ArcGIS Survey Analyst

1. Universität Bonn Institut für Kartographie u. Geoinformation Proseminar Geoinformation II WS 04/05 ArcGIS Survey Analyst Referent: André Klein 31.01.2005

2. Gliederung Allgemein 1. Was ist Survey Analyst ? 2. Begriffe 3. Werkzeuge Anwendung 4. Voreinstellungen 5. Organisation der Vermessungsdaten Aufgabe 1 6. Visualisieren von Vermessungdaten Aufgabe 2 ArcGis Survey Analyst

3. 1. Was ist Survey Analyst ? „Die Erweiterung Survey Analyst ergänzt die ArcGIS-Familie um umfangreiche Vermessungsfunktionalitäten und bietet Vermessungsfachleuten sowie Kataster- und Planungsverantwortlichen die Verarbeitungund Visualisierungvon Vermessungsdaten.“ (ESRI) Gemeinschaftsprojekt der Firmen Leica Geosystems und ESRI ArcGis Survey Analyst

4. Brücke zwischen Datenerfassung bzw. Fortführung (Vermessung) und der Datenverwaltung und Auswertung (GIS) bietet • Sammlung von Werkzeugen um • Vermessungsdaten zu verwalten Survey Analyst • Messungen und Messpunkte in der Karte darzustellen ermöglicht • durchgängigen Datenfluß vom Feld in das GIS und wieder zurück • schrittweise Verbesserung der geometrischen Qualität der GIS-Daten im Laufe der Zeit 1. Was ist Survey Analyst ?

5. Konzept Speicherung der Messinformationen in einer Datenbank • die im Felde registrierten Rohdaten • Informationen über Herkunft (Messung, Berechnung) jedes Messpunktes Generierung der Vermessungspunkte aus den Messungen Verknüpfung mit GIS-Elementen 1. Was ist Survey Analyst ?

6. 2. Begriffe • survey project • survey objects • survey dataset • survey layer • survey aware feature Berechnungen mit Survey Analyst: • CoGO computation • TPS computation

7. Survey project • logische Strukturierung der Vermessungsinformationen • Speicherung der Daten in der Vermessungsdatenbank • Verwaltung der Vermessungsdaten die zu einem Auftrag gehören Festlegen eines survey project: • durch die Vergabe eines Namens • durch die Definition des Koordinatensystems ermöglicht: • eindeutige Zuordnung beim Zusammenlegen mehrerer Projekte zu einem Datensatz 2. Begriffe

8. Survey objects Das Datenmodell basiert auf vier Datentypen... • Messungen (measurements) • Berechnungen (computations) • Vermessungspunkte (survey points) • Koordinaten (coordinate) ...und werden unter dem Begriff survey objects zusammengefaßt. I. Messungen: analog oder elektronisch registrierte Daten (Richtungen, Strecken, Winkel); dienen der Berechnung von Koordinaten II. Berechnungen: einfache und erweiterte vermessungstechnische Berechnungen (Richtungswinkel, Entfernungen, Polygonzüge) 2. Begriffe

9. Survey objects III. Vermessungspunkte: Punkte in der Örtlichkeit, die durch unterschiedliche Vermessungen beobachtet werden (z.B. Grenzpunkte, Gebäudeecken etc.) IV. Koordinaten (GIS Koordinaten) Die Koordinaten eines Vermessungspunktes können durch mehrere Messungen und zu unterschiedlichen Zeiten bestimmt werden. * survey points Koordinaten 1 : n • Existieren für einen Vermessungspunkt mehrere Koordinaten, so werden diese auch separat in der Datenbank gespeichert. 2. Begriffe

10. Survey objects • Für die Darstellung und Berechnung im GIS kann nur eine Koordinate verwendet werden. -GIS-Koordinate - GIS-Koordinaten • aus einer Vermessung • als Mittel aus mehreren Vermessungen unterschiedlicher Projekte Current Coordinate: Koordinaten aus mehreren Messungeninnerhalb eines Projektes 2. Begriffe

11. Survey dataset Vermessungsdatenbank, in der Informationen zu den einzelnen survey objects sowie dem survey project gespeichert werden. 2. Begriffe

12. Survey layer Darstellung und Bearbeitung der Daten aller Projekte des survey dataset in ArcMap • werden erzeugt, wenn Vermessungsdaten in ArcMap eingefügt werden survey project Vermessungsdaten als survey layer 2. Begriffe

13. Survey aware feature • Features, die mit Vermessungsdaten verknüpft werden • GIS-Koordinaten (B1, P1, P2) werden mit den Eckpunkten (101, 102, 103) des Features verlinkt. ähnlich wie feature-classe in der Geodatabase: survey-aware-feature-classe 2. Begriffe

14. Berechnungen mit Survey Analyst Survey Analyst unterscheidet prinzipiell zwischen COGO und TPS Berechnungen. I. CoGo („constructive geometrie“) „Maßbandkonstruktionen“ - einfache Messungen (Richtungen, Strecken, Orthogonalmaße) um z.B. Gebäudeseiten oder Grenzlängen zu bestimmen • z.B. Maße, die in einem traditionellen Vermessungsriß dokumentiert sind Berechnungen: • Richtungswinkel, Entfernung • Schnittberechnungen • Bogenberechnungen • Freie Stationierung 2. Begriffe

15. II. TPS („Total Positioning System“) Registrierte Daten eines Tachymeters oder Theodolit werden in ein Austauschformat (ASCII, Leica GSI...) exportiert und in die Messdatenbank eingelesen. Berechnungen: • Tachymetrie • Polygonzug • Ausgleich • Rückwärtsschnitt 2. Begriffe

16. 3. Werkzeuge • ArcCatalog • ArcMap • Editor • Survey Editor • Survey Explorer • Survey Analyst ArcGIS Survey Analyst

17. I. ArcCatalog Oberflächezur Verwaltung der Vermessungsdaten: • Erstellen von survey datasets • Organisation und Strukturierung der Vermessungsprojekte • Import und Export von Daten • Festlegen von Projekteigenschaften II. ArcMap Oberfläche zur Bearbeitung und Darstellung der Vermessungsdaten: 3. Werkzeuge

18. III. Editor Start Eding: Das Editieren der Vermessungsdaten durch den Survey Editor wird gestartet. 1 2 3. Werkzeuge

19. III. Survey Editor Zentrales Steuerungstool: um die Berechnung im gewählten Projekt auszuführen CoGo-Berechnungen TPS-Berechnungen um den Survey Explorer zu starten ArcGis Survey Analyst

20. IV. Survey Explorer • Verwalten und Editieren der Vermessungsobjekte • zwei Typen von Ansichten List page: Wiedergabe der Informationen zu allen Vermessungsobjekten in einer Liste Detail page: Wiedergabe detaillierter Informationen zu den einzelnen Vermessungsobjekten 3. Werkzeuge

21. List pages aufrufen: • Anklicken des Button („List survey object tool“) • Fenster in der Karte über dem gewünschten Gebiet aufziehen • Alle Objekte innerhalb des Fensters werden in der Liste aufgeführt. 3. Werkzeuge

22. Detail pages aufrufen: Navigationsschritte: • Zeile markieren • Menüauswahl mit der rechten Maustaste öffnen List Page Go To Details Go To Computation Go To Details Go To Measurements Go To Details 3. Werkzeuge

23. Inhalte: List Page Go To Details General (Name, Koordinaten) Quality (Genauigkeitsangaben) Coordinate Manager List Page Go To Computation Go To Details General Setup Measurements (Messdaten) Computed points Report 3. Werkzeuge

24. Inhalte: List Page Go To Measurements Go To Details 3. Werkzeuge

25. V. Survey Analyst Toolbar • Analysieren und Editieren von Vermessungsnetzwerken Vermessungsnetzwerke (computation network): • berechnete Vermessungspunkte - Ausgangspunkte für die Berechnung neuer Punkte • Änderung einer Koordinate kann sich auf das gesamte Netzwerk auswirken 3. Werkzeuge

26. Gliederung Allgemein 1. Was ist Survey Analyst ? 2. Begriffe 3. Werkzeuge Anwendung 4. Voreinstellungen 5. Organisation der Vermessungsdaten Aufgabe 1 6. Visualisieren von Vermessungsdaten Aufgabe 2 ArcGis Survey Analyst

27. 4. Voreinstellungen I. Survey Analyst aktivieren ArcCatalog: Tools  Extensions Survey Analyst aktivieren II. Einheiten setzen ArcCatalog: Tools  Option

28. Einheiten setzen Survey Measurement Formats Nachkommastelle festlegen Format setzen • über das Dropdown Fenster das Maß wählen • im Menüfenster das Format setzen Beispiel: Winkel: gon  4 Stellen Strecke: m  2 Stellen 4. Voreinstellung

29. 5. Organisation der Vermessungsdaten • Vermessungsdatenbank  große Anzahl zu verwaltender Vermessungsdaten • Vermessungsdaten kosten Geld  Pflege der Datenbank um den Überblick zu erhalten • logische Strukturierung und Organisation der Vermessungsdaten ist NOTWENDIG • größeres Vermessungsgebiet entspricht einem survey dataset (z.B. Bundesland) • Survey dataset in einzelne project folders unterteilt (z.B. Landkreise) • Innerhalb der project folders können projects für einzelne Vermessungsaufgaben angelegt werden. (z.B. Katastervermessung)

30. Beispiel: Geodatabase survey dataset project folders survey projects • project folders - nicht zwingend notwendig • survey projects - direkt im survey dataset anlegen 5. Organistaion

31. Erzeugung des survey dataset: • Rechtsklick auf geodatabase • New  Survey Dataset „New Survey Datast Wizard“ • Name vergeben • Datentypen auswählen, die im survey dataset verwendet werden sollen 5. Organistaion

32. Erzeugung eines survey dataset: • Koordinatensystem festlegen • „Select“ oder „Import“ - Koordinatensystem auswählen • survey aware feature classes auswählen • mit „Finish“ fertigstellen 5. Organistaion

33. Eigenschaften des survey dataset: • Rechtsklick auf survey dataset • „Properties“ • General • Package ( Datentypen) • Spatial Reference (Koordinatensystem) • Feature Classes (survey aware feature classes) 5. Organistaion

34. Erzeugung eines survey project: • Rechtsklick auf survey dataset oder project folder • New  Survey Project „New Survey Project Wizard“ • Name vergeben • mit „Select“ oder „Import“ Koordinatensystem festlegen 5. Organistaion

35. Erzeugung eines survey project: • „Prefix“ festlegen Prefix sind Erweiterungen der Punktnamen, womit diese innerhalb des survey dataset eindeutig identifiziert werden können. Importierte Punkte mit gleichen Namen können so unterschieden werden. • „Maßstabskorrektion“ festlegen werden auf alle Strecken für CoGo-Berechnungen angewendet • „Winkelkorrektion“ festlegen 5. Organistaion

36. Erzeugung eines survey project: • „Standardabweichungen“ definieren • Methoden der Korrektionsberechnungen auswählen • mit „Finish“ fertigstellen 5. Organistaion

37. Eigenschaften eines survey project: • Rechtsklick auf survey project • „Properties“ Alle Angaben lassen sich in den Eigenschaften anzeigen und z. T. ändern. 5. Organistaion

38. Import von Vermessungsdaten • Rechtsklick auf survey project • „Import Survey Data“ 1. Schritt: Konverter für das Datenformat der Rohdaten wählen (z.B. GSI-Converter) Pfad mit der Datei im entsprechenden Format angeben 5. Organistaion

39. Import von Vermessungsdaten 2. Schritt: Koordinatensystem festlegen Koordinatensystem der zu importierenden Daten entspricht dem des survey project oder Koordinatensystem der Importdatei muss angegeben werden 3. Schritt: Protokolldatei erzeugen Die Ergebnisse des Imports werden in einem log file dokumentiert. Speicherort und Dateiname angeben 5. Organistaion

40. Aufgabe 1 Im Rahmen des Vermessungsprojektes Carmel Bay wurden Ergänzungsmessungen durchgeführt. Um das Projekt weiter bearbeiten zu können, müssen die Rohdaten (CarmelBay.gsi) importiert werden. • Kopiert den Ordner Tutorial-Data in Euer Verzeichnis! • v:\A.Klein\Tutorial_data • Importiert die Rohdaten in das Projekt Carmel Bay! • (...\Tutorial_data\survey) Rohdaten liegen im Koordinatensystem des Projektes vor Point Prefix Seperator: wird nicht benötigt Point Quality: fiktive Werte eintragen (sinnvoll!!!) log file: nicht erforderlich TIP: mit der Preview-Ansicht in ArcCatalog läßt sich der Import visuell überprüfen

41. Lösung vorher importierte Daten

42. 6. Visualisieren von Vermessungsdaten In ArcMap erfolgt die Darstellung von Vermessungsdaten mit Hilfe von survey layer und sublayer. Survey layer Sublayer ein sublayer je measurement classe: • Coordinated • No Coordinates • TPS Measurement • CoGo Measurements

43. Survey layer können ein oder mehrere Vermessungsprojekte in der Karte darstellen. • Verwaltung über die Eigenschaften des survey layers • Rechtsklick auf dem survey layer  Properties oder • Doppelklick auf dem survey layer Darzustellende Projekte aktivieren 6. Visualisierung

44. Erzeugen eines survey layers Survey layer werden erzeugt, wenn... • survey project • project folder • survey dataset ...in ArcMap eingefügt wird. „Add Data“ Button oder „Drag & Drop“ 6. Visualisierung

45. Erzeugen eines sublayers Sublayer werden über die Eigenschaften des survey layers gesteuert. • Rechtsklick auf dem survey layer  Properties oder • Doppelklick auf dem survey layer Sublayer hinzufügen 6. Visualisierung

46. Symbole Symbole in geeigneter Farbe helfen die Vermessungsdaten visuell ... • voneinander zu trennen • zu betonen • in den Hintergrund zu stellen. Bearbeitung erfolgt über die Eigenschaften der entsprechenden sublayer Beispiel: Points Properties  Symbology  Symbol 6. Visualisierung

47. Fehlerellipsen Survey Analyst speichert statistische Informationen über einen Vermessungspunkt. • können importiert, berechnet oder über Fehlerfortpflanzung (Methode der error propagation) auf andere Vermessungspunkte übertragen werden. • als Fehlerellipsen in der Karte dargestellt werden 6. Visualisierung

48. Fehlerellipsen sublayer points: Properties  Symbology  Error Ellipse Häkchen setzen Symbol und Farbe einstellen magnification Vergrößerungsfaktor zur besseren Darstellung 6. Visualisierung

49. Aufgabe 2 Durch Fehlerellipsen lässt sich schnell überprüfen, ob Genauigkeitsinformationen zu den Punkten gespeichert wurden. • Erzeugt die entsprechenden survey layer zum survey dataset Arizona! • Stellt die Fehlerellipsen in einer geeigneten Farbe und Skalierung dar! • Verifiziert die Darstellung der Punktgenauigkeiten anhand der gespeicherten Genauigkeitsinformationen! Wählt dazu zwei Punkte, einen mit stark ausgeprägter Ellipsenform und einen mit einer eher kreisförmigen Fehlerellipse! Hinweis: Survey Explorer  Detail Pages 6. Visualisierung

50. Lösung 6. Visualisierung