Was jetzt bei einigen Lesern ein Stirnrunzeln bzw. Fragezeichen hervorrufen dürfte, hat durchaus seine Bewandnis und ist eine Entwicklung, die wir bei den Server-Produkten schon etwas früher kennengelernt haben. ESRI harmonisiert hier die Produktbezeichnungen, denn auch für die ArcGIS Server-Varianten gibt es schon Basic, Standard und Advanced.

Ein weiterer Grund mag sein, dass die bisherige Benennung nicht sehr schlüssig war. Das zeigt auch die Tatsache, dass ich in Schulungen immer wieder gefragt worden bin, warum es eigentlich ArcView heißt, wenn ich damit trotzdem Daten bearbeiten kann. Hm, ja stimmt, warum eigentlich!?! Und heißt die nächst höhere Lizenz ArcEditor, weil man damit auch in Enterprise Geodatabases editieren kann? Vermutlich. Und warum ArcInfo?

Sicherlich spielen auch die Vorgängerversionen ArcView GIS 3.2 und ArcInfo Workstation eine Rolle, von deren Namen man sich nicht trennen wollte um die Nutzer nicht zu vergraulen.

Aus welchen Gründen auch immer es zu den alten Namen kam, nun werden wir uns in Zukunft an die neuen Produktnamen gewöhnen müssen. Aus meiner Sicht ist das also nicht nur ein Marketing-Trick, sondern eine logische Folge aus der doch eher verwirrenden Bezeichnung der Vergangenheit!

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Wozu braucht man solch ein Werkzeug?

Das Problem mit fast allen Datenbanken ist, dass nach Anlage der Tabellenstruktur (das sog. Schema) nur noch neue Felder hinzugefügt oder bestehende gelöscht werden können. Ein Feld umbenennen, das Datenformat ändern, die Länge der zu speichernden Texte oder die Genauigkeit ändern, ist nicht möglich. Oftmals wird eine andere Reihenfolge gewünscht, auch das ist leider nicht möglich.

Was bietet der ArcGIS Diagrammer?

Der Diagrammer bietet eine grafische Oberfläche, bei der die einzelnen Elemente der Geodatabase (Featureklassen, FeatureDatasets, Tabellen etc.) mit all ihren Eigenschaften als Grafik dargestellt werden. Dadurch kann auch Nicht-Datenbankadministratoren auf einfache Art erläutert werden, wie die Struktur der Datenbank ist.

Mit dem Tool lassen sich Datenmodelle von Grund auf neu aufbauen oder aus bestehenden Datenbanken ableiten und anpassen. Durch einfaches Drag & Drop lassen sich bspw. neue Featureklassen im Schema erzeugen. Die Eigenschaften der vorhandenen Elemente in der Geodatabase lassen sich hier ebenso fast beliebig ändern.

Im Folgenden ist kurz der Arbeitsfluss für die Änderung des Datenmodells einer bestehenden Geodatabase beschrieben:

1. Export eines XML-Workspace-Dokumentes aus einer bestehenden Geodatabase (mind. ArcEditor-Lizenz benötigt)
2. Starten des ArcGIS Diagrammer und Import des XML-Dokumentes
3. Durchführung der Änderungen am Datenmodell
4. Veröffentlichen des geänderten Datenmodells als neue XML-Datei
5. Erzeugung einer neuen leeren Geodatabase
6. Import des veröffentlichten XML-Dokumentes in die neue Datenbank
7. Migration der eigentlichen GIS-Daten in die neue Struktur, z.B. mit dem Geoverarbeitungswerkzeug “Anhängen”

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5. Skalierbarkeit

Bei kleinen Projekten, bei denen sowohl Menge als auch Komplexität der Daten nicht besonders groß ist, können ohne Probleme die “kleinsten” Ausbaustufen der Geodatabase verwendet werden. Sollten die Projekte irgendwann wachsen, so kann mühelos auf eine größere Geodatabase-Variante umgestellt werden. Die Daten werden dann einfach im Katalog mittels “copy & paste” von der einen in die andere Datenbank kopiert.

4. Speicherung von Beschriftungen

Im ArcView 3.x konnten Beschriftungen und Texte nur über über Avenue-Makros in externen (Text-) Dateien gespeichert werden. In der Geodatabase können Sie automatisch oder manuell erstellte Betextungen in einer Geodatabase als sog. Annotation-Feature-Class speichern. Dann können Sie diese als normalen Layer jedem Kartendokument in ArcMap hinzufügen und wieder verwenden.

3. Rasterkataloge und Mosaic Datasets

Haben Sie Ihre Rasterdaten über die gesamte Festplatte verteilt, brauchen Sie nicht jedes einzelne Rasterbild suchen und in ArcMap als einzelnen Layer laden. Vielmehr können Sie einen Rasterkatalog oder ein Mosaic Dataset erstellen, der bzw. das auf die einzelnen Bilddateien verweist und es dadurch erlaubt, alle Bilddateien auf einmal zu laden und als einen Layer zu behandeln.

2. Validierung von Attributen und Geometrien

Durch die Verwendung von Subtypes und Attributdomänen kann eine höhere Qualität der Attribute von GIS-Daten gesichert werden. Durch die Vorgabe von Wertelisten oder Bereichen gehören Fehlerquellen wie Zahlen- und Buchstabendrehern der Vergangenheit an.
Die Verwendung von topologischen Regeln zielt auf die Qualitätssicherung der Geometrien. Nur die Geodatabase erlaubt es, ein flexibles Regelwerk für die Lage von GIS-Objekten zueinander zu modellieren.

1. Automatische Aktualisierung von Standardfeldern wie Shape_Area und Shape_Length

Im Geodatabase-Format gibt es die Standardfelder Shape_Area bzw. Shape_Length, die immer aktuelle Werte für jedes Objekt anzeigen. Das bedeutet, dass sowohl bei manuellen Editierungen als auch bei Verschneidungsoperationen, bei denen die Flächengröße bzw. Linienlänge geändert wird, die jeweiligen Felder aktualisiert werden.
Für Shapefiles muss man leider solche Felder über die Funktion “Werte berechnen” oder “Geometrie berechnen” jedes mal per Hand aktualisieren.

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Für die Entwicklung von Skripten außerhalb von ArcGIS sind allerdings Debug-Funktionen nötig. Welche kostenlosen Entwicklungsumgebungen (IDE’s) stehen uns hier zur Verfügung?

Die Standard-Entwicklungsumgebung für Python namens IDLE bietet bezogen auf Debugging nur wenige Funktionen. Ein paar mehr Funktionen bietet PythonWin, das einigen noch von ArcGIS 9.1 bekannt sein könnte, denn damals wurde es mit ArcGIS automatisch installiert.

Was gibt es an Alternativen? Da wäre zum Einen Eclipse: Python-Support kann hier über das Plugin PyDev integriert werden. Die Installation ist hier sehr gut beschrieben. Ist alles korrekt eingerichtet, stehen dann komfortable Entwicklertools zur Verfügung. Allerdings ist Eclipse eine wirklich mächtige aber auch komplexe Entwicklungsumgebung. Bei kleinen Skripten, wie sie typischerweise von Einsteigern geschrieben werden, bedeutet das einen hohen Einarbeitungsaufwand für ein paar Codezeilen. Viele GIS-Nutzer haben zudem keinerlei Programmiererfahrung mit Eclipse. Für einige wirkt die IDE deshalb eher abschreckend. Kurz: Erste Wahl für erfahrene Entwickler mit größeren Projekten, aber zu viel Overhead für den “ArcGIS-Gelegenheitsprogrammierer”.

Eine weitere Entwicklungsumgebung ist der PyScripter. Gegenüber Eclipse hat der PyScripter eine klare strukturierte, ansprechende und leicht zu erlernende / zu bedienende Oberfläche. Dadurch kann man sich sofort auf die eigentliche Skriptentwicklung fokussieren ohne sich um die Bedienung der IDE allzu große Gedanken zu machen. Er bietet eine große Auswahl an Funktionen: Syntaxanalyse, Codevervollständigung, Debugfunktionen und -Fenster sind nur einige. Für alle aktuellen Python-Versionen gibt es eine passende PyScripter-Version. Auch diese IDE ist – wie alle hier gelisteten – kostenlos.

Fazit: Aus meiner Sicht kann ich wärmstens den PyScripter empfehlen. Ich nutze ihn seit ca. 1,5 Jahren, denn er hat alles was ein Entwickler (oder eine Entwicklerin) im GIS-Umfeld braucht.

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Die Funktion zum Importieren der Textdateien finden Sie im Menü “Datei” > “Daten hinzufügen” > “XY-Daten hinzufügen” oder im Kontextmenü einer bereits geladenen Tabelle/Datei.

Voraussetzung für den Erfolg der Funktion ist das korrekte Erkennen der Datenstrukturen in der Datei. Zum Erkennen des Dateiformates benutzt ArcGIS sog.schema.ini-Dateien. Dieses sind weitere Textdateien, die im gleichen Verzeichnis wie die eigentlichen Dateien liegen. Beim ersten Zugriff auf die Tabelle legt ArcGIS diese Datei an. Die schema.ini-Datei definiert das Format der Textdateien und durch welches Zeichen die Daten/Spalten getrennt sind, z.B. Komma oder Semikolon. Beispiel: Wenn in Ihrer Datei ”gps-daten.txt” die X- und Y-Koordinaten durch Semikolon getrennt sind, sollte die schema.ini folgendermaßen aussehen:

[gps-daten.txt]
Format=Delimited(;)

Wenn im Dialog zum Anzeigen der XY-Daten nicht die korrekten Feldnamen erscheinen, sind die Windows Regions-und Ländereinstellungen ebenfalls eine mögliche Fehlerquelle: Benutzen Sie ein deutsches Betriebssystem, wird in der Regel das Komma als Dezimaltrennzeichen verwendet. Sind aber in Ihrer Textdatei Dezimalpunkte gespeichert, ist entweder ein “Suchen & Ersetzen” notwendig, oder man ändert besagte Ländereinstellungen.

Eine weitere wichtige Information ist beim Import der Raumbezug der zu importierenden Daten: Lassen Sie sich in jedem Fall genaue Informationen zum Koordinatensystem vom Datenlieferanten geben, wenn Sie Ihre Daten nicht selbst aufgenommen haben. Wenn das angegebene Koordinatensystem nicht stimmt, können die Daten nicht lagerichtig angezeigt werden! Entsprechende Richtlinien zu Datumstransformationen müssen unbedingt berücksichtigt werden!

Wenn der Import ohne Fehler klappt, erstellt ArcMap einen neuen Layer im Inhaltsverzeichnis. Dieser Ereignislayer hat u.a. die Eigenschaft, auf Änderungen an der Datenquelle direkt beim nächsten Anzeigevorgang zu reagieren. Ändern sich also die Punktkoordinaten in der Quelldatei, werden auch Ihre Punkte im GIS verschoben!

Das Importieren von Linien- oder Flächendaten aus Textdateien gestaltet sich zwar ungleich schwieriger, ist aber doch grundsätzlich möglich. Dieses ist jedoch nicht als Standard-Funktion in die Oberfläche von ArcMap 10 eingebaut. Vielmehr findet man auf den ESRI-Seiten zum Download eine Toolbox “SampleTools”. Einmal eingebunden, verfügt man über ein Geoverarbeitungswerkzeug “Create Features from Text File”. Hier sollte man sich aber intensiv mit der Tool-Hilfe auseinandersetzen. In der Version 9.3.1 wurde die Toolbox übrigens noch standardmäßig mit installiert und der Download entfiel.

Weitere Möglichkeiten, z.B. Erweiterungen, AddIns oder Python-Skripte stehen über das ESRI Resource Center zur Verfügung.

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Wie kommt das?
Man muss wissen, dass im Kartendokument, gespeichert als mxd-Datei, nur Verweise auf die zugrunde liegenden Daten gespeichert werden, also die Pfade/Dateinamen bzw. Datenbankverbindungen/Datensatznamen. Wurden nun Daten gelöscht oder verschoben, auf denen das Kartendokument basiert, kann das Programm die Daten nicht mehr finden, es erscheint beim nächsten Öffnen der Mxd-Datei das rote Ausrufezeichen neben den betroffenen Layern und es wird nichts angezeigt.

Wie kann man das Problem beheben?
Grundsätzlich stehen dem ArcMap-Nutzer zwei Optionen zur Verfügung: Das gezielte Reparieren der einzelnen Layer nacheinander oder alle auf einmal.

Der Pfad zu einer einzelnen Datenquelle kann repariert werden, in dem man über das Kontextmenü des Layers den Eintrag ”Daten” > ”Datenquelle reparieren” anwählt. Alternativ kann man auch in den “Layer-Eigenschaften” > Register “Quelle” die entsprechende Schaltfläche nutzen. Man navigiert zur Datenquelle, und der Layer wird nun dargestellt.

Dieses Vorgehen kann ziemlich mühselig werden, wenn bspw. eine ganze Geodatabase oder ein Ordner verschoben oder ein Verzeichnis einfach nur umbenannt wurde. Deshalb kann man auch einfach mit der linken Maustaste auf das rote Ausrufezeichen klicken. Dadurch öffnet sich direkt der Dialog zum Suchen der ensprechenden Datenquelle. Das Verhalten unterscheidet sich allerdings von der oben beschriebenen Vorgehensweise: Wählt man nun die Datenquelle, werden automatisch alle weiteren Layer der Karte aus diesem Verzeichnis mit repariert, und ein “Durchklickern” aller betroffener Layer entfällt. Das funktioniert natürlich nur solange, wie die Datensätze selbst nicht umbenannt/gelöscht worden sind. Abschließend sollte die mxd-Datei natürlich noch einmal gespeichert werden.

Wie kann man das verhindern?
Betrachten wir dazu noch einmal, wie ArcMap die Verweise auf die Daten speichert. Auch hier gibt es zwei Arten: Absolute oder relative Pfadnamen. Die Optionen finden Sie im Menü “Datei” > “Eigenschaften des Kartendokuments”.

In absoluten Pfaden sind die kompletten Pfade, also inklusive Laufwerksbuchstaben und allen Verzeichnissen gespeichert.  Beispiel:
D:\MeineProjekte\ProjektXY\Projektdatenbank.gdb\Projektgebiet
Relative Pfade bedeutet, dass die Datenquellen in ihrer relativen Position zum Speicherplatz des Kartendokuments referenziert werden. Beispiel:
..\ProjektXY\Projektdatenbank.gdb\Projektgebiet wenn das aktuelle Kartendokument im Verzeichnis D:\MeineProjekte\MeineKartendokumente liegt.

In einigen Situation können diese Einstellungen helfen, dass die Datenquellen gefunden werden, aber leider nicht immer.

Wann sollte man relative Pfadnamen verwenden, wann absolute?
Wenn die Wahrscheinlichkeit hoch ist, dass Ihre Karte zusammen mit den Projektdaten zu einem späteren Zeitpunkt verschoben wird, oder sich die Pfadnamen ändern werden, dann wählen Sie die Option der relativen Pfade. Das gleiche gilt für Daten, die auf sich einer Netzwerkfreigabe befinden, welche die verschiedenen Nutzer mit unterschiedlichen Laufwerksbuchstaben eingebunden haben.

Haben Sie jedoch ein homogenes Netzwerk, bei dem die GIS-Daten bei jedem Nutzer unter dem gleichen Pfad zu finden sind, ist eine absolute Pfadangabe vorteilhaft.

Noch mehr Informationen, auch zur Verwendung der unterschiedlichen Optionen, findet man in der ArcGIS Online Hilfe.

Wie man Python-Skripte nutzen kann, um die Anpassungen nicht manuell in vielen Kartendokumenten machen zu müssen, sondern automatisiert, werde ich in einem späteren Artikel beschreiben – sofern Interesse besteht.

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Ich hatte schon in der Vergangenheit diverse Tipps und Tricks rund um das Thema GIS und Softwareentwicklung auf der alten Webseite veröffentlicht. Damals nannte ich sie “GIS-Tipps des Monats”. Die Artikel möchte ich in dieser, etwas flexibleren Form fortsetzen, denn ich denke, viele können von meinen Erfahrungen profitieren. Ich werde in den nächsten Wochen einige der älteren Artikel in das neue System integrieren und aus meiner Sicht Neues & Interessantes aus der GIS-Welt veröffentlichen.

Des Weiteren habe ich mein Spektrum an Dienstleistungen etwas “entrümpelt”. Ich möchte damit klarstellen, was ich aktuell anbieten kann und fokussiere mich dabei ab sofort auf meine Kernkompetenzen, nämlich Schulung und Consulting in den Bereichen GIS sowie Softwareentwicklung mit Python und C#.

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