AGIT Journal

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Das Konzept der Graphen-Grammatik zur Formalisierung topologischer Veränderungen von Geo-Objekten

The Concept of Graph Grammars for Formalizing Topological Changes of Geo-Objects

Viele Anwendungen im Bereich der Umweltsimulation beschränken sich nicht auf die Dynamik von eindimensionalen Bestandsgrößen, sondern versuchen zusätzlich, die räumliche Dimension der untersuchten Objekte mit ihren dynamischen Veränderungen zu beschreiben. In dieser Situation zeigt der Artikel, dass es einer allgemeinen Spezifikationsebene bedarf, die es erlaubt, anwendungsnah und problemspezifisch die Dynamik von Objekten mit Raumbezug abzubilden und andererseits die Möglichkeit gibt, diese Spezifikation effektiv, transparent und effizient durch einen Simulationsalgorithmus abzuarbeiten. Dabei sollen insbesondere die aus den topologischen Eigenschaften der Objekte abgeleiteten semantische Konsistenzbedingen eingehalten werden. Zu diesem Zweck werden die Möglichkeiten der Dynamik für die GIS-Primitive Punkt, Linie und Polygon klassifiziert. Anschließend wird der Ansatz der Graphen-Grammatiken aus dem Bereich der Formalen Sprachen auf die Probleme der Dynamikspezifikation von Topologien von raumzeitlichen Objekten übertragen und das algorithmische Optimierungspotenzial für die Implementierung dieses Ansatzes aufgezeigt.

Many applications in the field of environmental simulation are not limited to the dynamics of one-dimensional inventory variables, but additionally try to describe the spatial dimension of the investigated objects with their dynamic changes. In this situation, the article shows that a general specification level is required, which allows to model the dynamics of objects with spatial reference in an application-oriented and problem-specific way. On the other hand, it is possible to process this specification effectively, transparently and efficiently by a simulation algorithm. In particular, the semantic consistency conditions derived from the topological properties of the objects should be adhered to. For this purpose, the possibilities of dynamics for the GIS-primitives point, line and polygon are classified. Subsequently, the approach of graph grammars from the field of formal languages is transferred to the problems of dynamic specification of topologies of spatio-temporal objects and the algorithmic optimization potential for the implementation of this approach is shown.

Autor / Author: Wittmann, Jochen
Institution / Institution: Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin, Deutschland
Seitenzahl / Pages: 11
Sprache / Language: Deutsch
Veröffentlichung / Publication: AGIT ‒ Journal für Angewandte Geoinformatik, 6-2020
Tagung / Conference: AGIT 2020 – Symposium und Fachmesse Angewandte Geoinformatik
Veranstaltungsort, -datum / Venue, Date: Salzburg, Österreich 06-07-20 - 10-07-20
Schlüsselwörter (de): Dynamische Modelle, Modellspezifikation, 4D, Topologie, Simulation, Graphen- Grammatik
Keywords (en): Dynamic models, model specification, 4D, topology, simulation, graph grammar
Paper review type: Full Paper Review
DOI: doi:10.14627/537698005
6524 - Das Konzept der Graphen-Grammatik zur Formalisierung topologischer Veränderungen von Geo-Objekten