Joachim Aurbacher (joalbach@gmx.net) – 2012-2013
Hier wird beschrieben, wie man die mit einem GPS-Gerät aufgezeichnete Spur in einem GIS-Programm (Geographisches Informationssystem) visualisiert. Ich empfehle dazu das Open-Source-Programme MapWindow oder Quantum GIS. Die Visualisierung geht in zwei Schritten. Zum einen muss eine Hintergrundkarte beschafft werden und zum anderen muss der Track importiert werden. Die Kunst besteht hauptsächlich darin, beides auf die gleiche Projektion zu bringen. Dabei bietet sich diejenige der Hintergrundkarte an, also in der Regel WebMercator (EPSG:3857).
Die Karte kann z.B. mit MobileAtlasCreator erstellt werden. Wie es geht steht ausführlicher hier.
1. Karte mit MobileAtlasCreator erstellen. Dazu wird der Kartenausschnitt und die Zoomstufe gewählt und dem Projekt hinzugefügt. Es ist wichtig, als Atlasformat "png+Worldfile" zu wählen.
2. Die Karte kann dann problemlos mit einem GIS-Programm. z.B. MapWindow oder Quantum GIS geladen werden. Es ist zu beachten, dass sich die Karte in der Projektion "WebMercator" befindet. Deshalb sollte die Projektion des Projektes auch auf "WebMercator" eingestellt werden.
Es sind folgende Schritte nötig:
1. GPX-Datei laden
MapWindow:
Die Datei kann mit "Layer - Open GPX" geladen werden. Dazu muss das Plugin "GPX File Handler" aktivert sein (Plugins - Plugins Wizard). MapWindow konvertiert das GPX-File automatisch in zwei Shapefiles. Eines enhält ein Linien-Shape mit der Wegstrecke, das andere ist ein Punkt-Shape mit den registrierten Punkten. Die Shapefiles werden dabei automatisch in die aktuelle Projektion projiziert. Das Punkt-Shapefile ist interessant, wenn man die Zeitstempel verwenden möchte (Startzeit-Endzeit etc.); ansonsten dürfte eher das Linien-Shape interessanter sein.
QGIS:
Die Datei wird mit der Funktion GPX-Datei laden aus dem GPX-Addon geladen, das dazu installiert sein muss (Erweiterungen - Erweiterungen verwalten). Es genügt, die Spur zu importieren, Wegpunkte und Spuren sind normalerweise leer. Es wird (zutreffend) unterstellt, dass die GPX-Datei in der WGS-84-Projektion ist und sie wird on-the-fly umprojiziert und richtig dargestellt.
2. Gegebenenfalls Shapefile editieren
Um z.B. Fehler zu korrigieren, kann die Spur verändert werden.
MapWindow:
In MapWindow kann der importierte Track direkt modifiziert werden.
QGIS:
In QGIS muss der importierte Track erst in ein Shapefile umgewandelt werden, da importierte GPX-Tracks nicht direkt verändert werden können. Die Formatumwandlung geht durch Export einer neuen Datei (Rechte Maustaste auf den Layer - Speichern als...). Im Exportdialog muss als Format "ESRI-Shapedatei" ausgewählt werden. Die Datei kann gleichzeitig umprojiziert werden, z.B. nach WebMercator, oder, falls man später Strecken messen will, gleich nach UTM (siehe unten). Die neue Datei muss dann mit "Vektorlayer hinzufügen" wieder geladen werden. Dann kann der Layer in den Editiermodus geschaltet werden und die Punkte verschoben oder weitere Punkte hinzugefügt werrden (Werkzeugkasten Digitalisierung).
Damit wäre die Visualisierung fertig und die Karte kann z.B. als Bilddatei gespeichert werden.
Falls die Route bei Google importiert werden soll, sind weitere Schritte notwendig:
3. Shapefile in die Projektion "WGS 84" projizieren und exportieren
MapWindow:
Shapefiles können über die Toolbox (Shapedatei reprojizieren) reprojiziert werden. Für den Export nach KML muss ein extra Programm verwendet werden, z.B. mit shp2kml.
QGIS:
Quantum GIS hat eine direkte Export-Funktion nach KML, mit der auch gleich das Umprojizieren nach WGS 84 erledigt werden kann (rechte Maustaste - Speichern als...)
4. KML-File nach Google Maps importieren. Bei größeren Routen teilt Google Maps die Spur in mehrere Teile.
Falls man die Länge des Shapes messen möchte, kann dies ebenfalls mit MapWindow oder QGIS erledigt werden:
1. Shapefile in eine Projektion konvertieren, die möglichst unverzerrt die relevante Fläche abbildet und in einer metrischen Einheit definiert ist, z.B. UTM (in Deutschland z.B. WGS84 - UTM 32 N).
MapWindow: Toolbox - Shapedatei reprojizieren
QGIS: "Speichern als.." wobei das neue Korrdinatensystem ausgewählt werden kann.
2. Länge messen, wobei das Ergebnis in die Attibuttabelle geschrieben werden soll
MapWindow: Mit dem Measuring-Tool oder mit dem Plugin MeemsTools:UpdateMeasurement Plugin kann die Länge gemessen werden.
QGIS: Attributtabelle öffnen, dann den Layer in den Editiermodus schalten und dann mit dem Feldrechner die Länge berechnen (Funktion "$length").
Hier beschreibe ich einige nützliche Prozeduren bei der Bearbeitung von geographischen Daten. Ich hoffe, dass sie jemandem nützlich sind. Feedback ist willkommen.
Das Shapefile muss in ein KML- oder KMZ-File umgewandelt werden. Bei ArcMap gibt es dafür in der Toolbox die Funktion "Converstion Tools" - "To KML". Ein Shapefile kann nur exportiert werden, wenn es als Layer in einer Karte hinzugefügt ist, mit einer reinen freien Datei funktioniert es nicht. Es entsteht dabei eine kmz-Datei.
Von Zonums.com gibt es das Freeware-Tool shp2kml, mit dem ebenfalls Shapefiles zu kml-Files konvertiert werden können. Wichtig ist hier jedoch, dass das Shapefile im Referenzsystem "WGS 84" ohne Projektion vorliegt. Falls das nicht der Fall ist, muss das Shapefile umprojiziert werden, was beispielsweise mit MapWindow möglich ist.
Für die Kommandozeile gibt es das Open-Source-Tool ogr2ogr aus der Library GDAL.
Zur Konvertierung verschiedener GPS-Formaten gibt es das Tool gpsbabel. Dies arbeitet ebenfalls kommandozeilenorientiert. Leider ist keine Konvertierung von und zum Shape-Format möglich.
Am einfachsten geht das, indem die GPX-Datei mit MapWindow geöffnet wird. Dafür ist das Plugin "GPX File Handler" notwendig. Es gibt jedoch auch ein separates Tool namens gpx2shp. Es gibt Binarys für Windows, die mittels Wine aber auch unter Linux laufen.
Dieses Dokument darf unter Nennung des Autors unter gleichen Bedingungen weitergegeben werden (Creative Commons CC-BY-SA)
Joachim Aurbacher (joalbach@gmx.net) – 2012-2013