Hardwareaspekte in Geo-Informationssystemen - Prof. Dr.-Ing. Ralf Bill Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Professur für Geodäsie und ...
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Hardwareaspekte in Geo-Informationssystemen Prof. Dr.-Ing. Ralf Bill Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Professur für Geodäsie und Geoinformatik Universität Rostock GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik
Anliegen Kennenlernen ausgewählter wichtiger Hardware (Geräte) im Kontext der Geo- Informationssysteme Aufzeigen von charakteristischen Kennzahlen dieser Hardware Aktuelle Trends bei Hardwareaspekten GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 2
Themen Hardware zur Datenerfassung (E) zur Datenverarbeitung: Datenverwaltung (V) und –analyse (A) zur Datenpräsentation (P) GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 3
Hardware Hardware subsumiert alle physischen Bestandteile einer Datenverarbeitungsanlage, also die Geräte. Hardware wird erst gemeinsam mit der Software zur funktionsfähigen Einheit. Neben dem eigentlichen Rechner zählen zur Hardware auch die zahlreichen Peripheriegeräte, die in der Geoinformatik noch über das hinausgehen, was von der Informatikseite unter Hardware verstanden wird. Digitalisier- Analytischer Scanner/ Vermessungs- GIS-spezifische Peripherie tisch Plotter Bildsensoren geräte Bussystem Rechner Bildschirm Tastatur Maus Bussystem Festplatte DVD/CD Drucker Plotter Standard-Rechnerperipherie GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 5
Hardware zur Erfassung raumbezogener Daten GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 6
Hardware zur Erfassung raumbezogener Daten Vermessung Tachymetrie Global Navigation Satellite System Multisensorsysteme Laserscanner Satellitenfernerkundungssensoren Luftbild- und UAV-Photogrammetrie Digitalisiertisch Scanner Sachdatenerfassung Belegleser Feldcomputer Andere GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 7
Digitalisiertisch Wandlung existierender Karten und Pläne Bildschirm manuell von der analogen in die digitale Form als Vektordaten Karte Aufnahmemodi Tastatur Digitalisier- Einzelpunkt- oder Inkrementalmodus menu Auflösung: 1000 Linien/Inch (0.0254mm) Maus Erfassungsgenauigkeit: Rechner etwa 0,15 – 0,25mm Ergebnis Vektordaten Preis 0.1T€ - 5T€ Trends Abnehmende Bedeutung Alternative: Heads-up-digitizing gescannter Vorlagen am Bildschirm GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 8
Scanner Digitales Sekundäraufzeichnungssystem, Flachbettscanner mit dem Belege, Zeichnungen oder Bilder abgetastet und analoge Vorlagen in Abtasteinheit Abtastvorlage (Karte) digitale Daten gewandelt werden. X Flachbett Bauart Trommel-, Flachbett-, Durchlaufscanner Aufnahmemodus = Abtastung Binär (1Bit/Pixel), Grauwerte (8Bit/Pixel), Y Farbe (3*8Bit/Pixel) Scankopf Abtastprinzip Punkt- und Zeilenabtastung Auflösung besser als 0.01mm (gemessen in dpi- dots per inch) 400dpi = 0.064mm Pixel 400dpi = 24400 Pixel/mm 400dpi = 10 Linienpaare/mm ACER's ScanPremio 1220ST Quelle: www.geoinformatik.uni-rostock.de – Geoinformatik-Lexikon http://www.scanneroutlet.com/ GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 9
Scanner Datenmengen: Trommelscanner Katasterkarte (70*90cm, einfarbig, AbtastwalzeAbtastkopf 10LP/mm) ~ 31.5MByte (rotierend) Detektor Topograph. Karte (48*70cm, mehrfarbig, 20LP/mm) ~ 67.5MByte X Laser Farbiges Luftbild (23*23cm, 40LP/mm) ~ 127MByte Y Vorlagen Abtastvor- Texte, Bilder, Zeichnungen lage (Karte) Rotierende Trommel Ergebnis Rasterdaten Anwendungen DTP, Texterkennung CAD, Kartographie, Bildverarbeitung Trends Zunehmende Bedeutung in der digitalen Gesellschaft Quelle: www.geoinformatik.uni-rostock.de – Geoinformatik-Lexikon GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 10
Tachymeter kombinierte Lage- und Höhenmessung (3D) mittels Theodolit zur Winkelmessung und elektronischem Distanzmesser zur Streckenmessung Projekt: Rostock - [Digitale Karte] Aufnahmemodi Einzelpunktaufnahme N X Y P 212 132.45 243.01 KD 213 138.97 231.33 Sch 34.4 Whs. 9 Genauigkeitsstufen Sch Winkelmessgenauigkeit(0,1 bis 3 mgon) Streckenmessgenauigkeit (0,5 mm + 1 ppm bis zu 5 mm + 3 ppm) Ergebnis Objektkodierte 3D-Vektordaten Preis 5T€ - 15T€ Trends Motorisierung Integration einer Kamera Leica Total Station MS50 GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 11
Terrestrisches Laserscanning (TLS) dreidimensionale, schnelle und direkte Kamera-Scanner Erfassung von Objektoberflächen in hoher räumlicher Auflösung Bauarten Hybrid-Scanner Kamera-Scanner Panorama-Scanner Hybrid-Scanner Streckenmessung Impuls-Laufzeitmessung Panorama-Scanner Phasendifferenzmessung Triangulationsverfahren Messung ~ 1 Million Punkte/Sekunde Ergebnis 3D-Punktwolke + evtl. Intensität des reflektierten Signals GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 12
Terrestrisches Laserscanning (TLS) Anbieter Leica (HDS-Produktfamilie und ScanStation-Serie) FARO Technologies (Photon und Focus) Cyra Technologies MDL Laser Systems (Quarryman) Riegl (LMS und VZ) Leica P15 Faro Laserscanner LS Topcon Trimble Navigation Zoller & Fröhlich (Z+F Profiler und Imager) GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 13
Global Navigation Satellite System (GNSS) Satellitenbasierte 3D- Mehrere weltweite Systeme Punktbestimmung Global Positioning System (GPS, Mind. 4 Satelliten zur USA, eigentlich NAVigation Satellite Punktbestimmung Timing And Ranging-Global Passives System aus Nutzersicht Positioning System NAVSTAR-GPS) Satelliten auf mehreren Bahnen im GLONASS (GLObal NAvigation Orbit Satellite System, Russland) Nutzer mit Empfänger auf der Erde GALILEO (Europa) Verschiedene Messprinzipien Beidou/Compass (China) Absolut- versus Differenziell Code- versus Phasenmessung Raumsegment Echtzeit versus Postprocessing Ergebnis Kontrollsegment Objektkodierte 3D-Vektordaten Nutzersegment GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 14
Global Navigation Satellite System (GNSS) Satellitengestützte SAPOS Erweiterungssysteme EGNOS, WAAS, MSAS, GAGA Referenzdatenanbieter ALF, VRSNow, Smart Net Europe, Axio- Net, starfire, IGS-RTS, Omnistar, SAPOS Preis ~0,,1 T€ bis zu mehreren 1=T€ Empfänger Garmin, Leica, Magellan, Sokkia, Trimble u.v.a. Trends Real-time-kinematic Vom low-cost- bis zum high-end- Empfänger GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 15
Global Navigation Satellite System (GNSS) Vielfältige GNSS-Empfänger unterschiedlicher Leistungsklassen Leica GG03 GNSS-Steckkarte GNSS-Maus Leica Zeno 5 Leica Zeno 10 Leica MS50 plus GNSS Leica GG03_CS25 TomTom Go30Traffic GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 16
Multisensorsystem Ein Multisensorsystem ist charakterisiert als kinematisches Messsystem, das eine vollständige Kartierungslösung durch die Integration verschiedenster Sensoren auf einer gemeinsamen zeitlich synchronisierten Plattform bietet. Im Prinzip werden keine weitere externe Informationen, also auch keine Passpunkte, benötigt. Derartige Informationen können aber in die Auswertung als redundante Informationen miteinbezogen werden (nach K. P. Schwarz (1998b)). Beispiele: Multisensorkonzepte im Bildflugzeug Klassischer Luftbildflug Unmanned Aircraft Systems (UAV) Multisensorkonzepte im Fahrzeug - Mobiles Laserscanning (MLS) - Mobile Mapping-Systeme (MMS) Trends An Bedeutung zunehmend Hoher Automationsgrad GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 17
Mobiler Mapping-Systeme (MMS) Fusion unterschiedlichster Sensoren, zumeist Leica Pegasus:Two Laserscanner und Kameras, deren Position und Orientierung durch integriertes DGNSS und INS (Inertial Navigation System) bestimmt werden. Sind nur Laserscanner an Bord, so spricht man von Mobiles Laserscanning (MLS). Trägerplattformen Autos, Quads, Schienenfahrzeuge, Schiffe, Schneefahrzeuge, Fahrräder, Personen Anbieter Leica, Topcon (IP-S2), Eagle Eye Technologies. GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 18
Mobiler Mapping-Systeme (MMS) Komponenten Positionierungseinheit GNSS = 3D-Position Positionierungs-/ Integrations- Erfassungseinheit INS = 3D-Geschwindigkeiten Navigationseinheit einheit bzw. 3D-Beschleunigungen DGNSS Synchronisation CCD-Kamera Odometer resp. Radabgriff = Panorama- Geschwindigkeit und INS Aufzeichnung kamera Lauflänge in Fahrtrichtung Odometer Speicherung Laserscanner Barometer = Barometer 3G/GSM/ Höhenunterschied Wi-Fi-Antennen Kompass und Inklinometer = Kompass Azimute und Neigungen Erfassungseinheit CCD-Kameras = Bilddaten Postprocessing mittels Kalmanfilter Laserscanner = Punktwolken Kartierung mittels Bildverarbeitung Farbvideokamera = Verarbeitungseinheit Bildsequenzen Sracheingabe = Texte GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 19
Beispiele Mobile Mapping Systeme Gispro Based Mobile Mapping System LYNX Mobile Mapper (MMS/MLS). 3 Laserscanner 6 digitale Videokameras Radar (Detektion unterirdischer Kabel) 2 GNSS-Empfänger mit IMU (Inertial Measurement Unit) GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 20
Unmanned Aircaft System (UAV) UAV/UAS (engl. Unmanned Anbieter Aerial/Aircraft/Airborne/Assisted Micodrones Vehicles/Systems) oder RPAS Aibotix (engl. RemotelyPiloted Aircraft Systems) Ascending Technologies MD4-1000 Falcon 8 Gesamtsystem bestehend aus fliegender Trägerplattform mit der On-board-Sensorik, der Nutzlast und der Bodenstation zur Führung und Überwachung des Flugs Einsatz im GIS-Kontext Mikro- und Mini-UAV mit einer Nutzlast kleiner als 5 kg Ergebnis 3D-Punktwolken Digitale Oberflächenmodelle Digitale Orthophotos Aibotix X6 GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 21
Unmanned Aircaft System (UAV) Trägerplattformen Modellflugzeuge Modellhelikopter Multicopter (Quadro- mit vier, Hexa- mit sechs und Octocopter mit acht Rotoren) Multicopter Starrflügler Flächenflügler Ballons/Blimps Transitions-Fluggeräte (TFG) On-board-Sensorik zu Transitions-Fluggerät (TFG) Positionierung und Orientierung GNSS INS Kompass Helicopter Blimp Barometer GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 22
Unmanned Aircaft System (UAV) Nutzlast = Erfassungssensorik Still-Videokamera = Bildsequenz Digitalkamera = Bild Multispektralkamera, Spektrometer, Hyperspektralsensoren = Multispektrale Bilder Laserscanner = 3D-Punktwolke Bodenstation Computer Kommunikationskanal Steuermodul GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 23
Luftbildphotogrammetrie - Reihenmesskammer Unterscheidung Analoge oder digitale Reihenmesskammer Analogkamera: Messprinzip Leica RC 30 Multisensorsystem (GNSS, INS) zur Positionierung und Orientierung der Reihenmesskammer Kamera zur Bilderfassung Digitalkamera: Ergebnis Leica ADS 100 Bilddaten Orientierungsdaten Anbieter Digitalkamera: Z/I Imaging UltraCAM Eagle Leica Geosystems Integrated Geospatial Innovation (IGI) Microsoft Ultracam Business GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 24
Luftbildphotogrammetrie - Multisensorsystem Multisensorsystem Kopplung verschiedener Sensoren DGPS INS Messprinzip GNSS, INS zur Positionierung und Laser Profiler MSS Luftbildkamera Orientierung der Reihenmesskammer Kamera = Bilddaten Airborne Laserscanning = 3D- Punktwolke Luftbild Ergebnis Bilddaten Orientierungsdaten Testflug Hannover (Dornier) 3D-Punktwolke GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 25
Luftbildphotogrammetrie - Dreizeilenkamera High Resolution Stereo Camera - Airborne Extended Dreizeilenkamera-Prinzip der HRSC-Familie Pushbroom-Scanner GPS/INS Orientierung 5 Stereokanäle 4 multispektrale Kanäle HRSC-AX: dlr.de Quelle: DLR, 1998 GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 26
Hyperspektralsensor System, das Bilder von sehr vielen, eng Beispiele: beieinanderliegenden Wellenlängen AVIRIS (Airborne Visible InfraRed aufzeichnet Imaging Spectrometer) mit 224 Plattform Spektralkanälen im sichtbaren und infraroten Bereich kopter-, flugzeug- oder satellitengestützt HyMAP (Hyperspectral Mapper) Messprinzip besitzt 128 Spektralkanäle im für jeden Spektralkanal entsteht ein Bild sichtbaren und infraroten Bereich und zwei Kanäle im thermalen Bereich AISA (Airborne Imaging Spectrometer Application) HyMAP: gis.wiki.fau.de AISA Fenix: specim.fi/products/aisafenix/ GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 27
Airborne Laserscanning (ALS) Aktives Fernerkundungssystem Messmodus LIDAR ( Light Detection and Ranging) Footprint, First-/Last Pulse resp. Entfernung vom Flugkörper zum Boden Auflösung der Welle wird mittels Laser gemessen Sensorpositionierung/-orientierung einzelner Laserstrahl wird über mittels GNSS und INS kippenden/rotierenden Spiegel zur Anbieter Erdoberfläche abgelenkt Leica Geosystems (ALS80), mehrere Laser zeilenartig angeordnet DragonEye, Trimble (AX60/AX80) Messprinzip Gepulstes System Continuous Wave Laserscanning viele Punkte pro m² Ergebnis 3D-Punktwolke Digitales Geländemodell (DGM) Digitales Oberflächenmodell (DOM) GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 28
Charakteristik aktueller Luftbildsensoren System Bodenauf- Empf. Spektrale Breite lösung Maßstabs- Auflösung Aufnahmepfad bereich (Bänder) = f(Flughöhe) Schwarz-Weiß-Luftbilder 0,2 – 5 m ab 1 : 2000 1 ca. 2-5 km Panchromatische Bilder Colorinfrarot (CIR)-Luftbilder 0,2 – 5 m ab 1 : 2000 3 ca. 2 – 5 km Near Infrared (NIR)-Luftbilder Flugzeugscanner (multispektral, 0,1 – 0,4 m 1 : 2000 4 ca. 2 – 5 km z. B. HRSC – AX) Flugzeugscanner 5m 1 : 10.000 128 ca. 3 km, abh. von (Hyperspektral, z. B. HyMap) Flughöhe (2500m) GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 29
Photogrammetrische Plotter/Auswertegeräte Analog => Analytisch => Digital Auswertung Photogrammetrie Ergebnis Objektcodierte Vektordaten Preis Analytischer Plotter bis zu einigen 100T€ LH Systems AM 2000 LH Systems SD 2000/3000 http://www.gis.leica-geosystems.com/ Digitaler Plotter ZI Imaging - Image Station 2002 http://www.ziimaging.de GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 30
Satellitensensoren - Einteilung Unterscheidung Analog oder digital Aktiv (Radar, Lidar, TIR) Passiv (Optisch, NIR, Multispektral, Hyperspektral) Auflösung (räumlich, zeitlich, spektral) Ergebnis Bilddaten Mehrkanalige Bilddaten GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 31
Passive Satellitensensoren - Optische Fernerkundung Optisch-elektronische Scanner Optisch-mechanische Scanner (CCD Linear Array Scanner, Push- (Whiskbroom-Scanner, Across- broom Scanner) Track-Scanner) SPOT-Familie Landsat-Familie Rotierendes Prisma Dx Motor Flugrichtung CCD-Sensor T Dy f Flugrichtung Objektiv a h y h Dy x x Panorama- Verzerrung Dx GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 32
Aktive Satellitensensoren - Mikrowellen-Fernerkundung Radar (Radio Detection and Ranging) Sensor besteht aus Sender und Flug- Empfänger Antenne richtung Sender schickt Mikrowellen aus Wellenfront Empfänger zeichnet deren Rückstrahlung auf Sender und Empfänger Aktuelle Technologie S Synthetic Aperture Radar (SAR) Dy t SAR-Interferometrie (InSAR) Beobachtete Fläche Bildzeile Verfügbare Systeme ERS 1 (1991) TanDEM-X: dlr.de TerraSAR-X (2008) TanDEM-X (2010) TerraSAR-X: dlr.de GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 33
Charakteristik aktueller Satellitensensoren System Boden- Empfohlener Maß- Spektrale Breite auflösung stabsbereich Auflösung Aufnahmepfad (Bänder) IKONOS-PAN 1m 1 : 5000 1 11 km SPOT-5 PAN 2,5 m 1 : 10.000 1 60 km Quickbird-MS 2,8 m 1 : 10.000 4 16,5 km IKONOS-MS 4m 1 : 10.000 4 11 km IRS-IC/D-PAN 5m 1 : 10.000 1 70 km IRS-P6 / Resourcesat-1 LISS-4 5,8 m 1 : 10.000 4 23 km SPOT-4 PAN 10 m 1 : 25.000 1 60 km SPOT-5 XS 10 m 1 : 25.000 4 60 km Radarsat-1 10 – 100 m > 1 : 25.000 1 50 – 500 km Terra-ASTER 15 / 30 m 1 : 35.000 14 60 km SPOT-4 XS 20 m 1 : 50.000 3 60 km IRS-1C/D LISS-3 23 m 1 : 50.000 4 141 km ENVISAT-ASAR 25 m 1 : 50.000 1 120 km Landsat-7ETM 30 m 1 : 75.000 7 185 km ENVISAT-Meris 300 – 1200 m 1 : 750.000 15 1150 km GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 34
Geosensornetze Satellit Geräte Low-cost-Sensoren Internet Kamera Gateway GNSS INS Senke drahtlose Kommunikation Datentyp Sensornetzwerk Beobachtungen Qualität Sensorabhängig Computing unit Trend Zunehmende Bedeutung im Kontext der Communica- Digital Earth tion unit Sensors Battery GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 35
Weitere Erfassungsgeräte Klartext-, Klarschriftbelegleser und Strichcodeleser zur Analog-Digital- Wandlung von Felderhebungen, Umfrageergebnisse und Codierungen RFID-Systeme (Radio Frequency Identication) zum Auslesen von Objektdaten und zur Verortung der Objekte z.B. in der Logistik Leitungsortungsgeräte oder Kanalvideosysteme zum Auffinden von Leitungsinfrastruktur oder zur Prüfung der Funktionsfähigkeit der Kanalrohre GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 36
Hardware zur Verarbeitung raumbezogener Daten GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 37
GIS-Arbeitsplätze Preisklasse Server 5000 € Server Arbeitsplatzrechner Personal- 1000 € Mobile/stationäre Computer Clients Laptop Notebook Mobile personen- Subnotebook bezogene IuK- Tablet PC Geräte Ultramobile PC Netbook PDA Smartphone Mobiltelefon 100 € Leistungsklasse z.B. interner Speicherplatz Wenige MB 1 GB > 10 GB Interner Speicherplatz 100 MHz 1 GHz > 2 GHz Taktrate GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 38
Hardware zur Verarbeitung raumbezogener Information Desktop-GIS-Arbeitsplatz (Rechner, Tastatur, Maus und Tablett) Netzwerk - Server - Client Mobile Endgeräte GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 39
Rechnerkomponenten Zentraleinheit Graphikadapter Prozessoren Arbeitsspeicher Speichermanager Ein-/Ausgänge Speichererweiterung Internes Bussystem/Schnittstellen Bildschirm/Tastatur/Maus Externer Bus-Adapter CD/DVD Drucker Festplatte Weitere Geräte GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 40
Netzwerk: Server - Client Hardwareseitiger Zusammen- Externes Netz schluss mehrerer Rechner zu einem (Internet) Verbund, in dem sie sich in be- Festplatte stimmten Funktionen (Software) un- Bildschirm terstützen, ergänzen oder absichern können. Dies gilt sowohl für Rech- Server CD/DVD- Laufwerke Plotter nerauslastung, Ressourcenverwal- Lokales Netzwerk tung hinsichtlich der Peripheriege- Disk räte, Programm- und Datenverbund Laserdrucker (Intranet) und Kommunikation in allen mög- Digitizer DTP-Scanner lichen Kombinationen. Netzausdehnung Client A Client B LAN (Local Area Network) WLAN (Wireless Local Area Network) Client D Client C WAN (Wide Area Network) GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 41
Client-Server- Architektur Server ist der Teil des Client-Server-Modells, welcher verantwortlich ist, Dienste bereitzustellen. Der Server, auch back-end-Computer genannt, ist ein Programm (ein Rechner), das (der) im Netz besondere Leistungen übernimmt und diese Dienste ständig im Hintergrund anbietet. Überträgt man dies auf Rechner, so dient der Server als: Massenspeicher (Dateienserver, DB-Server, Dokumentenserver). Kommunikationsrechner (Mailserver, Webserver, Chatserver, Faxserver). Ressourcenverwalter (Securityserver, Nameserver, Applikationsserver). Peripheriegerätebereitsteller (Systemserver für Drucker, Plotter usw.). Der Client nutzt diese Dienste. Er ist die Seite einer Client-Server- Architektur, die den Anwender mit einem Mittel bzw. einer Methode versorgt, mit der er auf Informationen und Anwendungen Zugriff erhält, die auf einem Server liegen. Ein Web-Browser ist ein Beispiel eines Client. Der Ausdruck wird manchmal verwendet für den Computer des Nutzers, aber allgemein bezieht er sich auf ein spezielles Programm, das mit dem Server über das Netzwerk kommuniziert. GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 42
Hardware zur Präsentation raumbezogener Daten GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 43
Hardware zur Präsentation raumbezogener Daten Backupmedien Drucker Plotter CAVE Head-mounted Displays … GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 44
Speicher- und Backupmedien Unterscheidung nach Medien Magnetplatten CD-ROM/CD-R/CD-RW (650-900MB,
Drucker Oberbegriff für verschiedene Peripheriegeräte eines Computers zur Ausgabe von Texten, Daten und Bildern auf Papier, bei denen, im Gegensatz zum Plotter, nicht Linienzüge, sondern einzelne Symbole oder Punkte dargestellt werden und ein Druckbild ergeben. Unterscheidung Format DIN A4 oder DIN A3 Farbe oder Graustufen Drucktechnik Laserdrucker (> 300 dpi, Postscript oder HP Laserjet, Berichts- und Graphikdrucker) Thermo- oder Thermotransferdrucker (360 dpi, Farb- Hardcopygeräte) Zeilendrucker (Ergebnisausdrucke von Berechnungen, HP Color LaserJet Pro MFP Programmentwicklung) Nadel- oder Matrixdrucker (9,18,24-Nadeln, 240-360dpi) Tintenstrahldrucker (200-300 dpi) Quelle: www.geoinformatik.uni-rostock.de – Geoinformatik-Lexikon GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 46
Plotter Computergesteuerte Geräte zur exakten Ausgabe von Zeichnungen und Bildern Unterscheidung: Format DIN A1, DIN A0 bzw. „endlos“ Stift-/Vektorplotter und Rasterplotter. Vektorplotter (DIN A 3 - DIN A 0, < +- 0.1mm, Karten mit Strichgraphiken, hochgenaue Ausgabe) Rasterplotter oder elektrostatischer Plotter ((DIN A 3 - DIN A 0, +- 0.1mm, Rastergraphikausgabe) Filmplotter ( +- 10 Mikrometer, > 2000 dpi) Bildaufzeichnungsgeräte (25 - 200 Mikrometer Auflösung, < 1*1m Ausgabeformat, für digitale Kartographie, digitale Bildverarbeitung, Reproduktionstechnik) Quelle: www.geoinformatik.uni-rostock.de – Geoinformatik-Lexikon GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 47
Plotter Vektorplotter y RotierendeZeichen- Trommel werkzeug x Papier HP Designjet 500 A1 http://www.hardware-guide.de/ Rasterplotter/Elektrostatischer Plotter Papierrolle Ebener Fertige Papierweg Zeichnung Durchlaufrichtung Epson Stylus Pro 7600 http://www.hardware- Zyan (C) Magenta (M) Gelb (Y) Schwarz (K) guide.de/ GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 48
Weitere Ausgabegeräte Cave Automatic Virtual Environment (CAVE) slideshare.net In der mittels Stereoprojektion auf die umgebenden Wände eines Würfels projizierten Welt kann mittels Datenhandschuh interagiert und so ein multimodales Gefühl für die räumlichen umgebenden Eigen- schaften erzeugt werden Head-Mounted-Display auf dem Kopf getragenes visuelles Ausgabegerät. präsentiert Bilder entweder auf einem augennahen Bildschirm oder projiziert sie direkt auf die Netzhaut z.B. Apple iGlass, Microsoft HoloLens, Google Glass GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 49
Mobile Felddatenerfassung der Zukunft Spracheingabe für Anweisungen und Attribute Head up Display zur Visualisierung Touchpad und Pencomputer am Gürtel oder Handgelenk Sensorik zur Messung Freihanddistanzmesser Elektronischer Kompass Neigungsmesser GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 50
Trends Engere Kopplung der Hardware zur Erfassung von Daten an die Analyse Always online: Trennlinie zwischen Erfassung im Felde und Verarbeitung im Büro verschwindet. Hardwareentwicklung profitiert von der allgemeinen IT-Entwicklung Sensorik allgegenwärtig: Neben den klassischen Gerätekomponenten ermöglicht die Sensoreinbettung in das tägliche Leben neue Erfassungsverfahren. Smartphones als Erfassungsgeräte. GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 51
Selbststudium GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 52
Literatur- hinweis Bill (2016): Kapitel 2.1 und 2.2 GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 53
Videomaterial auf youtube Tachymetrie Stadt Duisburg - Vermessung | Tiger & Turtle LENFERS Vermessungstechnik - Produktvideo Topcon IS Leica Geosystems AG - Leica TPS700 Terrestrisches Laserscanning (TLS) FARO Laser Scanner Focus3D - Eine Revolution im 3D Laser Scanning Darling Geomatics - 3D Laser Scanning - Underground Mine Mapping IngenieurTeam2 - AV Mariendom in Neviges National Geograpic - Laser Scanning Reveals Cathedral’s Mysteries GNSS Adrian Jagusch - Wie funktioniert das GPS-System? spacelivecast - Funktionsweise Galileo Satellitennavigation RedaktionErde - Außerirdischer Wegweiser: Wie funktioniert GPS-Technik? mobileGIS.at - Zeno Field - GIS-Datenerfassung mittels GPS ATLOG INTERNATIONAL- TOPOGRAPHY and SURVEYING WITH GNSS GI-Hardware UNIVERSITÄT ROSTOCK, Professur für Geodäsie und Geoinformatik 54
Sie können auch lesen