QGIS

• Anleitung zum Erstellen einer Karte
• Karteninhalte laden
• Analoge Karten georeferenzieren
• Karteninhalte bearbeiten und erstellen
• Rasterinterpolationsmethoden anwenden
• Daten analysieren
• Kartenlayout drucken

Anleitung zum Erstellen einer Karte

Ihr seid wahrscheinlich hier, weil ihr eine übersichtliche, informative Karte erstellen möchtet - für ein Camp, eine Aktion oder um Zusammenhänge in einer Region zu veranschaulichen. Für die meisten Anwendungsfälle bietet es sich vielleicht an, die Karte mit den folgenden Schritten zu erstellen. Die Linksammlung leitet euch zu den jeweils relevanten Seiten im Wiki weiter:

1. Recherche von vorhandenen, verfügbaren Geodaten zu der Region
2. Herstellen einer Verbindung in QGIS zu einem Geoportal 
3. Auswahl einer geeigneten Hintergrundkarte
   • Welche grundlegenden Informationen sollen dargestellt werden?
4. Bearbeitung der Karte
   • Ergänzen von weiteren Layern mit Geodaten
   • Extraktion von Daten 
   • ...
5. Erstellen und drucken eines Kartenlayouts

...und ruckzuck habt ihr so Karten wie bspw.

weitere Informationen gibt es auch bei der Kartographischen Aktion: https://aktionskarten.noblogs.org/ 

 

Karteninhalte laden

In den meisten Fällen gibt es für den Bereich, für den ihr eine Karte erstellen möchtet, öffentlich zugängliche Daten. Diese Daten können mithilfe von Geodatendiensten in QGIS eingebettet werden und als der eigenen Karte hinzugefügt werden. 

Der Abruf der Daten funktioniert mithilfe sogenannter Geodatendienste und folgt in QGIS einem immer gleichen Schema.

Einbettung in QGIS

1. Rechtsklick auf den geeigneten Geodatendienstes für die zu veknüpfenden Daten

• • WMS: flächendeckende Informationen (Recherche gut möglich über metaver.de)
    
  • WFS: punkt-, linienförmige Daten (Vektordaten) wie bspw. ÖPNV-Netze, Pegelstationen, Verwaltungsgrenzen, Fahrradrouten, etc.
  • XYZ-Tiles: Hintergrundkarten (topographisch, Satellit, Open Street Map

2. "Neue Verbindung" auswählen und Titel der Verbindung sowie URL des Datensatzes angeben

3. Mit "OK" bestätigen

4. Verbindungen aufklappen und gesuchte Karte in den Kartenbereich mit drag&drop hineinziehen oder als "Layer zu Projekt hinzufügen"

Anmerkungen/Linksammlung

Hintergrundkarten können in QGIS mithilfe einer XYZ Tiles-Verbindung (einfach & sicher) oder mithilfe des Web Map Services (WMS) visualisiert werden.

XYZ Tiles

Die Darstellung von flächendeckenden Karten mithilfe von XYZ Tiles ist eine einfache und sichere Variante in QGIS. Standardmäßig gibt es bereits eine Verbindung zu "Mapzen Global Terrain" und zur "Open Street Map". Weitere:

• Wikimedia Map

  https://maps.wikimedia.org/osm-intl/{z}/{x}/{y}.png

   

  OpenStreetMap (Standard)

  https://b.tile.openstreetmap.org/{z}/{x}/{y}.png

   

  ESRI Topografie

  https://server.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/World_Topo_Map/MapServer/tile/{z}/{y}/{x}

   

  ESRI Straßenkarte

  https://server.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/World_Street_Map/MapServer/tile/{z}/{y}/{x}

   

  ESRI Satellitenbild

  https://server.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/World_Imagery/MapServer/tile/{z}/{y}/{x}

WMS

WMS eignet sich zur Darstellung von fachbezogenen Datensätzen (hier bspw. Wasser im Braunkohletagegebiet in Sachsen).

WFS

Analog könnt ihr auch Verbindungen zu WFS-Servern herstellen (hier bspw. Biogas- und Windkraftanlagen in MV)

Analoge Karten georeferenzieren

In einigen Fällen liegen bestimmte Informationen nur in analogen Karten vor. Wenn eine analoge Karte in ein QGIS-Projekt eingebunden werden soll, kann sie mithilfe des Werkzeugs "Georefenzierung" platziert werden.

Das Vorgehen ist hier beispielhaft dargestellt.

1. Auswahl des Werkzeugs "Georeferenzierung"

Im ersten Schritt wird das Georeferenzierungswerkzeug ausgewählt. Das kann unter „Layer“ im oberen Menüband gefunden werden.

Anschließend öffnet sich ein leeres Fenster. Unter Datei > Rasterdatei öffnen wird die an einem geeigneten Ort abgelegte zu referenzierende Datei ausgewählt. 

Diese öffnet sich im leeren Fenster.

2. Georeferenzierung

In einem zweiten Schritt werden charakteristische Punkte in dieser Datei mit Punkten in den bereits bestehenden Kartenlayern verknüpft.

Dafür wird das Werkzeug „Punkt hinzufügen" verwendet _.

Je mehr Punkte verknüpft werden, desto genauer ist die Georeferenzierung. Es eignet sich, gut identifizierbare Punkte zu verwenden. Theoretisch können einem Punkt auf der gescannten Karte die Koordinaten im jeweiligen KBS zugewiesen werden. Bei der vorliegenden Karte bietet es sich an „Aus Kartenanzeige“ zu wählen und die markierten Punkte manuell in dem anderen Layer zu identifizieren.

     

Abschließend muss die Verknüpfung mit einem Klick auf das grüne Dreieck gestartet werden _.

Nun erscheint die georeferenzierte Datei in der Karte an der gewünschten Position.

     

 

 

Karteninhalte bearbeiten und erstellen

QGIS bietet eine Vielzahl an Werkzeugen zum Erstellen und Bearbeiten von Karteninhalten. Hier werden nur einige wenige erläutert, vielleicht ist ja das dabei, das ihr braucht :) 

Darstellung bearbeiten

Die Darstellung eines Layers kann in QGIS einfach verändert werden. Gehe dafür mit Rechtsklick zu "Stile" oder zu "Eigenschaften" und tob dich aus :)

Manuelles Digitalisieren

Wozu? 

bestimmte Informationen darstellen (bspw. Lage einer bestimmten S-Bahn-Station, Verlauf einer Autobahn, ...)

Wie? 

1. Erstellen eines neuen Shapedatei-Layer (.shp-Datei, Vektordaten)
   

   

   Dateiname und Geometrietyp (Linie/Punkt/Polygon) festlegen. Der Geometrietyp hängt von dem Objekt ab, dass du digitalisieren möchtest (bspw. Brunnen -> Punkt, Straße -> Linie, Insel -> Polygon)

   

2. Manuelles Digitalisieren des Objektes mithilfe des Werkzeuges „...objekt hinzufügen“ (hier Polygonobjekt hinzufügen)
   
   

   

   Stelle sicher, dass der Layer, den du unter 1. erstellt hast, im Bearbeitungsmodus ist (s. Stift). Klicke sonst auf den gelben Stift. 
   

   
   

   
   
   Dieses (Vektor-)Objekt ist jetzt in dem neu erstellten Layer abgespeichert und kann separat ein- und ausgeblendet, ausgewertet und weiter bearbeitet werden.
   

Pufferzonen erstellen

Wozu? 

Einzugsgebiete visualisieren (bspw. fußläufige Erreichbarkeit (500 m) von S-Bahn-Stationen, grobe Abschätzung der Wassereinzugsgebiete von Brunnen oder Belästigung durch Autobahnlärm, etc.)

Wie? 

1. Layer mit (Vektor-)Daten erstellen.
   
   Um die Punkte, Polygone oder Linien werden anschließend die Pufferzonen erstellt ("Bezugsdaten", hier: S-Bahn-Stationen in Hamburg).
   
   

   

2. Werkzeug "Puffer" auswählen (kann unter "Verarbeitungswerkzeuge" auf der rechten Seite gesucht werden)
   
   

   

   
   Unter "Eingabelayer" wird festgelegt, von welchem Layer die Daten verwendet werden zum Erstellen der Pufferzonen. Der Abstand beschreibt den Abstand des Pufferzonenumrisses vom Umriss der Bezugsdaten in Metern. Es kann auch der Verbindungsstil bearbeitet werden, probiert da am besten ein bisschen herum, was die für euren Anwendungsfall sinnvollste Wahl ist. 
   
   Um die Mehrfachauswertung von sich überschneidenden Pufferzonen auszuschließen, können die gepufferten Flächen "aufgelöst" werden ("Ergebnis ausflösen" anklicken). Dann werden alle Pufferzonen zusammen als eine Fläche ausgewertet. Wird zusätzlich dazu "Unzusammenhängende Ergebnisse getrennt halten" ausgewählt, werden alle Pufferzonen, die sich nicht überschneiden als einzelne Fläche gewertet und zusammenhängende, aus mehreren sich überschneidenden Pufferzonen, ausgewertet. Das ist vor allem wichtig, wenn ihr anschließend die Fläche o.Ä. der Pufferzonen bestimmen möchtet. 
   
   

   

   
   
3. Ergebnislayer speichern
   
   Die Pufferzonen werden zusammen in einem separaten, vorerst temporären Layer abgespeichert. Diesen Layer könnt ihr "Permanent machen", in dem ihr dem Layer einen (möglichst aussagekräftigen) Titel gebt. 
   
   

   
   
   

4. ggf. Analyse oder Veschneidung mit weiteren Layern
   
   Mithilfe der Attributtabelle und dem Feldrechner kann anschließen die Fläche der Pufferzonen bestimmt werden. Durch das Verschneiden (Werkzeug "Verschneidung") können Informationen aus mehreren Layern überlagert werden. Hier wurden die Bevölkerungsdaten mit den Pufferzonen verschnitten, um die Anzahl der in 500 m Entfernung von einer S-Bahn-Station lebenden Menschen abzuschätzen (dafür sind noch ein paar mehr Schritte notwendig). 
   
   

   

Extraktion von bestimmten Informationen (Filtern)

Wozu? 

bestimmte Informationen aus bestehenden Daten filtern und in einem separaten Layer abspeichern

Wie? 

1. Attributtabelle öffnen und Datenstruktur analysieren
   
   Welche verschiedenen Objekte sind in dem Layer enthalten? Welche Objekte möchtest du isolieren? 
   
   In dem vorliegenden Beispiel ist die Morphologie der Elbe dargestellt (abgerufen vom WSV-Server Hamburg mithilfe einer WFS-Verbindung). 
   
   Die Attributtabelle wird mit einem Rechtsklick auf den jeweiligen Layer und der Auswahl von "Attributtabelle":
   
   

   

2. Werkzeug "Filter" auswählen
   
   

   

   
   Es öffnet sich eine Liste mit den möglichen Kategorien (das sind die Spalten der Attributtabelle). In der jeweiligen Kategorie kann jetzt eine Bezeichnung der Objekte definiert werden, die herausgefiltert werden sollen. In diesem Beispiel ist das "Fahrrinne" in der Kategorie "Morphozone". Klicke anschließend auf "Objekte wählen".
   
   

3. Ergebnis speichern
   
   Die gefilterten Objekte werden farblich hervorgehoben:
   

   
   
   Um die Objekte (hier die Fahrrinne) in einem separaten Layer abzuspeichern, gehst du mit Rechtsklick auf den Layer und wählst unter "Export" "Gewählte Objekte speichern als..." aus. Dort gibst du dem Layer einen Namen - fertig.
   
   

   

   
   
4. ggf. Darstellung der gefilterten Objekte bearbeiten (s. unter "Darstellung bearbeiten" weiter oben)
   

Rasterinterpolationsmethoden anwenden

Wozu? 

punktförmig vorliegende Daten in flächendeckende Daten überführen (bspw. Höhendaten)

Wie? 

Manche Geodaten liegen als "Punktwolken" vor, also einer Ansammlung von Punkten. Ein sehr häufiger Anwendungsfall sind Geländehöhendaten von sogenannten LiDaR-Sensoren, die von Flugzeugen oder Drohnen gesammelt werden. 

Um aus punktförmig vorliegenden Datensätzen eine großflächige Darstellung zu generieren, können in QGIS verschiedene Raster(interpolations)methoden angewendet werden. Einige der Rastermethoden werden im folgenden grob erläutert.

Dafür wird das Rasteranalysewerkzeug „Gitter (…)“ verwendet.

Bei vielen der Methoden wird mithilfe einer Suchellipse das Gebiet in regelmäßigen Abständen ausgewertet. Dabei werden nur Punkte berücksichtigt, die sich innerhalb der Suchellipse befinden. 

        

Die Parameter der Suchellipse können angepasst werden. Bei der Auswahl der jeweiligen Gittermethode öffnet sich ein Fenster, in dem die jeweiligen Radien r1 und r2 sowie der Winkel eingestellt werden können. Diese Parameter beeinflussen die Größe und räumliche Orientierung der Ellipse. Zusätzlich zu diesen Parametern können bei der Methode „Beweglicher Mittelwert“ und „Inverse Distanz zu einer Potenz“ die Mindestanzahl der auszuwertenden Punkte in der Ellipse eingestellt werden.

Nach Abschluss der Berechnung durch QGIS wird ein (temporärer) Layer mit den visualisierten Rasterdaten ausgegeben. 

Methode 1: Nächster Nachbar
Jeder Gitterzellenmitte wird der Wert des nächstgelegenen Punktes zugewiesen. 

Bsp. Hochwasserdaten:

Methode 2: Beweglicher Mittelwert (Linear)
Bei der linearen Interpolation wird der Wert eines unbekannten Punktes (P) zwischen zwei bekannten Punkten (A) und (B ) auf einer Geraden geschätzt. 

Methode 3: Inverse Distanz zu Potenz n
Die Inverse Distanz zu Potenz 2 -Methode basiert auf der Annahme, dass Punkte, die näher an einem unbekannten Punkt liegen, einen größeren Einfluss auf den geschätzten Wert dieses Punktes haben sollten als weiter entfernte Punkte. Dies wird durch eine Gewichtung erreicht, die auf der Distanz basiert.

Häufig bietet sich auch die TIN-Methode an. Dabei werden die unbekannten Bereiche mithilfe von unregelmäßigen Dreiecksflächen interpoliert. Wähle dafür das Werkzeug "TIN-Netzerzeugung" und lege den auszuwertenden "Wert auf dem Stützpunkt" aus (mit diesen Werten werden dann die Raster berechnet, hier sind es die Höhen "Z")

Daten analysieren

Zur Analyse der Geodaten bietet QGIS eine ganze Palette an Werkzeugen. Hier sind nur einige wenige aufgelistet, vielleicht sind ja nützliche für euren Anwendungsfall dabei :)

Attributtabelle

Die Attributtabelle zeigt an, welche Daten hinterlegt sind. Das kann alles mögliche sein, Einwohner*innenzahlen, Stationsnamen, Höhenangaben, ... . Um die Attributtabelle zu öffnen, klickt ihr mit Rechtsklick auf den Layer, dessen Daten ihr euch genauer anschauen möchtet. 

In diesem Beispiel sind die Namen der Stationen im Hamburger S-Bahn-Netz hinterlegt und in einem anderen Layer die Einwohner*innenzahlen für einzelne Raster. 

Feldrechner

Mithilfe des "Feldrechners" können der Attributtabelle Spalten hinzugefügt werden. U. a. kann die Fläche eines Geoobjektes bestimmt werden. 

Nützliche Befehle sind bspw.:

• $area - berechnet die Fläche eines Vektorobjektes
• $length - berechnet die Länge eines Linienobjektes (Vektorobjekt)

Statistik nach Kategorien

Eine umfangreiche Attributtabelle kann mithilfe des Werkzeugs "Statistik nach Kategorien" ausgewertet werden (über das Suchfeld rechts unter "Verarbeitungswerkzeuge" zu finden). 

Verschneiden

Die Informationen mehrerer (Vektor-)Layer können "verschnitten", d.h. überlagert und gemeinsam in einer Attributtabelle dargestellt, werden. Dafür wird das Werkzeug "Verschneiden" ausgewählt und dort die beiden zu überlagernden Layer definiert. Anschließend könnt ihr die Attributtabelle öffnen und für die verschiedenen Objekte alle Spalten anschauen oder mithilfe des Feldrechners weitere Spalten hinzufügen. 

Vektorisieren

Falls ihr Daten verschneiden oder auswerten wollt, die als Rasterdaten vorliegen, ist es oft hilfreich, diese zu "vektorisieren". D.h. ihr überführt die Rasterdaten in Vektordaten. Das ist nur eine andere Art der Datenspeicherung, visuell seht ihr nicht unbedingt einen großen Unterschied. Bei Vektordaten liegen die Daten als Flächen, Linien, Punkte vor, die mit mathematischen Operationen beschrieben werden können. Diese lassen sich einfacher weiter bearbeiten. Dafür wählt ihr das Werkzeug "Vektorisieren" aus und gebt dort den jeweiligen Layer an.

Bspw. liegen hier die Wasserstände als Raster vor (Bild 1). Für die Analyse des Überflutungsflächen wurden die Bereiche mit einem Wasserstand von > 1 cm gefiltert (mit dem Feldrechner) und in einem Layer mit zwei Bereichen (geflutet - nicht geflutet) abgespeichert (Bild 2). Dieser Layer wurde anschließend vektorisiert (Bild 3) und die überfluteten Flächen "herausgefiltert" (Bild 4) (s. https://aktivismus.org/books/gis-de-in-bearbeitung/page/karteninhalte-bearbeiten-und-erstellen#bkmrk-extraktion-von-besti ). D.h. dass nun nur noch die überfluteten Flächen als eine Vektorfläche vorliegt (Bild 4).

Kartenlayout drucken

Nach dem Erstellen der Karteninhalte könnt ihr ein Kartenlayout erstellen und exportieren. Bevor ihr in das Layoutfenster wechselt, stellt sicher, dass die gewünschten Layer in der richtigen Reihenfolge dargestellt und angezeigt werden. 

Die Reihenfolge kann durch Drag und Drop der Layer verändert werden. Durch Klicken der Häkchen können einzelne Layer ein- bzw. ausgeblendet werden. 

1. Erstellen eines Drucklayouts: Projekt > Neues Drucklayout und Festlegen des Drucklayout-Titels

2. Einrichten des Drucklayouts

Es erscheint zuerst eine leere Seite, die ihr mithilfe der folgenden Schritte anpassen könnt.

2.1 Seitengröße: Layout > Druckseiteneinstellung

2.2 Karteninhalte hinzufügen:  "Karte hinzufügen" in der linken Spalte   

Die Größe und Position des Karten"fensters" könnt beliebig durch Ziehen an den Seitenrändern und Ecken festlegen. Links unten können die Haupteigenschaften der Karte, u.a. der Maßstab, die Deckkraft bzw. Transparenz festgelegt werden.

2.3 Dargestellten Ausschnitt festlegen: "Elementinhalt verschieben"

Mit der Auswahl dieser Funktion kann mit dem Rädchen an der Maus der Maßstab verändert werden und der Ausschnitt durch Klicken/Festhalten der Karte verschoben werden. 

3. Weitere Kartenelemente hinzufügen

In der linken Spalte können mehrere weitere Elemente hinzugefügt werden: 

Nordpfeil
Maßstabsleiste
Textfelder bspw. für Titel, Beschriftungen, ...	Schriftgröße, Hintergrund, Rahmen, etc. kann in dem Feld rechts unten eingestellt werden.
Symbole
Legende stellt die Eigenschaften der Layer dar (wie in Bearbeitungsfenster
etc.

4.  Export des Drucklayouts

Wenn jetzt alles so aussieht, wie es soll, kann die Karte exportiert werden: Layout > Als PDF exportieren...

... und eure Karte ist fertig!