Zum Implementieren der linearen Referenzierung werden hauptsächlich zwei Datentypen verwendet:
- Route-Feature-Classes
- Objekttabellen
Bei der dynamischen Segmentierung werden Objekte aus Objekttabellen verwendet, um die jeweiligen Objekte entlang von Linien-Features in einer Route-Feature-Class zu verorten und anzuzeigen.
Route-Feature-Classes
Bei einer Route-Feature-Class handelt es sich um eine Line-Feature-Class mit einem definierten Maßsystem (wie etwa Entfernung oder Zeit). Mithilfe der entsprechenden Messwerte können Objekte, Assets und Bedingungen entlang linearer Features verortet werden.
Der Begriff "Route" bezieht sich auf ein beliebiges lineares Feature, z. B. eine Straße, eine Autobahn, einen Fluss oder eine Rohrleitung mit einer eindeutigen Kennung und einem gemeinsamen Maßsystem entlang der einzelnen linearen Features.
Einfach ausgedrückt enthalten Feature-Stützpunkte in Route-Feature-Classes M-Werte (XYM oder XYZM). Aus diesen gemessenen Koordinaten entstehen die Bausteine für Routen-Features. In Route-Feature-Classes weisen Linien-Features XY-Koordinaten (oder XYZ-Koordinaten) auf, mit denen die Position beschrieben wird, sowie einen M-Wert (Messwert) entlang der Linie.
Eine Gruppe von Routen mit einem gemeinsamen Maßsystem ist eine Route-Feature-Class. Zudem weist jede Route in der Feature-Class eine eindeutige Kennung auf. Linien-Features mit derselben eindeutigen Kennung gelten als Teil derselben Route.
Route-Feature-Classes werden in der Geodatabase als Line-Feature-Classes erstellt und verwaltet. Sie können auch Route-Feature-Classes aus Polylinien-Shapefiles mit Routenkennungen und gemessenen Features verwenden.
Routen-Feature-Geometrie
In der Geometrie von Routen-Features ist ein Maßsystem gespeichert. Die Segmente der einzelnen gemessenen Linien weisen X-, Y- und M-Werte oder X-, Y-, Z- und M-Werte auf. Wenn ein Messwert für einen bestimmten Stützpunkt nicht bekannt ist, wird der entsprechende M-Wert wie in diesem Beispiel als NaN-Wert (Not a Number, keine Zahl) gespeichert:
Einfache lineare Features werden durch Linien mit einem Pfad dargestellt. Komplexe lineare Features werden durch Linien mit mehreren Pfaden dargestellt.
Hinweis: Zwar werden bei den meisten Anwendungen zur Darstellung zunehmender Entfernungen entlang eines linearen Features Messwerte verwendet, diese können entlang von Linien-Features jedoch willkürlich größer werden, konstant bleiben oder kleiner werden.
Messwerte sind unabhängig vom horizontalen Koordinatensystem der Feature-Class (sowie vom vertikalen Koordinatensystem, sofern eines definiert wurde). Das bedeutet, dass Messwerte nicht in derselben Einheit wie die X-, Y-, Z-Koordinaten der Feature-Class angegeben werden müssen. Beispielsweise können in Features, die in einer Feature-Class mit dem UTM-Koordinatensystem (Universal Transverse Mercator) gespeichert sind, für das als Einheit Meter verwendet wird, Messwerte in Fuß, Meilen oder Zeit gespeichert werden.
Objekttabellen
Objekttabellen enthalten Informationen zu Anlagen, Bedingungen und Objekten entlang von Routen-Features. Jede Zeile in der Objekttabelle referenziert ein Objekt, dessen Position in Messwerten entlang benannter (identifizierbarer) linearer Features angegeben wird.
Es gibt zwei Typen von Routenobjekten:
- Punktobjekte: Ein in einer Punkt-Objekttabelle gespeichertes Punktobjekt beschreibt eine spezifische Position entlang einer Route (Punkt) und verwendet dazu nur einen Messwert wie etwa "km 3,2 auf der A96".
- Linienobjekte: Ein in einer Linien-Objekttabelle gespeichertes Linienobjekt beschreibt einen Teil einer Route (Linie) und verwendet dazu Von- und Bis-Messwerte wie etwa "km 2 bis km 4 auf der A96".
Alle Objekttabellen müssen über eine Routenkennung und Messstandortfelder verfügen, in denen Messwertinformationen enthalten sind. In einer Punkt-Objekttabelle wird zum Beschreiben der spezifischen Position ein Messwertfeld verwendet. In einer Linien-Objekttabelle werden zum Beschreiben der Position zwei Messwertfelder (Von- und Bis-Messwert) benötigt.
Routenpositionen und die entsprechenden Attribute werden in der Regel in einer Objekttabelle basierend auf einem gemeinsamen Thema gespeichert. Beispielsweise können vier Objekttabellen mit Informationen zu Geschwindigkeitsbegrenzungen, zum Jahr der Straßenbelagerneuerung, zum aktuellen Zustand und zu Unfällen eingebunden und zur dynamischen Verortung von Objekten in einer Route-Feature-Class verwendet werden.
Als Objekttabelle kann eine beliebige Tabellendatenquelle verwendet werden, die ArcGIS Pro unterstützt. Hierbei kann es sich um Geodatabase-Tabellen, durch Trennzeichen getrennte Textdateien, dBASE-Dateien und DBMS-Tabellen (Datenbankmanagementsystem) handeln, auf die über eine OLE-DB-Verbindung (Object Linking and Embedding Database) zugegriffen wird.
Beispiel für eine Objekttabelle
Hydrologen und Ökologen verwenden die lineare Referenzierung bei Wasserlaufnetzen wie im folgenden Beispiel zur Verortung verschiedener Objekttypen. Die Route-Feature-Class für Wasserläufe stellt Messwerte entlang der Wasserläufe anhand von Flusskilometern bereit. In Punkt- und Linien-Objekttabellen werden Routen-ID und Position entlang der einzelnen Flussabschnitte gespeichert. Diese Objekttabellen können zum Verorten von Punkt- und Linienobjekten verwendet werden.
Speichern von Features mithilfe von relativen Positionen
Bei der linearen Referenzierung werden Positionen entlang linearer Features entsprechend dem jeweiligen Routenmesswert oder der Entfernung von einem bekannten Punkt bezeichnet. So ist es häufig sinnvoller, einen Unfallort mit "12 km von der Autobahnauffahrt" statt mit einer GPS-Koordinate wie 1.659.060,25, 1.525.238,97 anzugeben.
Zur Ermittlung einer Position entlang eines linearen Features wird ein Maßsystem benötigt. Wenn ein Maßsystem mit einem linearen Feature gespeichert wird, kann jede beliebige Position entlang dieses linearen Features in diesem Maßsystem ausgedrückt werden.
Das Speichern von Daten als relative Position entlang eines linearen Features hat nicht nur den Vorteil, dass Daten intuitiver sind, sondern auch, dass sichergestellt wird, dass räumliche Phänomene, von denen Sie wissen, dass sie sich in einem linearen Feature befinden, im Feature verortet werden. Wenn beispielsweise keine besonders genaue Grundkarte vorhanden ist, kann bei einer Verortung von Unfällen mithilfe von XY-Koordinaten dazu führen, dass Unfälle nicht wie gewünscht im Straßennetz angezeigt werden. Das geschieht nicht, wenn die Unfälle mithilfe der linearen Referenzierung verortet werden.