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5.2 Geografische Informationssysteme (GIS)

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Die Layer eines Geografischen Informationssystems (GIS)

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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¬†erh√§ltst du viele Informationen: Verschiedene Routen werden angezeigt, du kannst w√§hlen zwischen Fu√ü-, Fahrrad-, Autorouten oder dich f√ľr den √∂ffentlichen Nahverkehr entscheiden. Fahrpl√§ne werden eingeblendet, Stauinformationen sind in der Karte eingef√ľgt und nat√ľrlich wird auch dein aktueller Standort angezeigt. M√∂glich wird dies durch die Verkn√ľpfung zahlreicher Daten auf einer digitalen Karte ‚Äď 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 f√ľr Lehrende

√úbersicht (Didaktischer Zugriff, Ziele, Kompetenzen)

Allgemeine Anmerkungen zu den Methoden

Anders als die Inhaltskapitel, die eine narrative Grundstruktur haben, sind die Methodenkapitel progressiv aufgebaut. Die Komplexit√§t steigt hier also im Verlauf eines Kapitels stetig an. Je nach Lerngruppe wird es sinnvoll sein, √ľber das Minimen√ľ (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 selbstverst√§ndlich unterschiedliche digitale Kartendienste. In diesem Kapitel soll an diese F√§higkeiten angekn√ľpft und der Blick erweitert werden auf die vielf√§ltigen Einsatzm√∂glichkeiten von Geografischen¬†Informationssystemen. Hinzu kommt, dass diese heute in vielen¬†Branchen zur Anwendung kommen und in zahlreichen Arbeitsabl√§ufen eingesetzt werden. (Quelle: Deutscher Verband f√ľr Angewandte Geographie e.¬†V.)¬†Die Lernenden erhalten also Einblicke in eine f√ľr ihren Alltag und eventuell ihre sp√§tere berufliche Laufbahn relevante Technologie.

Die Aspekte der Datenverwaltung und -einspeisung werden hier ausgeklammert, da ausschlie√ülich auf frei verf√ľgbare,¬†webbasierte GIS-Anwendungen verwiesen und mit den dort hinterlegten Datens√§tzen gearbeitet wird.

Weiterf√ľhrende M√∂glichkeiten, zum Beispiel in Unterrichtsprojekten, Seminaren, Workshops etc. umfassendere Kompetenzen im Bereich der Erfassung, Visualisierung,¬†Analyse und Pr√§sentation von¬†Geoinformationen zu erwerben, bieten sich in Kooperation mit den¬†Anbietern der Softwarel√∂sungen 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 g√§ngigen Werkzeugen von GIS-Anwendungen und Generieren von Kartendarstellungen durch Auswahl von Datens√§tzen beziehungsweise¬†Indikatoren in webbasierten¬†GIS-Anwendungen. Die Lernenden erkennen dabei grundlegende Aufbaumuster, lernen den¬†Umgang mit unterschiedlichen, aber wiederkehrenden Tools. Au√üerdem werten die Lernenden sach- und zielbezogen Informationen aus den Karten sowie den darin eingebetteten Statistiken und Diagrammen aus.
  • R√§umliche Orientierung:¬†Aufbau eines grundlegenden Orientierungswissens auf den unterschiedlichen Ma√üstabsebenen sowie eines r√§umlichen Orientierungsrasters durch die Auseinandersetzung mit dem Bezugsraum. Vor allem durch die regelm√§√üigen Ma√üstabs√§nderungen in den GIS-Anwendungen k√∂nnen die Lernenden die Lage eines Ortes mit den umgebenen geografischen Gegebenheiten verkn√ľpfen. H√§ufig erfolgt dabei die Ankn√ľpfung an den eigenen Lebensraum (zum Beispiel¬†Bezug zum Wohnort, Schulstandort) oder auch an Raumbeispiele aus den Inhaltskapiteln.

Kapitelstruktur

  1. Im ersten Teil (Element 1‚Äď5)¬†werden die allgemeine Definition Geografischer Informationssysteme und das Prinzip des Layeraufbaus vorgestellt. Die Einsatzm√∂glichkeiten von¬†GIS werden unter anderem an einem¬†Beispiel aus dem Bezugsraum der Euregio Maas-Rhein aufgezeigt.
  2. Im zweiten Teil (Element 6‚Äď17) 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 Fl√§chen. Die Aufgabenstellungen greifen Raumbeispiele aus der Euregio Maas-Rhein auf und¬†bef√§higen die Lernenden, Tools, die in vielen¬†GIS-Anwendungen zum Einsatz kommen, zu benutzen.
  3. Im dritten Teil (Element 18‚Äď23) wird nach einem allgemeinen √úberblick √ľber 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 abschlie√üend auf, wie die Anwendung f√ľr konkrete Raumfragen im¬†Geografieunterricht nutzbar gemacht werden kann.

1. Was ist ein Geografisches Informationssystem (GIS)?

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Definition

GIS ÔĽŅ= Geografisches Informationssystem

Eine sehr allgemeine Definition beschreibt ein¬†Geografisches Informationssystem als ein "computergest√ľtztes 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 √ľber diesen realen Raum wird im GIS so bearbeitet, dass am Ende eine informative, digitale Karte vorliegt. Sachverhalte k√∂nnen damit in ihrem r√§umlichen Zusammenhang visualisiert und analysiert werden.

Tutorials: GIS-Viewer

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Alle Geodaten werden in einer GIS-Software¬†mit einem¬†Koordinatensystem verkn√ľpft.¬†Die unterschiedlichen Informationen k√∂nnen in Form von Layern (Ebenen) dargestellt werden. Der Nutzer eines GIS kann diese Layer ein- und ausblenden, teilweise auch ver√§ndern und so an seine raumbezogene Fragestellung anpassen.

Beispiel f√ľr 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 f√ľr Elektroautos im Stadtgebiet

Eine Stadt stellt ihrer Bev√∂lkerung¬†Informationen √ľber die Verteilung der √∂ffentlichen Ladestationen f√ľr Elektroautos zur¬†Verf√ľgung.¬†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 Ver√§nderungen, zum Beispiel neue Ladestationen, so k√∂nnen die Daten mit einem¬†Klick aktualisiert werden.¬†Die Stadt kann ihr GIS nat√ľrlich auch f√ľr andere Zwecke verwenden, zum Beispiel f√ľr eine Analyse der Bev√∂lkerungsstruktur in den Stadtvierteln, den Ausbau des Breitbandnetzes oder den Fl√§chennutzungsplan.

Tutorials: GIS-Viewer

Hinweise f√ľr 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 Ber√ľhrung 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. Hierf√ľr wird die Angabe des Breitengrades und L√§ngengrades ben√∂tigt. In digitalen Karten kann auch mithilfe der Angabe einer Adresse oder eines allgemeinen Suchbegriffs ein Standort gefunden werden.

Hinweise f√ľr 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 m√ľssen 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 Stra√üe 24.
    • Erkl√§re, weshalb du weitere Informationen ben√∂tigst, 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 Sehensw√ľrdigkeit, die sich an dieser Adresse befindet!
  2. Suchbegriff
    • Gib im Suchfeld des GIS-Viewers die Sehensw√ľrdigkeit "Vrijthof, Maastricht" ein.
    • Beschreibe mithilfe der Karte die Umgebung!
  3. Koordinaten
    • Gib folgende Zahlenreihe in das Suchfeld des Kartendienstes¬†ein:¬†5.567058920860291, 50.62473955397422
    • Erkl√§re, 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 Stra√üe.
    • Erkl√§re, weshalb du weitere Informationen ben√∂tigst, um eine eindeutige Position festzulegen.
    • Beschreibe, wie du mithilfe des Drop-down-Men√ľs 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 erf√§hrst du alle Details √ľber die Bestimmung des Breiten- und L√§ngengrades sowie die unterschiedlichen Schreibweisen.

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Vertiefung

GPS-Daten

Viele Ger√§te wie Smartphones, Uhren oder Tablets verwenden zur Positionsbestimmung das Global Positioning System ‚Äď kurz GPS.¬†Dabei werden Daten von Navigationssatelliten verwendet, die die Erde umkreisen.¬†

Im Film "Total ph√§nomenal ‚Äď Satelliten weisen den¬†Weg" des SWR wird von Minute 0:13 bis 3:12¬†die Funktionsweise des Satellitensystems erkl√§rt.¬†

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 erf√§hrst mehr √ľber die Aussagekraft und¬†Berechnung des Ma√üstabs.

Hinweise f√ľr Lehrende

Zur folgenden Aufgabe

In vielen digitalen¬†Kartendiensten fehlt auf der Nutzeroberfl√§che die exakte Angabe einer Ma√üstabszahl, denn es wird h√§ufig nur mit einer Ma√üstabsleiste gearbeitet. Im in der Aufgabe verlinkten GIS-Viewer des Dreil√§nderparks kann jedoch die Ma√üstabsgr√∂√üe vom¬†Nutzer selbst in einem Drop-down-Men√ľ ausgew√§hlt werden, sodass sich dieser Viewer besonders f√ľr 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 kn√ľpft damit auch inhaltlich an das Kapitel 5.1. an, da dort die Ma√üstabsberechnung 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 Ma√üstab fest, den du f√ľr einen¬†√úberblick √ľber die gr√∂√üten¬†St√§dte der Euregio Maas-Rhein w√§hlen w√ľrdest!

Tutorial: GIS-Viewer, GIS-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 Ma√üstab fest, den du f√ľr die Pr√§sentation der Lage der Euregio Maas-Rhein in¬†Europa w√§hlen w√ľrdest!

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 Ma√üstab fest, den du f√ľr die Pr√§sentation der Lage des Dreil√§nderpunktes auf dem¬†Vaalserberg w√§hlen w√ľrdest!

Auswahl einer Grundkarte

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Um den ausgew√§hlten Raum in einer Karte abzubilden, k√∂nnen unterschiedliche Grundkarten ausgew√§hlt werden. Die Grundkarte stellt im √ľbertragenen Sinne die Leinwand dar, auf der anschlie√üend die gew√ľnschten Geodaten eingezeichnet werden ‚Äď genauer gesagt: als Layer eingeblendet werden.¬†

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Hinweise f√ľr 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 f√ľr die Darstellung der Verkehrswege eine der thematischen¬†Grundkarten w√§hlen (zum Beispiel OpenStreetMap), f√ľr die der landwirtschaftlichen¬†Nutzfl√§chen die Luftbilddarstellung (zum Beispiel Imagery) und f√ľr die des Reliefs eine Karte mit H√∂henlinien oder Schummerung (zum Beispiel Topographic).

Die dritte¬†Teilaufgabe schafft eine Querverbindung zum¬†Kapitel √ľber 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 H√ľgel 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 Fl√§chen und Geb√§ude 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 beigef√ľgten 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 fr√ľheren Steinkohlebergbaus!

Tutorials: GIS-Viewer, GIS-Viewer Grundkarte ändern

Aufgabe

Grundkarten auswählen

In der beigef√ľgten digitalen Karte ist Alsdorf in¬†Nordrhein-Westfalen markiert.¬†

  1. Ver√§ndere den Ma√üstab so, dass du einen guten √úberblick √ľber die Stadt Alsdorf und die umliegenden Ortschaften hast.
  2. W√§hle nun im Men√ľ 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. W√§hle die Grundkarte aus, auf der die Spuren des fr√ľheren¬†Steinkohlebergbaus am besten erkennbar sind!¬†Begr√ľnde deine Entscheidung.¬†

Tutorials: GIS-Viewer, GIS-Viewer Grundkarte ändern

Aufgabe

Grundkarten auswählen

In der beigef√ľgten digitalen Karte ist Alsdorf in Nordrhein-Westfalen markiert.

  1. W√§hle einen geeigneten Ma√üstab f√ľr 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 f√ľr den Strukturwandel eines altindustriellen Raumes. Erkl√§re diese Aussage mithilfe einer differenzierten Kartenanalyse!

Tutorials: GIS-Viewer, GIS-Viewer Grundkarte ändern

Hinweise f√ľr Lehrende

Zur folgenden Aufgabe

Nachdem die Lernenden in den letzten Aufgaben verschiedene Funktionen von GIS-Viewern kennengelernt haben, bietet die folgende Aufgabe eine M√∂glichkeit zur Wiederholung und Vertiefung. Im Zuge der Arbeit mit der digitalen Karte w√§hlen sie eine vorgegebene Grundkarte aus, suchen zwei Standorte, markieren diese mithilfe des Zeichentools und f√ľgen 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 erschlie√üen. Gerade die Auswahl einer geeigneten¬†Signatur (Farbe, Gr√∂√üe etc.) und das Platzieren der Signatur in der Karte zieht einige √úberlegungen mit sich, sodass sich die Lernenden mit dem Tool selbst und der Kartendarstellung auseinandersetzen werden. Sie erarbeiten sich ein eigenst√§ndiges Kartenprodukt.
Die von den Lernenden erstellten Karten k√∂nnen 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 L√∂sung angewendet wurden. Eine Diskussion √ľber Anwendungsm√∂glichkeiten solcher Kartentools im Lebensumfeld der Lernenden¬†kann die Lerneinheit abschlie√üen.

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Aufgabe

Zum Ein√ľben der Funktionen eines GIS-Viewers

Bearbeite zum Ein√ľben¬†der unterschiedlichen Funktionen eines GIS-Viewers¬†die folgende Aufgabe.¬†Die Tutorials bieten weitere Hilfestellungen.

  1. Wähle die topografische Grundkarte aus!
  2. Suche die beiden Br√ľcken in Maastricht:¬†Hohe Brug und Sint Servaasbrug.
  3. Markiere die beiden Br√ľcken mit einem geeigneten Symbol!
  4. Bei einer der beiden Br√ľcken fehlt in der Kartenansicht die Bezeichnung.¬†F√ľge sie mithilfe des Zeichentools ein!
  5. Miss¬†die L√§nge eines Rundwegs entlang der Maas, der √ľber beide Br√ľcken f√ľhrt!
  6. Drucke die Karte und wähle einen geeigneten Kartentitel!

Tutorials: GIS-Viewer, GIS-Viewer Grundkarte ändern, GIS-Viewer zeichnen, GIS-Viewer messen, GIS-Viewer drucken

3. Wie werden Geografische Informationssysteme genutzt?

Hinweise f√ľr Lehrende

Linkliste zu Geoportalen in der Euregio Maas-Rhein

In vielen¬†Regionen stellen die Beh√∂rden und Verwaltungen der Bev√∂lkerung¬†Geografische Informationssysteme zur Verf√ľgung. Auch in der Euregio Maas-Rhein gibt es¬†zahlreiche √∂ffentliche Geoportale. Einige Beispiele sind im Folgenden verlinkt.

NRW: GEOportal.NRW

S√ľd-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

L√ľttich: Carte ‚ÄĒ Open Data Li√®ge (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 grenz√ľbergreifenden 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 f√ľr Lehrende

Zur folgenden Aufgabe

Nachdem die Lernenden allgemeine Informationen √ľber den¬†Wohnmonitor erhalten haben, lernen sie die GIS-Anwendung nun im¬†Rahmen einer allgemeinen Aufgabenstellung kennen. Ziel ist es, die Bedienung des Auswahlmen√ľs 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¬†√ľber die Kleinschrittigkeit der Anleitung im 1-Stern- und 2-Sterne-Modus. Bei der Beschreibung der Bev√∂lkerungsverteilung sollten die Lernenden strukturiert vorgehen und beispielsweise den Gegensatz zwischen vorrangig dicht besiedeltem Norden und Osten der Euregio Maas-Rhein sowie dem geringer besiedelten S√ľden der Euregio Maas-Rhein herausarbeiten.

Im Unterricht k√∂nnte zus√§tzlich im Sinne einer Quellenkritik¬†die Farbgebung der Karte gemeinsam betrachtet¬†werden: Die Abstufungen erfolgen nicht √§quidistant und vor allem im oberen Bereich (dunkelste Blauf√§rbung) ist auf der Ebene der Farbgebung¬†kaum eine Differenzierungsm√∂glichkeit gegeben. So fallen in diese Gruppe sowohl St√§dte der mittleren Gr√∂√üenordnung (zum Beispiel J√ľlich, Bilzen, Helchteren) als auch die bev√∂lkerungsreichsten St√§dte (Aachen, Maastricht, L√ľttich). 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 Gesamtbev√∂lkerung der Euregio Maas-Rhein! W√§hle daf√ľr in¬†der Liste links das¬†Merkmal "Gesamtbev√∂lkerung".
  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 ausw√§hlen und so den¬†Umgang mit dem¬†GIS weiter ein√ľben!

Tutorial: Wohnmonitor, GIS-Viewer

Aufgabe

Erkundung des Wohnmonitors

  1. Erstelle mithilfe des Wohnmonitors die Karte¬†zur Gesamtbev√∂lkerung der Euregio Maas-Rhein! W√§hle daf√ľr auf der linken Seite das Merkmal¬†"Bev√∂lkerung und Haushalte", danach¬†"Gesamtbev√∂lkerung".
  2. Stelle mithilfe der¬†Angaben in der¬†Legende die¬†Regionen mit besonders hohen Bev√∂lkerungszahlen den¬†Regionen mit niedrigen Bev√∂lkerungszahlen gegen√ľber!¬†
  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 ausw√§hlen und so den¬†Umgang mit dem¬†GIS weiter ein√ľben!

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 ausw√§hlen und so den¬†Umgang mit dem¬†GIS weiter ein√ľben.

Tutorial: Wohnmonitor, GIS-Viewer

Hinweise f√ľr Lehrende

Zur folgenden Aufgabe

Auch bei dieser Aufgabenstellung steht die Ein√ľbung 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 r√§umliche Verteilung¬†und konzentrieren sich dabei auf die Extremwerte. Auffallen sollte die geringere Zahl der Einpersonenhaushalte im S√ľden der Euregio Maas-Rhein sowie die hohe Anzahl in den n√∂rdlichen und √∂stlichen¬†Bereichen. Die Ermittlung der absoluten Zahlen f√ľr die drei St√§dte erfordert eine r√§umliche 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 St√§dten. Die letzte Aufgabe regt dazu an, die Hintergr√ľnde zu betrachten. Hier beziehen die Lernenden ihr Vor- und Allgemeinwissen ein und die Vorinformationen bieten ebenfalls Ansatzpunkte. In der Altersgruppe w√§re zu erwarten, dass die Ausbildungssituation junger Menschen als Grund aufgef√ľhrt wird, eventuell auch das sp√§tere Heiratsalter und eventuell der Trend zur sp√§teren Mutterschaft.¬†

2-Sterne-Modus: Bei dieser Aufgabenstellung werden alle Haushaltsgr√∂√üen betrachtet und eine st√§dtische mit einer l√§ndlichen Kommune verglichen. Hierf√ľr m√ľssen die absoluten Zahlen der Karte entnommen und in relative Zahlen umgewandelt werden.¬†In den St√§dten L√ľttich und Aachen sind mehr als 50¬†% der Haushalte Einpersonenhaushalte, in den l√§ndlichen Regionen Clavier und Dahlem nur 26¬†%. Dort liegt die Anzahl der Haushalte mit mehr als 3 Personen jeweils √ľber 40¬†%. Die zwei Vergleichskommunen sind repr√§sentativ f√ľr den Gegensatz Land-Stadt in Belgien und Deutschland zu sehen. In den Niederlanden gibt es aufgrund der deutlich h√∂heren Bev√∂lkerungsdichte 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 st√§dtischen und l√§ndlichen¬†R√§umen besteht. Daran schlie√üt sich die Erkl√§rung des in Aufgabe drei zitierten Trends an. Als L√∂sungsm√∂glichkeiten f√ľr die Wohnungsnot in den St√§dten k√∂nnen sich die Lernenden auch kreativ einbringen. Denkbar sind hier der verst√§rkte Bau kleiner Wohnungen, Umbau gr√∂√üerer 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 l√§ndliche Raum durch √úberalterung gekennzeichnet und aufgrund der Einkommenssituation dominieren hier gro√üe Wohnfl√§chen pro Kopf, wohingegen aufgrund der zunehmenden Individualisierung der Gesellschaft in den St√§dten die j√ľngere Bev√∂lkerung zunehmend l√§nger in Einpersonenhaushalten verbleibt. Aufgabe 5 greift hier die Tatsache auf, dass bei dem Vergleich der Kommunen die Niederlande ausgespart wurden. In allen niederl√§ndischen Kommunen ist die Zahl der Ein- und Zweipersonenhaushalte hoch und der Gegensatz zwischen Stadt und Land kann hier aufgrund der hohen Bev√∂lkerungsdichte 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 √ľber die Haushaltsgr√∂√üen in der Euregio Maas-Rhein!
  2. Vergleiche die Haushaltsgrößen in städtischen und ländlichen Regionen Deutschlands und Belgiens exemplarisch mithilfe der folgenden Kommunen:
    Belgien: L√ľttich (franz√∂sisch:¬†Li√®ge) ‚Äď Clavier
    Deutschland: Aachen ‚Äď Dahlem
    - Ermittle f√ľr 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 j√ľngeren Menschen ist diese Wohnform sehr beliebt.¬†Erkl√§re diese Entwicklungen!
  4. In den Gro√üst√§dten der Euregio Maas-Rhein nimmt die Bev√∂lkerungszahl weiter zu. Entwickle¬†ausgehend von deinen¬†Erkenntnissen zu den Haushaltsgr√∂√üen¬†L√∂sungsm√∂glichkeiten f√ľr die wachsende Wohnungsnot in den St√§dten!

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 √ľber die Verteilung der Einpersonenhaushalte in der Euregio Maas-Rhein! (Bev√∂lkerung & Haushalte --> Haushalte --> Haushaltsgr√∂√üe --> 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 gr√∂√üten St√§dten der Euregio Maas-Rhein: Aachen, L√ľttich und Maastricht.
  4. Erkl√§re: Weshalb leben vor allem in den gro√üen St√§dten so viele Menschen in¬†Einpersonenhaushalten? Ber√ľcksichtige 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 √ľber die Haushaltsgr√∂√üen in der Euregio Maas-Rhein! Greife auf einen Datensatz zu, der m√∂glichst viele Daten enth√§lt.
  2. Vergleiche die Haushaltsgrößen in städtischen und ländlichen Regionen Deutschlands und Belgiens exemplarisch mithilfe der folgenden Kommunen:
    Belgien: L√ľttich (franz√∂sisch: Li√®ge) ‚Äď Clavier
    Deutschland: Aachen ‚Äď Dahlem
    - Ermittle f√ľr 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 j√ľngeren Menschen ist diese Wohnform sehr beliebt. Erkl√§re diese Entwicklungen!
  4. Recherchiere im Internet und erl√§utere¬†die Auswirkungen der Zunahme der Einpersonenhaushalte auf die Verf√ľgbarkeit von Wohnraum in st√§dtischen und l√§ndlichen 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