Im Rahmen der Datenanalyse sind grundsätzlich drei Vorgehensweisen möglich (vgl. Abbildung 03-01):
- Thematische Abfragen: Wählt die Objekte aus, deren Eigenschaften (Attribute) die vorgegebenen Bedingungen erfüllen - z.B.: „Selektiere alle Bäume der Art Fichte.“
- Geometrische Abfragen: Wählt die Objekte aus, die die räumlichen Bedingungen erfüllen, z.B.: „Selektiere alle Häuser, die weniger als 250 m vom Fluss entfernt sind.“
- Topologische Abfragen: Wählt die Objekte aus, die die gegebenen Bedingungen bezüglich der räumlichen Beziehungen zwischen den Objekten erfüllen, z.B.: “Selektiere alle Gebäude, die vollständig in der Wohnzone II (WII) liegen.
Auswahloperatoren
Zentrales Werkzeug von Abfragen in GI-Systemen sind die so genannten Auswahloperatoren, auch algebraische Operatoren genannt. Sie gliedern sich in:
- Vergleichsoperatoren: Zur Formulierung von Fragen können neben dem Gleichheitszeichen auch Vergleichsoperatoren verwendet werden.
- Arithmetische Operatoren: Diese Operatoren werden bei numerischen Attributen verwendet, z.B. können Mittelwerte eines Attributs, Summen von Attributwerten usw. aus einer Menge ausgewählter Objekte berechnet werden.
- Logische Operatoren: Logische Operatoren werden verwendet, um Bedingungen zu formulieren.
Vergleichsoperatoren
Die Vergleichsoperatoren können für unterschiedlich skalierte Attribute (Zahlen, Text) verwendet werden. Bei nicht-numerischen Attributen beziehen sich die Vergleiche „größer als“, „kleiner als“ usw. auf die Position in einer internen „alphabetischen“ Ordnung des Computers (z.B. ASCII-Code-Tabelle).
| Vergleichsoperator | Bedeutung |
|---|---|
| = | EQ (gleich) |
| > | GT (größer) |
| >= | GE (größer gleich) |
| < | LT (kleiner) |
| < = | LE (kleiner gleich) |
| <> | NE (ungleich) |
Arithmetische Operatoren
Die arithmetischen Operatoren werden für numerische Attribute verwendet, z.B. können Mittelwerte eines Attributs, Summen von Attributwerten usw. aus einer Reihe ausgewählter Objekte berechnet werden. Als arithmetische Operatoren können die Multiplikation *, die Division /, die Addition + und die Subtraktion -, der Exponent exp und der Modulo-Operator % verwendet werden. Der Modulo-Operator liefert den Rest einer ganzzahligen Division (z.B. 5 % 2 = 1).
Logische Operatoren
Logische Operatoren verknüpfen Attribute oder Teilabfragen als logische Ausdrücke (mit den beiden möglichen Werten „wahr“ oder „falsch“). Sie eignen sich daher zur effizienten Gestaltung komplexer Abfragen. Logische Operatoren werden auch als Boolesche Algebra bezeichnet. Sie basiert auf der binären Struktur der Werte 1 (wahr) und 0 (falsch). Sie bietet eine Reihe verschiedener Verknüpfungen, die entweder „wahr“ oder „falsch“ sein können, aber niemals beides. Die booleschen (oder logischen) Operatoren, die in GIS verwendet werden, um zwei räumliche Auswahlkriterien miteinander zu verknüpfen, sind ‘AND’, ‘OR’, ‘XOR’ und ‘NOT’: Die folgende Tabelle listet die 4 logischen Grundoperatoren und ihre Wirkungsweise auf:
Zur Veranschaulichung sind in der rechten Spalte die Venn-Diagramme der Booleschen Operatoren dargestellt. Die Darstellung wird verständlicher, wenn man sich vorstellt, dass die Kreise 1 und 2 jeweils zwei Bedingungen (oder Teilmengen der Relation) grafisch darstellen. Konkret: Kreis 1: GEBIET = „bewaldet“ und Kreis 2: GEBIET = steil. Die schraffierte Fläche stellt jeweils die wahre Aussage dar. In dieser Grundform entspricht der Teil außerhalb der Kreise keinem Abfrageergebnis.
In vielen GIS-Programmen entsprechen die Booleschen Operatoren direkt aufrufbaren Funktionen und tragen oft ähnliche Namen. So entspricht in vielen GIS-Programmpaketen die Funktion INTERSECT dem Operanden AND, UNION dem Operanden OR und ERASE dem Operanden NOT. Die letztgenannte Funktion wird auch sehr anschaulich „Cookie-Cutting“ genannt, da die Form des zweiten Kriteriums wie beim Plätzchenbacken aus dem ausgerollten Teig des ersten „ausgestochen“ wird.
Kombination von Operatoren
Durch die Kombination von Operatoren ist es möglich, mehrere Bedingungen miteinander zu verknüpfen. Boolesche Operatoren sind jedoch nicht kommutativ, d.h. das Ergebnis ihrer Anwendung in komplexen Ausdrücken hängt von der definierten Reihenfolge der Teilausdrücke ab. Schauen Sie sich die folgenden Beispiele an und versuchen Sie, die Abfragen mit ihren Komponenten mit Hilfe Ihrer bisherigen Kenntnisse nachzuvollziehen.
