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Mit der freien Software Quantum GIS 1.0 eigene Karten generieren
Ein Quantum GIS
von Marco Hugentobler, Otto Dassau
Erschienen im Linux-Magazin
2009/06
Die Erde hält einen Moment inne - denn Quantum GIS 1.0 ist da! Das Desktop-GIS-Tool kombiniert freie Software, freie Kartendaten und einen eigenen Adressdatenbestand
Ende Januar haben die Entwickler Version 1.0 von Quantum GIS veröffentlicht, eines freien geografischen Informationssystems für den Desktop. Die erste große Nummer erfreut mit zahlreichen Funktionen und ermöglicht es auch kleineren Unternehmen und Privatleuten, Daten in Karten so zu visualisieren, wie dies bisher nur mit mehrere Hundert oder Tausend Euro teuren proprietären Tools möglich war. Dieser Artikel beschreibt ein einfaches Setup vom Einbinden von WMS-Daten aus Openstreetmap, eines freien Adressendienstes, und eines lokalen GIS-Datenbankservers bis hin zur Gestaltung ansprechender Karten fürs Marketing oder das nächste Meeting.
Die Krux mit der Eula
Spätestens mit den kostenlosen Kartendiensten von Google, Microsoft, Yahoo & Co. liegen die Visualisierung und die elektronische Verarbeitung von Geodaten im Trend. Leider verwechseln viele Anbieter frei mit gratis - die Lizenzen untersagen die Verwendung für kommerzielle Zwecke oder schreiben gar vor, von welchen Anwendungen aus Unternehmen besagte Dienste nutzen dürfen [1].
Öffentliche Verwaltungen und viele Firmen speichern und verarbeiten Geodaten schon seit Jahren elektronisch. In der Regel haben sie selbst große Datenbestände aufgebaut oder extern eingekauft und verarbeiten sie mit Spezialprogrammen. Zum Speichern und Abfragen kommt eine Geodatenbank zum Einsatz, wobei kleinere Projekte auch mit Dateien auf der lokalen Festplatte arbeiten.
Ein Desktop-GIS visualisiert, bearbeitet, analysiert, symbolisiert und bereitet die Daten für den Druck auf. Web-GISe publizieren die Daten übers Internet und machen sie einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich.
Während freie Software GIS-Datenbank, -Analyse und Web-GIS schon seit längerer Zeit gut abdeckt ([2], [3]) haperte es beim Thema Desktop-GIS erstaunlich lange, trotz dessen zentraler Stellung im Arbeitsablauf. Weil die Programme der großen kommerziellen Hersteller nicht für Linux erhältlich sind, waren GIS-Anwender gezwungen zum ungeliebten Windows zu greifen.
Um diese Lücke zu schließen, tritt das Projekt Quantum GIS (Qgis) mit dem Ziel an, ein freies und möglichst plattformunabhängiges Desktop-GIS bereitzustellen, das sich mit einer intuitiven grafischen Benutzeroberfläche für Einsteiger und Profis gleichermaßen eignet. Qgis ist in C++ geschrieben und benutzt die Klassen der QT-Bibliothek. Dadurch vereint es Plattformunabhängigkeit und die Vorteile eines kompilierten Code.
Die Installation von Qgis gestaltet sich sehr einfach. Auf der Webseite [4] gibt es Binärpakete für die großen Linux-Distributionen sowie für Windows und Mac OS X. Etwas mehr Arbeit hat, wer das Programm aus den Quellen selber kompilieren will oder muss. Hier hilft der Qgis User Guide weiter [5].
Eine Schweizer Firma soll es sein
Für diesen Artikel dient eine fiktive Firma als Beispiel, die die Adressen ihrer Kunden in einer PostgreSQL-Datenbank gespeichert hat. Das Unternehmen möchte mit Hilfe von Postgis und Qgis die räumliche Komponente zur Datenbank hinzufügen, die Kundenstandorte auf einer Karte visualisieren, mit Hintergrundinformationen anreichern und die Karte dann für den Ausdruck aufbereiten.
Die Firma ist im Kanton Solothurn in der Schweiz angesiedelt und hat einen regionalen Kundenkreis. Sie hat großes Glück, denn Solothurn ist sozusagen die Geodaten-Oase in der Schweiz und stellt bereits heute alle amtlichen Geo-Information frei zur Verfügung. Das Beispiel wird angesichts der EU-Initiative INSPIRE [3] vermutlich vielerorts Schule machen. Aber auch für Anwender an bisher anderen Standorten bieten sich einige Möglichkeiten.
Als Grundlage für die weitere Arbeit braucht es auf jeden Fall geografisch referenzierte Daten. In der Regel muss der Admin die Kundenadressen der Firma mit Koordinaten, also Längen- und Breitenangaben, räumlich erweitern. Glück hat, wer auf vorliegende freie Geodaten zugreifen kann. Viele Anwender müssen die Daten jedoch entweder selbst mit einem GPS erfassen oder für teures Geld einkaufen.
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Im Beispiel liegen die Kundendaten in PostgreSQL-Tabellen vor. Um sie später räumlich darstellen zu können, braucht die Datenbank die räumliche Erweiterung Postgis. Sie ermöglicht es, Geodaten in PostgreSQL zu speichern und zu verwalten, und dient dadurch als räumliches Datenbank-Backend für GIS-Applikationen. Die Erweiterung ist einfach und verlangt vom Datenbankadministrator nur drei Eingaben an der Konsole des Datenbankservers.
Zuerst will Postgis aber installiert sein, was sich bei den meisten neueren Betriebssystemen problemlos gestaltet. Aktuelle Installationspakete finden sich für MS Windows und Mac OS X direkt über die Postgis-Webseite oder sind, wie im Fall zahlreicherLinux-Systeme, bereits Teil der jeweiligen Distribution. Für ein frisches Debian reicht:
aptitude install postgis
Nachdem Postgis installiert ist, lädt der Admin als Erstes die Spracherweiterung Plpgsql und erweitert damit die vorhandene PostgreSQL- zu einer räumlichen Datenbank:
createlang plpgsql Name_der_Datenbank
Die Datei »postgis.sql« enthält die Postgis-Objekt- und Funktionsdefinitionen. Sie zu laden stellt die entsprechenden Objekte und Funktionen in der Datenbank erst zur Verfügung. In diesem Schritt entsteht auch die Metadaten-Tabelle »geometry_columns«:
psql -d Name_der_Datenbank -f postgis.sql
Abschließend muss der Admin noch die Datei »spatial_ref_sys.sql« laden, um die Metadaten-Tabelle »spatial_ref_sys« zu erzeugen, die EPSG-Codes mit den zugehörigen Projektionsparametern enthält:
psql -d Name_der_Datenbank -f spatial_ref_sys.sql
Damit steht Postgis für Anfragen und Daten zur Verfügung. Auch lässt es sich zum Beispiel von Qgis aus bevölkern.
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