Geospatial information research : state of the art, case studies and future perspectives

Abstract

Geospatial information science (GI science) is concerned with the development and application of geodetic and information science methods for modeling, acquiring, sharing, managing, exploring, analyzing, synthesizing, visualizing, and evaluating data on spatio-temporal phenomena related to the Earth. As an interdisciplinary scientific discipline, it focuses on developing and adapting information technologies to understand processes on the Earth and human-place interactions, to detect and predict trends and patterns in the observed data, and to support decision making. The authors - members of DGK, the Geoinformatics division, as part of the Committee on Geodesy of the Bavarian Academy of Sciences and Humanities, representing geodetic research and university teaching in Germany - have prepared this paper as a means to point out future research questions and directions in geospatial information science. For the different facets of geospatial information science, the state of art is presented and underlined with mostly own case studies. The paper thus illustrates which contributions the German GI community makes and which research perspectives arise in geospatial information science. The paper further demonstrates that GI science, with its expertise in data acquisition and interpretation, information modeling and management, integration, decision support, visualization, and dissemination, can help solve many of the grand challenges facing society today and in the future.

Geoinformationsforschung: Stand der Technik, Fallstudien und Zukunftsperspektiven. Die Geoinformationswissenschaft (GI-Wissenschaft) befasst sich mit der Entwicklung und Anwendung geodätischer und informationswissenschaftlicher Methoden zur Modellierung, Erfassung, gemeinsamen Nutzung, Verwaltung, Erkundung, Analyse, Synthese, Visualisierung und Bewertung von Daten über raum-zeitliche Phänomene im Zusammenhang mit der Erde. Als interdisziplinäre wissenschaftliche Disziplin konzentriert sie sich auf die Entwicklung und Anpassung von Informationstechnologien, um Prozesse auf der Erde und Interaktionen zwischen Mensch und Raum zu verstehen, Trends und Muster in den beobachteten Daten zu erkennen und vorherzusagen sowie die Entscheidungsfindung zu unterstützen. Die Autoren - Mitglieder der Abteilung Geoinformatik im Ausschuss für Geodäsie der Bayerischen Akademie der Wissenschaften, die die geodätische Forschung und die universitäre Lehre in Deutschland vertreten - haben diesen Beitrag erstellt, um zukünftige Forschungsfragen und -richtungen in der Geoinformationswissenschaft aufzuzeigen. Für die verschiedenen Facetten der GI-Wissenschaft wird der Stand der Technik dargestellt und mit meist eigenen Fallbeispielen untermauert. Der Aufsatz verdeutlicht damit, welche Beiträge die deutsche GI-Community leistet und welche Forschungsperspektiven sich in der GI-Wissenschaft ergeben. Darüber hinaus wird gezeigt, dass die GI-Wissenschaft mit ihrer Expertise in der Datenerfassung und -interpretation, der Informationsmodellierung und dem Informationsmanagement zur Lösung vieler der großen gesellschaftlichen Herausforderungen von heute und morgen beitragen kann.