug Mosaik zu neuem Raster zusammengeführt werden. Jetzt führen Sie die Neuprojektion als eigenständigen Schritt mit dem Werkzeug Raster projizieren durch.

5. Klicken Sie auf OK, um das Eigenschaftenfenster des Datasets zu schließen.
6. Klicken Sie im Bereich Geoverarbeitung auf die Schaltfläche Zurück. Navigieren Sie zum Werkzeug Raster projizieren, und öffnen Sie es.

   Dieses Werkzeug wird verwendet, um ein Raster-Dataset aus einem in ein anderes Koordinatensystem zu projizieren. Verwenden Sie dabei den Raumbezug von Hallstatt_HistoricDrawing.jp2, den Sie in der vorherigen Lektion auf MGI_Austria_GK_Central festgelegt haben.

7. Wählen Sie im Bereich Raster projizieren die folgenden Einstellungen aus:
   • Navigieren Sie unter Eingabe-Raster zu HallstattImagery, SpatialReferenceData und DSM, und wählen Sie DSM.tif aus.
   • Navigieren Sie unter Ausgabe-Raster-Dataset zu HallstattImagery, SpatialReferenceData und DSM. Geben Sie Hallstatt_DSM.tif als Name ein, und klicken Sie auf Speichern.
   • Wählen Sie für Ausgabe-Koordinatensystem die Option Hallstatt_HistoricDrawing.jp2 (MGI_Austria_GK_Central) aus.
   • Wählen Sie als Resampling-Methode die Methode Bilineare Interpolation aus.
   • Behalten Sie für Ausgabe-Zellengröße X und Y die Werte "0.5" bei.

   

8. Klicken Sie auf Ausführen.

   Der neu projizierte DSM-Layer wird der Karte hinzugefügt.

9. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_DSM.tif und wählen Sie Eigenschaften aus.
10. Klicken Sie im Fenster Layer-Eigenschaften auf die Registerkarte Quelle. Erweitern Sie den Abschnitt Raumbezug, und stellen Sie sicher, dass die Option Projiziertes Koordinatensystem jetzt auf MGI_Austria_GK_Central festgelegt ist.

    Hinweis:

    Das Neuprojizieren eines Rasters ist ein verlustanfälliger Prozess, da die Pixel durch Resampling in die neue Projektion eingepasst werden müssen. Sie sollten es vermeiden, nacheinander zu viele Neuprojektionen an einem Raster durchzuführen, damit Sie sich nicht zu weit von den Originaldaten entfernen. Das einmalige Neuprojizieren zum Abstimmen des bevorzugten Koordinatensystems eines Projekts ist jedoch gerechtfertigt.

    Wenn Sie einen Raster-Layer lediglich schnell überprüfen möchten, dann können Sie ihn Ihrer Projektkarte hinzufügen, auch wenn er nicht das bevorzugte Koordinatensystem verwendet. ArcGIS Pro projiziert ihn dann vorübergehend on-the-fly, sodass er trotz der anderen Layer und der Grundkarte richtig angezeigt wird. Wenn jedoch der Layer ständig genutzt werden soll, insbesondere mit dem Ziel, Analysewerkzeuge auf ihn anzuwenden, dann sollten Sie ihn ordnungsgemäß neu projizieren.

11. Klicken Sie auf OK, um das Fenster Eigenschaften zu schließen.
12. Speichern Sie das Projekt.

    In diesem Abschnitt haben Sie erkannt, dass ein Raster einen Raumbezug hatte, der zwar gültig war, aber nicht mit dem für das Projekt ausgewählten Raumbezug übereinstimmte, und haben ihn dann in das bevorzugte Koordinatensystem neu projiziert.

Die geographische Transformation zum Ausrichten von Layern aktualisieren

In diesem dritten Fall werden Sie das Problem einer Fehlausrichtung zwischen Ihren Bilddaten und der Grundkarte beheben.

Erstellen Sie zuerst eine Karte, und fügen Sie ihr ein Bild hinzu.

1. Klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Einfügen und dann in der Gruppe Projekt auf Neue Karte.

   

   Die neue Karte Karte1 wird angezeigt. Fügen Sie dieser Karte den Bilddaten-Layer Hallstatt_Image.tif hinzu, den Sie in diesem Lernprogramm bereits verwendet haben.

2. Blenden Sie im Bereich Katalog die Ordner Ordner, HallstattImagery und Imagery ein. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_Image.tif, und wählen Sie Zu aktueller Karte hinzufügen aus.
3. Stellen Sie im Bereich Inhalt sicher, dass Hallstatt_Image.tif ausgewählt ist.
4. Klicken Sie auf dem Menüband auf die Registerkarte Raster-Layer, und legen Sie in der Gruppe Effekte die Option Transparenz auf 60 % fest.

   

   Wie Sie sehen, ist Hallstatt_Image.tif nicht korrekt mit dem Grundkarten-Layer ausgerichtet.

   

   Untersuchen Sie die Bildeigenschaften, um herauszufinden, ob Sie das Problem identifizieren können.

5. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Hallstatt_Image.tif, und klicken Sie auf Eigenschaften.
6. Klicken Sie ggf. im Fenster Layer-Eigenschaften auf Quelle.
7. Erweitern Sie in den Eigenschaften der Quelle und die Eigenschaft Raumbezug.

   Wie Sie sehen, ist der Raumbezug auf MGI Austria GK Central festgelegt.

   

   Da MGI Austria GK Central das richtige projizierte Koordinatensystem für diese Region ist, muss die Tatsache, dass Hallstatt_Image.tif nicht korrekt mit dem Grundkarten-Layer ausgerichtet ist, einen anderen Grund haben. Erkunden Sie die Eigenschaften der Karte, um den Grund zu finden.

8. Klicken Sie im Fenster Layer-Eigenschaften auf OK, um das Fenster zu schließen.
9. Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Karte1, und klicken Sie auf Eigenschaften.

   

10. Klicken Sie im Eigenschaftenfenster auf die Registerkarte Koordinatensysteme.

    

    Wie Sie sehen, ist auch in der Karte das Koordinatensystem MGI Austria GK Central festgelegt. Dies bedeutet, dass die Karte aktuell denselben Raumbezug verwendet wie Hallstatt_Image.tif.

    Hinweis:

    Beim Erstellen einer Karte ist standardmäßig das Koordinatensystem WGS 1984 Web Mercator (auxiliary sphere) festgelegt. Wenn Sie jedoch einen ersten Layer zu einer Karte hinzufügen, wird das Koordinatensystem sofort so aktualisiert, dass es mit dem des Layers übereinstimmt. Dies erklärt, weshalb bei Hallstatt_Image.tif und bei Map1 das Koordinatensystem MGI Austria GK Central angegeben ist.

    Da alles ganz normal aussieht und Sie das Problem noch nicht gefunden haben, sollten Sie die Informationen zur Transformation untersuchen.

11. Klicken Sie auf die Registerkarte Transformation.

    

    Um die On-the-fly-Konvertierung zwischen dem Koordinatensystem der Karte (WGS 1984 Web Mercator (auxiliary sphere)) und dem Koordinatensystem von Hallstatt_Image.tif (MGI Austria GK Central) zu ermöglichen, wird eine zusätzliche Transformation mit der Bezeichnung Geographische Datumstransformation benötigt. Diese Transformation ist standardmäßig auf MGI in WGS 1984 festgelegt. Das Problem besteht darin, dass dies für diese Region nicht korrekt ist. In diesem Fall ist MGI in WGS 1984 3 die korrekte Transformation.

    Hinweis:

    ArcGIS Pro wählt sehr oft die korrekte geographische Transformation, aber nicht immer. Um die richtige Transformation zu finden, sollten Sie die Tabellen zu geographischen und vertikalen Transformationen nutzen. Dort finden Sie auf Seite 43 mehrere Versionen von MGI_To_WGS_1984. Unter Area of Use sind zwei geeignete Transformationen für Österreich angegeben: MGI_To_WGS_1984_2 und MGI_To_WGS_1984_3.

12. Wählen Sie in der Dropdown-Liste MGI in WGS 1984 die Transformation MGI in WGS 1984 3 aus, und klicken Sie auf OK.

    

    Die Karte wird aktualisiert.

13. Erkunden Sie die Karte, und überprüfen Sie, ob Hallstatt_Image.tif jetzt korrekt mit dem Grundkarten-Layer Weltweite topografische Karte ausgerichtet ist.

    

14. Verkleinern Sie die Karte, und überprüfen Sie, ob der gesamte Layer Hallstatt_Image.tif korrekt an der Grundkarte ausgerichtet ist.

    

15. Speichern Sie das Projekt.

    Hinweis:

    Wundern Sie sich nicht darüber, dass keine Fehlausrichtung festzustellen war, als Sie Hallstatt_Image.tif beim ersten Mal in Hallstatt Map verwendet haben. Dies lag daran, dass in dem Projekt, das Sie heruntergeladen haben, die Karte mit der richtigen Transformation MGI To WGS 1984 3 voreingestellt war. Dies können Sie auch in den Eigenschaften von Hallstatt Map überprüfen.

    Sie haben eine Fehlausrichtung zwischen einem Bild und der Grundkarte behoben, indem Sie die geographische Transformation der Karte geändert haben. In diesem Modul haben Sie drei verschiedene Probleme mit dem Raumbezug kennengelernt und erfahren, wie sie behoben werden.

In diesem Lernprogramm haben Sie erfahren, wie Raster-Daten verschiedener Typen untersucht und aufbereitet werden, um sie für die Analyse vorzubereiten. Sie haben mit Luftbilddaten gearbeitet, DEM- und DSM-Höhendaten verwendet und einen Neigungs-Layer aus dem DEM abgeleitet. Sie haben auch mit einer gescannten historischen Karte gearbeitet. Danach haben Sie alle diese Layer auf einen Interessenbereich zugeschnitten, um sicherzustellen, dass die dadurch stärker fokussierten Daten leichter verarbeitet und analysiert werden können. Sie haben ein Projektpaket erstellt, um den Projektbeteiligten den Inhalt des Projekts als Datei bereitstellen zu können. Zuletzt haben Sie erfahren, wie drei verschiedene Probleme mit dem Raumbezug behoben werden.

Weitere vergleichbare Lektionen finden Sie auf der Seite Introduction to Imagery & Remote Sensing.

Beiträge anderer Softwarehersteller

• Daten und Bilddaten von Hallstatt: Land Oberösterreich
• Karte "World Topographic": Esri, HERE, Garmin, FAO, NOAA, USGS, © OpenStreetMap-Mitwirkende und die GIS-Anwender-Community
• Karte World Hillshade: Esri, Airbus DS, USGS, NGA, NASA, CGIAR, N Robinson, NCEAS, NLS, OS, NMA, Geodatastyrelsen, Rijkswaterstaat, GSA, Geoland, FEMA, Intermap und die GIS-Anwender-Community
• Bild aus einer Kachelgalerie von Vined auf Pixabay