Inhalt
Institut für Kartographie und Geoinformation
Prof. Dr. Lutz Plümer
Landmarks
Orientierung mit Hilfe von
Landmarks
Betreuer: Dr. Thomas Kolbe
Vertieferseminar Geoinformation - WS 02-03 - Till Baberg - 05.12.02
Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
• Fazit
• Literatur
Motivation
• Menschliche Orientierung anhand
von Landmarks
– Welche Rolle spielen LM´s?
– Wie verwende ich LM´s bei einer
Wegsuche?
Vertieferseminar Geoinformation - WS 02-03 - Till Baberg - 05.12.02
Inhalt
• Motivation
• Einführung
- lokale LM´s
- globale LM´s
• Experiment
• Fazit
• Literatur
Einführung
• Lokale Landmarks
– nur aus kurzer Entfernung sichtbar
– liegen an Entscheidungspunkten und
direkt am Weg
– Navigation erfolgt durch
aufeinanderfolgende lokale LM´s
– Beispiele:
• auffällige Bauten/Gebäude
• Denkmäler
...
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Inhalt
• Motivation
• Einführung
- lokale LM´s
- globale LM´s
• Experiment
• Fazit
• Literatur
Einführung
• Globale Landmarks
– auch distant landmarks
– aus großer Entfernung sichtbar
– globale LM´s ändern sich nicht, wenn
der Beobachter sich über kleine
Distanzen bewegt
– dienen der groben
Richtungsorientierung
– Beispiele:
• Bergspitzen
• Türme
...
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Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Experiment
• Sibylle D. Steck
• Hanspeter A. Mallot
• Max-Planck-Institut für biologische
Kybernetik, Tübingen
 „Hexatown“
 Ziel: Untersuchung der Bedeutung
unterschiedlicher LM´s bei der
Wegsuche
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Inhalt
• Motivation
• Einführung
„Hexatown“
• virtuelle Umgebung (VE)
• Wabenstruktur (6-eckig)
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Vertieferseminar Geoinformation - WS 02-03 - Till Baberg - 05.12.02
Inhalt
„Hexatown“
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Steck, Mallot - S.73
Vertieferseminar Geoinformation - WS 02-03 - Till Baberg - 05.12.02
Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
„Hexatown“
• virtuelle Umgebung (VE)
• Wabenstruktur (6-eckig)
• 120°-Winkel  an jeder Kreuzung
zum Abbiegen
„gezwungen“
• Gleichförmigkeit
• bewaldet: keine weiten Sichten
• leicht gewölbte Oberfläche: nächste
Kreuzung nicht sichtbar
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Inhalt
„Hexatown“
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Vertieferseminar Geoinformation - WS 02-03 - Till Baberg - 05.12.02
Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
„Hexatown“
• an jeder Kreuzung
 3 lokale Landmarks
– verschiedene Häuser
• am Horizont
 3 globale Landmarks
– Berggipfel/Gebirge
– Skyline
– Fernsehturm
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Inhalt
„Hexatown“
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Steck, Mallot - S.73
Vertieferseminar Geoinformation - WS 02-03 - Till Baberg - 05.12.02
Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
Aufbau
• Projektion des VE auf eine 180°Leinwand
• Sitz des Probanden im Mittelpunkt
• einfache Steuerung
• Fazit
• Literatur
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Inhalt
Aufbau
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Steck, Mallot - S.72
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Inhalt
Aufbau
• Motivation
• Einführung
Sichtweise des Probanden
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Steck, Mallot - S.75
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Ablauf
Inhalt
• Motivation
• Vorab aufgestellte Hypothesen:
• Einführung
Erwartete Ergebnisse
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Hypothese
Konflikt
entdeckt?
Entscheidung
H1: lokale
Strategie
nein
Übereinstimmung mit den
lokalen LM´s
H2: globale
Strategie
nein
Übereinstimmung mit den
globalen LM´s
H3: wechselnde
Strategie
nein
Einige lokale und einige
globale LM´s
H4: kombinierte
Strategie
ja
Keine einstimmige
Entscheidung möglich
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Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Ablauf
• 2 Versuchsreihen
– 1. VR: Alle LM´s, aber Konfliktsituation
– 2. VR: alle, lokale oder globale LM´s
• Gliederung der Versuchsreihen in
Phasen
– Trainingsphase 1: Kennenlernen
– Trainingsphase 2: 8 Aufgaben
– Testphase: 16 Aufgaben, davon
• 8 ohne und
• 8 mit Konflikt
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3
Versuchsreihe 1
Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Ziel:
– welche Arten von Landmarks werden
bei der Navigation verwendet?
– durch die conflict-Situation soll
festgestellt werden, ob beide Arten,
oder nur eine Art von Landmarks
verwendet wird
• Literatur
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Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
Versuchsreihe 1
• Trainingsphase 1
– Erkundung von „Hexatown“ durch das
Finden eines Weges von „zu Hause“
zum Büro
• Fazit
• Literatur
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Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Versuchsreihe 1
• Trainingsphase 1
– Erkundung von „Hexatown“ durch das
Finden eines Weges von „zu Hause“
zum Büro
– Orientierungsaufgabe
– zu 2 lokalen LM´s
(„home“ + „office“)
– Zu 2 globalen LM´s
(Skyline +
Fernsehturm)
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Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Versuchsreihe 1
• Trainingsphase 2
– Startpunkt: A oder B
– in verschiedenen Orientierungen
Ziel: home oder office
8 Aufgaben je Proband,
plus eine
Orientierungsaufgabe
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Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
Versuchsreihe 1
• Testphase
– 8 Aufgaben ohne Konflikt
 control-condition
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
Steck, Mallot - S.76
• Literatur
Vertieferseminar Geoinformation - WS 02-03 - Till Baberg - 05.12.02
Inhalt
• Motivation
• Einführung
Versuchsreihe 1
– 8 Aufgaben mit Konflikt
 conflict-condition
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
Steck, Mallot - S.76
• Literatur
Vertieferseminar Geoinformation - WS 02-03 - Till Baberg - 05.12.02
Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Versuchsreihe 1
• Testphase
– Aufgabe alle unterschiedlich
– Reihenfolge zufällig
– die Entscheidungen der Probanden
wurden festgehalten
– durch diese konnten die bevorzugten
Landmarks herausgefiltert werden
– Abschluss: Fragebogen
• Strategien
• Auffälligkeiten
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Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Ergebnisse 1
• Versuchsreihe 1
– 30 von 32 haben von 8 möglichen, 7
oder 8 richtige Entscheidungen
getroffen (94%, control-Situation)
– 37,5% haben in der conflict-Situation
einen Konflikt erkannt
– aber keine Unterschiede in der controlSituation zw. den Probanden
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Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Ergebnisse 1
– Vergleich zw. control- und conflictSituation:
• Annahme Hypothese 1: nur lokale LM´s in
control-Situation
 Erwartung der gleichen Strategie in der
conflict-Situation
 Dieser Fall trat nach der Auswertung der
Ergebnissen nicht ein
• gleiches galt für die Hypothese 2 (globale
LM´s)
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Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Ergebnisse 1
• Strategien in der conflict-Situation:
– Ziel: „home“
 60,0  5,5 % der Entscheidungen
basierten auf globalen LM´s
– Ziel: „office“
 65,0  5,4 % der Entscheidungen
basierten auf lokalen LM´s
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Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Ergebnisse 1
• Strategien in der conflict-Situation:
– Standpunkt A:
 66,3  5,3 % der Entscheidungen
basierten auf globalen LM´s
– Standpunkt B:
 71,3  5,1 % der Entscheidungen
basierten auf lokalen LM´s
Vertieferseminar Geoinformation - WS 02-03 - Till Baberg - 05.12.02
Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Ergebnisse 1
– Strategien der Probanten
• teils lokale LM´s, teils globale LM´s
bevorzugt
• einige wechselten zwischen lokalen und
globalen LM´s
• wenige kombinierten beide Arten
Folgerungen
• Wahl der Art der Landmarks ist in
diesem Experiment abhängig vom
Standort und vom Ziel
• Geringe Kombination der
Informationen aus lokalen und
globalen LM´s
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Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Versuchsreihe 2
• 36 Probanden
• 20 hatten schon an der ersten
Versuchsreihe teilgenommen
• Ablauf wie Versuchsreihe 1
• Unterschied in der Testphase:
– keine Konflikte
– 3 unterschiedliche Lichtverhältnisse:
• Tag: alle LM´s sichtbar
• Nacht: nur lokale LM´s
• Dämmerung: nur globale LM´s (Silhouetten)
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Inhalt
• Motivation
Versuchsreihe 2
Tag
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
Nacht
• Fazit
Dämmerung
Vertieferseminar Geoinformation - WS 02-03 - Till Baberg - 05.12.02
Steck, Mallot - S.80
• Literatur
Versuchsreihe 2
Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Ziel:
– wurden Informationen aus der ersten
Versuchsreihe gespeichert?
– Unterschiede zwischen den
„erfahrenen“ Probanden und den
„neuen“ Probanden
• Fazit
• Literatur
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Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
Ergebnisse 2
• Versuchsreihe 2
– 90,2% richtige Entscheidungen
(Gesamtmittel)
– Tag: 96,5  1,9 % richtige Entscheid.
– Nacht: 86,1  2,0 % richtige Entscheid.
– Dämmerung:
87,9  1,9 % richtige Entscheid.
• Literatur
 Alle wussten die Landmarks zu nutzen
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Fazit
Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
• Strategie
– abhängig von: - Ziel
- Standpunkt
– alle Strategien verwendet (Hypothesen)
• Fazit
• Literatur
• Wahrnehmung/Speicherung
– Probanden:
• 1. Versuchsreihe: - eine Strategie
- keinen Konflikt erkannt
• 2. Versuchsreihe: - beide Arten verwendet
 - alle Arten von LM´s wahrgenommen
- aber nicht in der Strategie angewendet
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Fazit
Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
• Frage:
virtuelle Welt  Realwelt
?
• Fazit
• Literatur
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Fazit
Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Frage:
virtuelle Welt  Realwelt
• Experiment
!
• Fazit
• Literatur
Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit!
Fragen?
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Literatur
Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Experiment
• Artikel
– Steck, Sibylle D.; Mallot, Hanspeter A.:
The Role of Global and Local Landmarks in Virtual
Environment Navigation
• Fazit
• Literatur
– Sorrows, Molly E.; Hirtle, Stephen C.:
The Nature of Landmarks for Real and Electronic
Spaces
– Ruddle, Roy A.; Payne, Stephen J.; Dylan, M.
Jones:
Navigation Large-Scale „Desk-Top“ Virtual Buildings:
Effects of Orientationi Aids and Familiarity
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Literatur
Inhalt
• Motivation
• Einführung
• Bücher
– Golledge, Reginald G.:
• Experiment
Wayfinding Behavior – Cognitive Mapping and
• Fazit
other Spatial Processes
• Literatur
• Links
– http://www.kyb.tuebingen.mpg.de/bu/projects/
hexatown/
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Inhalt
Ergebnisse 1
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Steck, Mallot - S.77
Vertieferseminar Geoinformation - WS 02-03 - Till Baberg - 05.12.02
Inhalt
Ergebnisse 1
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Steck, Mallot - S.78
Vertieferseminar Geoinformation - WS 02-03 - Till Baberg - 05.12.02
Inhalt
Ergebnisse 1
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Steck, Mallot - S.78
Vertieferseminar Geoinformation - WS 02-03 - Till Baberg - 05.12.02
Inhalt
Ergebnisse 1
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Steck, Mallot - S.79
Vertieferseminar Geoinformation - WS 02-03 - Till Baberg - 05.12.02
Inhalt
Ergebnisse 2
• Motivation
• Einführung
• Experiment
- Aufbau
- Versuchsreihe 1
- Ergebnisse 1
- Versuchsreihe 2
- Ergebnisse 2
• Fazit
• Literatur
Steck, Mallot - S.81
Vertieferseminar Geoinformation - WS 02-03 - Till Baberg - 05.12.02
ANOVA
Inhalt
•
Hierbei wird der Einfluss eines Faktors (oder
mehrerer Faktoren) auf die Zielgröße (z.B. den
Ertrag) ermittelt (Verteilung der
Gesamtvariabilität der Daten auf die einzelnen
Faktoren).

http://www.bioinf.unihannover.de/ausbildung/ol/anova.html
•
P < 0,05
=> signifikant
Vertieferseminar Geoinformation - WS 02-03 - Till Baberg - 05.12.02

Orientierung mit Hilfe von Landmarks