VisCom - Die Darstellungskomponente für die Funknetzplanung
Helmut Haase Email: haase@igd.fhg.de

VisCom - Die Darstellungskomponente für die Funknetzplanung

Helmut Haase, Karen Lutze, Heike Schröder-Bücher

in:
Computer Graphik TOPICS,
Darmstadt, Vol. 5, 3/1993, pp. 10-11


Inhalt:

  1. Einleitung und Motivation
  2. VisCom - Die Darstellungskomponente
  3. Zusammenfassung und Ausblick
  4. Ansprechpartner


1. Einleitung und Motivation

Das Mobilfunknetz der Bundesrepublik Deutschland besteht aus einer Anzahl von Sendestationen, die über das gesamte Gebiet der BRD verteilt sind. Diese Sendestationen besitzen in Abhängigkeit von unterschiedlichen Parametern, wie beispielsweise Antennenhöhe und Abstrahlrichtung der Antennen berechenbare physikalische Eigenschaften, wie z.B. Feldstärke, Dämpfung, etc. Diese werden zusätzlich durch Höhenunterschiede und Landnutzung im Sendegebiet beeinflußt.

Zur Planung dieses Netzes werden deshalb sowohl Informationen über die Umgebung als auch spezielle physikalische Informationen zu den Sendestationen benötigt. Zusätzlich muß ein Raumbezug vorhanden sein, damit eine gezielte Versorgung von Ballungsgebieten und stark frequentierten Autobahnen gewährleistet werden kann. Aus diesem Grunde wird zur Funknetzplanung auch unterschiedliches Kartenmaterial verwendet, in dem Straßen, Städte und Gewässer vermerkt sind.

Der Einsatz eines Geographischen Informationssystemes (GIS) bietet eine sinnvolle Unterstützung sowohl bei der Planung als auch bei der Verwaltung solcher Mobilfunknetze. Diese Systeme dienen einerseits zur Erfassung und Verwaltung raumbezogener Daten und auf der anderen Seite können diese Daten modelliert, analysiert und visualisiert werden. Dadurch braucht ein Funknetzplaner die Vielzahl von unterschiedlichen Datenmaterialien, wie Listen von Zahlen, Karten, etc. nicht mehr einzeln zu vergleichen, sondern kann sie unter Zuhilfenahme eines GIS effektiv verknüpfen.

Im März 1993 begann die Zusammenarbeit zwischen der DeTeMobil GmbH und den Abteilungen "Visualisierung und Simulation" und "Graphische Informationssysteme" des Fraunhofer-Institutes für Graphische Datenverarbeitung mit dem Ziel, eine Darstellungskomponente für die Funknetzplanung zu entwickeln. Diese Darstellungskomponente enthält Funktionalitäten eines GIS, wie beispielsweise die Analyse und Visualisierung von raumbezogenen Daten.

2. VisCom - Die Darstellungskomponente

Die Darstellungskomponente VisCom (Visualisation Component) besitzt eine graphisch-interaktive Benutzungsoberfläche, die auf OSF/Motif basiert und sich in die folgenden vier Bereiche unterteilt:

Zusätzlich existiert eine Menüleiste mit Funktionen zur Datenselektion, Datenausgabe, Analyse, Berechnung u.a.

In der Darstellungsfläche werden die verschiedenen Datensätze dargestellt. Hierbei ist zu beachten, daß VisCom ein hybrides System ist, d.h. sowohl Vektor- als auch Rasterdaten visualisiert werden können. Über die Menüleiste können die gewünschten Datensätze aus den zur Verfügung stehenden ausgewählt werden. In der Darstellungskomponente VisCom wird zwischen Hintergrunddaten, die dem Funknetzplaner vor allem zur Orientierung dienen (z.B. geographische Karten, Straßen und Grenzen) und den fachspezifischen Daten, die direkt Gegenstand der Bearbeitung und Analyse sind (z.B. Sendestationen, Feldstärken, etc.), unterschieden. Die berechneten Daten, wie z.B. Feldstärken, Dämpfung und Leistung liegen genau wie die geographischen Karten als Rasterdaten vor. Dagegen sind die verschiedenen Grenzen, Straßen und Gewässer als Vektordaten vorhanden, und können einzeln ein- und ausgeblendet werden. Die Standorte der Sendestationen werden als Vektoren in der Datenbasis gehalten und an der korrekten geographischen Position als Symbole eingetragen. Der zweite Bereich der Benutzungsoberfläche enthält Bedienungselemente für die Farbskalierung, die Maßstabsänderung und die Modifikation verschiedener Gebietsdefinitionen.

In der Legende wird entsprechend dem linearen oder logarithmischen Farbverlauf in den berechneten Rasterdaten eine Farbskala angezeigt. Zusätzlich werden die verschiedenen Symbole für die unterschiedlichen Arten von Sendestationen und die Linientypen der Vektordaten dargestellt.

Die Übersichtsdarstellung wird in einer späteren Version den Umriß des Gebietes der BRD enthalten, in dem die verschiedenen, definierten Gebiete markiert sein werden.

Jeder Rasterdatensatz besitzt in VisCom eine eigene Farbtabelle. Hierbei sind z.B. die Farben bei der Höhendarstellung innerhalb eines festgelegten Farbspektrums frei skalierbar, dagegen können beispielsweise die Landnutzungsdaten nicht farbskaliert werden, da jeder Farbe genau eine Landnutzungsklasse zugeordnet ist. Über die Farbskalierung kann der Benutzer festlegen, wieviele Farbabstufungen zwischen einem gewünschten minimalen und maximalen Wert angezeigt werden. Dadurch können bestimmte Wertebereiche im Rasterdatensatz hervorgehoben werden.

Die Vergrößerung der gesamten Darstellung erfolgt über eine Maßstabsänderung. Hierzu kann aus einem Menü ein Maßstab ausgewählt oder ein beliebiger Maßstab eingegeben werden. Die Visualisierung der Daten erfolgt getreu des ausgewählten Maßstabes. Zur schrittweisen Vergrößerung kleinerer Ausschnitte in den visualisierten Daten um einen konstanten Faktor kann eine Gebiet selektiert werde, das dann in einem separaten Fenster vergrößert angezeigt wird.

Die Größen der Gebiete werden in geographischen Koordinaten festgelegt und beschreiben die Grenzen der berechneten Rasterdaten, des angezeigten, selektierten oder des aktuellen Gebietes. Über die Menüleiste kann der Benutzer Analysefunktionen zur Auswertung der verschiedenen berechneten Daten aufrufen. Dabei besteht die Möglichkeit mittels eines Zeigegerätes interaktiv einzelne Werte in den berechneten Daten abzufragen oder ein Gebiet zu selektieren, innerhalb dessen die berechneten Daten von verschiedenen Statistikfunktionen ausgewertet werden.

Unter Zuhilfenahme eines Zeigegerätes können die Sendestationen interaktiv selektiert und die Parameter innerhalb einer Liste modifiziert werden. Anschließend können die physikalischen Daten aufgrund der veränderten Parameter innerhalb des berechneten Gebietes neu berechnet werden. Das aktuelle Gebiet kann von der Größe der BRD bis zur Größe eines Ballungsgebietes oder einer Stadt variieren. Zur besseren Orientierung innerhalb dieser Gebiete kann ein beschriftetes Koordinatengitter in geographischen Koordinaten über die visualisierten Daten eingeblendet werden.

3. Zusammenfassung und Ausblick

Die Darstellungskomponente VisCom dient speziell zur Planung, Bearbeitung und Präsentation des Mobilfunknetzes in der BRD. Um die Übersichtlichkeit bei der Verknüpfung der Daten zu erhöhen, wird für die nächste Version von VisCom eine Konturdarstellung für die Rasterdaten generiert. Dies bedeutet, daß z.B. die Höhendarstellung als Konturlinien den Feldstärken überlagert werden können. Zusätzlich wird es möglich sein, die Rasterdaten transparent zu überlagern und bei den Höhendaten Höhenschnitte durchzuführen. Hierbei kommt es darauf an, daß die Schnittlinie auf dem Datensatz angezeigt und dann in einem extra Fenster das Höhenprofil dargestellt wird.



4. Ansprechpartner:

Dr. Christine Giger-Hofmann, IGD Darmstadt (giger@igd.fhg.de)
Dr. Martin Göbel, IGD Darmstadt (goebel@igd.fhg.de)



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