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E-Book

Basismodelle der Geoinformatik

Strukturen, Algorithmen und Programmierbeispiele in Java

AutorAlbert Zimmermann
VerlagCarl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr2012
Seitenanzahl306 Seiten
ISBN9783446429536
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis27,99 EUR
Ob Marketing, Umweltforschung, Kartographie, Archäologie oder Katastrophenschutz - in all diesen Bereichen kommen Geoinformationssysteme (GIS) zum Einsatz. Und immer häufiger wird Geo-Software in andere Anwendungen integriert. Damit werden raumbezogene Konzepte für einen wachsenden Kreis von Softwareentwicklern interessant.
Dieses Buch vermittelt die Grundlagen für die Entwicklung von Geosoftware. Es behandelt verschiedene geometrische Ansätze, topologische Modelle, Fragen der Speicherung in Datenbanksystemen sowie Algorithmen zur Bearbeitung und Analyse von Geodaten.
Mittlerweile steht Entwicklern zwar eine Reihe von Open-Source-Produkten zur Verfügung, diese sind aber nicht 'schlüsselfertig', sondern müssen je nach Bedarf angepasst werden. Das Buch stellt diese Open-Source-GIS-Bibliotheken vor und zeigt ihre Anpassung an individuelle Anforderungen. Leser finden außerdem zahlreiche Übungsaufgaben, Beispiele in Java und Anregungen für weiterführende Programmierprojekte.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort6
Inhalt8
1 Einführung12
1.1 Geoinformationssysteme und Geoinformatik12
1.2 Modelle16
1.2.1 Softwaretechnik16
1.2.2 GI-Modelle20
1.2.3 Dimensionen23
1.3 GI-Standards25
1.3.1 Unterscheidungsmerkmale26
1.3.2 OGC- und ISO-Standards26
1.4 Zusammenfassung28
2 Grundlagen30
2.1 Der objektorientierte Ansatz30
2.1.1 Das objektorientierte Softwaremodell30
2.1.2 UML-Klassenmodelle33
2.1.3 Java36
2.2 Vektorgeometrie40
2.2.1 Euklidische Koordinatensysteme40
2.2.2 Vektoren43
2.2.3 Punkte, Geraden und Ebenen49
2.2.4 Allgemeine Kurven und Oberflächen54
2.2.5 Matrizen58
2.3 Topologie63
2.3.1 Grundbegriffe63
2.3.2 Allgemeine Graphen65
2.3.3 Ebene Graphen69
2.4 Relationen und SQL73
2.4.1 Relationen73
2.4.2 Operatoren und Funktionen77
2.4.3 Datenmanipulation82
2.4.4 Datendefinition83
2.5 Zusammenfassung und Ausblick85
3 Computergraphik86
3.1 Java 2D Graphics API86
3.1.1 Graphische Elemente89
3.1.2 Zusammengesetzte Geometrien95
3.1.3 Punkte97
3.1.4 Graphische Gestaltungsmittel99
3.2 Kurven103
3.2.1 Eigenschaften von Bézier-Kurven103
3.2.2 Intererpolation von Freiformkurven109
3.3 Transformationen118
3.3.1 Der Abbildungsprozess118
3.3.2 Zweidimensionale Transformationen120
3.3.3 Dreidimensionale Transformationen134
3.4 Zusammenfassung142
4 Geometrische Modelle144
4.1 Zweidimensionale Modelle144
4.1.1 Graphische Primitive144
4.1.2 Grundlegender Modellansatz147
4.2 Simple-Feature-Modell149
4.2.1 Klassenmodell150
4.2.2 Implementierung in Java161
4.3 Ebene geometrische Algorithmen165
4.3.1 Laufzeitverhalten165
4.3.2 Sweep-Verfahren167
4.3.3 Divide-And-Conquer-Verfahren177
4.3.4 Verschneidung geometrischer Objekte180
4.3.5 Puffer und Abstände184
4.4 Zweieinhalbdimensionale Modelle187
4.4.1 Modellvarianten188
4.4.2 Ergänzungen des Simple-Feature-Modells190
4.4.3 Geometrische Interpolationsverfahren193
4.5 Dreidimensionale Modelle – ein Überblick201
4.6 Zusammenfassung204
5 Topologische Modelle206
5.1 Topologische Eigenschaften206
5.2 Graphenmodelle210
5.2.1 Allgemeine Datenstrukturen für Graphen211
5.2.2 Allgemeines Modell für Maschennetze214
5.2.3 Netzwerkmodell der Java Topology Suite218
5.3 Topologische Algorithmen und Operatoren220
5.3.1 Grundlegende Graphenalgorithmen220
5.3.2 Topologische Operatoren228
5.4 Topologische Klassen im Spatial-Schema-Modell234
5.5 Zusammenfassung236
6 Modelle der Realwelt238
6.1 Realweltobjekte238
6.1.1 Objektorientierter Modellansatz239
6.1.2 General-Feature-Modell240
6.1.3 Einfaches Realweltmodell von GeoTools242
6.2 Geodatenbanken250
6.2.1 Objektrelationale Datenbanken250
6.2.2 Abbildung nach ISO 19125-2251
6.2.3 PostGIS255
6.2.4 Datenbankanbindung mit JDBC260
6.2.5 Datenbank-Kommunikation mit GeoTools264
6.3 Räumliche Indexstrukturen267
6.3.1 Eindimensionale Indexstrukturen268
6.3.2 Quadtrees272
6.3.3 Weitere räumliche Indexstrukturen277
6.4 Zusammenfassung278
7 Ausblick280
Literatur284
Index290

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