1  Lerneinheit 01: Erste Schritte in QGIS

1.1 Lernziele & Aufgabenstellung

Die erste Lerneinheit dient der Einrichtung einer Arbeitsumgebung und der Wiederholung der wesentlichen QGIS-Funktionen. Wir prüfen die Installation der notwendigen Programme und konfigurieren diese für die spätere Verwendung. Es wird außerdem gezeigt, wie wir diese Einstellungen über die QGIS-Profile speichern und sichern können. Außerdem wird vorgestellt wie QGIS-Erweiterungen installiert werden können.

Lernziele

Die Studierenden sollen:

  • QGIS installieren können bzw. überprüfen können welche Version installiert ist.
  • die Funktionsweise von Nutzerprofilen verstehen und anwenden können
  • eine sinnvolle Ordnerstruktur zur Verwaltung von QGIS-Projekten kennen und anlegen können
  • Projekte in QGIS anlegen können

Aufgabenstellung

  1. Überprüfen sie die Installation von QGIS und OTB.

  2. Legen sie ein neues Nutzerprofil mit ihrem Namen an.

  3. Installieren sie das OTB-Plugin und hinterlegen sie die korrekten Pfade für die OTB-Programmbibliotheken.

  4. Sichern sie ihr Nutzerprofil an einem permanenten Speicherort.

  5. Legen sie eine Ordnerstruktur für das Projekt uebung01 an.

  6. Legen sie innerhalb der Ordnerstruktur eine neues QGIS-Projekt ‘uebung01.qgz’ an.

1.2 QGIS & OTB Installation und Konfiguration

1.2.1 Installation von QGIS und OTB

Hinweis

Im PC-Pool der HAWK sind die notwendigen Programme bereits auf den Computern installiert. Die Installation ist also nur notwendig, wenn sie die Übungen auf einem eigenen Computer durchführen wollen. Die vorgestellten Programme funktionieren grundsätzlich unter Windows, Linux und MacOS Betriebssystemen. Für die Übungen wird aber nur auf Windows-Betriebssystemen getestet.

In diesem Kurs wird die Software QGIS in der Version 3.40.x verwendet. Sie können die Software hier herunterladen:

https://qgis.org/downloads/QGIS-OSGeo4W-3.40.10-1.msi

Weiter Hinweise zu den unterschiedlichen Installationsmöglichkeiten finden sie hier:

https://docs.qgis.org/3.40/de/docs/user_manual/introduction/getting_started.html#installing-qgis

Neben QGIS nutzen wir für die fernerkundlichen Auswertungen die open-source Software Orfeo Toolbox V.9.1.1. welche hier heruntergeladen werden kann:

https://www.orfeo-toolbox.org/download/

Weiter Hinweise zu den unterschiedlichen Installationsmöglichkeiten finden sie hier:

https://www.orfeo-toolbox.org/CookBook/Installation.html

1.2.2 Anlegen eines persönlichen QGIS-Nutzerprofils

QGIS kann auf die eigenen Bedürfnisse umfangreich angepasst werden. Dazu zählen z.B. folgende Einstellungen:

  • Sprache
  • Projektionen und Koordinatensysteme
  • Passwörter für Datenbankzugänge
  • Anpassungen des Erscheinungsbildes und der dargestellten Werkzeuge
  • Installationen und Konfigurationen von Plugins
Hinweis

Das Anlegen persönlicher Nutzerprofile geschieht in der Regel vollständig automatisch. Im PC-Pool werden diese Profile aber nicht zwischen den PC-Arbeitsplätzen synchronisiert. Außerdem werden die lokalen Nutzerdaten in unregelmäßigen Abständen gelöscht. Daher kann es für die Arbeit im PC-Pool sinnvoll sein, ein eigenes Profil anzulegen und in einem persönlichen Ordner zu sichern.

QGIS speicher die Nutzerprofile automatisch lokalen im jeweiligen Nutzerordner C:\Users\???\AppData\Roaming\QGIS\QGIS3\profiles\. Standardmäßig gibt es in QGIS nur das Benutzerprofil default. Es können aber beliebig viele weitere angelegt werden.

Legen sie ein neues Nutzerprofile mit ihrem Namen (z.B. mueller) an:

Einstellungen → Nutzerprofile → Neues Profil anlegen

Weitere Informationen zu den QGIS-Nutzerprofilen finden sie hier:

https://docs.qgis.org/3.40/de/docs/user_manual/introduction/qgis_configuration.html#user-profiles

1.2.3 Installation & Einrichtung von OTB in QGIS

Die OTB-Software kann direkt über eine Kommandozeile verwendet werden oder -wie im Kurs- innerhalb von QGIS. Dazu steht ein Plugin zur Verfügung, welches wie folgt installiert und konfiguriert werden muss:

1.) Installation des Orfeo Toolbox Plugins in QGIS

Erweiterung → Erweiterungen verwalten und installieren Im Suchfenster OrfeoToolboxProvider das Plugin auswählen und installieren.

2.) Konfiguration des OTB-Plugins

Nachdem das Plugin Installiert ist, muss es noch konfiguriert werden. Dazu müssen die Pfade zu der OTB-Software eingetragen werden.

Starten der Werkzeugkiste: Verarbeitung → Werkzeugkiste

In der Werkzeugkiste das Schraubenschlüsselsymbol (Optionen) wählen und dort unter Datenanbieter –> OTB zwei Eintragungen vornehmen:

OTB application folder: C:/OTB/lib/otb/applications

OTB folder: C:/OTB

Nach korrekter Eingabe der Pfade und dem Schließen des Optionsmenüs sollte nach kurzer Zeit bei den Verarbeitungswerkzeugen in der Werkzeugkiste die OTB-Werkzeuge angezeigt werden.

Weitere Anleitungen zur Konfiguration des OTB-Plugins können sie hier finden:

https://www.orfeo-toolbox.org/CookBook-9.1/QGISInterface.html

1.2.4 Sichern des persönlichen Nutzerprofils

Nach dem nun die wichtigsten Einstellungen vorgenommen und im QGIS-Nutzerprofil hinterlegt wurden, ist es sinnvoll dieses für die spätere Verwendung zu sichern.

Sichern sie den Ordner mit ihrem Profil (C:\Users\???\AppData\Roaming\QGIS\QGIS3\profiles\???.) in ihr persönliches Laufwerk unter U:

Sollten sie im späteren Verlauf des Kurses ihr Profile wiederherstellen wollen, können sie diesen Ordner von U: wieder in den QGIS-Profil Ordner kopieren.

1.3 Projekt- und Datenmanagement mit QGIS

1.3.1 Anlegen einer Ordnerstruktur

Eine gute Ordnerstruktur ist für das Datenmanagement sehr hilfreich. Daher wird empfohlen für jedes Projekt / jede Lerneinheit eine eigene Ordnerstruktur nach einheitlichem Muster anzulegen. Die Struktur könnte so aussehen:

projekt_xy/
├── daten/
│   └── raster_1.tif
|   └── raster_2.tif
├── skripte/
│   └── analyse.R
├── karten/
│   └── baumartenkarte.pdf
└── projekt_XY.qgz

Diese Ordnerstruktur kann an die eigenen Präferenzen und die Notwendigkeiten im Projekt angepasst werden. Weitere wesentlicher Vorteil einer solchen Ordnerstruktur ist, dass die Ordner im ganzen verschoben, kopiert oder mit anderen geteilt werden können. Dies ist möglich, da die Projektdatei die relativen Pfade, ausgehend von dem Ordner in dem die *.qgz Datei liegt speichert. Also z.B. ./daten/raster_1.tif

Vorsicht

Der Dateipfad in dem die Ordnerstruktur angelegt wird darf keine Umlaute oder (ä,ö,ü), Sonderzeichen (!,?, .,etc..) oder Leerzeichen enthalten. Dies kann bei der Verarbeitung zu Fehlern führen. Daher sollten bei der Anlage der gesamte Pfad kontrolliert werden.

Beispiel:

'C:\Users\Max Müller\Documents\Übung.01' -> 'C:\Users\mmueller\Documents\uebung01'

1.3.2 Anlegen eines neuen QGIS-Projektes

In QGIS können einzelne Projekte z.B. eine Lehreinheit als Projekte angelegt und gespeichert werden. Dabei werden sämtliche Einstellungen und Darstellungen (z.B. Kartenlayouts, Symbologien, Layer), Bearbeitungsstand und vieles mehr gespeichert. Das ist vor allem sinnvoll wenn man seine Arbeit unterbrechen und zu einem späteren Zeitpunkt fortsetzen möchte. Die Projekte werden in einer Datei mit der Endung *.qgz gespeichert.

Hinweis

Die Projektdatei *.qgz enthält nicht die Geodaten, des Projektes. Es werden lediglich die Pfade zu den Dateien mit den Geodaten gespeichert. Beim Laden des Projektes werden die Geodaten an den hinterlegten Datenpfaden gesucht und geladen. Sollten diese nicht mehr an dem Ort gespeichert sein, wir QGIS einen Fehler melden. Eine klare Ordnerstruktur kann solche Fehler vermeiden helfen.