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Thesis AddOn: GPS-Datenformate

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Thesis AddOn: GPS-Datenformate 2018-02-10T13:31:57+02:00

Project Description

Konvertierungen in gängige GPS-Datenformate

Environmental Pysical Geodata

Erweiterung eines online Wanderplaners für GPS Geräte und GPS Software
SIEBER Urs, Universität Freiburg, April 2008

Dieses Projekt implementiert eine Erweiterung zu einem Wanderplaner, der es erlaubt, Wanderrouten zu berechnen und dynamisch anzuzeigen. Die Erweiterung mit einem GPS-Modul und die Anbindung an diverse GPS-Software machen den Wanderplaner deutlich attraktiver. Der Service deckt nun den gesamten Ablauf einer Wanderung ab: Von der Planung, der Berechnug der Route, dem Vergleich von Alternativen zur Durchführung der Route mittels GPS-Export und GPS-Unterstützung bis hin zur Nachbearbeitung und dem Austausch der Route werden alle Bereiche angeboten. Die mit diesem Projekt realisierten Anbindungen und Schnittstellen zu anderen Anwendungen und Geräten sind Kernpunkte einer breit abgestützen Anwendung. In einer sich schnell ändernden digitalen Welt sind die Schnittstellen die zentralen Angelpunkte, die man für eine erfolgreiche Weiterführung eines Produktes in die Zukunft berücksichtigen und möglichst breit unterstützen muss.

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Konvertierungen in gängige GPS-Datenformate

Einleitung zumThema

Wie werden Geodaten für Dienste, verbunden mit dem Globalen Positionierungssystem , aufbereitet? Welche Datenformate spielen im boomenden Markt der Geoinformationssysteme eine tragende Rolle und wie sind diese Formate aufgebaut? Wie müssen bestehende Koordinaten digitalisiert werden, um von GPS Anwendungen verstanden zu werden? Wo liegen die Grenzen in Realisierbarkeit und Ausbeutung von Geoinformation im Zusammenhang mit GPS Anwendungen?

Diese Fragen zu beantworten und ganz konkret Schnittstellen zu den am weitesten verbreiteten GPS-Formaten zu programmieren sind die Ziele dieser Arbeit. Um den Vorgaben zu diesem Projekt im Rahmen eines Kurses zu Physical Geodata gerecht zu werden, die eine konkrete Datensammlung, -digitalisierung, -aufbereitung und Datennutzung durch Geografische Informationssysteme (GIS) vorsehen, geht diese Arbeit über den theoretischen Rahmen hinaus. Die direkte Anwendung der Schnittstellen auf Geodaten aus einem online-Wanderplaner wendet die Aufbereitung der Geodaten direkt in der Realität an.

In einem ersten Teil werden die theoretischen Grundlagen und die Formatspezifikationen erarbeitet. Diese werden in einem zweiten Teil direkt umgesetzt und auf reale Geodaten angewandt. Es werden Schnittstellen zu den gängigen Formaten in einen bereits bestehenden online-Wanderplaner eingebaut. Diese erlauben es, eine zuvor im Wanderplaner berechnete und angezeigte Wanderroute in ein GPS-konformes Gerät, eine GPS-Software Anwendung oder in die boomenden Google-Anwendungen Google Earth und Google Maps zu übertragen. An dieser Stelle sei folgender Vermerk zur Grundlage dieses Projektes gegeben: Diese Arbeit baut auf der Dokumentation des Wanderplaners (theoretisch und praktisch) auf (Sieber 2007).

Konklusion

Die Fragen, die zu Beginn dieses Projektes gestellt wurden, können abschliessend befriedigend beantwortet werden. Es ist möglich, unstrukturierte Geodaten für GPS-Dienste anzupassen. Es muss aber festgehalten werden, dass die einzelnen Datenkonversionen sehr genau geplant und ausgeführt werden müssen. Es sind zahlreiche Schritte der Datentransformation nötig, um die Anforderungen an einen GPS-Dienst zu erfüllen. Als zentrale Transformation ist sicherlich die Umrechnung in das Weltkoordinatensystem WGS84 zu erwähnen. Da GPS ein globaler Dienst ist, sind wir auf eine globale Positionsangabe angewiesen. Aber auch Transformationen zu Perspektiven, Ausdehnungen oder Fokussierungen sind zentral und bedürfen einiger umständlicher Transformationen der geografischen Informationen.

Leider konnten sich Anwender und Hersteller von GPS-Software und GPS-Hardware noch immer nicht auf ein gemeinsames Dateiformat einigen. Dies erschwert die Strukturierung der rohen Geodaten weiter, da man mehrere Dateispezifikationen berücksichtigen muss. Nur mit einem sehr genauen Studium der Dokumentationen zu den einzelnen Formaten lassen sich Konvertierungsmethoden programmieren, die die vorgegebene Dateistruktur auch korrekt wiedergeben. Jede Partei legt den Schwerpunkt ihrer Dateispezifikation etwas anders, und so ist es zwingend, für jedes unterstützte Exportformat eigene Transformationsroutinen zu programmieren.
Nach der Arbeit und dem Studium der unterschiedlichen Formate behaupte ich, dass sich ein Trend zur Vereinheitlichung der GPS-Formate in einen Standard herauskristallisiert: Die Keyhole Markup Language aus dem Hause Google (KML) und der offene .gpx Standard von Topographix scheinen das Rennen um die Vorherrschaft bei den GPS-Foramten unter sich auszumachen. Ich persönlich glaube, dass sich in absehbarer Zeit das .gpx Format durchsetzen wird, da Nicht-Google-Anbieter sich nicht ein Format aufzwingen lassen werden, das von einem Konkurrenten bestimmt wurde. Der offene .gpx Standard hat aus meiner Sicht deshalb etwas mehr Chancen, sich durchzusetzen.

Um die Frage nach den Grenzen der Realisierbarkeit und Ausbeutung von Geoinformation im Zusammenhang mit GPS-Anwendungen zu beantworten, muss zuerst festgehatlen werden, was sich überhaupt realisieren lässt. Dieses Projekt zeigt sehr schön, welch grossartige Möglichkeiten im Rahmen des Machbaren liegen. Exporte in die gängisten GPS-Formate für alle wichtigen GPS-Software und GPS-Hardware lassen sich programmieren. Zusätzlich lassen sich unstrukturierte Geodaten in 2D auf ein digitales Höhenmodell übertragen und in 3D anzeigen. Die Erweiterung der Daten in die 3. Dimension erlaubt ganz neue Anzeigen der Geodaten: Perspektivistische Ansichten, 3D-Flüge über die Daten und distanzabhängige Formatierung von Metadaten sind möglich. Lizenzfreies Unterlegen der Geodaten mit georeferenzierten Luftbildern ist ebenso realisierbar wie die Verbindung mit kostenpflichtigen Programmen und GIS-Anwendungen. Exporte der Geodaten in mächtige Geoinformationssysteme erlauben die Kombination der Geodaten mit zusätzlichen Services, wie sie etwa Google Maps anbietet.
Klare Grenzen werden eigentlich nur durch die Qualität der rohen Geodaten gesetzt. Die Auflösung und die Aktualität dieser Daten ist aus unsrer Sicht der limitierende Faktor im Zusammenspiel von Geodaten und GPS-Anwendungen. Ist die Qualität der Daten entsprechend, so sind der Fantasie und Innovation für neue Anwendungen und Nutzungen der Geodaten wenig Grenzen gesetzt.