Geo-Analytics: Das Zusammenwachsen von GIS, Reporting und Analytics

Geo-Analytics: Das Zusammenwachsen von GIS, Reporting und Analytics

04.07.2019, Autor: Dr. Wassilios Kazakos

Geoinformationssysteme (GIS ) und Business-Intelligence (BI)-Lösungen waren früher getrennte Welten. Die Einbeziehung von räumlichen Informationen wird in der Datenanalyse zunehmend wichtiger. Deshalb bieten viele BI-Lösungen inzwischen Funktionen zur räumlichen Analyse. Gleichzeitig erweitern GIS-Hersteller ihre Systeme um BI-Funktionen. So sind leistungsfähige Geo-Analytics-Plattformen entstanden, die Funktionen aus beiden Welten vereinen und deren Vorteile in immer mehr Branchen geschätzt werden.


Geo-Analytics-Lösungen kombinieren GIS und BI

Geoinformationssysteme (GIS), also Systeme zur Erfassung, Bearbeitung, Organisation, Analyse und Präsentation räumlicher Daten, gibt es schon lange. Dank moderner Softwarelösungen, innovativer Methoden und neuer Datenquellen wurden Geoinformationssysteme um viele Funktionen zur Datenanalyse erweitert. OLAP (Online Analytical Processing)-Funktionalität, Dashboards, statistische Analysen und Berichtsfunktionen sind Beispiele hierfür. Auf der anderen Seite erkennen Hersteller von Software für klassische BI- und Datenvisualisierung, dass räumliche Informationen für die Datenanalyse immer wichtiger werden, und integrieren deshalb erste GIS-Funktionen.

Aus der Notwendigkeit heraus, Analyse und Reporting mit räumlichen Daten und Funktionen zu kombinieren, entstehen neue Lösungen, die als Geo-Analytics-Plattformen bezeichnet werden. So sind in Dashboards immer öfter Karten integriert oder die Filterfunktion von Daten ist um räumliche Filter erweitert, wie die Polygonauswahl oder die Auswahl nach räumlicher Nähe. Daneben lassen sich nicht nur Geodaten aus externen Datenbanken und Diensten schnell in Analysen einbinden, sondern es können auch die räumliche Verschneidung sowie die Pufferung von Daten als Cluster- oder Heatmapdarstellung in der Karte visualisiert werden (Abbildung 1 und 2). Diese neuen Geo-Analytics-Lösungen bieten auch vielfältige Reporting- Möglichkeiten, die Nutzer benötigen, um direkt aus der Visualisierung heraus die gewünschten Berichte versenden zu können. Somit wird in einer Behörde oder einem Unternehmen ein einheitlicher Zugang zu allen räumlichen und statistischen Daten sowie Analysefunktionen geschaffen – von einzelnen Fachdatenbanken, über Geodatenbanken und Geodatenserver und bis hin zum organisationsweiten Data Warehouse.


Geo-Analytics profitiert von Open Data und Big Data

In den letzten Jahren sind eine Vielzahl neuer und teils offener Datenquellen (Open Data) verfügbar geworden, die Unternehmen und Behörden in eigene Datensätze einfließen lassen und entsprechend analysieren können. Auch gibt es immer mehr Möglichkeiten, selbst Daten mit Raumbezug zu erheben, zum Beispiel Sensordaten oder Daten von Internet of Things (IoT)-Geräten. Zusätzlich werden Systeme immer leistungsfähiger in Bezug auf die Auswertung großer Datenmengen (Big Data). Eigene Daten mit frei verfügbaren oder kommerziellen Datensätzen anzureichern, kann neue Erkenntnisse liefern. Beispielsweise gibt es für Wetter- oder Demographiedaten bei Versicherungsunternehmen eine unbegrenzte Zahl von Analyseszenarien. Aber auch einfache, standortbezogene Entscheidungen können durch Hinzufügen von zusätzlichen Geodaten besser getroffen werden. Mit Geo-Analytics-Lösungen können solche Daten nicht nur professionell visualisiert, sondern auch direkt analysiert werden, um räumliche Zusammenhänge zu erkennen. Die Analyse kann sogar geo-temporal, also mit Raum- und Zeitbezug, erfolgen. Dafür gibt es Geo-Analytics- Funktionen wie beispielsweise den Timeslider (Abbildung 3), mit dem Daten mit Zeitbezug gefiltert und eine Animation über deren zeitlichen Verlauf erstellt werden kann, um auffällige Bewegungsmuster zu erkennen. Eine weitere Möglichkeit ist die Darstellung der Zeit als dritte Dimension (Abbildung 4). Diese Darstellung veranschaulicht nicht nur, wohin sich ein Objekt bewegt hat, sondern auch, ob und wann zwei Objekte gleichzeitig an einem Ort waren. So werden geo-temporale Zusammenhänge auf einen Blick sichtbar.

Abb. 1: Klassische Geoanalyse mit Clusterdarstellung (dargestellt mit der Geo-Analytics-Plattform Cadenza)

Abb. 2: Klassische Geoanalyse mit Heatmapdarstellung
(dargestellt mit Cadenza)

Anwendungsbeispiele für Geo-Analytics-Lösungen

Innere Sicherheit – Geo-Analytics als Grundlage für strategische oder operative Entscheidungen

Ob Gefahrenabwehr, Bekämpfung von Kriminalität, Verfolgung von Straftaten, Information und Aufklärung der Öffentlichkeit: Sicherheitsbehörden stehen tagtäglich vor großen zeit- und datenintensiven Herausforderungen. Aufgaben wie die Bündelung und Auswertung von Informationen zur Lagebilderstellung oder zur Weitergabe und Verwendung in der polizeilichen Kriminalstatistik können durch moderne Geo-Analytics-Lösungen effizient unterstützt werden. Aus der Vielzahl an unterschiedlichen Daten ergeben sich neue Erkenntnisse, die als Grundlage für strategische oder taktisch-operative Entscheidungen dienen können. Davon profitieren alle Mitarbeiter einschließlich der Führungsebene und der Polizei-IT.

Umweltverwaltung – Schnittstellenfunktion und Vorreiterrolle erfordern spezielle Geo-Werkzeuge

Die Umwelt hat per se einen Raumbezug und somit viele Fragestellungen, die nur im räumlichen Kontext zu beantworten sind. Eine zentrale Aufgabe der Umweltverwaltung ist die kontinuierliche Analyse von Daten sowie deren Bereitstellung in Form von Karten, Auswertungen und Berichten. Die Schnittstellenfunktion der Mitarbeiter der Umweltverwaltung erfordert einen intensiven Austausch mit Bürgern und anderen Behörden. Mithilfe wissenschaftlicher Methoden bereiten sie systematisch und effizient Entscheidungen von enormer Tragweite vor. Und noch etwas zeichnet die Arbeit in der Umweltverwaltung aus: Durch Gesetze wie das Geodatenzugangsgesetz (GeoZG) oder das Umweltinformationsgesetz (UIG) und das öffentliche Interesse an Umweltfragen nimmt die Umweltverwaltung immer wieder eine Vorreiterrolle bei der Veröffentlichung von Daten und der Datennutzung ein. So wurde sie beispielsweise zum Vorreiter für den offenen und interbehördlichen Datenaustausch, für den Aufbau nationaler Geodateninfrastrukturen und für die aktuelle Initiative „Open Government Data“. Daraus ergeben sich besondere technologische Anforderungen an die Werkzeuge der Umweltverwaltung, die Geo-Analytics- Lösungen adressieren.

Abb. 3: Mit dem Timeslider Daten mit Zeitbezug filtern und eine Animation über deren zeitlichen Verlauf erstellen
(dargestellt mit
Cadenza)

Verkehr

Die Schaffung, Instandhaltung und der Ausbau der Infrastruktur für Menschen und Wirtschaft ist eine der zentralen Aufgaben der Verwaltung in Deutschland. Hochgeschwindigkeits- Bahnverbindungen zwischen Städten, wachsender privater Pkw-Verkehr, Ausbau von Wasserstraßen und Schifffahrt, Gütertransport per Lkw oder und die Nutzung von Flughäfen gehören zu unserer mobilen Lebensweise. Umfangreiche Dateninfrastrukturen und datenbasierte Analysen sowie Anwendungen auf Basis von Geo-Analytics-Lösungen tragen in den Fachbehörden dazu bei, Berichtspflichten effizient umzusetzen, Entscheidungen rund um die Themen Verkehr und Infrastruktur zu treffen und Politik, Wirtschaft und Öffentlichkeit zu informieren.


Agrar- und andere Industrien

In der Agrarindustrie, aber auch in anderen Industrien müssen Daten der unterschiedlichsten Prozessbeteiligten in der Lieferkette zusammengebracht werden, um Prozesse zu optimieren und relevante Prognosen zu erhalten. In der Landwirtschaft sammeln moderne landwirtschaftliche Maschinen eine Menge an Daten, die gemeinsam mit aktuellen Wetter- und Klimadaten aufbereitet und wieder zur Verfügung gestellt werden. In der Logistik sind es Bewegungs- und Verkehrsdaten, die zur Analyse herangezogen werden. Im Gesundheitswesen sind es die Ausbreitungsdaten von Krankheiten oder die Anfahrtswege der Einsatzplanung. Geo-Analytics- Lösungen können hierbei einen erheblichen Mehrwert liefern.


Geo-Analytics-Lösungen bieten Wettbewerbsvorteile

Vom Zusammenwachsen der Welten GIS und BI zu Geo-Analytics-Plattformen profitieren alle Anwender, wenn ihnen eine zentrale Plattform umfassende Analysemöglichkeiten und ein vielfältiges Berichtswesen in Verbindung mit einer homogenen Datenlandschaft bietet. Für manche Anwendungsfälle und Branchen ist die Integration von Geodaten in Datenanalyse und Reporting unumgänglich. Moderne Geo-Analytics-Lösungen bieten Wettbewerbsvorteile, vereinfachen Berichtspflichten und helfen ihren Nutzern durch räumliche oder geotemporale Analysen neue Erkenntnisse zu gewinnen, damit am Ende bessere Entscheidungen getroffen werden können.

Abb. 4: Datenvisualisierung mit der Zeit als dritte Dimension.

Dieser Beitrag ist ursprünglich in der Ausgabe 02/2019 der Fachzeitschrift is report erschienen. -> is report Homepage