Einführung in die lineare Referenzierung

So, wie sich die reale Welt ständig verändert, verändern sich auch Daten fortlaufend.

Reale Objekte wie Straßen, Wanderwege, seismische Linien, Bahnstrecken, Pipelines, Küstenlinien und Flüsse werden innerhalb von Daten als lineare Features dargestellt. In diesen linearen Features werden Form und Position mithilfe einer Reihe von XY-Koordinaten in zwei Dimensionen gespeichert, wobei die linearen Features in der Regel nur einen Satz Attribute aufweisen. Viele Organisationen erheben zusätzliche Attributdaten über lineare Features als Punktpositionen entlang einer Linie als Alternative zur Positionsangabe mit XY-Koordinaten. Diese Attribute stellen wichtige Merkmale dieser linearen Features bereit, die Objekte in der realen Umgebung darstellen.

Lineare Features enthalten zwar einige statische, überwiegend jedoch dynamische Merkmale. Für die Modellierung dieser sich dynamisch ändernden Merkmale eines linearen Features, ohne dass die zugrunde liegende Linie bei jeder Änderung eines Attributwertes segmentiert werden muss, kann ein System zur linearen Referenzierung verwendet werden.

Die lineare Referenzierung stellt in zweifacher Hinsicht eine Lösung dar, denn sie bietet eine intuitive Möglichkeit zur Modellierung von Positionen entlang linearer Features sowie zur Verknüpfung mehrere Attributsätze mit Teilen von linearen Features.

ArcGIS Pro stellt die Werkzeuge bereit, die Sie zum Erstellen, Bearbeiten und Analysieren der für das System zur linearen Referenzierung erforderlichen Daten benötigen, damit Sie reale Verhaltensweisen besser modellieren und reale Fragen besser beantworten können.

Was ist lineare Referenzierung?

Bei der linearen Referenzierung handelt es sich um eine Methode zum Speichern und geographischen Verorten von Daten mithilfe von relativen Positionen entlang eines gemessenen Linien-Features ohne die explizite Verwendung von XY-Koordinaten oder von Adressen.

Verortung eines Punktereignisses und eines Linienereignisses mithilfe von Messwerten entlang einer Linie

Bei der linearen Referenzierung von Daten werden Messwerte verwendet, um die Entfernung entlang eines Linien-Features zu messen, wobei mehrere Gruppen von sich dynamisch ändernden Attributdaten mit einem beliebigen Teil eines vorhandenen linearen Features unabhängig von Anfang und Ende verknüpft werden können. Mit Messungen entlang von Features können Punkt- und Linienereignisse anhand verschiedener Konventionen lokalisiert werden.

In der folgenden Abbildung sind einige gängige Beispiele dargestellt:

Bei der linearen Referenzierung werden für die Verortung von Ereignissen Messwerte entlang von Linien-Features verwendet.

Ein Punktereignis-Feature kann entlang der Linie verortet werden:

  • Am Messwert 12 entlang der Linie.
  • 4 Einheiten östlich des Markers 10 entlang der Linie.

Ein Linienereignis-Feature kann entlang der Linie verortet werden, wobei Folgendes gilt:

  • Die Linie beginnt am Messwert 18 und endet am Messwert 26.
  • Die Linie beginnt am Messwert 28 und erstreckt sich über 12 Einheiten.

Gründe für die lineare Referenzierung

Die lineare Referenzierung wird aus vielen Gründen eingesetzt. Dies sind die beiden wichtigsten Gründe:

  • Viele Positionen werden als Ereignisse entlang linearer Features aufgezeichnet.
    • Beispielsweise Unfallstellen mit einer Konvention wie "27 Meter östlich des Kilometersteins 35 auf der B 1". Viele Sensoren erfassen Bedingungen mit Entfernungs- oder Zeitmaßen entlang von Linien, z. B. Rohrleitungen, Straßen, Wasserläufen usw.
  • Mit der linearen Referenzierung können außerdem Teilen linearer Features mehrere Attributsätze zugeordnet werden, ohne dass die zugrunde liegenden Linien bei jeder Änderung des Attributwertes segmentiert (unterteilt) werden müssen.
    • Beispielsweise sind die meisten Feature-Classes für Straßenmittellinien an Stellen segmentiert, an denen mindestens drei Straßenabschnitte aufeinandertreffen und an denen sich die Straßennamen ändern.

Häufig sollen viele weitere Attribute zu Straßen erfasst werden. Ohne lineare Referenzierung könnte eine Aufteilung der Straßen in viele kleine Segmente an den Stellen erforderlich sein, an denen sich die Attributwerte ändern. Alternativ können diese Situationen als Ereignisse der linearen Referenzierung entlang von Straßen, wie in der Abbildung unten, behandelt werden.

Mehrere Attributsätze für Straßen-Features

Was ist dynamische Segmentierung?

Bei der dynamischen Segmentierung handelt es sich um den Prozess, bei dem die Kartenpositionen von Ereignissen, die in einer Ereignistabelle gespeichert und verwaltet werden, entlang von Routen-Features berechnet und die Ereignisse auf einer Karte angezeigt werden. Der Begriff dynamische Segmentierung leitet sich von der Überlegung ab, dass Linien-Features nicht bei jeder Änderung eines Attributwertes geteilt (das heißt "segmentiert") werden müssen. Das Segment kann also "dynamisch" lokalisiert werden.

Bei Verwendung der dynamischen Segmentierung können einem beliebigen Teil eines vorhandenen linearen Features unabhängig von seinem Anfang und Ende mehrere Attributsätze zugeordnet werden. Diese Attribute können angezeigt, abgefragt, bearbeitet und analysiert werden, ohne dass sich dies auf die Geometrie des zugrunde liegenden linearen Features auswirkt.

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