Prozessorientiertes 3D Karten Design für den vertikal segmentierten Indoor Raum

Satellitengestützte, mobile Navigationssysteme haben die Art und Weise, wie wir navigieren revolutioniert. Bisher betrifft das in erster Linie die Fahrzeugnavigation unter freiem Himmel. Zunehmend jedoch, greift diese Technologie auch auf Fußgänger über. Von dort ist es kein weiter Schritt mehr, dass diese auch innerhalb von Gebäuden genutzt wird. Tatsächlich schreitet die Forschung zur Entwicklung von Indoor Navigationssystemen mit großen Schritten voran. Ein Aspekt, der dabei zu kurz zu kommen droht, ist jener der Karten, die diese Systeme eines Tages stützen müssen. Während die traditionelle Kartographie auf Jahrhunderte der Entwicklung von Konventionen und Richtlinien zurückblickt, sind diese für Indoor Karten noch nicht vorhanden. Die sich fundamental unterscheidende Beschaffenheit des Indoor Raums, macht es jedoch notwendig, auch außerhalb dieser Konventionen zu denken. Der durch mehrere Etagen, vertikal segmentierte Raum, kann auf einer herkömmlichen Karte nicht in seiner Gesamtheit erfasst werden. Die Kognitionspsychologie kann dabei helfen, ein besseres Verständnis der menschlichen Strukturierung von Raum, insbesondere in der vertikalen Dimension, zu entwickeln. Dadurch sind Rückschlüsse auf die Frage möglich, ob nicht dreidimensionale, kartographische Darstellungen besser geeignet sind, um die Beschaffenheit des Indoor Raums abzubilden. Um diese Frage auch empirisch beantworten zu können, ist es notwendig einen theoretisch fundierten Designvorschlag für 3D Indoor Karten zu entwickeln. Dieser Aufgabe widmet sich diese Arbeit. Dafür werden Designvariablen identifiziert, deren spezifische Ausprägung systematisch abgearbeitet werden. Gleichzeitig wird ein Workflow vorgestellt, der von der Datenerfassung und -digitalisierung, über die 3D Modellierung, bis zur kartographischen Symbolisierung und Visualisierung reicht und darauf abzielt, von Mitgliedern des OpenStreetMap Projekts replizierbar zu sein. Die OSM wird als Plattform identifiziert, die eine erstaunlich große und stetig wachsende Menge an Indoor Daten, in einem einheitlichen Schema und Raumbezug bietet und sich damit zu einer wichtigen Datenquelle für dieses noch junge Forschungsfeld entwickelt. Die 3D Modellierung der OSM Rohdaten wurde mithilfe eines eigens angefertigten Python Skripts voll automatisiert, wodurch sich für die kartographische Aufbereitung zahlreiche Möglichkeiten, vom Export in WebGL für den Browser, bis zur Weiterverarbeitung mit moderner 3D Software, eröffnen.Satellite-based, mobile navigation systems have revolutionized the way we navigate. Above all this has affected vehicle navigation in open spaces. Increasingly however, this technology also extends to the realm of pedestrian navigation. From there, it is only a small step to utilizing it in indoor environments. In fact, research on the development of indoor-navigation systems is rapidly advancing. One aspect, which is in danger of falling short in this discussion, concerns maps, which one day must support those systems. While traditional cartography can draw on centuries of developed conventions and guidelines, these are not yet developed for indoor maps. The fundamentally different nature of indoor space, however, makes it necessary to think outside of those conventions. The vertically segmented space of a multi-level building, for example, cannot be represented on a conventional map. Cognitive psychology can contribute to developing a better understanding of the human structuring of space, especially in its vertical dimension. It can help us explore whether three-dimensional, cartographic representations are better suited to depicting indoor space. Answering this question empirically requires one to develop a theory-based design-proposal for 3D indoor maps. This is the purpose of this thesis. It will identify the design-variables and systematically work through their specifications. At the same time, it will present a workflow, which covers all steps in the process, from data acquisition and digitization over 3D modelling to cartographic symbolization and visualization. The whole process is designed to be replicable by members of the OpenStreetMap project. OSM is identified as a platform which offers an extensive and growing amount of indoor data in a consistent schema and spatial reference, and which is evolving to an important data source for this young field of research. The 3D modelling of the raw OSM-data was automatized by a python script which opens numerous possibilities of cartographic preparation, such as a WebGL export for the browser, or further processing with modern 3D software