Projekte am Institut für Geoinformatik

Projekte am ifgi

Navigation durch Orientierung (WayTO): Unterstützung für räumliche Orientierung und Navigation in Realräumen durch kognitiv angemessene räumliche Information auf mobilen Navigationsgeräten

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  • Beschreibung

    Navigation im Realraum umfasst den Erwerb von Routenwissen und von Überblickswissen, das eine Orientierung in der Umgebung ermöglicht. Navigation bedeutet auch räumliches Problemlösen (z.B. Planung neuer Routen). Kompetente Orientierung basiert auf einer mentalen Repräsentation des umgebenden Raums, der sogenannten kognitiven Karte. Heute gebräuchliche Navigationssysteme führen Autofahrer und Fußgänger mit Einzelanweisungen an Abbiegepunkten zum Ziel. Die Führung basiert auf einer metrischen Karte. Die Systeme bieten in der Regel keine kognitiv angemessene Überblicksinformation. Das Ausbilden einer kognitiven Karte im Zuge von Navigationsaktivitäten und die eigene Orientierung des Nutzers in der Umgebung werden mit Navigationsgeräten erschwert. Das Forschungsvorhaben entwickelt ein neues Paradigma für die Navigationsführung und die Übermittlung räumlicher Umgebungsinformation auf Navigationssystemen (Wayfinding Through Orientation - WayTO). Die Visualisierung ermöglicht räumliche Orientierung durch die Realisierung von Merkmalen einer visuellen kognitiven Karte. Die Visualisierung räumlicher Information ist schematisiert und z.T. vage. Verschiedene Abstraktionsstufen, globale und lokale Landmarken werden in einer Visualisierung integriert. Es wird vermutet, dass eine solche kognitiv angemessene Visualisierung räumlicher Information Orientierung und Navigation verbessert. Die folgenden Ziele werden mittels eines interdisziplinären Zugangs (Geoinformatik, Kognitionswissenschaft/Psychologie) verfolgt: (1) Identifizierung von Orientierungsinformation im Kontext von Navigation: Kartenskizzen und Routenbeschreibungen, welche von naiven Versuchspersonen für bekannte Umgebungen angefertigt werden, werden i.S. einer Repräsentation einer kognitiven Karte bezüglich der enthaltenen Orientierungsinformation und der Gestaltung analysiert und bewertet. Hierfür wird ein Kategorienschema entwickelt. (2) Generierung von Orientierungsinformation: Das Kategorienschema wird weiter entwickelt, um Orientierungsinformation gezielt aus metrischen Karten zu extrahieren und zu generieren. Dabei werden Prinzipien der Abstraktion, Schematisierung, Auswahl von Landmarken und zur Erkennung von Regionen mit vagen Grenzen entwickelt. (3) Kommunikation von Orientierungsinformation im Kontext von Navigation: Prinzipien für die Gestaltung der Visualisierung sowie für ergänzende verbale Information werden entwickelt. Diese Prinzipien werden in zwei Studien formativ evaluiert und optimiert. (4) Empirische Untersuchung des Paradigms: Drei empirische Studien prüfen im Labor sowie in einem naturalistischen Szenario in einem unbekannten Realraum, ob die Orientierungsinformation leicht enkodierbar und lernbar ist, ob sie in einer Navigationsaktivität erfolgreich nutzbar ist und ob sie zu beiläufigem Erwerb von Orientierungswissen führt. Dazu werden experimentelle Vergleiche mit metrischen Karten und mit Führung durch aktuelle mobile Navigationssysteme durchgeführt.
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      Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) as highly flexible and low-cost sensor platform provide new opportunities of data acquisition for various environmental- and geoscientific purposes (e.g. environmental monitoring, forestry, geobase data etc.). Its spatial and temporal versatility due to small size, low weight and little operating costs also makes these UAVS an attractive tool for monitoring and observation purposes in precision agriculture. The ifgicopter group of the Institute for Geoinformatics is working on applications of UAVs in the various fields of geoinformation science. In particular, two different UAV systems (microdrones and mikrokopter) form the starting point of the ongoing research. The current areas of work and research topics of the ifgicopter group cover real-time data processing, near-infrared aerial photography and high-precision positioning.
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      SketchMapia is a framework that contains the complete workflow of collection, recognition, interpretation, integration and visualization of sketch maps. In the context of Volunteered Geographic Information (VGI), SketchMapia employs sketch maps to contribute geographic information. It opens more capabilities of Geographic Information Systems (GISs) to the general public. In spite people who have difficulties to draw a map, all others can use the sketching interface that SketchMapia provides to produce user-generated spatial contents.However, due to human cognition, sketch maps are incomplete,distorted, schematized, and therefore not as accurate as metric maps. Thisproject develops a qualitative computational model to represent sketch mapsin a computer-understandable way. SketchMapia integrates information fromvarious sketch maps and metric maps into one data repository which can bequeried by users via a query-by-sketch interface. Finally, spatialinformation from sketch maps is integrated with quantitative data to berepresented on metric maps.

    GMES-basierte Geoservices für den Bergbau zur Unterstützung von Exploration und Erkundung sowie des integrierten Monitorings für Umweltschutz und Betriebssicherheit

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      In allen Phasen bergbaulicher Vorhaben werden vielfältige raumbezogene Informationen benötigt. Im Vordergrund stehen dabei die wirtschaftliche Exploration und Erkundung der Lagerstätte sowie ein umweltschonender und sicherer Bergbau vom Aufschluss der Lagerstätte über den Bau und Betrieb bis zur Stilllegung und Verwahrung. Die aus GMES4Mining neu gewonnenen Informationen können z.B. zur schnelleren und genaueren Identifikation abbauwürdiger Rohstoffvorkommen, zur Überwachung von Bodenbewegungen (z.B. im Vorfeld von Hangrutschungen) und zur Überwachung umweltrelevanter Prozesse (z.B. Grundwasserabsenkungen und Stoffausträge) genutzt werden.Im Projekt GMES4Mining werden deshalb sowohl innovative Methoden der Erdbeobachtung (insbesondere auf Basis spektral hochauflösender Hyperspektraldaten sowie zeitlich und räumlich hochauflösender Multispektral- und Radardaten, Sensoren und Methoden) und gleichermaßen in-situ Verfahren, (z.B. moderne geophysikalische Erkundungsmethoden oder ground-based Radar) als auch Geoinformationstechnologien entwickelt. Diese werden zu integrierten, technologieübergreifenden Geoservices für Bergbauvorhaben gebündelt und in Praxistests auf die konkreten Anforderungen des nationalen und internationalen Bergbaus zur Unterstützung der Prozesse in der Exploration und Erkundung sowie im Monitoring für den Umweltschutz und der Betriebssicherheit optimiert.

      Verbundprojekt: Die senseBox und openSenseMap als Photonik-Tool für Innovationen von profesionellen Nutzern (senseBox pro) - Teilvorhaben: Eine Open Innovation Lernumgebung auf Basis der openSenseMap Plattform mit interoperablen Messwerten

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          Länder in Subsahara-Afrika wie Ruanda, Kenia und Äthiopien stehen vor der großen Herausforderung, innerhalb kurzer Zeit Millionen bislang nicht anerkannter Bodenrechte zu kartieren, ohne hohe Kosten zu verursachen. Um dieser Herausforderung zu begegnen, wird das Institut für Geoinformatik (ifgi) der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster in den kommenden vier Jahren in Zusammenarbeit mit Partnern aus Ostafrika und Europa eine Reihe innovativer Werkzeuge zur Erfassung von Grundbesitz entwickeln. An dem Projekt its4land, in dem Forscher diese Werkzeuge entwickeln, werden Partner sowohl aus der Industrie als auch aus dem akademischen Bereich beteiligt sein.

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        abgeschlossen