Landmarken-basierte Navigation von Fußgängern auf Geodaten beliebiger Repräsentation

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Monika Sester
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 15581355

• Erstellungsjahr: 2011

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Eine direkte Übertragung der Navigationslösungen für Fahrzeuge auf die Wegeführung von Fußgängern ist aus zweierlei Gründen unbefriedigend bzw. ganz unmöglich: zum einen basiert die Fahrzeugnavigation auf Datensätzen, die für den Autoverkehr erhoben wurden, d.h. sie enthalten nicht alle für Fußgänger zugänglichen Routen (etwa Fußwege, Fußgängerzonen, Rolltreppen, Wege innerhalb von Gebäuden) oder verweisen gar auf Routenelemente, die dem Fußgänger überhaupt nicht zugänglich sind (z.B. Autobahnen, Schnellstraßen). Zum Anderen sind die Navigationshinweise größtenteils für Fußgänger ungeeignet, da sie rein auf geometrischen Größen und Abbiegerichtungen beruhen. Der Mensch hingegen findet seine Wege auf Basis sogenannter Landmarken, d.h. markanten, auffallenden Objekten in der Umgebung, die ihm zur Orientierung dienen. In dem Forschungsvorhaben ging es darum, diese beiden Defizite zu beheben: Einerseits zielte es auf die Entwicklung automatischer Verfahren ab, die beliebige raumbezogenen Daten in eine navigierbare Form überführen und somit für die Wegeführung nutzbar machen. Somit wurde es durch die Verwendung zusätzlicher Datenquellen möglich, die für die Belange der Fußgängernavigation bestehenden Lücken in den Fahrzeugnavigationsdaten zu schließen. Andererseits ging es darum, automatisch Landmarken in raumbezogenen Datenbeständen zu identifizieren, die für jeweils individuelle Routen eindeutig sind, nutzer- und kontextadaptiert sind und somit für die Navigation herangezogen werden können. Beide Komponenten flossen in einem Softwareprototypen zusammen. Die Projektarbeiten haben einige wichtige wissenschaftliche Fortschritte erzielt. Wesentlich ist, dass Methoden geschaffen wurden, welche es ermöglichen, die existierenden Datenquellen aufzubereiten und zu nutzen, um mit ihnen ein Routing für Fußgänger durchzuführen. Dies gilt insbesondere für Gebäude und Plätze. So ist u.a. auch möglich, dass ein Fußgänger in einer Innenstadt eine Abkürzung durch ein öffentliches Gebäudea nehmen kann, um schneller an sein Ziel zu kommen. Es wurde dabei Wert darauf gelegt, die Originaldatensätzea möglichst in ihrer ursprünglichen Gestalt zu belassen, um so aufwändige Vorverarbeitungsschritte zu umgehen - die natürlich immer wieder anfallen würden, wenn sich in den Datensätzen etwas ändert. Weiterhin wurden Verfahren zur Nutzung von Landmarken erdacht und umgesetzt, die dazu führen, dass Routen so gewählt werden können, dass sie möglichst eindeutig sind für einen Nutzer. So kann ein Nutzer eine Route entlang geführt werden, wo eine geringere Verwechslungsgefahr beim Erkennen der angegebenen Landmarken vorherrscht (etwa Vermeiden von Anweisungen wie ’an der Kirche abbiegen’, wenn es auf der Route mehrere Kirchen gibt). Generell ermöglicht das eingesetzte Landmarkenkonzept die Adaption an unterschiedliche Nutzer, aber auch an unterschiedliche äußere Gegebenheiten. Die verschiedenen Verfahren wurden in einem Softwareprototypen integriert. Dort sind die verschiedenen Komponenten ausführbar und können so für verschiedene Experimente eingesetzt werden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• (2006). Extraktion von Landmarken für die Navigation. Doktorarbeit, University of Hannover
  Elias, B.
  
• (2006). Incorporating Landmarks with Quality Measures in Routing Procedures. In: M. Raubal, H. J. Miller, A. U. Frank & M. F. Goodchild, Hrsg., ‘Geographic Information Science, 4th International Conference, GIScience 2006, Münster, Germany, September 20-23, 2006, Proceedings’, Vol. 4197 of Lecture Notes in Computer Science, Springer, Seiten 65–80
  Elias, B. & Sester, M.
  
• (2006). Kartographische Visualisierung von Landmarken. In: J. Dodt & W.-D. Rase, Hrsg., ‘Aktuelle Entwicklungen in Geoinformation und Visualisierung – GEOVIS 2006’, Vol. 10 of Kartographische Schriften, Kirschbaum Verlag GmbH, Seiten 73–82
  Elias, B., Paelke, V. & Kuhnt, S.
  
• (2006). Relevance of Generalisation to the Extraction and Communication of Wayfinding Information. In: W. Mackaness, A. Ruas & T. Sarjakoski, Hrsg., ‘The Generalisation of Geographic Information: Models and Applications’, Elsevier, chapter 10
  Sester, M. & Elias, B.
  
• (2007). Pedestrian Navigation – Creating a tailored geodatabase for routing. In: ‘4th Workshop on Positioning, Navigation and Communication (WPNC ’07)’, IEEE Xplore database, Hanover, Germany, Seiten 41 – 47
  Elias, B.
  
• (2008). Fußgängernavigation mit amtlichen Datenbeständen. In: ‘Arbeitsgruppe Automation in der Kartographie, Tagung 2007’. In: ‘Mitteilungen des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie’, Bundesamt für Kartographie und Geodäsie, Frankfurt am Main
  Elias, B.
  
• (2008). User-Centred Design of Landmark Visualizations. In: L. Meng, A. Zipf & S. Winter, Hrsg., ‘Map-Based Mobile Services – Interactivity, Usability and Case Studies’, Springer, Berlin, Germany
  Elias, B. & Paelke, V.
  
• (2008). Evaluation of User Variables in Topographic Feature Recall for the Informed Selection of Personalized Landmarks. In: Location Based Services and TeleCartography II, Lecture Notes in Geoinformation and Cartography, Springer-Verlag, 2009
  Elias, B., Paelke, V. & Chaouali, M.