Bachelorarbeit Karsten Mittig

Implementierung und Bewertung eines Wellenausbreitungsansatzes zur Bestimmung von Reisekosten in einem geographischen Gitter

Kurzfassung

Zur Bestimmung von Transport- und Reisekosten in einem geographischen Gitter werden in Geoinformationssystemen (GIS) sogenannte Cost-Distance-Operatoren eingesetzt. Sie sind vergleichbar mit Operatoren zur Bestimmung von Entfernungen zwischen Punkten auf eben so einem Gitter, ermitteln aber keine Distanzen in Metern oder anderen Längeneinheiten. Sie liefern stattdessen als Ergebnis die Reisekosten, die aufzubringen sind, um von Punkt A nach Punkt B zu gelangen. Die derzeit gängigsten Cost-Distance-Operatoren in GIS-Software benutzen jedoch Algorithmen, welche die Reisekosten tendenziell überschätzen. Tomlin (2010) hat einen Ansatz vorgestellt, der auf den Ausbreitungseigenschaften von Wellen beruht und damit eine deutliche Verbesserung der Genauigkeit verspricht. Im Zuge dieser Arbeit wurde der vorgeschlagene Algorithmus in der Programmiersprache JAVA implementiert, wobei die Open-Source-Bibliotheken GeoTools und SEXTANTE zur Hilfe genommen wurden. Diese Bibliotheken erleichtern den Umgang mit Geoformaten wie GeoTIFF und ermöglichen somit dem Entwickler neuer Algorithmen, sich voll und ganz seiner Aufgabe zu widmen und dabei auf einen Fundus an Basisfunktionen zurückgreifen zu können. Es wird anschließend ein Überblick über die aus Testreihen gewonnenen Erkenntnisse gegeben. Vor allem stellte sich die Frage, wie sich der neue Algorithmus im Vergleich zu bisherigen in Bezug auf Genauigkeit und Effizienz präsentiert. Es wird gezeigt, dass er ein optimales Ergebnis liefert, welches aber auch für einen Geschwindigkeitsverlust gegenüber herkömmlichen Algorithmen verantwortlich ist.