5.2 Geografische Informationssysteme (GIS)

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Die Layer eines Geografischen Informationssystems (GIS)

Auf welchem Level willst du das Kapitel bearbeiten?

5.2 Geografische Informationssysteme (GIS)

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"Wie komme ich am schnellsten nach Hause?" Die Antwort liegt nahe: Der Standort am Smartphone wird aktiviert, eine Suchmaschine befragt, ein Kartendienst aufgerufen. Sofort erhältst du viele Informationen: Verschiedene Routen werden angezeigt, du kannst wählen zwischen Fuß-, Fahrrad-, Autorouten oder dich für den öffentlichen Nahverkehr entscheiden. Fahrpläne werden eingeblendet, Stauinformationen sind in der Karte eingefügt und natürlich wird auch dein aktueller Standort angezeigt. Möglich wird dies durch die Verknüpfung zahlreicher Daten auf einer digitalen Karte – genauer gesagt mithilfe eines Geografischen Informationssystems (GIS).

Doch GIS-Anwendungen können noch mehr, als dich von A nach B zu bringen! Du erfährst in diesem Kapitel, welche Möglichkeiten in diesen Anwendungen stecken und du lernst sie auch selbst zu nutzen. Anhand einiger Beispiele siehst du außerdem, wie GIS-Anwendungen in der Euregio Maas-Rhein eingesetzt werden. 

Hinweise für Lehrende

Übersicht (Didaktischer Zugriff, Ziele, Kompetenzen)

Allgemeine Anmerkungen zu den Methoden

Anders als die Inhaltskapitel, die eine narrative Grundstruktur haben, sind die Methodenkapitel progressiv aufgebaut. Die Komplexität steigt hier also im Verlauf eines Kapitels stetig an. Je nach Lerngruppe wird es sinnvoll sein, über das Minimenü (direkt unterhalb des Kapiteltitels in der Navigationsleiste) an die relevante Stelle des Methodenkapitels zu springen.

Allgemeine Anmerkungen zum Kapitel

In ihrem Alltag verwenden die Lernenden intuitiv und selbstverständlich unterschiedliche digitale Kartendienste. In diesem Kapitel soll an diese Fähigkeiten angeknüpft und der Blick erweitert werden auf die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Geografischen Informationssystemen. Hinzu kommt, dass diese heute in vielen Branchen zur Anwendung kommen und in zahlreichen Arbeitsabläufen eingesetzt werden. (Quelle: Deutscher Verband für Angewandte Geographie e. V.) Die Lernenden erhalten also Einblicke in eine für ihren Alltag und eventuell ihre spätere berufliche Laufbahn relevante Technologie.

Die Aspekte der Datenverwaltung und -einspeisung werden hier ausgeklammert, da ausschließlich auf frei verfügbare, webbasierte GIS-Anwendungen verwiesen und mit den dort hinterlegten Datensätzen gearbeitet wird.

Weiterführende Möglichkeiten, zum Beispiel in Unterrichtsprojekten, Seminaren, Workshops etc. umfassendere Kompetenzen im Bereich der Erfassung, Visualisierung, Analyse und Präsentation von Geoinformationen zu erwerben, bieten sich in Kooperation mit den Anbietern der Softwarelösungen an.
Beispiele:
Esri Schulprogramm | Esri Deutschland
ArcGIS voor op School | Esri Nederland
Primary and secondary schools - Esri BeLux

Ziele und Kompetenzen

Die Lernenden lernen die Funktionen unterschiedlicher GIS-Anwendungen kennen und lösen damit selbstständig geografische Problemstellungen.

Der Schwerpunkt dieses Kapitels liegt auf der Förderung der Kompetenzen:

  • Methoden: Umgang mit den gängigen Werkzeugen von GIS-Anwendungen und Generieren von Kartendarstellungen durch Auswahl von Datensätzen beziehungsweise Indikatoren in webbasierten GIS-Anwendungen. Die Lernenden erkennen dabei grundlegende Aufbaumuster, lernen den Umgang mit unterschiedlichen, aber wiederkehrenden Tools. Außerdem werten die Lernenden sach- und zielbezogen Informationen aus den Karten sowie den darin eingebetteten Statistiken und Diagrammen aus.
  • Räumliche Orientierung: Aufbau eines grundlegenden Orientierungswissens auf den unterschiedlichen Maßstabsebenen sowie eines räumlichen Orientierungsrasters durch die Auseinandersetzung mit dem Bezugsraum. Vor allem durch die regelmäßigen Maßstabsänderungen in den GIS-Anwendungen können die Lernenden die Lage eines Ortes mit den umgebenen geografischen Gegebenheiten verknüpfen. Häufig erfolgt dabei die Anknüpfung an den eigenen Lebensraum (zum Beispiel Bezug zum Wohnort, Schulstandort) oder auch an Raumbeispiele aus den Inhaltskapiteln.

Kapitelstruktur

  1. Im ersten Teil (Element 1–5) werden die allgemeine Definition Geografischer Informationssysteme und das Prinzip des Layeraufbaus vorgestellt. Die Einsatzmöglichkeiten von GIS werden unter anderem an einem Beispiel aus dem Bezugsraum der Euregio Maas-Rhein aufgezeigt.
  2. Im zweiten Teil (Element 6–17) werden konkrete Arbeitstechniken innerhalb von GIS-Anwendungen vorgestellt: die Standortsuche, die Navigation auf einer Karte, die Einstellung verschiedener Grundkarten sowie das Messen von Entfernungen und Flächen. Die Aufgabenstellungen greifen Raumbeispiele aus der Euregio Maas-Rhein auf und befähigen die Lernenden, Tools, die in vielen GIS-Anwendungen zum Einsatz kommen, zu benutzen.
  3. Im dritten Teil (Element 18–23) wird nach einem allgemeinen Überblick über den Einsatz von GIS-Anwendungen in Forschung, Wirtschaft und Verwaltung eine GIS-Anwendung genauer betrachtet: Der Wohnmonitor der Euregio Maas-Rhein. Nach den grundlegenden Informationen zum Projekt erkunden die Lernenden die Funktionen der GIS-Anwendung. Eine komplexe Aufgabenstellung zeigt abschließend auf, wie die Anwendung für konkrete Raumfragen im Geografieunterricht nutzbar gemacht werden kann.

1. Was ist ein Geografisches Informationssystem (GIS)?

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Definition

GIS = Geografisches Informationssystem

Eine sehr allgemeine Definition beschreibt ein Geografisches Informationssystem als ein "computergestütztes Informationssystem zur Erfassung, Verwaltung und Verarbeitung raumbezogener Daten" (nach: Lexikon der Geographie).

Doch was bedeutet das?

Die wichtigste Grundlage eines GIS ist der Bezug zu einem realen Raum, beispielsweise einem Staat, einem Landkreis oder einem Stadtviertel. Datenmaterial über diesen realen Raum wird im GIS so bearbeitet, dass am Ende eine informative, digitale Karte vorliegt. Sachverhalte können damit in ihrem räumlichen Zusammenhang visualisiert und analysiert werden.

Tutorials: GIS-Viewer

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Alle Geodaten werden in einer GIS-Software mit einem Koordinatensystem verknüpft. Die unterschiedlichen Informationen können in Form von Layern (Ebenen) dargestellt werden. Der Nutzer eines GIS kann diese Layer ein- und ausblenden, teilweise auch verändern und so an seine raumbezogene Fragestellung anpassen.

Beispiel für die Anwendung von GIS-Viewern

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© Stadt Aachen (2021)

https://geoportal.aachen.de/extern/?lang=de&basemap=web61482881ca3e4ky73o&blop=1&x=295064.26454217&y=5628738.2297376&zl=14&hl=0&layers=emobil5909cb6466d8f

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Screenshot aus dem Geoportal der Stadt Aachen, Verteilung der Ladestationen für Elektroautos im Stadtgebiet

Eine Stadt stellt ihrer Bevölkerung Informationen über die Verteilung der öffentlichen Ladestationen für Elektroautos zur Verfügung. In einem GIS und der entsprechenden Software werden alle Daten eingespeist, zum Beispiel die Lage der Stationen, die Anzahl der Ladepunkte und die technischen Details. Online kann eine digitale Karte abgerufen werden, in der alle diese Geodaten enthalten sind. Gibt es Veränderungen, zum Beispiel neue Ladestationen, so können die Daten mit einem Klick aktualisiert werden. Die Stadt kann ihr GIS natürlich auch für andere Zwecke verwenden, zum Beispiel für eine Analyse der Bevölkerungsstruktur in den Stadtvierteln, den Ausbau des Breitbandnetzes oder den Flächennutzungsplan.

Tutorials: GIS-Viewer

Hinweise für Lehrende

Zur folgenden Vertiefung

In der Vertiefung in Element 5 gelangen die Lernenden mithilfe eines Links zur Seite Ein Tag mit GIS. Dort wird anhand eingängiger, knapper Texte aufgezeigt, in welchen Lebensbereichen GIS-Anwendungen zum Einsatz kommen und den Alltag im Verlauf eines exemplarischen Tages beeinflussen. Die auf der Seite enthaltenen Hyperlinks liefern zwar weitere Informationen und teilweise konkrete Beispiele, sind jedoch aufgrund des fehlenden regionalen Bezugs zur Euregio Maas-Rhein nicht von besonderer Bedeutung und können daher ignoriert werden. 

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Vertiefung

Anwendungsmöglichkeiten von GIS

Ein Tag mit GIS zeigt, wie du im Verlauf eines einzigen Tages mit unterschiedlichen GIS-Anwendungen in Berührung kommst!

2. Wie arbeitet man mit einem Geografischen Informationssystem (GIS)?

Einen Standort finden

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Mithilfe geografischer Koordinaten kann jeder Punkt auf der Erde genau bestimmt werden. Hierfür wird die Angabe des Breitengrades und Längengrades benötigt. In digitalen Karten kann auch mithilfe der Angabe einer Adresse oder eines allgemeinen Suchbegriffs ein Standort gefunden werden.

Hinweise für Lehrende

Zur folgenden Aufgabe

Die Lernenden suchen Standorte mithilfe von Adressangaben, allgemeinen Suchbegriffen und Koordinaten. Sie werden dabei mit unterschiedlichen Schwierigkeiten konfrontiert, zum Beispiel bei unvollständigen oder uneindeutigen Eingaben im Suchfeld. Bei der dritten Teilaufgabe wird die Schreibweise von Koordinaten thematisiert.
1-Stern-Modus: Suchbegriffe werden eindeutig vorgegeben.
2- und 3-Sterne-Modus: Standorte müssen in mehreren Schritten gefunden werden.

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Aufgabe

Finde den Standort

  1. Adresse
    • Gib im Suchfeld des GIS-Viewers weiter unten die folgende Adresse ein: Aachener Straße 24.
    • Erkläre, weshalb du weitere Informationen benötigst, um eine eindeutige Position festzulegen.
  2. Suchbegriff
    • Gib im Suchfeld des GIS-Viewers den Begriff "Gileppe" ein.
    • Beschreibe die Lage und was sich aus geografischer Sicht hinter dem Begriff verbirgt!
  3. Koordinaten
    • Ermittle die genauen GPS-Koordinaten deines Schulstandortes, indem du die Adresse deiner Schule eingibst. Vergleiche die unterschiedlichen Schreibweisen!
    • Verwende die Positionsangabe in der Schreibweise "Dezimalgrad" aus der vorigen Aufgabe und suche nun erneut deinen Schulstandort!

Tutorials: GIS-Viewer, GIS-Viewer Suche

Aufgabe

Finde den Standort

  1. Adresse
    • Gib im Suchfeld des GIS-Viewers weiter unten die folgende Adresse ein: Gasthuisstraat 11, Hasselt.
    • Benenne die Sehenswürdigkeit, die sich an dieser Adresse befindet!
  2. Suchbegriff
    • Gib im Suchfeld des GIS-Viewers die Sehenswürdigkeit "Vrijthof, Maastricht" ein.
    • Beschreibe mithilfe der Karte die Umgebung!
  3. Koordinaten
    • Gib folgende Zahlenreihe in das Suchfeld des Kartendienstes ein: 5.567058920860291, 50.62473955397422
    • Erkläre, um welche Zahlen es sich handelt!

Tutorials: GIS-Viewer, GIS-Viewer Suche

Aufgabe

Finde den Standort

  1. Adresse
    • Suche mithilfe des GIS-Viewers weiter unten den Standort zur folgenden Adresse: Aachener Straße.
    • Erkläre, weshalb du weitere Informationen benötigst, um eine eindeutige Position festzulegen.
    • Beschreibe, wie du mithilfe des Drop-down-Menüs schneller den richtigen Standort findest.
  2. Suchbegriff
    • Gib im Suchfeld des GIS-Viewers den Begriff "Gileppe" ein!
    • Beschreibe die Lage und was sich aus geografischer Sicht hinter dem Begriff verbirgt!
  3. Koordinaten

Tutorials: GIS-Viewer, GIS-Viewer Suche

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Zusatzinformationen

Bestimmung von Breiten- und Längengraden

Hier erfährst du alle Details über die Bestimmung des Breiten- und Längengrades sowie die unterschiedlichen Schreibweisen.

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Vertiefung

GPS-Daten

Viele Geräte wie Smartphones, Uhren oder Tablets verwenden zur Positionsbestimmung das Global Positioning System – kurz GPS. Dabei werden Daten von Navigationssatelliten verwendet, die die Erde umkreisen. 

Im Film "Total phänomenal – Satelliten weisen den Weg" des SWR wird von Minute 0:13 bis 3:12 die Funktionsweise des Satellitensystems erklärt. 

Auf der Karte navigieren

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Durch Klicken der linken Maustaste und Ziehen des Cursors wird der Ausschnitt einer digitalen Karte verschoben. Mithilfe der Symbole "Plus" und "Minus" oder der Betätigung des Mausrades kann die Kartenansicht vergrößert und verkleinert werden. Genauer gesagt: Der Maßstab wird verändert. Wie in analogen Karten wird auch bei digitalen Karten der Maßstab angegeben. Er liegt entweder als Maßstabszahl oder als Maßstabsleiste vor.

Im Kapitel 5.1 erfährst mehr über die Aussagekraft und Berechnung des Maßstabs.

Hinweise für Lehrende

Zur folgenden Aufgabe

In vielen digitalen Kartendiensten fehlt auf der Nutzeroberfläche die exakte Angabe einer Maßstabszahl, denn es wird häufig nur mit einer Maßstabsleiste gearbeitet. Im in der Aufgabe verlinkten GIS-Viewer des Dreiländerparks kann jedoch die Maßstabsgröße vom Nutzer selbst in einem Drop-down-Menü ausgewählt werden, sodass sich dieser Viewer besonders für die Aufgabenstellung eignet.

Die Lernenden setzen sich mit unterschiedlichen Maßstabsansichten auseinander und wählen vor dem Hintergrund einer fiktiven Präsentationssituation bewusst einen Maßstab aus. 

Die Differenzierung erfolgt in den unterschiedlichen Stern-Modi vorrangig durch die Vorkenntnisse, die in den unterschiedlichen Altersstufen hinsichtlich des Wissens um die Maßstabsberechnung und auch des Umgangs mit dem Maßstabswerkzeug vorausgesetzt werden können.

Die Aufgabe knüpft damit auch inhaltlich an das Kapitel 5.1. an, da dort die Maßstabsberechnung genauer thematisiert wird.

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Aufgabe

Den Maßstab verändern

Bearbeite im GIS-Viewer der StädteRegion Aachen folgende Aufgaben.

  1. Finde die Maßstabszahl der Startkarte und gib den Wert an!
  2. Wähle nun sowohl einen größeren als auch einen kleineren Maßstab aus und beschreibe in eigenen Worten die Veränderung der Kartenansicht!
  3. Lege den Maßstab fest, den du für einen Überblick über die größten Städte der Euregio Maas-Rhein wählen würdest!

Tutorial: GIS-ViewerGIS-Viewer messen

Aufgabe

Den Maßstab verändern

Bearbeite im GIS-Viewer der StädteRegion Aachen folgende Aufgaben.

  1. Der Maßstab der Startkarte wird oben rechts in der Werkzeugleiste angegeben. Benenne den Wert!
  2. Wähle nun den Maßstab 1:100.000 und 1:10.000. Beschreibe die Veränderung der Kartenansicht!
  3. Lege den Maßstab fest, den du für die Präsentation der Lage der Euregio Maas-Rhein in Europa wählen würdest!

Aufgabe

Den Maßstab verändern

Bearbeite im GIS-Viewer der StädteRegion Aachen folgende Aufgaben.

  1. Ermittle den Maßstab der Startkarte!
  2. Wähle nun sowohl einen größeren als auch einen kleineren Maßstab aus. Formuliere die Regel zum Verhältnis der Verkleinerung der Karte zur Maßstabszahl!
  3. Lege den Maßstab fest, den du für die Präsentation der Lage des Dreiländerpunktes auf dem Vaalserberg wählen würdest!

Auswahl einer Grundkarte

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Um den ausgewählten Raum in einer Karte abzubilden, können unterschiedliche Grundkarten ausgewählt werden. Die Grundkarte stellt im übertragenen Sinne die Leinwand dar, auf der anschließend die gewünschten Geodaten eingezeichnet werden – genauer gesagt: als Layer eingeblendet werden. 

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Hinweise für Lehrende

Zur folgenden Aufgabe

Aufgabe 1 greift die Thematik der Maßstabsänderung auf und ermöglicht es den Lernenden, die Lage der Stadt Alsdorf in ihr räumliches Orientierungsraster einzuordnen.

Die Lernenden setzen sich bei Aufgabe 2 durch die Auswahl unterschiedlicher Grundkarten mit deren Darstellungsform und Aussagekraft auseinander. Sie treffen vor dem Hintergrund einer geografischen Problemstellung eine Entscheidung. So werden sie für die Darstellung der Verkehrswege eine der thematischen Grundkarten wählen (zum Beispiel OpenStreetMap), für die der landwirtschaftlichen Nutzflächen die Luftbilddarstellung (zum Beispiel Imagery) und für die des Reliefs eine Karte mit Höhenlinien oder Schummerung (zum Beispiel Topographic).

Die dritte Teilaufgabe schafft eine Querverbindung zum Kapitel über den Strukturwandel. Der ehemalige Steinkohlebergbau ist im Westen des Stadtgebietes von Alsdorf aufgrund der Berghalden zu identifizieren. Diese sind in der Luftbildansicht erkennbar und auch auf der topografischen Karte zu sehen. Als anthropogene Hügel sind sie jedoch nur mit dem entsprechenden Fachwissen einzuordnen. Dies kann beispielsweise mithilfe der thematischen Grundkarten erfolgen, da dort die Fachbegriffe hinterlegt sind. Bei noch genauerer Betrachtung fallen dann auch die revitalisierten Flächen und Gebäude auf (zum Beispiel Annapark, Energeticon). Dies kann jedoch von den Lernenden nur dann erwartet werden, wenn die Aufgabe in einem direkten Zusammenhang mit dem Unterrichtsinhalt des Strukturwandels behandelt wird.

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Aufgabe

Grundkarten auswählen

In der beigefügten digitalen Karte ist Alsdorf in Nordrhein-Westfalen markiert.

  1. Wähle einen geeigneten Maßstab, um das Stadtgebiet sowie die Randgebiete der Stadt erfassen zu können.
  2. Finde jeweils durch die Auswahl einer geeigneten Grundkarte eine Kartendarstellung, mithilfe der du die folgenden Themen abbilden kannst: Verkehrswege, Landwirtschaft, Relief.
  3. Alsdorf ist eine ehemalige Bergbaustadt. Beschreibe mithilfe einer geeigneten Grundkarte die Spuren des früheren Steinkohlebergbaus!

Tutorials: GIS-ViewerGIS-Viewer Grundkarte ändern

Aufgabe

Grundkarten auswählen

In der beigefügten digitalen Karte ist Alsdorf in Nordrhein-Westfalen markiert. 

  1. Verändere den Maßstab so, dass du einen guten Überblick über die Stadt Alsdorf und die umliegenden Ortschaften hast.
  2. Wähle nun im Menü links unterschiedliche Grundkarten aus. Mit welcher Grundkarte kannst du die folgenden Themen am besten abbilden?
        Die Verkehrswege in und um Alsdorf
        Die landwirtschaftlichen Nutzflächen
        Die Höhenunterschiede 
  3. Alsdorf ist eine ehemalige Bergbaustadt. Wähle die Grundkarte aus, auf der die Spuren des früheren Steinkohlebergbaus am besten erkennbar sind! Begründe deine Entscheidung. 

Tutorials: GIS-Viewer, GIS-Viewer Grundkarte ändern

Aufgabe

Grundkarten auswählen

In der beigefügten digitalen Karte ist Alsdorf in Nordrhein-Westfalen markiert.

  1. Wähle einen geeigneten Maßstab für die Analyse des Stadtgebietes und des Umlandes.
  2. Finde jeweils durch die Auswahl einer geeigneten Grundkarte eine Kartendarstellung, mithilfe der du die folgenden Themen abbilden kannst: Verkehrswege, Landwirtschaft, Relief.
  3. Die Entwicklung der Stadt Alsdorf ist typisch für den Strukturwandel eines altindustriellen Raumes. Erkläre diese Aussage mithilfe einer differenzierten Kartenanalyse!

Tutorials: GIS-Viewer, GIS-Viewer Grundkarte ändern

Hinweise für Lehrende

Zur folgenden Aufgabe

Nachdem die Lernenden in den letzten Aufgaben verschiedene Funktionen von GIS-Viewern kennengelernt haben, bietet die folgende Aufgabe eine Möglichkeit zur Wiederholung und Vertiefung. Im Zuge der Arbeit mit der digitalen Karte wählen sie eine vorgegebene Grundkarte aus, suchen zwei Standorte, markieren diese mithilfe des Zeichentools und fügen eine Beschriftung ein, messen eine Strecke und drucken die Karte am Ende aus beziehungsweise speichern sie als Datei ab. Das Zeichentool, das in den Teilaufgaben 3 und 4 verwendet werden muss, kam bisher im Methodenkapitel noch nicht zum Einsatz, sodass sich die Lernenden das Tool intuitiv erschließen. Gerade die Auswahl einer geeigneten Signatur (Farbe, Größe etc.) und das Platzieren der Signatur in der Karte zieht einige Überlegungen mit sich, sodass sich die Lernenden mit dem Tool selbst und der Kartendarstellung auseinandersetzen werden. Sie erarbeiten sich ein eigenständiges Kartenprodukt.
Die von den Lernenden erstellten Karten können am Ende der Lerneinheit im Klassenverband besprochen werden. Dabei sollte vor allem die Reflexion des Lern- und Arbeitsprozesses im Vordergrund stehen, zum Beispiel die Schwierigkeiten bei der Bearbeitung der Aufgaben und welche Strategien zu deren Lösung angewendet wurden. Eine Diskussion über Anwendungsmöglichkeiten solcher Kartentools im Lebensumfeld der Lernenden kann die Lerneinheit abschließen.

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Aufgabe

Zum Einüben der Funktionen eines GIS-Viewers

Bearbeite zum Einüben der unterschiedlichen Funktionen eines GIS-Viewers die folgende Aufgabe. Die Tutorials bieten weitere Hilfestellungen.

  1. Wähle die topografische Grundkarte aus!
  2. Suche die beiden Brücken in Maastricht: Hohe Brug und Sint Servaasbrug.
  3. Markiere die beiden Brücken mit einem geeigneten Symbol!
  4. Bei einer der beiden Brücken fehlt in der Kartenansicht die Bezeichnung. Füge sie mithilfe des Zeichentools ein!
  5. Miss die Länge eines Rundwegs entlang der Maas, der über beide Brücken führt!
  6. Drucke die Karte und wähle einen geeigneten Kartentitel!

Tutorials: GIS-ViewerGIS-Viewer Grundkarte ändern, GIS-Viewer zeichnenGIS-Viewer messen, GIS-Viewer drucken

3. Wie werden Geografische Informationssysteme genutzt?

Hinweise für Lehrende

Linkliste zu Geoportalen in der Euregio Maas-Rhein

In vielen Regionen stellen die Behörden und Verwaltungen der Bevölkerung Geografische Informationssysteme zur Verfügung. Auch in der Euregio Maas-Rhein gibt es zahlreiche öffentliche Geoportale. Einige Beispiele sind im Folgenden verlinkt.

NRW: GEOportal.NRW

Süd-Limburg (NL): Atlas Limburg (prvlimburg.nl)

Dreiländerpark: de inkasPortal - GeoNet Online GmbH (staedteregion-aachen.de)

Wohnmonitor: Wohnmonitor EMR (housing-emr.eu)

Atlas der "Großregion SaarLorLux" GR-Atlas - Atlas der Großregion SaarLorLux (uni.lu)

Aachen: Geodatenportal Stadt Aachen

Lüttich: Carte — Open Data Liège (liege.be)

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Vertiefung

Verschiedene GIS-Viewer

In ganz unterschiedlichen Bereichen von Forschung, Wirtschaft und Verwaltung werden GIS-Anwendungen zur Analyse, Prognose oder Visualisierung unterschiedlicher Themen genutzt.

Meteorologie

Wetterdienste
Wetter und Klima - Deutscher Wetterdienst - Startseite (dwd.de)
KNMI - Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut
Weather Brussels - RMI (meteo.be)

Globale Windsysteme
earth :: a global map of wind, weather, and ocean conditions (nullschool.net)

Windsysteme und Luftverschmutzung
IQAir Earth Air Pollution Map

Interaktive Weltkarte zeigt globale Verteilung der Sonneneinstrahlung (unter anderem direkt, indirekt, diffus), Fotovoltaik-Eignung sowie Lufttemperaturverteilung
Global Solar Atlas 

Geologie

Latest Earthquakes (usgs.gov)

Bevölkerungsentwicklung
3D-Visualisierung der Weltbevölkerung: Human Terrain (pudding.cool)
Bevölkerungsdichte global World Population Density Interactive Map (luminocity3d.org)

Transport & Logistik

MarineTraffic: Global Ship Tracking Intelligence | AIS Marine Traffic (Positionsdaten und Bewegungen von Schiffen)

Verwaltung

Eurostat - Statistikportal der EU Eurostat regional yearbook 2022 (europa.eu)

Die demografische Entwicklung in der Euregio Maas-Rhein abgebildet in einem GIS: Der Wohnmonitor

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In dem grenzübergreifenden Projekt, dem "Wohnmonitor Euregio Maas-Rhein", werden Daten zur Demografie und dem Wohnungsmarkt in einem Geografischen Informationssystem zusammengefasst. 

Interaktive Grafik: Funktionen des "Wohnmonitors"

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Verteilung der Bevölkerung in der Alterskohorte 10 bis 15 Jahre in der Euregio Maas-Rhein, dargestellt im Wohnmonitor (Stand 20.12.2022)

Hinweise für Lehrende

Zur folgenden Aufgabe

Nachdem die Lernenden allgemeine Informationen über den Wohnmonitor erhalten haben, lernen sie die GIS-Anwendung nun im Rahmen einer allgemeinen Aufgabenstellung kennen. Ziel ist es, die Bedienung des Auswahlmenüs zu erproben, selbst eine Karte zu generieren und ihr Informationen zu entnehmen.
Da es vorrangig um die technische Auseinandersetzung mit der GIS-Anwendung geht, erfolgt die Differenzierung vor allem über die Kleinschrittigkeit der Anleitung im 1-Stern- und 2-Sterne-Modus. Bei der Beschreibung der Bevölkerungsverteilung sollten die Lernenden strukturiert vorgehen und beispielsweise den Gegensatz zwischen vorrangig dicht besiedeltem Norden und Osten der Euregio Maas-Rhein sowie dem geringer besiedelten Süden der Euregio Maas-Rhein herausarbeiten.

Im Unterricht könnte zusätzlich im Sinne einer Quellenkritik die Farbgebung der Karte gemeinsam betrachtet werden: Die Abstufungen erfolgen nicht äquidistant und vor allem im oberen Bereich (dunkelste Blaufärbung) ist auf der Ebene der Farbgebung kaum eine Differenzierungsmöglichkeit gegeben. So fallen in diese Gruppe sowohl Städte der mittleren Größenordnung (zum Beispiel Jülich, Bilzen, Helchteren) als auch die bevölkerungsreichsten Städte (Aachen, Maastricht, Lüttich). Erst bei der Betrachtung der absoluten Zahlen kann hier eine Unterscheidung erfolgen. 

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Aufgabe

Erkundung des Wohnmonitors

  1. Erstelle mithilfe des Wohnmonitors die Karte zur Gesamtbevölkerung der Euregio Maas-Rhein! Wähle dafür in der Liste links das Merkmal "Gesamtbevölkerung".
  2. Beschreibe mithilfe der Angaben in der Legende die Bevölkerungsverteilung!
  3. Wähle deine Heimatkommune durch Anklicken auf der Karte aus und ermittle den aktuellen Wert der Bevölkerungszahl!

Du kannst auch andere Indikatoren auswählen und so den Umgang mit dem GIS weiter einüben!

Tutorial: WohnmonitorGIS-Viewer

Aufgabe

Erkundung des Wohnmonitors

  1. Erstelle mithilfe des Wohnmonitors die Karte zur Gesamtbevölkerung der Euregio Maas-Rhein! Wähle dafür auf der linken Seite das Merkmal "Bevölkerung und Haushalte", danach "Gesamtbevölkerung".
  2. Stelle mithilfe der Angaben in der Legende die Regionen mit besonders hohen Bevölkerungszahlen den Regionen mit niedrigen Bevölkerungszahlen gegenüber! 
  3. Finde deine Heimatkommune und wähle sie durch Anklicken auf der Karte aus. Ermittle den aktuellen Wert der Bevölkerungszahl. Diesen findest du recht unter "Merkmal Details".

Du kannst auch andere Merkmale auswählen und so den Umgang mit dem GIS weiter einüben!

Tutorial: Wohnmonitor, GIS-Viewer

Aufgabe

Erkundung des Wohnmonitors

  1. Erstelle mithilfe des Wohnmonitors die Karte zur Gesamtbevölkerung der Euregio Maas-Rhein.
  2. Beschreibe die Bevölkerungsverteilung innerhalb der Euregio Maas-Rhein.
  3. Wähle deine Heimatkommune aus und ermittle die Daten zur aktuellen Bevölkerungszahl.

Du kannst auch andere Indikatoren auswählen und so den Umgang mit dem GIS weiter einüben.

Tutorial: Wohnmonitor, GIS-Viewer

Hinweise für Lehrende

Zur folgenden Aufgabe

Auch bei dieser Aufgabenstellung steht die Einübung methodischer Kompetenzen im Vordergrund. Hier werden diese jedoch in einen Zusammenhang gebracht mit einer konkreten geografischen Fragestellung.
Die Lernenden generieren mithilfe der Datensätze im GIS selbstständig eine Karte zu den Haushaltsformen und setzen sich mit unterschiedlichen Aspekten des städtischen Wohnens auseinander. Dabei kommen weitere methodische Aspekte zum Tragen, beispielsweise der Umgang mit den statistischen Daten und ihrer Darstellungsweise.

Im 1-Stern-Modus beschäftigen sich die Lernenden mit der Wohnform des Einpersonenhaushaltes.

Im 2-Sterne-Modus werden die Gegensätze vom städtischen und ländlichen Wohnformen beleuchtet.

Im 3-Sterne-Modus erfolgt eine differenziertere Betrachtung dieser Gegensätze auch vor dem Hintergrund des demografischen Wandels, des allgemeinen Wandels der Lebensformen (zum Beispiel zunehmende Individualisierung der Gesellschaft) sowie den Herausforderungen der Raumentwicklung.

Lösungshinweise:

1-Stern-Modus: Nach dem Erstellen und Abspeichern der Karte zu den Einpersonenhaushalten in der Euregio Maas-Rhein beschreiben die Lernenden deren räumliche Verteilung und konzentrieren sich dabei auf die Extremwerte. Auffallen sollte die geringere Zahl der Einpersonenhaushalte im Süden der Euregio Maas-Rhein sowie die hohe Anzahl in den nördlichen und östlichen Bereichen. Die Ermittlung der absoluten Zahlen für die drei Städte erfordert eine räumliche Orientierung sowie den sicheren Umgang mit den Funktionen des GIS (zum Beispiel Anzeigen der absoluten Zahlen bei den Merkmaldetails). Die Lernenden erkennen die sehr hohen Werte in den drei gesuchten Städten. Die letzte Aufgabe regt dazu an, die Hintergründe zu betrachten. Hier beziehen die Lernenden ihr Vor- und Allgemeinwissen ein und die Vorinformationen bieten ebenfalls Ansatzpunkte. In der Altersgruppe wäre zu erwarten, dass die Ausbildungssituation junger Menschen als Grund aufgeführt wird, eventuell auch das spätere Heiratsalter und eventuell der Trend zur späteren Mutterschaft. 

2-Sterne-Modus: Bei dieser Aufgabenstellung werden alle Haushaltsgrößen betrachtet und eine städtische mit einer ländlichen Kommune verglichen. Hierfür müssen die absoluten Zahlen der Karte entnommen und in relative Zahlen umgewandelt werden. In den Städten Lüttich und Aachen sind mehr als 50 % der Haushalte Einpersonenhaushalte, in den ländlichen Regionen Clavier und Dahlem nur 26 %. Dort liegt die Anzahl der Haushalte mit mehr als 3 Personen jeweils über 40 %. Die zwei Vergleichskommunen sind repräsentativ für den Gegensatz Land-Stadt in Belgien und Deutschland zu sehen. In den Niederlanden gibt es aufgrund der deutlich höheren Bevölkerungsdichte keine Kommune mit so einer eindeutigen Verteilung, daher wurde hier kein Vergleichspaar vorgegeben. Die Lernenden sollten herausarbeiten, dass vor allem hinsichtlich der Alters- und Einkommensstruktur ein Unterschied zwischen den städtischen und ländlichen Räumen besteht. Daran schließt sich die Erklärung des in Aufgabe drei zitierten Trends an. Als Lösungsmöglichkeiten für die Wohnungsnot in den Städten können sich die Lernenden auch kreativ einbringen. Denkbar sind hier der verstärkte Bau kleiner Wohnungen, Umbau größerer Wohnungen oder verbesserte Verkehrsanbindungen ins Umland.

3-Sterne-Modus: Die Aufgabenstellungen decken sich im Wesentlichen mit dem 2-Sterne-Modus, allerdings wird hier bei der Aufgabe mehr Hintergrundwissen zum Beispiel hinsichtlich des demografischen Wandels erwartet. So ist vor allem der ländliche Raum durch Überalterung gekennzeichnet und aufgrund der Einkommenssituation dominieren hier große Wohnflächen pro Kopf, wohingegen aufgrund der zunehmenden Individualisierung der Gesellschaft in den Städten die jüngere Bevölkerung zunehmend länger in Einpersonenhaushalten verbleibt. Aufgabe 5 greift hier die Tatsache auf, dass bei dem Vergleich der Kommunen die Niederlande ausgespart wurden. In allen niederländischen Kommunen ist die Zahl der Ein- und Zweipersonenhaushalte hoch und der Gegensatz zwischen Stadt und Land kann hier aufgrund der hohen Bevölkerungsdichte nicht so deutlich herausgearbeitet werden. 

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Aufgabe

Haushaltsgrößen in städtischen und ländlichen Regionen im Vergleich

Vergleiche mithilfe des Wohnmonitors die Haushaltsgrößen in städtischen und ländlichen Regionen der Euregio Maas-Rhein!

  1. Erstelle eine Karte über die Haushaltsgrößen in der Euregio Maas-Rhein!
  2. Vergleiche die Haushaltsgrößen in städtischen und ländlichen Regionen Deutschlands und Belgiens exemplarisch mithilfe der folgenden Kommunen:
    Belgien: Lüttich (französisch: Liège) – Clavier
    Deutschland: Aachen – Dahlem
    - Ermittle für die beiden Kommunen die Anzahl an Haushalten mit einer, zwei oder mehr Personen im Haushalt! Notiere die Werte in einer Tabelle.
    - Berechne den prozentualen Anteil der Ein-, Zwei- und Mehrpersonenhaushalte und vergleiche deren Anteile in städtischen und ländlichen Regionen!
    - Charakterisiere die Merkmale der Haushalte hinsichtlich des Alters, Einkommens und der Lebensgewohnheiten der Bewohner! Wie unterscheiden sich diese Merkmale in städtischen und ländlichen Regionen?
  3. Die Zahl der Einpersonenhaushalte hat in den vergangenen Jahrzehnten immer weiter zugenommen; vor allem bei jüngeren Menschen ist diese Wohnform sehr beliebt. Erkläre diese Entwicklungen!
  4. In den Großstädten der Euregio Maas-Rhein nimmt die Bevölkerungszahl weiter zu. Entwickle ausgehend von deinen Erkenntnissen zu den Haushaltsgrößen Lösungsmöglichkeiten für die wachsende Wohnungsnot in den Städten!

Tutorial: Wohnmonitor

Aufgabe

Einpersonenhaushalte in der Euregio Maas-Rhein

Die Zahl der Menschen, die alleine in einem Haushalt leben, hat in den vergangenen Jahrzehnten immer mehr zugenommen: junge Menschen, die eine Ausbildung machen oder studieren, allein lebende Menschen mittleren Alters sowie Seniorinnen und Senioren. In der Bevölkerungsforschung nennt man diese Wohnform einen Einpersonenhaushalt.

Finde mithilfe des Wohnmonitors heraus, welche Bedeutung Einpersonenhaushalte in der Euregio Maas-Rhein haben!

  1. Erstelle eine Karte über die Verteilung der Einpersonenhaushalte in der Euregio Maas-Rhein! (Bevölkerung & Haushalte --> Haushalte --> Haushaltsgröße --> 1)
  2. Beschreibe die Verteilung der Einpersonenhaushalte: Wo ist die Anzahl der Einpersonenhaushalte besonders hoch, wo ist sie besonders niedrig?
  3. Ermittle nun die genaue Anzahl an Einpersonenhaushalten in den größten Städten der Euregio Maas-Rhein: Aachen, Lüttich und Maastricht.
  4. Erkläre: Weshalb leben vor allem in den großen Städten so viele Menschen in Einpersonenhaushalten? Berücksichtige dabei die eingangs genannten Personengruppen, die typischerweise in Einpersonenhaushalten leben.

Tutorial: Wohnmonitor

Aufgabe

Demografische Daten vergleichen

Vergleiche mithilfe des Wohnmonitors die Haushaltsgrößen in städtischen und ländlichen Regionen der Euregio Maas-Rhein!

  1. Erstelle eine Karte über die Haushaltsgrößen in der Euregio Maas-Rhein! Greife auf einen Datensatz zu, der möglichst viele Daten enthält.
  2. Vergleiche die Haushaltsgrößen in städtischen und ländlichen Regionen Deutschlands und Belgiens exemplarisch mithilfe der folgenden Kommunen:
    Belgien: Lüttich (französisch: Liège) – Clavier
    Deutschland: Aachen – Dahlem
    - Ermittle für die beiden Kommunen die Anzahl an Haushalten mit einer, zwei oder mehr Personen im Haushalt! Notiere die Werte in einer Tabelle.
    - Berechne den prozentualen Anteil der Ein-, Zwei- und Mehrpersonenhaushalte und vergleiche deren Anteile in städtischen und ländlichen Regionen!
    - Charakterisiere die Merkmale der Haushalte hinsichtlich des Alters, Einkommens und der Lebensgewohnheiten der Bewohner! Wie unterscheiden sich diese Merkmale in städtischen und ländlichen Regionen?
  3. Die Zahl der Einpersonenhaushalte hat in den vergangenen Jahrzehnten immer weiter zugenommen; vor allem bei jüngeren Menschen ist diese Wohnform sehr beliebt. Erkläre diese Entwicklungen!
  4. Recherchiere im Internet und erläutere die Auswirkungen der Zunahme der Einpersonenhaushalte auf die Verfügbarkeit von Wohnraum in städtischen und ländlichen Regionen!
  5. Beschreibe mithilfe der digitalen Karte aus Aufgabe 1 die Verteilung der Haushaltsgrößen im niederländischen Teil der Euregio Maas-Rhein. Erkläre die Unterschiede im Vergleich zur Verteilung der Haushaltsgrößen in Belgien beziehungsweise Deutschland!

Tutorial: Wohnmonitor