Ergebnis der Übung #5: Flächenbilanzierung

Die vorliegende Aufgabenstellung sah dieses Mal vor, mit “Quantum GIS” für eine Auswahl an Bauwerken der TU Kaiserslautern eine Flächenbilanzierung nach Fachbereichen durchzuführen.

Zunächst wurde über die gängigen Abläufe ein Projekt mit dem Namen “Aufgabe 05″ angelegt, ferner mit Meter als Karteneinheit, und “Gauss-Kruger zone 2″ (ESPG 31466) als Koordinatenbezugssystem. In dieses Projekt konnte nun die mitgelieferte Shape-Datei “TU_KL.shp” importiert werden. Diese Shape-Datei enthielt Informationen über die Geometrien der Bauwerke, wie auch die Fachbereiche, welche dort untergebracht waren.

Ein Blick in die Attributtabelle legte jedoch ein Problem offen: Einige Fachbereiche waren dort namentlich mehrfach vertreten, was sich ungünstigerweise in einer Zerstreuung der Flächenberechnungen geäußert hätte. Das Geoprocessing Tool “Dissolve” schaffte hierbei Abhilfe: Stellte man hierbei “FB” als Dissolve field ein, so fasste dieses Tool alle sich überlappenden Fachbereichsnamen zu einem Eintrag zusammen. Die Gebäudegeometrien, welche zuvor diesen Namen zugeordnet waren, gruppierten sich dadurch, und schafften dadurch die korrekte Ausgangslage für die angedachte Flächenbilanzierung. Die neue Shape-Datei erhielt den Namen “TU_KL_dissolve.shp”, und wurde nach Generierung sofort ins Projekt importiert. Hier eine Vorher-Nachher-Gegenüberstellung:

Nun ging es an die eigentlich Flächenbilanzierung: Das zu diesem Zweck dienliche Tool nannte sich “Export/Add geometry columns”, zu finden bei den Geometry Tools. Die Handhabung gestaltete sich einfach: Lediglich der Input-Layer (hier: TU_KL_dissolve.shp) und der Name des neuen Layers (hier: TU_KL_Bilanzierung.shp) bedurfte eine Angabe. In der Attributtabelle tauchten daraufhin zwei neue Spalten auf: “Area” (Flächenausdehnung) und “Perimeter”.

Blieb nur noch das reichhaltige Datenmaterial auf eine CD zu brennen, und damit einen weiteren Beitrag zum schonenden Umgang mit den natürlichen Ressourcen zu leisten.

Gut schaff’!

Ergebnis der Übung #4: Geodatenverarbeitung

In dieser Aufgabe kam einmal mehr “Quantum GIS” zum Einsatz. Diesmal sah die Aufgabenstellung vor, verschiedene Darstellungsformen zweier Schutzgebiete in Bezug auf zwei bestimmte Landkreise zu erproben. Im Folgenden werden die Arbeitsschritte grob geschildert, und gegebenenfalls mit Bildern unterlegt:

Nachdem eine neue Projektdatei entsprechend den Vorgaben in der Aufgabenstellung erstellt wurde, wurden drei Vektorlayer mit je unterschiedlichen Datensätzen importiert, sortiert, und mit den Namen VSG_RLP, FFH_RLP, und LK_RLP versehen. Für Teilaufgabe 3.1 war nun gefordert, um die beiden Landkreise Birkenfeld und Bernkastel-Wittlich eine Landkreisgrenze zu ziehen. Um dies zu bewerkstelligen, wurde die Attributstabelle des Layers “LK_RLP” aufgerufen, die Landkreise alphabetisch sortiert, und dann händisch ausgewählt. Die ausgewählten Landkreise wurden jeweils als eigene Shape-Datei exportiert, und wiederum in das Projekt importiert (LK_BIR und LK_WIL). Von den “Geoprocessing Tools”, die das PlugIn “ftools” bereitstellt, kam nun das Feature “Buffers” zum einsatz: Damit die Grenzlinie in der Darstellung auch innerhalb der Landmasse blieb, musste ein negativer Wert (hier: -100) für die Ausdehnung der Grenzlinie gewählt werden. So wurde mit beiden Landkreis-Layern einzeln verfahren, und das Ergebnis nach gängiger Methode wieder als Shape-Datei exportiert und re-importiert (LK_BIR_Buffer-100 und LK_WIL_Buffer-100). Über das Werkzeug “Difference” aus den fTools wurde nun die Grenzlinie an sich erzeugt: Die originalen Landkreise (Input-Layer) wurden dabei mit ihren jeweiligen Buffer-Layern (Difference-Layer) überlagert; Das Feature ermittelte dann die Flächen, in welchen sich beide Layer unterschieden. Die Prozedur wurde mit beiden Landkreisen durchgeführt, und die so erzeugten Grenzlinien exportiert und re-importiert (LK_BIR_Buffer-100_rein / LK_WIL_Buffer-100_rein). Über “Union” wurden beide Layer zu einem vereinigt (LK_BIR_WIL), abermals exportiert und re-importiert, und mit der darstellungstypisch dunkelroten Einfärbung versehen. Bis auf das zuletzt generierte Layer wurden hiernach alle “Hilfslayer” aus der Legende entfernt, da sie keine Darstellerische Relevanz mehr hatten. Das Ergebnis äußerte sich wie folgt:

Die nächste Aufgabe fiel nicht ganz so komplex aus: In Aufgabe 3.2a sollten die Vogelschutzgebiete ausgewählt werden, die von beiden Landkreisen betroffen sind. Hierzu stellt fTools unter “Research Tools” das Werkzeug “select by location” zur Verfügung, mit dem auf dem Layer VSG_RLP (select features in) genau die Gesamtgebiete angewählt werden konnten, die die Landmasse der Landkreis-Layer überschneiden (LK_BIR ins Feld “intersect features” einsetzen”, anschließend Selbiges mit LK_WIL wiederholen, und mit “adding to current selection” zur Gesamtauswahl hinzufügen). Die Auswahl konnte nun erneut exportiert und re-importiert werden, und das entsprechende Layer anschließend den Namen VSG_BIR_WIL erhalten. Für die FFH-Gebiete im Rahmen von Aufgabe 3.2b galt genau die selbe Prozedur, weshalb auf eine Beschreibung an der Stelle verzichtet wird. Die jeweiligen Ergebnisse äußern sich wie folgt:

Aufgabe 3.3a stellte nun die Forderung, für die Vogelschutzgebiete nur die Teilgebiete darzustellen, welche sich innerhalb der Landmasse der beiden Landkreise befinden. Zur Bewältigung der Aufgabe kam das Werkzeug “clip” zum Einsatz: Das zuletzt generierte Layer VSG_BIR_WIL wurde als input layer eingesetzt, und das Landkreis-Layer LK_WIL als clip layer. Im Input-Layer wurden durch diesen Befehl nun entlang der Grenzlinien des Landkreises nun die Gebiete “abgeschnitten”. Dieser Prozess wurde für beide Landkreise wiederholt, und die beiden Einzellayer über “union” zu einem ganzen Layer zusammengefügt, der entsprechend der Vorgabe mit dem Namen VSG_BIR_WIL_clip versehen wurde. So sieht das Ergebnis aus:

Genau der selbe Ablauf wurde bei Teilaufgabe 3.3b mit den FFH-Gebieten angewandt. Hierbei hies das finale Layer FFH_BIR_WIL_clip, jedoch kam es zu Komplikationen bei der Anwendung des “union” Befehls, bei dem einige Informationen der FFH-Gebiete über dem Landkreis Birkenfeld leider verlorengingen. Mehrfache Anläufe hatten leider keinen wirklichen Erfolg, weshalb das Ergebnis unbefriedigend bleibt:

Teilaufgabe 3.4 forderte abermals eine Vereinigung der Layer, nämlich die soeben erzeugten Layer VSG_BIR_WIL_clip und FFH_BIR_WIL_clip. Abermals funktionierte der “union”-Befehl nicht korrekt, verursachte sogar vereinzelt Systeminstabilitäten, weshalb an der Stelle leider keine brauchbare Darstellung erzeugt werden konnte.

Aufgabe 4 wiederum bereitete weniger Probleme: Hierbei wurde eine Darstellung der Teilgebiete gefordert, auf Grundlage der Topografischen Karte 100, mit anschließendem Export über die “Schnelldruck”-Funktion. Hierzu wurden alle Layer deaktiviert, bis auf LK_BIR_WIL, VSG_BIR_WIL_clip und FFH_BIR_WIL_clip. Dann wurde die Topografische Karte 100 (tk100gl_rlp.tif) importiert, und auf der Legende nach unten verschoben. Über “Eigenschaften” wurde dann im Layer VSG_BIR_WIL_clip der Legendentyp “Eindeutiger Wert” ausgewählt, und anschließend eine Farblegende über “Klassifizieren” generiert (Klassifizierungsfeld: GEBIETSNUM); Genau das selbe Vorgehen wurde auf FHH_BIR_WIL_clip übertragen. Nach geringfügiger Modifizierung der Farblegende zur besseren Lesbarkeit wurde auf die Layerausdehnung von LK_BIR_WIL gezoomt, und über das simpel zu bedienende “Schnelldruck”-Feature eine Karte im A2-Format erzeugt, die am Ende folgendermaßen aussah:

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Gut schaff’!

Ergebnis der Übung #3: Manipulation von Geodaten und Sachdaten

Nach dem Start von Quantum GIS bestand der erste Arbeitsschritt in der Erstellung eines neuen Projekts, und dessen Benennung als “Aufgabe 03″. Anschließend wurde die Rasterkarte “TK25_6512_schw.tif” eingelesen, und über diese wiederum die Shape-Datei “TU_Kaiserslautern.shp” gelegt, welche jedoch noch keine Geometrien enthielt – diese zu ergänzen war zentraler Gegenstand dieser Aufgabe. Auf der Rasterkarte wurde nun das Universitätsgebiet ausfindig gemacht, und bildschirmfüllend aufgezoomt.

In der Legende wählte man nun den Vektorlayer an, und rief über die Schaltfläche “Bearbeitungsstatus umschalten” die Polygonwerkzeuge auf, um die nötigen Geometrien über der Rasterkarte zu ziehen. Nun wurden auf Grundlage des mitgelieferten Gebäudeplans “TU_Gebaeudeplan.pdf” nacheinander die Gebäude ausfindig gemacht, welche laut Aufgabenstellung zur Digitalisierung vorgesehen waren. Mittels des Werkzeugs “Polygon digitalisieren” wurden nun die Konturen der entsprechenden Gebäude (das konnten durchaus mehrere für einen Fachbereich sein) nachgefahren, und mit Rechtsklick bestätigt. Hierbei baute sich ein Fenster auf, welches zur Angabe von diversen Parametern aufforderte: Die Attributwerte “No.” und “FB” wurden entsprechend den Vorgaben des Gebäudeplans mit den Gebäudenummern und Fachbereichsnamen ausgefüllt.

Wenn alle Gebäude eines Fachbereichs digitalisiert waren, wurde der Bearbeitungsmodus erneut umgeschaltet, und die Speicherungsabfrage bestätigt – Für diesen Fachbereich legte das Programm dann eine eigene Klasse an, welche jedoch zunächst in der Legende nicht sichtbar war. Um das zu bewerkstelligen, wählte man in der Legende das Vektorlayer TU_Kaiserslautern an, und rief das Menü “Eigenschaften” auf. Unter “Darstellung” wählte man nun den Legendentyp “Eindeutiger Wert”, das Klassifizierungsfeld “FB”, und betätigte die Schaltfläche “Klassifizieren”. Eh voilá: Jeder Fachbereich bekam nun nun eine eigene Klasse zugeteilt, welche jeweils sämtliche Gebäude umfasste, die zuvor bei der Eingabe der Parameter mit dem selben Fachbereich benannt wurden. Diese Klassen konnten nun individuell eingefärbt werden, auch wenn das Programm die Klassen bereits mit zufälligen Farbwerten versehen hatte.

Zuletzt ging es daran, auch die Gebäudenummern darzustellen. Zu diesem Zweck wählte man die Schlatfläche “Beschriftungen” in den Layereigenschaften an, setzte ein Häkchen bei “Zeige Beschriftungen an”, und stellte das Beschreibungsfeld auf “NO” um. Eine passende Schriftwahl und leichte Umrandung der Schrift über “Puffer” gewährleistete akzeptable Lesbarkeit. Das Ergebnis kann im Folgenden eingesehen werden:

Die Aufgabe ließ sich relativ zügig bearbeiten. Die zugrunde liegende Rasterkarte krankte jedoch vereinzelt an Ungenauigkeiten – Gebäude Nr. 49 musste beispielsweise nach Augenmaß ergänzt werden, weil man dieses auf der Rasterkarte vergeblich suchte. Jedoch zeigte sich im Rahmen dieser Übung schon in Ansätzen, mit wie vielen Zusatzinformationen sich eine Rasterkarte über vektorielles Arbeiten anreichern lässt.

Gut schaff’!

Ergebnis der Übung #2: Kartenerstellung mit Quantum GIS

Das Ziel dieser Aufgabe bestand darin, auf Basis einer hochaufgelösten Rasterkarte mittels der Software “Quantum GIS” eine Karte zu erzeugen. Hier soll im Groben der Ablauf des Arbeitsprozesses erläutert werden:

Zunächst wurde mittels der Schaltfläche “Rasterlayer hinzufügen” die Rasterkarte importiert. Anschließend wurden nacheinander vier Vektorlayer mit jeweils verschienden Ordnungsgrößen und -merkmalen eingelesen (Hierbei musste allerdings jedes Mal die Projektionsmethode angepasst werden). Anschließend wurden sie in der Legende gemäß ihrer Ordnungsgrößen angeordnet, angefangen mit den Landkreisen, von dort an abwärts. Die Topografische Karte wurde an die Spitze gesetzt, und der Farbwert 0 (weiß) auf transparent geschaltet (Eigenschaften -> Transparenz -> ‘Ohne-Wert’-Wert).

Anschließend erhielten sämtliche Layer eigene Namen, gemäß ihrer beinhalteten Informationen. Dann ging es dazu über, für jedes Layer eine eigene Umrandungsfarbe und -dicke zu wählen, wobei sich eine harmonische Farbwahl nicht immer als einfach erwies. Bei den Naturschutzgebieten war zusätzlich eine diagonale Schraffur erforderlich (Eigenschaften -> Darstellung -> Stiloption).

Zuletzt wurden bei den Layern “Ortsgemeinden” und “Naturschutzgebiete” die Namen der Ordnungseinheiten zugeschaltet (Eigenschaften -> Beschriftungen -> X Zeige Beschriftungen an -> Beschreibungsfeld NAME/GEBIETSNAM), und wurden noch mit passenden Schriftgrößen und -farben versehen. Zwecks besserer Lesbarkeit wurde ferner eine weiße Umrandung zugeschaltet.

Für die Kartendarstellung wurden alle Layer aktiviert, die gesuchte Verbandsgemeinde (hier: Weilerbach) angewählt, und der Bildausschnitt über diese verschoben. Das Resultat des Kartenexports kann hier eingesehen werden:

Gut schaff’!

Ergebnis der Übung #1: GIS und Koordinatensysteme am Beispiel des Gauß-Krüger-Systems

Ein fröhliches Salute an alle Planer im neuen Semester. In der ersten GIS-Übung galt es, einen kleinen Katalog an Fragen zu beantworten. Hier ist das Ergebnis:

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1. Was ist ein Ellipsoid?

Ein Ellipsoid beruht auf der geometrischen Form der Ellipse, und kann als deren höherdimensionierte Darstellung im Dreidimensionalen Raum angesehen werden. Sein Erscheinungsbild kann demnach als gestrauchte oder gestreckte Kugel umrissen werden.

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2. Wie ist die Bezeichnung des Ellipsoids der beim GK-System verwendet wird?

In Deutschland wäre das überwiegend der “Bessel-Ellipsoid”, benannt nach Friedrich Wilhelm Bessel, der diesen Ellipsoid 1841 ableitete.

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3. Worin besteht der Unterschied zwischen geographischen und projizierten, kartesischen Koordinaten?

Geographische Koordinaten werden über ein geschlossenes Netz an Längengraden und Breitengraden über der Erdoberfläche bestimmt, welche in Bezug stehen zum Äquator und Nullmeridian.

Kartesische Koordinaten wiederum werden über die Werte zweier (ggf. dreier) zueinander orthogonal stehender Richtungsachsen bestimmt, welche den Punkt im Raum festlegen. Damit dieses Koordinatensystem auch auf die Erdoberfläche angewandt werden kann, muss diese zunächst mit den einschlägigen Projektionsverfahren verebnet werden. Dann erst kommen auch projizierte Koordinaten zum Tragen.

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4. Welche Projektionsart liegt dem Gauß-Krüger-System zu Grunde? (kurze Erläuterung)

Dem GK-System liegt die Anwendung der transversalen, konformen Zylinderprojektion (auch: Transversale Mercator-Projektion) zu grunde. Ihr Funktionsprinzip äußert sich wie folgt:

* Aufteilung des Erdgitternetzes in Meridianstreifen von je 3° Breite
* Ein Zylinder (Achse auf der Äquator-Ebene) wird um die Erde gelegt; Berührung entlang des Mittelmeridians
* Winkeltreue Abbildung der Meridianstreifen auf den Zylindermantel

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5. Welche Vorteile bietet ein kartesisches Koordinatensystem?

Zum einen ermöglicht es einfache Georeferenzierung über lineare Interpolation. Zum Anderen stehen mit diesem auch komplexe Methoden zur Flächenberechnung zur Verfügung, die sich z.B. bei der Errechnung der Landmasse bewähren.

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6. Um welche Einheiten handelt es sich bei GK-Koordinaten?

Es handelt sich um eine SI-Einheit (metrisches, dezimales Einheitensystem mit internationaler Gültigkeit), welches im Fall des GK-Systems Meter ausdrückt.

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7. Was versteht man in diesem Zusammenhang unter dem Begriff ‘Meridian’?

Ein Meridian stellt eine senkrecht zu den Breitenkreisen verlaufend Linie des geographischen Gradnetzes dar, die von Pol zu Pol verläuft. Da alle Punkte auf dem selben Meridian zeitgleich Mittagszeit haben, wird der Meridian alternativ auch als “Mittagslinie” betitelt.

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8. Warum werden im GK-System sog. Meridianstreifen verwendet?

Die traditionelle Mercator-Projektion krankte an einer überproportionalen Flächendarstellung der Polkappen, die auf starke Verzerrungen zurückging. Die transversale Mercator-Projektion schuf mit der Unterteilung des Gradnetzes in benachbarte Meridianstreifen ein Verfahren, mit dem die Verzerrungen beim Projektionsvorgang deutlich geringer gehalten werden konnten. Auch eine winkeltreue Abbildung wurde so möglich.

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9. Wie erkennt man die Kennziffer des verwendeten GK-Streifens an einer Koordinate?

Eine Koordinate setzt sich im GK-System aus einem sog. Rechtswert, und einem Hochwert zusammen (Der Rechtswert verläuft hierbei vom Ursprung aus postiv nach Osten). Üblicherweise wird die Kennziffer auf die siebte Vorkomma-Stelle gesetzt.

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10. Mit welcher Formel lässt sich einfachsten der Zentralmeridian eines beliebigen GK-Streifens
berechnen?

Sowohl für den westlichen als auch östlichen Verlauf vom Nullmeridian gibt es jeweils eine Formel zur Errechnung des Zentralmeridians:

Westliche Länge: ZM = ((30 – Zonennummer) * 6°) + 3°
Östliche Länge: ZM = ((Zonennummer – 30) * 6°) – 3°

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11. Übersetzen Sie die Begriffe ‚Easting’ und ‚Northing’ im aktuellen Kontext.

“Easting” bezeichnet nach gängiger Auslegung in der Geographie nichts Anderes als den Rechtswert, während “Northing” analog dazu den Hochwert bezeichnet.

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12. Was versteht man unter den Begriffen ‘False Easting’ und False Northing?

Das “False Northing” bezeichnet eine Konstante, die dem Rechtswert einen Offset von i.d.R. 500 000 Metern hinzuaddiert. Für das “False Northing” gilt das Gleiche, jedoch wird hier die Konstante nur auf der südlichen Hemisphäre erhoben. Hier beträgt diese 10 000 000 Meter.

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13. Werden ‘False Easting’ und ‘False Northing’ beim GK-System eingesetzt? (Warum bzw. warum
nicht?)

Das “False Easting” wird in der Tat eingesetzt: Dieser Offset soll dafür sorgen, dass innerhalb eines Meridianstreifens auch links vom Zentralmeridian die Rechtswerte positiv bleiben, damit in der entsprechenden Koordinate auch weiterhin die Streifennummer an der höchsten Stelle bestehen bleibt. Für die Hochwerte gibt es allerdings nichts dergleichen.

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14. Erläutern Sie kurz die Abkürzungen ‘OGC’, ‘SRS’ und ‘EPSG Code’.

OGC: Hinter dem Kürzel verbirgt sich das “Open Geospatial Consortium”, eine gemeinnützige Organisation, welche 1994 ins Leben gerufen wurde. Sie Verfolgt u.A. das Ziel einer weltweiten, raumbezogenen Informationsverarbeitung von Geodaten auf Basis allgemeingültiger Standards, und der Förderung ihrer internationalen Anwendbarkeit.

SRS: “Spatial Referenceing System”. Hierbei handelt es sich um ein koordinatenbasiertes lokales, regionales oder globales system zur Lokalisierung von geographischen Gesamtgebilden.

EPSG-Code: Hierbei handelt es sich um 4- bis 5-stellige Schlüsselnummern für Koordinatenreferenzsysteme, die weltweite Gültigkeit besitzen. Aufgebaut wurde dieses System von der “European Petroleum Survey Group Geodesy”.

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15. Welche ‘EPSG Codes’ werden in Deutschland (beim Einsatz des GK-Systems) verwendet?

In Deutschland kommen folgende EPSG-Codes zur Anwendung:

31466 für DHDN Zone 2
31467 für DHDN Zone 3
31468 für DHDN Zone 4
31469 für DHDN Zone 5

Gut schaff’!

Ergebnis der Übung #6: 3D Stadtmodell

Von hier aus ging es in die Übung 6 über, welche sich der Modellierungssoftware SketchUp widmete. Diese zeichnet sich aus durch gute Zugänglichkeit und erfreulich intuitive Bedienung, die jedoch manchmal durch ein mitunter überaktives Punktefangsystem in Fitzeleien ausartet. In diese Software wurde der Grundrissplan – welcher bereits im Layout zu Übung 5 Anwendung fand – eingeladen, und erhielt mit dem (häufig gebrauchten) Drücken/Ziehen-Befehl eine zusätzliche Höhendimension. Zur Wahrung der korrekten Größenverhältnisse bewährte es sich hierbei, den Fußgänger – der auf jeder neu erstellten Arbeitsfläche vorzufinden ist – als ungefähren Richtwert beizubehalten. An dieser Stelle teilte ich mit meiner Partnerin in dieser und der letzten Übung die Arbeit auf: Mir fiel die Nordseite des Klemmhofs zu, ihr die Südseite.

Auf diese flachen Fassaden wurden nun ihrer Position entsprechend die in Übung 5 erstellten Texturen aufgetragen (Schaltfläche „Materialien“ – „Material erstellen“ – „Nach Materialbilddatei suchen“ – Mit Farbeimer auftragen). Mit der rechten Maustaste lässt sich ein Kontextmenü aufrufen, an dessen Ende sich ein Befehl verbirgt, mit dem sich die Textur über „Pins“ an den Ecken der betreffenden Fläche fixieren lässt. Auch rotieren und verzerren lässt sie sich, so dass dem gewünschten Erfolg oft etwas Herumprobieren vorausgeht. Um eine bessere Plastizität der Fassadenoberfläche zu erreichen, wurde die Textur zugleich als Orientierung genutzt, um Ein- und Ausbuchtungen auf der Fassade zu betonen: So wurden mit dem Stift z.B. Fenster nachgefahren und über die Schaltfläche Drücken/Ziehen abgesenkt, während Vorsprünge herausgezogen wurden.

Die Gestaltung der Dächer geschah nach Augenmaß, weshalb dort schon in der Aufgabenstellung ein gewisser Abstraktionsgrad zugestanden wurde. Die Giebeldächer waren weniger problematisch: Eine Mittellinie auf der Oberseite des Baukörpers, an deren Anfang und ende wiederum zwei vertikale Konstruktionslinien genügte bereits, um ein passables Giebeldach zu konstruieren. Jedoch gab es auch Fälle (s.u.), in denen dies durch ungewöhnliche Dachformen nicht praktizierbar war. Insbesondere der unten gezeigte Fall erforderte eine Vielzahl an Arbeitsschritten, bis die sehr verwinkelte Bedachung annäherungsweise rekonstruiert war. Schließlich wurden die Dächer mit passenden Texturen überzogen (zum Teil eigens ergänzt).

An dieser Stelle fügte ich meinen Anteil mit dem zusammen, den meine Partnerin in der Zwischenzeit erarbeitet hatte. Hierzu importierte ich den Grundrissplan des Klemmhofs erneut, um eine Grundlage zur Orientierung zu haben, mit der ich den neu hinzugekommenen Anteil meiner Partnerin korrekt ausrichten konnte. Anschließend blendete ich vorübergehend beide Blöcke aus, und erstellte auf Grundlage des Grundrissplanes ein rudimentäres Wegenetz. Dieses wurde mit einer vorgegebenen Textur eines Kopfsteinpflasters versehen, und mit weiteren Vegetationselementen und Passanten angereichert, die sich jeweils lose an den Basisfotografien orientierten. Ferner wurden noch ästhetische Korrekturen vollzogen, wie beispielsweise das Ausblenden bzw. löschen von störenden Konstruktionslinien bei den Häuserfassaden.

Da das Soldatendenkmal als Modell zu rekonstruieren wohl zu schwierig und zeitaufwändig geworden wäre, schlug ich stattdessen einen anderen Weg ein: Ich schnitt aus einem Basisfoto den Reiter mit seinem Pferd aus, lud ihn in PhotoShop, und bereinigte diesen Ausschnitt von allen Störelementen, bis der Reiter nur noch von weiß umgeben war. Anschließend exportierte ich das Bild mit dem Farbton weiß als volltransparenten Farbwert, und importierte dieses wiederum in SketchUp, wo es vom Start weg auf einer frei verschieb- und verzerrbaren Ebene abgebildet wurde. Dieses montierte ich auf dem zuvor konstruierten Sockel:

Nun wurde es an der Zeit, die Realität mit dem virtuellen Pendant zu vergleichen: Aus dem Fundus an Basisfotografien wurden einige günstige Winkel ausgesucht, das Blickfeld im Modell entsprechend platziert, und die Darstellung als Bilddatei exportiert. Dieser Schritt wurde fünfmal wiederholt, die reale Fotografie und 3D-modelliertes Abbild paarweise auf einem Planlayout angeordnet. Abgerundet wurde die Darstellung durch eine Großaufnahme, die den rekonstruierten Klemmhof aus erhöhtem Blickwinkel zeigt. Das unten abgebildete Layout (hier zusätzlich als PDF: Klicken zum Downloaden) wurde dann auch letztlich als geplotteter Plan eingereicht, nebst einer komplementären CD.

Zum Abschluss sei zu sagen, dass die Übung – so frustrierend und zeitraubend manche Arbeitsschritte auch gewesen sein mögen – sich durchaus auch mit gewisser Kurzweil bearbeiten ließ. Besonders SketchUp überraschte mit einer einfachen Benutzerführung, die im Vergleich zu Monstrositäten wie AutoCAD geradezu schlicht daherkommt, und sich bei der Auswahl der Werkzeuge auf Wesentliches beschränkt. Dennoch ließen sich damit bereits nach kurzer Einarbeitungszeit ansprechende Ergebnisse erzielen, weshalb sich dieses Programm insbesondere für schnelle Entwurfsarbeiten eignen düfte. Die massiven Retuscharbeiten stellten wohl den unangenehmsten Teil der Arbeit dar – insbesondere Geäst vor Fensterglas erwies sich als echtes Problem. Die Modellierung hingegen war sehr motivierend, zumal hierzu die Abgabefrist recht human ausgelegt wurde. Insgesamt also eine Übung, von deren Sorte es ruhig noch mehr geben darf.

Gut schaff’!

Ergebnis der Übung #5: Bestandsaufnahme und Fassadenentzerrung

Zwischen den Übungen 5 und 6 bestand ein fließender Übergang, da sie beide Techniken beinhalteten, die aufeinander aufbauten: Übung 5 legte den Fokus auf die Erstellung von Texturen mithilfe von PhotoShop, während Übung 6 die Technik der 3D-Modellierung mittels SketchUp vermittelte. Die Ergebnisse beider Arbeiten wurden schließlich zusammengeführt, indem die erstellten 3D-Modelle der Häuserfassaden mit den zuvor generierten Texturen versehen wurden, um so ein möglichst wirklichkeitsgetreues Abbild eines innerstädtischen Platzes zu erzielen. Der Arbeitsaufwand war bei diesen beiden Übungen – insbesondere der sechsten – klar am höchsten, da ein sehr hohes Maß an Feinarbeit gefordert war.

So sah das Endergebnis letztendlich aus. Im Folgenden sollen die einzelnen Schritte erläutert werden, die zu diesem Ergebnis führten: Im Rahmen von Übung 5 war zunächst gefordert, einen bestimmten Platz in Neustadt (in diesem Fall Klemmhof / Kriegerdenkmal) aufzusuchen und die prägenden Fassaden fotografisch (digital) festzuhalten. Die erzielten Aufnahmen sollten dann in den Rechner übertragen und in PhotoShop von störenden Bildelementen bereinigt werden. Diese Aufgabe stellte sich als problematischer dar als zunächst angenommen, da der Retuscheaufwand zum Teil erheblich war: Zahlreiche Weihnachtsdekorationen, Passanten, Bäume u.Ä. mussten mit den einschlägigen Techniken (Kopierstempel, Copy & Paste, ect.) entfernt werden, um freie Sicht auf die Fassade zu erhalten, wo dies in der Realität nicht möglich war. Hier ein Beispiel zum Ausmaß der nötigen Arbeiten:

Insgesamt dreizehn Fotografien mussten auf diese Weise bereinigt werden. Im Anschluss daran wurde die Gebäudefassade mit dem Freistellungswerkzeug eingefasst, die Schaltfläche „perspektivisches Arbeiten“ aktiviert, und mit einem Doppelklick in eine mehr oder minder überzeugende Frontalansicht gebracht. Häufig handelte es sich jedoch um komplexe Fassaden, bei denen es vonnöten war, den Entzerrungsvorgang mehrfach zu staffeln, und die Textur aus vielen Einzelelementen zusammenzuführen. Hier ein Beispiel, welches sich als besonders strapaziös zu bearbeitend erwies:

Die auf diese Weise entzerrten Fassaden wurden paarweise mit der originalen Fotografie (bzw. einer von mehreren) um einen Grundrissplan des Klemmhofs auf einem Planlayout angeordnet, gemäß der fotografierten Reihenfolge durchnummeriert, und auch entsprechend auf dem Grundrissplan lokalisiert. Dieses Layout wurde geplottet, und als Teilleistung für Übung 5 schließlich eingereicht. Zuzüglich wurden die für die Arbeit ausgewählten Originalfotografien und die aus diesen generierten Texturen auf jeweils separaten Ordnern abgelegt, mit dem Layout als PDF auf CD gebrannt, und inklusive Faltblatt eingereicht. Da die entsprechende PDF-Datei sehr groß geraten ist, und leider ein Trojaner meine Arbeitsdatei zerstörte, muss ich an der Stelle auf die Präsentation des fertigen Planlayouts verzichten.

Weiter geht es im nächsten Eintrag.

Ergebnis der Übung #4: Planerstellung mit AutoCAD

Für diese Übung war vorgesehen, einen zuvor für die Übungsreihe “Planungs- und Entwurfsmethoden” entstandenen Bebauungsvorschlag als AutoCAD-Zeichnung umzusetzen, und beide Varianten auf einem Plan zusammenzustellen. Anbei die vorläufigen Ergebnisse:

Hier der Scan der originalen händischen Zeichnung, allerdings ohne Kolorierung:

Handzeichnung des Bebauungsvorschlags

Nach dem Einscannen wurde die Bilddatei der händischen Zeichnung in AutoCAD eingelesen, und diente dort als Basis für die weitergehende Strichführung. Bei der Gelegenheit bügelte ich auch einige kleinere zeichnerische Unzulänglichkeiten bei der händischen Strichführung aus. Das Ergebnis fiel folgendermaßen aus:

Umsetzung des Bebauungsvorschlags mittels AutoCAD

Beide Varianten wurden dann auf einem Plan im DIN-A2-Format zusammenmontiert, die CAD-Variante zuzüglich mit Farblegende ausgestattet, und zuzüglich durch einige Stichpunkte über die Eigenarten der jeweiligen Arbeitsmethoden ergänzt. Das Endergebnis, welches schließlich gedruckt wurde, sah schließlich so aus: Klicken zum Downloaden

Wie schon dem Plan zu entnehmen, bergen beide Gestaltungsarten ihre Stärken und Tücken. Die Methode über AutoCAD punktet eindeutig im Bereich der Präzision, da sich Bemaßung, Winkel und quasi alle erdenklichen geometrischen Größen durch den Softwareeinsatz beliebig genau angeben lassen. Dafür steht eine Vielzahl an flexiblen Werkzeugen zur Auswahl, und durch die Speicherungsmöglichkeit sowie der Undo-Funktion kann man dem Risiko des Arbeitsverlusts entgegenwirken. Zudem lässt sich das Format und der Maßstab der Zeichnung nachträglich anpassen. Dem gegenüber stehen leider eine wirklich immense Komplexität des Softwarepakets, was selbst für einfachste Operationen eine lange Einarbeitungsphase unumgänglich macht. Nicht gerade erleichtert wird der Einstieg durch die etwas konfus anmutende Anordnung der Bedienelemente, welche insbesondere daran krankt, dass manche Icons sich ziemlich ähnlich sehen (z.B. Polylinie und Bogen), und besonders essenzielle Funktionen (wie die Basisgeometrien) gegenüber den “fortgeschrittenen” Funktionen nicht besonders hervorgehoben werden. Die für den Einstieg besonders relevanten Funktionen versinken damit schnell im allgemeinen Wust an Icons, und erschweren nach meinem Empfinden den Zugang zu der Software unnötig. Gewöhnungsbedürftig ist bei vielen Operationen auch der eigenartige Hybrid aus Mausbefehlen und Tastatureingaben. Insgesamt empfand ich die Arbeit mit AutoCAD durch die vielen Inkonsistenzen in der Benutzerführung als äußerst problematisch.

In Sachen Zugänglichkeit schneidet die händische Zeichenmethode besser ab, da man hier vorneweg einen übersichtlicheren Fundus an Zeichenwerkzeugen zur Auswahl hat, deren Funktionalität in erster Linie nur durch das eigene Fingerspitzengefühl begrenzt wird. Der Zeitabstand zwischen Idee und Konzipierung kann dabei deutlich geringer ausfallen, als dies mit Softwarelösungen der Fall ist, und auch die Unabhängigkeit von Hard- und Software (jeweils potentielle Fehlerquellen) schlägt auf der Haben-Seite zu buche. Wer im händischen Zeichnen geübt ist, der wird auch Wege finden, seine eigene Handschrift in die Pläne einfließen zu lassen – ein Winkelzug, der bei standardisierten Zeichnungen über Software zwangsläufig verlorengeht. Leider stehen diesen Vorteilen auch beträchtliche Nachteile gegenüber, allem voran die Fehlerkorrektur: Es gibt sie schlichtweg nicht. Wenn der Tuschestift verläuft, oder durch sonstige äußere Einwirkungen ein Strich danebengeht, kann dies schlimmstenfalls den Verlust einer stundenlangen Arbeit zur Folge haben, wenn das Radiermesser nicht mehr helfen sollte. Ferner lassen sich mit händischer Strichführung keine derart minutiösen Präzisionsarbeiten verrichten, wie dies bei AutoCAD der Fall ist, wo man selbst mit unruhigen Händen über Zahleneingaben sehr exakte Arbeiten verrichten kann.

Unterm Strich bleibt festzuhalten, dass rein technisch gesehen die CAD-gestützte Zeichenmethode wohl deutlich exakter arbeitet, als es mit der händischen möglich wäre. Jedoch kann es sich als vielversprechend erweisen, die händische Methode als vorstufe zur CAD-Umsetzung zu betreiben, da sich mit ihr spontane Anflüge von Kreativität viel schneller umsetzen lassen, und so am Ende eventuell zu einem durchdachteren Endergebnis führen können. Händische Zeichnungen werden daher nach meinem Empfinden auch im digitalen Zeitalter keine verschwendete Zeit bleiben.

Gut schaff’!

Ergebnis der Übung #3: Fotocollage

Im Folgenden sollen nun die Arbeitsschritte dokumentiert werden, die zum Endergebnis führten:

Zunächst betrachtete ich mir nochmals meine erste Übungsleistung aus P+E, welche ich als eine Art Mind-Map strukturiert hatte, und überlegte mir eine sinnvolle Umsetzung in Collagenform. Dabei hielt ich potentielle Motive zum Abfotografieren fest, und skizzierte händisch die angedachte Bildkomposition.

Beispielskizze

Diese kruden Skizzen erwiesen sich beim Fotographieren als überaus nützlich, da es mir somit vorneweg möglich war, die Motive aus einem möglichst günstigen Winkel zu fotografieren, und so den Aufwand der perspektivischen Entzerrungsvorgänge gering zu halten.

Die digital fotografierten Motive wurden in den Rechner übertragen, und in Photoshop nach und nach einer eigenen Zeichenebene (“Layer”) übertragen. Etwas umständlich gestaltete sich dabei die Notwendigkeit, jedes neu geöffnete Bild von einem Fenster ins andere ziehen zu müssen. Die Bilder wurden dann von störenden Elementen bereinigt. Hierbei kamen mehrere Werkzeuge zum Einsatz: Der sog. “Zauberstab” leistete gute Dienste beim Entfernen des Himmels, der Wolkendecken und generell bei eher homogenen Farbverläufen. Zurückbleibende Störelemente (z.B. Geäst) entfernte ich mittels Polygon-Lasso, welcher sich besonders gut zum Arbeiten entlang der Fassaden eignete. Details wie übriggebliebene, weiße Konturlinien entfernte ich mit dem Radiergummi in geringer Pinselstärke.

Um einzelne Bildelemente innerhalb erwünschter Bildbereiche zu entfernen, kam der Kopierstempel zum Einsatz, jedoch erwies er sich auch als nützlich, um Straßenzüge zu erweitern, die auf der Fotografie zu kurz für die Collage geraten waren, wenngleich die Ergebnisse nicht immer voll zufriedenstellend ausfielen. In geübter Hand dürfte der Kopierstempel jedoch eines der mächtigsten Einzelwerkzeuge in der Werkzeugpalette von Photoshop darstellen.

Einzelbetrachtung

Die eingangs beschriebenen Werkzeuge kamen in beiden Collagen zum Einsatz, jedoch erforderten beide auch das eine oder andere speziellere Vorgehen:

Speyer aus objektiver Sicht

Hier sehen wir die Collage über Speyer aus objektiver Sichtweise – das Motiv, welches ich auch für die Postkarte auswählte. Der dargestellte Gegensatz zwischen Kultur und Konsum entstand dabei eher zufällig, und war mehr durch die bei der Abfotografie vorherrschenden Lichtverhältnisse bedingt. Bei der Arbeit merkte ich jedoch, dass es durchaus vielversprechend sei, diesen Kontrast weiter zu verstärken, also veränderte ich durch Kopiervorgänge die Wolkendecke, so dass sie über den Kaufhäusern und den Industrieanlagen einen “unwirtlicheren” Eindruck erwecken. Die dabei entstehenden Kanten ließen sich mit dem Wischfinger sehr gut ausglätten. Mit dem Abwedler hellte ich mehrere Bildbereiche des Doms auf, bei den Kaufhäusern und Industrieanlagen wiederum schwächte ich helle Flächen mit dem Nachbelichter etwas ab. Den unterschiedlichen Bodenbelag der Einrichtungen habe ich teils durch Copy+Paste, teils durch den Kopierstempel fast durchgehend auf Kopfsteinpflaster getrimmt. Auch den Straßenzug zum Dom hin habe ich mit dem Kopierstempel nach unten erweitert, mit eher durchwachsenem Ergebnis. Jedes auf der Collage dargestellte Gebäude erhielt ein eigenes Layer, daher war nach hinten hin schwächere Beleuchtung über Filter realisierbar.

Speyer aus subjektiver Sicht

Die Collage über Speyer aus subjektiver Sichtweise stellt individuelle soziale und kulturelle Zentren in dieser Stadt dar. Im Vordergrund ist der Postplatz zu sehen (häufig frequentierter Platz für abendliche Verabredungen), welcher jedoch einen Kahlschlag der momentan dort aufgestellten Tannenbäume über sich ergehen lassen musste – auch hier mit dem Kopierstempel. Rechts wird der Platz vom omnipräsenten Speyerer Dom flankiert, links ist das Altpörtel mit dem jährlichen Weihnachtsmarkt abgebildet. Im Hintergrund sollte eigentlich noch die Straße zu meinem Arbeitsplatz abgebildet werden, doch da sie sich nicht perspektivisch sinnvoll darstellen ließ, verwarf ich dies wieder. Etwas links neben dem Zentrum, im Zuge der Collage ausnahmsweise einmal fernab der Speyerer Altstadt, steht unser Haus, dessen zuvor aus der Schräge abfotografierte Fassade mit Verzerrung in eine Frontansicht gebracht wurde. Mit Verzerrung wurden auch wieder die Wege und die Straße nach rechts hin erweitert – mit deutlich besserem Ergebnis, als zuvor mit dem Kopierstempel. Zugunsten einer wärmeren Farbgebung haben einige Bildelemente einen etwas gelblicheren Farbton erhalten.

Unterm Strich bleibt festzuhalten, dass die Arbeit mit Photoshop sehr angenehm ausgefallen ist, was besonders an dem sehr leicht zu handhabenden Layer-System liegt, welches eine sehr komplexe Staffelung der Arbeit ermöglicht. Selbst mit den beschriebenen Funktionen ließen sich recht ansprechende Ergebnisse erzeugen, obwohl sie nur einen verschwindend geringen Teil der gesamten Funktionsvielfalt des Programms einnehmen. Etwas eigenartig mutete neben dem etwas umständlichen Import von neuen Bildern auch die “Undo”-Funktion an, welche unverständlicherweise in zwei Befehle unterteilt wurde, und mit einer drei-Tasten-Kombination aufgerufen werden muss, was nicht unbedingt flüssig von der Hand geht. Ansonsten kann schon nach kurzer Eingewöhnungszeit mit gutem Workflow seine Arbeiten mit Photoshop verrichten.

Zum Abschluss hier noch der Bericht als Word-Dokument.

Gut schaff’!

Ergebnis der Übung #2: Planlayout

Update: Der Plan wurde aktualisiert, und ist um eine Anzahl an Mängeln bereinigt worden, die zuvor der Testierung im Wege standen. Die gravierendsten Mängel bestanden in dem Fehlen der Überschrift, welches Planungsgebiet auf den Plänen dargestellt wird, und auch der Teilüberschriften über den beiden Einzelplänen. Weitere Änderungen konzentrierten sich vorwiegend auf eher kosmetische Details, wie z.B. die Einrückung und Verkleinerung des Nordpfeils, oder die Verringerung der Linienstärke um die Legendenkästchen.

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Auf zwei vorgegebenen Stadtplänen war es das Ziel, durch Nachfahren und Einfärben der ausgewiesenen Flächen ein Planlayout zu erstellen, und dieses sowohl in digitaler Form als auch in ausgedruckter Form abzuliefern. Hier der Plan in digitaler Form, exportiert in das PNG-Format:

Klicken zum Vergrößern

Bearbeitet wurde die Aufgabe von mir und Cedric Néré. Auch wenn die Aufgabe aus technischer Sicht nicht allzu anspruchsvoll war, erwies sich die Suche nach einem geeigneten Plan- und Farblayout jedoch als ungeahnt trickreich. Die Bedienung von CorelDraw erwies sich hingegen weitgehend als intuitiv beherrschbar. Wir hoffen jedoch, dass wir die Kurve letztlich ganz gut gekriegt haben.

Gut schaff’!