Weiterbildungsmodule GIS

Modellbasierter Datenaustausch und Strukturumbau mit INTERLIS

Kursleitung: Claude Eisenhut, Eisenhut Informatik AG, Mail: , Oliver Grimm (Geowerkstatt) und Maja Krummenacher

Datum: 10.- – 12. März 2025, HIL B 8.1 (Montag/Dienstag 8.45 bis 16.45 Uhr, Mittwoch 8.45 bis 12.15 Uhr)

Modulbeschrieb: Grundlagen, Werkzeuge und deren praktischer Einsatz zur Realisierung und Nutzung der im Aufbau befindlichen Geodaten-Infrastruktur (GDI) sind Thema dieses Moduls. Vernetzung von Geodatenbereitstellung und Geodatennutzung steht heute im Vordergrund. Denn der Aufwand für Erfassung und Aktualisierung der Geodaten ist sehr gross und er darf nicht mehrfach parallel erfolgen für dieselben Geodaten. Voraussetzung für eine effiziente Vernetzung ist der einfache, fehlerfreie und verlustfreie Transfer von Geodaten als Web-Dienst, sei es als File oder im Direktzugriff. Praktisches und nachhaltiges Werkzeug für diese Aufgabe ist das systemunabhängige modellbasierte Vorgehen. Es besteht darin, dass man den Kern der Anwendung, die Geodaten, auf konzeptioneller Ebene unabhängig von bestimmten Transferformaten und Systemeigenheiten exakt beschreibt durch ein Datenmodell.

Ziele: Die Modulteilnehmenden …

• kennen die Grundsätze des Modellierens
  
• haben die Elemente der Modellierungssprache-UML aufgefrischt und INTERLIS 2 gründlich kennengelernt
  
• haben praktisch mit UML und INTERLIS2 proprietäre Datenstrukturen modelliert
  
• wissen, warum und wie Umformatierung und Strukturumbau zu trennen sind
• kennen Umformatierungs-Grundsätze, -Software und –Werkzeuge
  
• lernen, wie der Strukturumbau auf Modellebene systemunabhängig definiert werden kann, und wie diese Umbaudefinition automatisch auf Datenebene durchgeführt wird
  
• haben alle Schritte des modellbasierten Datentransfers mit Strukturumbau praktisch mit Hilfe der Software-Werkzeuge ausgeführt (UML/INTERLIS Editor, INTERLIS Compiler, jEdit, INTERLIS Checker, ilivalidator, awk, XSLT, FME)
  
• kennen weitere systemunabhängige modellbasierte Dienste wie automatische Herleitung verschiedener Transferformate, Konfiguration von GIS, automatische Geodatenprüfung (auch der Geometrie), nachhaltige Datensicherung
  
• kennen die Einordnung des modellbasierten Vorgehens mit UML und INTERLIS in die aktuellen internationalen Entwicklungen bei ISO (TC 211) / CEN (TC 287) / OGC / INSPIRE
  

Geoprozessierung mit Python: Einführung in die Skriptsprache und Geodatenverarbeitung mit ArcPy

Kursleitung: Andri Baltensweiler, Mail:

Datum: 3. – 5. März 2025, HIL B 18.1 (Montag/Dienstag 8.45 bis 16.45 Uhr, Mittwoch 8.45 bis 12.15 Uhr)

Modulbeschrieb: Das Modul gibt eine Einführung in die Syntax und die wichtigsten Konzepte von Python. Dies bildet die Grundlage, um anschliessend GIS-Prozesse in ArcGIS Pro zu automatisieren und räumliche Analysen und dynamische Modelle zu implementieren.

Python Grundlagen:
• Syntax, Variablen und Operatoren
• Kontrollstrukturen: Bedingungen und Schleifen
• Datentypen und Funktionen

Einführung in Arcpy:
• Funktionen und Klassen für die automatisierte Bearbeitung von Vektordaten
• Beschreiben und Auflisten von Objekten für das Datenmanagement
• Programmierung dynamischer Geoprocessing-Skripte
• Vektorgeometrien lesen und schreiben
• Funktionen zur Analyse von Rasterdaten
• Überblick über Open-Source-Bibliotheken zur Datenanalyse (Numpy, Scipy, Seaborn)

Geodatenmanagement mit PostgreSQL und PostGIS

Kursleitung: Dr. Andreas Neumann (Mail: ) und Marc Folini (), IKG ETH Zürich

Datum: 5. – 7. März 2025, HIL G 21 (Mittwoch 13.15 bis 16.45 Uhr, Donnerstag/Freitag 8.45 bis 16.45 Uhr)

Modulbeschrieb: Der Kurs bietet eine Einführung in das führende Open Source Datenbanksystem PostgreSQL mit der dazugehörigen räumlichen Erweiterung PostGIS.

Inhalt:

• Geodatenmodellierung: Datenbankobjekte, Relationen, Constraints, etc.
• Datenbankadministration: einlesen und exportieren von Daten, Backup und Wiederherstellung
• Vektoranalysen: räumliche Operatoren und Funktionen
• Projektionen und Transformationen
• Trigger und Funktionen
• Rasteranalysen, gemischte Vektor-/ Rasterfunktionen
• Beispiele aus der GIS-Praxis
  

Geodatenanalyse und -verarbeitung mit Python und Opensource-Bibliotheken           

Kursleitung: Prof. Hans-Jörg Stark (Mail: )

Datum: 12. – 14. März 2025, HIL G 21 (Mittwoch 13.15 bis 16.45 Uhr, Donnerstag/Freitag 8.45 bis 16.45 Uhr)

Modulbeschrieb: Dieses Modul zeigt die Möglichkeiten auf, wie mit Opensource Komponenten (z.B. GDAL/OGR, Shapely u.a.m.) Geodaten analysiert, prozessiert und visualisiert werden können. Dabei wird erläutert, wie die Geodaten eingelesen und hinsichtlich unterschiedlicher Merkmale untersucht werden. Es werden sowohl Ansätze für Vektor- als auch Rasterdaten behandelt, wobei der Schwerpunkt auf Vektordaten liegt. Ebenso wird im Kurs vermittelt, wie Geodaten erstellt oder von existierenden abgeleitet werden können. Ergänzt wird der Inhalt durch die Anbindung von Geodaten, welche in einer Datenbank (PostgreSQL/PostGIS) vorliegen und der Vermittlung, wie Geowebdienste mit Python angesprochen werden können. Grundkenntnisse von Python sind empfohlen.

Geodatenverarbeitung mit KI-Werkzeugen – eine Übersicht

Kursleitung: Dr. Manfred Loidold (Mail: ), Dr. Joachim Steinwendner, MSc (Mail: ) und Dr. Thomas Strösslin (Mail: )

Datum: 24. – 26. März 2025, HIL G21(Montag/Dienstag 8.45 bis 16.45 Uhr, Mittwoch 8.45 bis 12.15 Uhr)

Modulbeschrieb: Dieses Modul bietet eine übersichtliche Einführung in die Geodatenverarbeitung mithilfe moderner KI-Werkzeuge. Teilnehmer:innen lernen die Beschaffung, Speicherung und Aufbereitung von Geodaten (Linked Open Data, NoSQL-DB, Google Earth, SwissTopo, …), verstehen den Ablauf von KI-Projekten im Geobereich (Trainingsdaten, Foundation Models, Machine Learning, Neuronale Netze, Evaluierung ...) und erkennen die Besonderheiten und Herausforderungen bei der Arbeit mit räumlichen Daten (3D-Daten, Graphen, …). Durch praktische Beispiele und Übungen wird das theoretische Wissen vertieft und auf reale Anwendungsfälle übertragen.

Ziele: Die Modulteilnehmenden

•  ... kennen die verschiedenen Quellen und Methoden zur Beschaffung von Geodaten. 
• ... können Geodaten aufbereiten und für die Anwendung in KI-Projekten vorbereiten.
• ... kennen den Ablauf und die Phasen eines KI-Projekts im Geobereich, von der Datensammlung bis zur Implementierung.
• ... können die Besonderheiten und Herausforderungen bei der Verarbeitung und Analyse von Geodaten identifizieren.
• ... kennen die gängigen KI-Werkzeuge und -Techniken, die in der Geodatenverarbeitung eingesetzt werden.
• ... können für praktische Beispiele und Anwendungsfälle die passenden KI-Werkzeuge identifizieren.
   

3D-GIS mit ArcGIS: 3D-Inhalte erstellen, analysieren und teilen

Kursleitung: Stefan Graf (Mail: )

Datum: 17. – 19. März 2025, HIL G21 (Montag/Dienstag 8.45 bis 16.45 Uhr, Mittwoch 8.45 bis 12.15 Uhr)

Modulbeschrieb:

Ein digital Twin von Zürich in zwei Tagen erstellen? Das eigene Projekt (BIM, Pläne, verschiedenste Geodaten) in diesem Twin visualisieren?

In der heutigen digitalen Welt sind 3D-Geoinformationen unerlässlich für die intuitive Kommunikation und Entscheidungsfindung in verschiedensten Anwendungsbereichen, von der Stadtplanung bis zur Naturgefahrenanalyse. Dieser 2.5-tägige Kurs bietet eine umfassende Einführung in die Erstellung, Analyse und Veröffentlichung von 3D-GIS-Inhalten mit ArcGIS. Die Teilnehmenden lernen, wie sie 3D-Szenen in ArcGIS Pro erstellen und komplexe 3D-Analysen sowohl interaktiv als auch mittels Geoprocessing-Werkzeuge durchführen können (Möglichkeit der Nutzung von ArcPy aufbauend zu Kursmodul 2).
Darüber hinaus wird gezeigt, wie 2D- und 3D-Inhalte nach ArcGIS Online veröffentlicht und dort in Webszenen und -anwendungen integriert werden können. Die Kursteilnehmenden lernen, wie sie eigene 3D-Layer mit weiteren 2D-Datenquellen kombinieren und zusätzliche Geodienste integrieren können, um informative und interaktive 3D-Webapplikationen oder Smartphone-AR-Szenen zu erstellen. Diese lassen sich dann mit wenigen Klicks einem breiten Publikum zugänglich machen.

Inhalt:

• 3D-Fähigkeiten der ArcGIS Platform mit Fokus auf ArcGIS Pro und ArcGIS Online
• Geodatenquellen und -typen für 3D-Szenen
• 3D-Visualisierung und -Animation in ArcGIS Pro
• 3D-GIS-Analysen: Schatten und Sichtbarkeit
• 3D-Inhalte in ArcGIS Pro für die Veröffentlichung als Webszene vorbereiten
• Veröffentlichen und Freigeben von 3D Szenen und Daten in der Cloud.
  
• Erstellen von 3D-Webszenen, AR Szenen und Webapplikationen mit wenigen Klicks.
• Anwendungsbereiche von 3D-GIS kennenlernen

Aufbau:

1.5 Tage Übungen und Theorie, 1 Tag ein eigenes Projekt umsetzen mit eigenen Daten + Überraschungsgast mit Vortrag aus der Praxis: «Automatisierte Erstellung eines digitalen Stadtzwillings».  

Rechtliche Aspekte von Geoinformation am Beispiel des Projekts Verkehrsnetz Schweiz

Kursleitung:  Dr. iur. Meinrad Huser, Mail: und Stefan Zingg, Swisstopo

Datum: 19. – 21. März 2025 (Mittwoch 13.15 bis 16.45 Uhr, Donnerstag/Freitag 8.45 bis 16.45 Uhr)

Modulbeschrieb: Geoinformationssysteme, wie etwa das Verkehrsnetz Schweiz (VnCH) sind Teil der staatlichen Aufgabenerfüllung und dienen der Bevölkerung. Dank der strukturierten Infrastrukturdaten sollen Verbindungen im öffentlichen Verkehr effizienter, schneller und präziser genutzt werden können. Geoinformationssysteme sind in jedem Fall auf umfassende Geodaten, aber auch auf verknüpfte Daten und auf Inhalte weiterer Informationssysteme angewiesen. Unterschiedliche Quellen des Bundes, der Kantone oder der Gemeinden liefern die Grundlagen. Auch private Transportunternehmen erfassen oder besitzen Daten, die für ein gesamtschweizerisches Geoinformationssystem von Bedeutung sind.

Geoinformationssysteme gehören zur Dienstleistungsverwaltung und unterstehen unterschiedlichen Gesetzen. Die staatliche Aufgabenteilung und die notwendige Zusammenarbeit mit Privaten sind in allgemeiner Weise geregelt und insoweit auf Geoinformationssysteme direkt anwendbar; Lücken, insbesondere in der Verfügungsmacht einzelner Daten, sind im Sachgesetz zu regeln oder im Einzelfall zu füllen. Aus raumwirksamen Sachgesetzen sind spezifische Rahmenbedingungen für das Erstellen und Betreiben von Informationssysteme zu beachten. Dem Prinzip der Öffentlichkeit stehen Schutzinteressen entgegen. Beim Erstellen und Betreiben des Verkehrsnetz Schweiz sind alle Rechtsbereiche der verschiedenen staatlichen Stufen betroffen. Es muss so aufgebaut werden, dass es der Allgemeinheit und den staatlichen Stellen dient, ohne dabei Recht zu verletzen.

Auf Bundesebene ist ein Gesetz über die Mobilitätsdateninfrastruktur (MODIG) in Diskussion, das auch die Grundlage für ein Verkehrsnetz Schweiz (VnCH) sein wird. Ziel des Moduls ist es, anhand des Gesetzes und des Projekts VnCH die betroffenen Rechtsfragen zu entdecken und zu erläutern. Es sollen Lösungen diskutiert werden, um die Vernetzung der Verkehrsinfrastrukturen in der ganzen Schweiz in digitaler Form über die territorialen Zuständigkeiten hinweg und im Rahmen der bestehenden Gesetzgebung zu beschreiben, allfällige Lücken zu erkennen und Verbesserungen vorzuschlagen.

Inhalt

• Zuständigkeit für das Erstellen eines VnCH gemäss den Vorgaben der Bundesverfassung
• Organisationsmöglichkeiten bzw. Einbindung der verschiedenen Infrastrukturbetreiber
• Regelungsbedarf aufgrund bestehender allgemeiner Rechtsgrundsätze oder Gesetze
• Anwendbarkeit des Geoinformationsrechts und der raumwirksamen Fachgesetze zwischen den Gebietskörperschaften
• Austausch von Geobasisdaten unter Einhaltung von Schutzaspekten
• Vorschläge für die Rechtssetzung und die Rechtsumsetzung

Ziele

• Die Teilnehmenden kennen die Zuständigkeiten von Bund, Kanton und Gemeinden im Geoinformationsbereich ; sie wissen, wie das private Infrastrukturmangement einbezogen werden kann.
• Die Teilnehmenden lernen den Umgang mit rechtlichen Bestimmung, namentlich das Finden und Interpretieren der « richtigen » Bestimmungen für das Erarbeiten und Verwalten eines gesamtschweizerischen Geoinformationssystems.
• Die Teilnehmenden finden kreative Lösungen, wenn das Recht Geoinformationssysteme nicht oder nicht umfassend regelt.
• Die Teilnehmenden wissen um die gesetzlichen Schranken und die Organisationsmöglichkeiten eines gesamtschweizerischen Geoinformationssystems.
• Die Teilnehmenden kennen juristische Lösungen zur Zusammenarbeit von Bund, Kantonen und Gemeinden, und mit öffentlichen und privaten Betrieben.
• Die Teilnehmenden können die Anforderungen des raumwirksamen Rechts am konkreten Projekt messen und das Verkehrsnetz Schweiz (VnCH) rechtlich überzeugend verteidigen.
• Die Teilnehmenden sind fähig, die Erkenntnisse aus dem VnCH bei weiteren Projekten konstruktiv einsetzen.