Warum brauchen wir GIS?
Why Do We Need GIS?
GIS use has become mandatory in many settings. GIS are used to fight crime, protect endangered species, reduce pollution, cope with natural disasters, treat epidemics, and improve public health; GIS are instrumental in addressing some of our most pressing societal problems.GIS tools in aggregate save billions of dollars annually in the delivery of goods and services. GIS regularly helps in the day-to-day management of many natural and man-made resources, including sewer, water,power, transportation networks, and package delivery. GIS are at the heart of one of the most important processes in U.S. democracy, decadal redrawing of U.S. congressional districts, and hence the distribution of tax dollars and other government resources.GIS are needed in part because human consumption has reached levels such that many resources, including air and land, replacing substantial limits on human action.The first 100,000 years of human existence caused scant impacts on the world's resources, but in the past 300 years humans have permanently altered most of the Earth's Surface. The atmosphere and oceans exhibit a decreasing ability to benignly absorb carbon dioxide and nitrogen, two of humanity's primary waste products. Silt chokes many rivers, and there are abundant examples of smoke, ozone, or other noxious pollutants substantially harming public health. By the end of the 20th century, most lands south of the boreal region had been farmed, grazed,cut, built over, drained, flooded, or otherwise altered by humans. GIS help us identify and address environmental problems by providing crucial information on where problems occur and who are affected by them. GIS helps us identify the source, location, and extent of adverse environmental impacts, and may help us devise practical plans for monitoring, managing, and mitigating environmental damage.Human impacts on the environment have spurred a strong societal push for the adoption of GIS. Conflicts in resource use,concerns about pollution, and precautions to protect public health have led to legislative mandates that explicitly or implicitly require the consideration of geography. The U.S. Endangered Species Act (ESA) is a good example. The ESA requires adequate protection of rare and threatened organisms. This entails mapping the available habitat and species range and migration patterns, relative to human land use. 
GIS use is mandated in other endeavors, including emergency services, flood protection, disaster assessment and management, and infrastructure development.Public organizations have also adopted GIS because it aids in governmental functions. For example, emergency service vehicles are regularly dispatched and route using GIS. E911 GIS matches the caller's address to the nearest emergency service station, a route is generated based on the streetnetwork and traffic, and emergency crews dispatched in a fraction of the pre-GIS times.Many businesses adopt GIS for increased efficiency in the delivery of goods and services. Retail businesses locate stores based on a number of spatially related factors. Where are the potential customers?What is the spatial distribution of competing businesses? Where are potential new store locations? What are traffic flows near current stores, and how easy is it to park near and access these stores? GIS are also used in hundreds of other business applications, toroute vehicles, guide advertising, design buildings, plan construction, and sell real estate.The societal push to adopt GIS has been complemented by a technological pull in the development and application of GIS. Thousands of lives and untold wealth have been lost because ship captains could not answer the simple question, “Where am I?”Remarkable positioning technologies, generically known as Global Navigation SatelliteSystems (GNSS), are now indispensable tools in commerce, planning, and safety.The technological pull has developed on several fronts. Spatial analysis in particular has been helped by faster computers with more storage, and by the increased interconnectedness via mobile networks. Most real-world spatial problems were beyond the scope of all but the largest organization until the 1990s. GIS computing expenses are becoming an afterthought as costs decrease and performance increases at dizzying rates. Powerful field computers are lighter, faster,more capable, and less expensive, so spatial data display and analysis capabilities may always be at hand.In addition to the computing improvements and the development of GNSS, current “cameras” deliver amazingly detailed aerial and satellite images. Initially,advances in image collection and interpretation were spurred by World War II and then the Cold War because accurate maps were required, but unavailable.Turned toward peacetime endeavors, imaging technologies now help us map food and fodder, houses and highways, and most other natural and human-built objects. Images may be rapidly converted to accurate spatial information over broad areas. Many techniques have been developed for extracting information from image data, and also for ensuring this information faithfully represents the location, shape, and characteristics of features on the ground. Visible light,laser, thermal, and radar scanners are currently being developed to further increase the speed and accuracy with which we map our world. Thus, advances in these three key technologies — imaging, GNSS, and computing — have substantially aided the development of GIS.
Der Einsatz von GIS ist in vielen Bereichen obligatorisch geworden. GIS werden zur Verbrechensbekämpfung, zum Schutz gefährdeter Arten, zur Verringerung der Umweltverschmutzung, zur Bewältigung von Naturkatastrophen, zur Behandlung von Epidemien und zur Verbesserung des öffentlichen Gesundheitswesens eingesetzt; GIS spielen eine wichtige Rolle bei der Bewältigung einiger unserer dringendsten gesellschaftlichen Probleme. GIS helfen bei der täglichen Verwaltung vieler natürlicher und vom Menschen geschaffener Ressourcen wie Kanalisation, Wasser, Strom, Verkehrsnetze und Paketzustellung. GIS sind das Herzstück eines der wichtigsten Prozesse in der US-Demokratie, der dekadischen Neueinteilung der Kongressbezirke und damit der Verteilung von Steuergeldern und anderen Regierungsressourcen.GIS werden zum Teil deshalb benötigt, weil der menschliche Verbrauch ein solches Ausmaß erreicht hat, dass viele Ressourcen, einschließlich Luft und Land, an die Stelle erheblicher Grenzen menschlichen Handelns treten.In den ersten 100.000 Jahren der menschlichen Existenz gab es kaum Auswirkungen auf die Ressourcen der Welt, aber in den letzten 300 Jahren haben die Menschen den größten Teil der Erdoberfläche dauerhaft verändert. Die Atmosphäre und die Ozeane sind immer weniger in der Lage, Kohlendioxid und Stickstoff, zwei der wichtigsten Abfallprodukte der Menschheit, aufzunehmen. Schlamm verstopft viele Flüsse, und es gibt zahlreiche Beispiele dafür, dass Rauch, Ozon oder andere schädliche Schadstoffe die öffentliche Gesundheit erheblich beeinträchtigen. Bis zum Ende des 20. Jahrhunderts wurden die meisten Gebiete südlich der borealen Region vom Menschen bewirtschaftet, beweidet, abgeholzt, bebaut, entwässert, überflutet oder anderweitig verändert. GIS helfen uns, Umweltprobleme zu erkennen und zu bekämpfen, indem sie wichtige Informationen darüber liefern, wo Probleme auftreten und wer davon betroffen ist. GIS helfen uns, die Quelle, den Ort und das Ausmaß negativer Umweltauswirkungen zu ermitteln und praktische Pläne für die Überwachung, das Management und die Minderung von Umweltschäden zu entwickeln. Konflikte bei der Ressourcennutzung, die Sorge um die Umweltverschmutzung und Vorsichtsmaßnahmen zum Schutz der öffentlichen Gesundheit haben zu gesetzlichen Vorgaben geführt, die explizit oder implizit die Berücksichtigung der Geografie vorschreiben. Der US Endangered Species Act (ESA) ist ein gutes Beispiel dafür. Das ESA verlangt einen angemessenen Schutz von seltenen und bedrohten Organismen. Dazu müssen der verfügbare Lebensraum, das Verbreitungsgebiet und die Wanderungsmuster der Arten im Verhältnis zur menschlichen Landnutzung kartiert werden.
Der Einsatz von GIS ist auch in anderen Bereichen vorgeschrieben, z. B. bei Rettungsdiensten, beim Hochwasserschutz, bei der Bewertung und Bewältigung von Katastrophen und bei der Entwicklung von Infrastrukturen.Auch öffentliche Organisationen setzen GIS ein, weil es ihnen bei der Erfüllung ihrer Aufgaben hilft. So werden zum Beispiel die Einsatzfahrzeuge regelmäßig mit Hilfe von GIS disponiert und geleitet. Das GIS der Notrufzentrale E911 gleicht die Adresse des Anrufers mit der nächstgelegenen Notrufzentrale ab, erstellt eine Route auf der Grundlage des Straßennetzes und des Verkehrs und schickt die Einsatzkräfte in einem Bruchteil der Zeit vor der Einführung von GIS los.Viele Unternehmen setzen GIS ein, um die Effizienz bei der Lieferung von Waren und Dienstleistungen zu erhöhen. Einzelhandelsunternehmen suchen ihre Läden auf der Grundlage einer Reihe von räumlichen Faktoren aus. Wo befinden sich die potenziellen Kunden? Wie ist die räumliche Verteilung der konkurrierenden Geschäfte? Wo befinden sich potenzielle neue Ladenstandorte? Wie sind die Verkehrsströme in der Nähe der bestehenden Läden und wie einfach ist es, in der Nähe der Läden zu parken und sie zu erreichen? GIS werden auch in Hunderten von anderen Geschäftsanwendungen eingesetzt, um Fahrzeuge zu steuern, Werbung zu lenken, Gebäude zu entwerfen, Bauvorhaben zu planen und Immobilien zu verkaufen.Der gesellschaftliche Druck, GIS einzuführen, wurde durch einen technologischen Sog bei der Entwicklung und Anwendung von GIS ergänzt. Tausende von Menschenleben und unermesslicher Reichtum sind verloren gegangen, weil Schiffskapitäne die einfache Frage "Wo bin ich?" nicht beantworten konnten. Bemerkenswerte Ortungstechnologien, allgemein bekannt als Globale Navigationssatellitensysteme (GNSS), sind heute unverzichtbare Werkzeuge für Handel, Planung und Sicherheit. Vor allem die räumliche Analyse wurde durch schnellere Computer mit mehr Speicherplatz und durch die zunehmende Vernetzung über mobile Netzwerke unterstützt. Bis in die 1990er Jahre waren die meisten räumlichen Probleme der realen Welt für alle außer den größten Organisationen unerschwinglich. Die Ausgaben für GIS-Rechner werden immer geringer, da die Kosten sinken und die Leistung in schwindelerregendem Tempo steigt. Leistungsstarke Feldcomputer sind leichter, schneller, leistungsfähiger und preiswerter, so dass räumliche Daten jederzeit angezeigt und analysiert werden können.Zusätzlich zu den Verbesserungen in der Datenverarbeitung und der Entwicklung von GNSS liefern die aktuellen "Kameras" erstaunlich detaillierte Luft- und Satellitenbilder. Ursprünglich wurden die Fortschritte bei der Bilderfassung und -auswertung durch den Zweiten Weltkrieg und den Kalten Krieg vorangetrieben, weil genaue Karten benötigt wurden, die aber nicht verfügbar waren.Heute helfen uns bildgebende Technologien dabei, Nahrungsmittel und Futtermittel, Häuser und Autobahnen sowie die meisten anderen natürlichen und von Menschenhand geschaffenen Objekte zu kartieren. Bilder können schnell in genaue räumliche Informationen über weite Gebiete umgewandelt werden. Es wurden viele Techniken entwickelt, um Informationen aus Bilddaten zu extrahieren und sicherzustellen, dass diese Informationen die Lage, Form und Eigenschaften von Objekten auf dem Boden genau wiedergeben. Sichtbares Licht, Laser-, Wärmebild- und Radarscanner werden derzeit entwickelt, um die Geschwindigkeit und Genauigkeit, mit der wir unsere Welt kartieren, weiter zu erhöhen. Die Fortschritte in diesen drei Schlüsseltechnologien - Bildgebung, GNSS und Computer - haben die Entwicklung von GIS erheblich gefördert.
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