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2007- 01- 24 Jarosch 1
GIS-Einsatz in der Lehre
„GIS gibt es wie Sand am Meer“ …aber wie sieht das Angebot wirklich aus?
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Monika Jarosch
DWA- TagungGIS in der WasserwirtschaftDWA- Impulse im Geodatennetzwerk der WasserwirtschaftKassel, 24./25. Januar 2007
2007- 01- 24 Jarosch 2
… vor dem Hintergrund realer Randbedingungen!
Wie kann das Angebot aussehen?
Wie sollte das Angebot aussehen?
Ihr feedback ist gefragt!
Status quo: GIS-Angebot+ Einordnung!
Status quo: Randbedingungen+ Beurteilung
Auswege + VorschlägeAusblick …
2007- 01- 24 Jarosch 3
Google zu:GIS in der Wasserwirtschaft
Stand 2006-12-29
2007- 01- 24 Jarosch 4
2007- 01- 24 Jarosch 5
??? Typen von Einträgen
2007- 01- 24 Jarosch 6
Applikationen!
2
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Theorie?!
Ausbildung?
2007- 01- 24 Jarosch 8
Ausbildung!
dh?
2007- 01- 24 Jarosch 9
Klassifikation der Themenbereiche 2006- 12- 29
118 39 700 GIS&Lehre&Wasserwirtschaft
973 (alle)253 (ab 2000)
188 000GIS&Wasserwirtschaft
12301 390 000GIS&E-Learning
1490422 000GIS&Lehre
1700400 000GIS&Ausbildung
641 00065 800 000GIS
Google ScholarAnzahl der Einträge
GoogleAnzahl der Einträge
Thema
2007- 01- 24 Jarosch 10
Eulen nach Athen ?! …www.uni-siegen.de/dept/fb10/verm
Beitrag 2001
Vortrag:WorkshopForschungs-Institut fürWasser undUmwelt
fwuUni Siegen
2007- 01- 24 Jarosch 11
Aussagen 2001:
• Einsatzbereiche
• Ansprüche
• Hydrologische Modellierung
• Simulation
• Visualisierung
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Ausblick auf „unsere“ Generation
3
2007- 01- 24 Jarosch 13
Realisierung der Vision?
2007- 01- 24 Jarosch 14
Fazit
Vom potenziellen Werkzeug zum Standardinstrument!
2007- 01- 24 Jarosch 15
Einordnung der Lehre: „GIS-Raum“
Wasserwirtschaft
Themenbereiche
GIS-Raum Han
dlun
gseb
enen
Lehr
e
?
Theo
rieAn
wen
dung
„Weißes Loch“vs. thematischeAuslegung der Lehre!
2007- 01- 24 Jarosch 16
Einordnung der Lehre: Themen
Wasserwirtschaft
Themenbereiche
GIS-Raum Han
dlun
gseb
enen
Lehr
e
?
Theo
rieAn
wen
dung
BauingenieurwesenHistorikerStadtplaner
… … …Geotechnik
2007- 01- 24 Jarosch 17
Einordnung der Lehre: Geoinformatik
Wasserwirtschaft
Themenbereiche
GIS-Raum Han
dlun
gseb
enen
Lehr
e
?
Theo
rieAn
wen
dung
BauingenieurwesenHistorikerStadtplaner
… … …Geotechnik
Geoinformatik
2007- 01- 24 Jarosch 18
Fiktion oder Realität?
Wasserwirtschaft
Themenbereiche
GIS-Raum Han
dlun
gseb
enen
Lehr
e
?
Theo
rieAn
wen
dung
BauingenieurwesenHistorikerStadtplaner
… … …Geotechnik
Geoinformatik
4
2007- 01- 24 Jarosch 19
Übertragbarkeit?
Wasserwirtschaft
Themenbereiche
GIS-Raum Han
dlun
gseb
enen
Lehr
e
?
Theo
rieAn
wen
dung
BauingenieurwesenHistorikerStadtplaner
… … …Geotechnik
Geoinformatik
2007- 01- 24 Jarosch 20
Typische Repräsentanten der Lehre
Umgeschwenkte VermesserIPI, Hannover u.v.a.m.Reinrassige „Geoinformatiker“ikg, Hannover – Karlsruhe u.v.a.mBauingenieure …Siegen!
2007- 01- 24 Jarosch 21
Typische Repräsentanten der Lehre
Umgeschwenkte VermesserIPI, Hannover u.v.a.m.Reinrassige „Geoinformatiker“ikg, Hannover – Karlsruhe u.v.a.mBauingenieure …Siegen!
2007- 01- 24 Jarosch 22
Umgeschwenkte „Vermesser“Prof. Christian Heipke + Jun.Prof. Uwe Sörgel
http://www.ipi.uni-hannover.de/
Photogrammetrie(Prof. Ebner)
+ Radar-fernerkundung
2007- 01- 24 Jarosch 23 2007- 01- 24 Jarosch 24
Probe aufs Exempel … IPI, Hannover
Aktivitäten des Instituts Lehre:
Digitale Bildverarbeitung Grundlagen der PhotogrammetrieAutomatische Bildinterpretation Satelliten-Fernerkundung Photogrammetrie und GIS
Forschung:Sensorfusion und topographische Bildauswertung Thematische Bildauswertung und Geo-Information Automatische Bildanalyse und Geo-Information Nahbereichsphotogrammetrie
Weitere Informationen entnehmen Sie bitte unseren Webseiten:
http://www.ipi.uni-hannover.de
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IPI-Spektrum
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Schwerpunkt
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Ausgeblendet ?! …
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Vermutung? Nein, Praxis …
FerGI
GITTASchweiz
Literatur:arcaktuell 3‘2005, p.22
2007- 01- 24 Jarosch 29
FerGI-Partner „Umgeschwenkte“ +„Reinrassige“
Schlägt sich das in den Inhalten nieder?
2007- 01- 24 Jarosch 30
FerGI-Module
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2007- 01- 24 Jarosch 31
FerGI-Module: umgeschwenkt!
?
2007- 01- 24 Jarosch 32
Typische Repräsentanten der Lehre
Umgeschwenkte VermesserIPI, Hannover u.v.a.m.Reinrassige „Geoinformatiker“ikg, Hannover – Karlsruhe u.v.a.mBauingenieure …Siegen!
2007- 01- 24 Jarosch 33
ikg, Hannover Prof. Dr.-Ing. habil. Monika Sester
Institutfür KartographieUndGeoinformatik
2007- 01- 24 Jarosch 34
GIS & Bauingenieure!
2007- 01- 24 Jarosch 35
Reich sind, die überhaupt ansetzen zu …
2007- 01- 24 Jarosch 36
Umsetzung?
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2007- 01- 24 Jarosch 37
Typische Repräsentanten der Lehre
Umgeschwenkte VermesserIPI, Hannover u.v.a.m.Reinrassige „Geoinformatiker“IKG, Hannover – Karlsruhe u.v.a.mBauingenieure …Siegen!
2007- 01- 24 Jarosch 38
Chronologie: FB10 Bauingenieurwesen„Vermessung“
1995 Übernahme des Fachgebietes Vermessung an der Universität-Gesamthochschule; Widmung zu „Praktische Geodäsie“ und Ausrichtung zu Geoinformation!2002 Evaluation des Fachbereiches und Übergang zur Universität!2003 Akkreditierung des Fachbereiches2005 Anerkennung A-Profil + Widmung zum Lehrstuhl für Praktische Geodäsie und Geoinformation
2007- 01- 24 Jarosch 39
Können wir mithalten?
Fachliche KompetenzÜberlassener Raum …
GrundstudiumVertiefungsstudium
2007- 01- 24 Jarosch 40
Realität! … Ansprüche vermutet bei …
Wasserwirtschaft
Themenbereiche
GIS-RaumH
andl
ungs
eben
enLe
hre
Theo
rieAn
wen
dung
BauingenieurwesenHistorikerStadtplaner
… … …Geotechnik
Geoinformatik
Planer …
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Der Weg ist das Ziel!
Erstes Angebot im Grundstudium … „jeder muss“
WPF im 7. Semester:Ansprüche bestätigt!
2007- 01- 24 Jarosch 42
Der Weg ist das Ziel!
Erstes Angebot im Grundstudium … „jeder muss“Stadtmodell Siegen
WPF „GIS-Anwendungen“im 7. Semester: Ansprüche bestätigt!Autopilot + Volumenberechnung
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2007- 01- 24 Jarosch 43
GIS - anteilig am GesamtstudiumBauingenieurwesen Universität Siegen
Grundstudium – Pflicht – alle! ( BA/FH/ Diplom )
alle Stunden ingesamt 71 Stunden, davon
3 h Vermessung ( = 4, 2 % ) –WS – 1. Semester4 h GIS ( = 5,6 % ) –SS – 2. Semester
2007- 01- 24 Jarosch 44
GIS - anteilig am GesamtstudiumBauingenieurwesen Universität Siegen – BA/FH
Grundstudium ( BA/FH/ Diplom ) alle Stunden ingesamt 71 Stunden
d.h. davon 3h Vermessung ( = 4, 2 % ) und 4h GIS ( = 5,6 % ).
mit Hauptstudium - Pflicht ( BA/FH)ingesamt ( 71 + 58 ) = 129 Stundend.h. davon 3h Vermessung ( = 2,3 % ) und 4h GIS ( = 3,1 % )
und mit Wahlpflicht ( BA)ingesamt ( 71 + 58 + 16 ) = 145 Stundend.h. davon 3h Vermessung ( = 2,1 % ) und ggf.8h GIS ( = 5,5 % )
oder mit Wahlpflicht ( FH )ingesamt ( 71 + 58 + 24 ) = 161 Stundend.h. davon 3h Vermessung ( = 1,8 % ) und ggf. 8h GIS ( = 4,9 % )
2007- 01- 24 Jarosch 45
GIS - anteilig am GesamtstudiumBauingenieurwesen Universität Siegen – Diplom
Grundstudium ( BA/FH/ Diplom ) alle Stunden ingesamt 71 Stunden
d.h. davon 3h Vermessung ( = 4, 2 % ) und 4h GIS ( = 5,6 % ).
mit Hauptstudium - Pflicht ( Diplom )ingesamt ( 71 + 66 ) = 137 Stundend.h. 3h Vermessung ( = 2,2 % ) und 4h GIS ( = 2,9 % )
und mit Wahlpflicht ( Diplom ) ingesamt ( 71 + 66 + 12 + 24 + 16 ) = 193 Stundend.h. 3h Vermesssung ( = 1,55 % ) und ggf. 8h GIS ( = 4,1 % )
2007- 01- 24 Jarosch 46
GIS - anteilig am GesamtstudiumBauingenieurwesen Universität Siegen – Master
MAPflicht 36 Std. + Wahlpflicht 54 Std. = 90 Stunden
d.h. ggf. 4h GIS ( = 4,4 % )
2007- 01- 24 Jarosch 47
… und anteilig an Kollegen??!
FB10 Bauingenieurwesen: insgesamt 16 Kollegen!
Rein rechnerisch entfallen damit auf „Praktische Geodäsie und Geoinformation“
6,3% …
2007- 01- 24 Jarosch 48
Anspruch formuliert!
B7 Diplom = 20B7 FH = 23Master = 15 ( nur Gesamtzahl möglich )
BA FB 9 = 73
9
2007- 01- 24 Jarosch 49
Fazit zum Grad der Realisierung von 6,3%
Grundstudium ( BA/FH/ Diplom ) alle Stunden ingesamt 71 Stundend.h. davon 3h Vermessung ( = 4, 2 % ) und 4h GIS ( = 5,6 %) → Summe: 9,8%
mit Hauptstudium - Pflicht ( BA/FH)ingesamt ( 71 + 58 ) = 129 Stundend.h. davon 3h Vermessung ( = 2,3 % ) und 4h GIS ( = 3,1 %) → Summe: 5,4%
und mit Wahlpflicht ( BA)ingesamt ( 71 + 58 + 16 ) = 145 Stundend.h. davon 3h Vermessung ( = 2,1 %) und ggf. 8h GIS ( = 5,5 % ) → Summe: 7,6%
oder mit Wahlpflicht ( FH )ingesamt ( 71 + 58 + 24 ) = 161 Stundend.h. davon 3h Vermessung ( = 1,8 % ) und ggf. 8h GIS ( = 4,9 % ) → Summe: 6,7%
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Grundstudium ( BA/FH/ Diplom ) alle Stunden ingesamt 71 Stundend.h. davon 3h Vermessung ( = 4, 2 % ) und 4h GIS ( = 5,6 % ) → Summe: 9,8%
mit Hauptstudium - Pflicht ( Diplom )ingesamt ( 71 + 66 ) = 137 Stundend.h. 3h Vermessung ( = 2,2 % ) und 4h GIS ( = 2,9 % ) → Summe: 5,1%
und mit Wahlpflicht ( Diplom ) ingesamt ( 71 + 66 + 12 + 24 + 16 ) = 193 Stundend.h. 3h Vermesssung ( = 1,55 % ) und ggf. 8h GIS ( = 4,1 % ) → Summe: 5,6%
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MAPflicht 36 Std. + Wahlpflicht 54 Std. = 90 Stundend.h. ggf. 4h GIS ( = 4,4 % ) → Summe: 4,4%
„mehr ist nicht drin“
2007- 01- 24 Jarosch 50
Zielsetzung: GIS-Einsatz in der Lehre!
Ansprüche wecken!Verständnis entwickeln für Datenstrukturen!Verständnis entwickeln für Organisationsformen!
→ um später Forderungen stellen zu können!
! Graue Theorie + „learning by doing“ …allerdings keine (!) Instrumentenschulung.
2007- 01- 24 Jarosch 51
Stadtmodell
multimedia
Integrationof
information
presentationof
information
information
Multimedia –where do we go from here?Berlin, 09‘2005
• local dependency• free decision• communication• understanding• stimulation of interest
2007- 01- 24 Jarosch 52
Here we aredefinition of action-space
Action Space
Sensor
Dimension2D/ 3D/ 4D
ActionTheodolite
Laserscanner
Standard mapping
3D-city modelling„Time-machine“
Different types of „action“
• animation without influence - passive• activation after own decision - active
ILRIS3D – Firma TOPSCAN
2007- 01- 24 Jarosch 53
Stadtplan??? Stadtmodell!
2007- 01- 24 Jarosch 54
Tasks!Where should we start activities??
use, what is already possible in principle
identify problemswhere to get data?how to store in an information system?how to activate in order to use?
and finally find solutions …
Definition of Student‘s Project
10
2007- 01- 24 Jarosch 55
data & tool already given …
DGK5Deutsche Grundkarte M 1: 5000
Raster of 10m * 10m with terrain heightsout of airborne laserscanning
Computation of 1 resulting TIN (tringular irregular network) modelling terrain
using a standard GIS …
First Steps in Student‘s Project
2007- 01- 24 Jarosch 56
3042501425
3040511401
3038511407
3036511413
3242501426
3240511402
3238511408
3236511414
2842501330
2840511306
2838511312
2836511318
Standard Geoinformation System
2007- 01- 24 Jarosch 57 2007- 01- 24 Jarosch 58
2007- 01- 24 Jarosch 59 2007- 01- 24 Jarosch 60
Rosterberg Winchenbach
Mülldeponie Siegen
Bürbach
Seelbachtal
NiedersetzenDillnhütten
AB-Anschluß Siegen
Achenbach
11
2007- 01- 24 Jarosch 61
Buildings on Siegberg of 1842by superposition of a historical map of the city
2007- 01- 24 Jarosch 62
Analysis … new – fragments – missing – DGK5
2007- 01- 24 Jarosch 63
Documentation …
2007- 01- 24 Jarosch 64
Wall-Information-System
2007- 01- 24 Jarosch 65
2*40401Punkte
mitgegebener
Höhe!
=80802 Punkte
2007- 01- 24 Jarosch 66
12
2007- 01- 24 Jarosch 67 2007- 01- 24 Jarosch 68
Betrachtung in 3 Dimensionen:
2007- 01- 24 Jarosch 69
… exemplarisch für 2 DGK5 des Stadtgebietes:
2007- 01- 24 Jarosch 70
Betrachtung des gesamten Stadtgebietes in 3 Dimensionen:
12*40401Punkte
mitgegebener
Höhe!=
484812 Punkte
2007- 01- 24 Jarosch 71
7 Berge von Siegen …
2007- 01- 24 Jarosch 72
Wellersberg
Giersberg
Lindenberg
Fischbacherberg
Heidenberg
Häusling
Rosterberg
Haardterberg
13
2007- 01- 24 Jarosch 73
Concept of Project – „what“ next?Integration of buildings (2D and 3D)
Revival of the Upper Town
DTM
of S
iege
n
Impo
rt: b
uild
ings
of S
iege
n –
IS
Impo
rt: h
ighl
ight
sof
Upp
er T
own
Virtu
alW
atch
ing
high
light
s
Rea
lVis
iting
high
light
sStatistics of Project – Logistics
number of students involved: 80number of objects modelled: 83number of courses: 3number pf PCs in a course: 15students per PC: 2Hardware background: low level(Pentium4-2,4Ghz-512MB RAM-Matrox Millenium G550, 32MB RAM)
2007- 01- 24 Jarosch 74
points interpretation: location for pictures, objects (trees …)
lines not used
polygons interpretation: ground figur of a complex with givenheight relative to ground leveland fixed thickness
Standard Elements of GISystem
figuron ground level2D:
2007- 01- 24 Jarosch 75
Standard Elements of GISystem
2007- 01- 24 Jarosch 76
Picture Organisation
2007- 01- 24 Jarosch 77
Activation of Hyperlinks
2007- 01- 24 Jarosch 78
Virtual „walking around“
14
2007- 01- 24 Jarosch 79
Unterschiedliche Standpunkte mit unterschiedlichen Sichten …
2007- 01- 24 Jarosch 80
Helps to organize information(which pictures belongs to which point of observation?)
Helps to activate information(hyperlinks)
Helps to understand static 2D-maps
and fulfills the general „part“ of an G (!) IS: with „G“= „geo“ or „graphical“
Conclusions … as to GIS2D-city modelling
2007- 01- 24 Jarosch 81
ArcGlobeArcScene
Going on withStandard Elements of GISystem
figuron ground level2D: 3D:
ButBut… … whatwhat aboutabout realisationrealisation in 3D?in 3D?
2007- 01- 24 Jarosch 82
Going on 2D?
2007- 01- 24 Jarosch 83
3D-block-modelling
2007- 01- 24 Jarosch 84
Animation
Sophienheim DRK-Kinderklinik
Marienkrankenhaus
15
2007- 01- 24 Jarosch 85
REAL ArcScene
=
P12-2
St. Marienkrankenhaus
2007- 01- 24 Jarosch 86
Hölderlinstrasse
2007- 01- 24 Jarosch 87
Beispiel:
Haardter Kirche
P07-1
lod2
2007- 01- 24 Jarosch 88
Löhrtor
2007- 01- 24 Jarosch 89
Neues Kino
2007- 01- 24 Jarosch 90
Wohin führt der Weg?
ArcGIS HydroSichtvon ESRI
SichteinesStudenten!
16
2007- 01- 24 Jarosch 91
Thesen …
+ GIS verstehen als Einheit von SW+HW+Daten+Mensch!
+ Spielen!+ Lust auf mehr …
- Spezielles Instrument- Spezielle Aktion- Detaillierte Anforderung
2007- 01- 24 Jarosch 92
Lichtblick: „GIS macht Schule“
ESRIhttp://ESRI- Germany.de/schule/
Bayern1996 in 11.Jahrgangsstufe zur Strukturanalyse einer Gemeinde + Aufnahme in Lehrpläne …
http://alp.dillingen.de/projekte/gis/
Literatur:arcaktuell ESRI 2‘2006 p.39→ internationaleProjekte
2007- 01- 24 Jarosch 93
Web-Mapping Dienste mit BildungscharakterUnterricht „multimedial“
http://www.webgis- schule.de(ESRI arcaktuell 3/2005: Bildung bestimmt unsere Zukunft, p. 17)
Diercke web-GIS http://www.diercke.de/webgis/webgis.htmlSachsen: http://gis.sn.schule.de
NASA Connexthttp://connect.larc.nasa.gov/programs/2003-2004/virtual_earth/activity.html
UNEP Geodatabase http://geodata.grid.unep.chUnited Nations Environment Program
ESRI GeographyNetwork http://geographynetwork.comNational Geographic MapMachine
http://plasma.nationalgeographic.com/mapmachine/Geodatenportal von Europa http://eu-geoportal.jrc.itNational Atlas der USA
http://nationalatlas.gov/natlas/natlasstart.asp
2007- 01- 24 Jarosch 94
Web-Mapping Dienste mit Bildungscharakter… und noch viel mehr …
New Training Option: (ESRI)Virtual Classroom(ArcUser January- March 2006, p.56)
Blick vom Mond zur Erdehttp://www.fourmilab.to/cgi- bin/uncgi/Earth/action?opt=- m
Google Earthhttp://earth.google.com
Ausgelernt? Gibt‘s nicht …Sinkende Halbwertszeit von Wissen!
2007- 01- 24 Jarosch 95
The end
Mit Dank für Ihre Aufmerksamkeit… und Ihre Geduld!
2007- 01- 24 Jarosch 96
Lust auf mehr?
17
2007- 01- 24 Jarosch 97
GITTA-Partner
2007- 01- 24 Jarosch 98
Fortbildungsseminare
Runder Tisch GIS e.V.TUM Technische Universität München12. Münchner Fortbildungsseminar Geoinformationssysteme 14.- 16.03.2007
5 Jahre: EG-WRRLEuropäische Wasserrahmenrichtlinie.Berufsbegleitender Fernstudienkurs – Zentrum für Fernstudien und universitäre Weiterbildung – Universität Koblenz- Landau: aktueller Stand der Umsetzung und wissenschaftliche Diskussion. VDV 3‘2006p.218
2007- 01- 24 Jarosch 99
Alternative Konzepte: Strategischer Plan, Studenten an GIS-Technologie heranzuführen! ArcUser „The GeoWeb“ Jan- March 2006, p.60ff.
Secrets to develop a GIS-Skilled Workforce:Innovative approach to teaching GIS at the United States Air Force Academy USAFA
Teamwork … unser Projekt!Sharing acquired capabilities … Schwerpunktthemen!Multidisciplinary curriculum … unsere Situation!!
„Why would a student ever want to take a GIS-Class“?1. secret: compelling answers to the question: why GIS!
2. secret: no individual university department has a monopoly on GIS information, expertise, and experience … you can choose to compete withone another or cooperate – we chose to cooperate!
Ziel im weiteren …
2007- 01- 24 Jarosch 100
Developing a GIS CurriculumArcUser Jul- Sep 2006 „Preparing the Geospatial Workforce“, p.10ff
NCGIANational Center for Geographic Information and Analysis
Core Curriculum, funded by the NSF National Science Fuondation
UCGISUniversity Consortium for Geographic Information Science
Model Curricula Project + Body of Knowledge BoK(BoK-document summer 2006)
Strawman Report 2003:BoK for definition of GI S&T domain (Geographic Information Science and Technology) , divided into 12 (10) Knowledge Areas(10) KAs → units (79) → topics (350)
2007- 01- 24 Jarosch 101
Developing a GIS CurriculumArcUser Jul- Sep 2006 „Preparing the Geospatial Workforce“, p.9
2007- 01- 24 Jarosch 102
Dateninfrastruktur
RHEINGIS (Geosystems)für geopgraphische Analysen und hydrologische Modellierung
rasterbasierter GIS-Datensatz, räumliche Auflösung von 500m, für 190000m² großes Einzugsgebiet des Rheins
18
2007- 01- 24 Jarosch 103
Geoportale
FORUM 4‘2006 p.497-499ÖBVI und GIS in Kommunen –Zur Mitwirkung von ÖbVI und Beratenden Ingenieuren beim Aufbau von Geoportalen, G.Kruse.→ Veredelung = Zusammenführung von Fachinformationen mit Geobasisinformationen→ heterogene Geofachdaten bearbeiten und vielen Anwendern nutzbar machen→ Geodatenserver der Wirtschaft – gefüllt mit Geofachdaten (Content-Providing) – vernetzt mit anderen Geodatenservern … als verteilte Daten und Dienste aus Wirtschaft und Verwaltung
2007- 01- 24 Jarosch 104
Die Welt im Umbruch
ZfV 5‘2006, p.292-298.Zum Wandel in der Zielsetzung geodätischer Forschung, H.Drewes.→ physikalische Modelle rücken in den Vordergrund→ Signale des Systems Erde mit geophysikalischer Ursache