Alewtina Schumann

Thema der Diplomarbeit

Ein einfach benutzbares mobiles Navigationssystem für Fußgänger

Stichworte

Fußgänger-Navigation, Landmarken, Wegsuche, mobile Systeme, Software-Ergonomie

Abstract

Ziel dieser Arbeit ist es, auf Basis der Untersuchungen der natürlichen menschlichen Orientierung herauszufinden, welchen Einfluss Landmarken auf die Benutzbarkeit eines mobilen Navigationssystem für Fußgänger nehmen.

Alewtina Schumann

Title of the paper

A simply useable mobile Pedestrian Navigation-System

Keywords

pedestrian navigation, landmarks, wayfinding, mobyle systems, software-ergonomics

Abstract

The aim of this thesis is the research into importance of landmarks for the mobile pedestrian navigation-systems. This research is based on the investigations of the discipline of spatial cognition about the human wayfinding concepts.

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis   6

1.  Einführung  7

1.1.  Motivation  8

1.2.  Ziel dieser Arbeit  9

1.3.  Gliederung der Arbeit  9

2.  Grundlagen  11

2.1.  Menschliches Orientieren  11

2.2.  Landmarken  13

2.2.1.  Eigenschaften von Landmarken  15

2.2.2.  Bedeutung von Landmarken für die Navigation  18

2.3.  Linguistische Beschreibung des Weges  21

2.4.  Vergleichbare Arbeiten  22

2.4.1.  Active Landmarks  22

2.4.2.  Bum Bag Navigator  23

2.4.3.  Navigon 7100  27

2.4.4.  City Maps  28

2.5.  Zusammenfassung  29

3.  Analyse  30

3.1.  Beispielszenario Frankfurter Flughafen  31

3.2.  Ergonomie und ihre Anforderungen an die Fußgängerführung  32

3.2.1.  Multimodale Navigation  33

3.3.  Funktionale Anforderungen  34

3.4.  Nicht funktionale Anforderungen  37

3.5.  Zusammenfassung  41

4.  Design  42

4.1.  Gebäudemodell  42

4.1.1.  CityGML  43

4.2.  Entwurf der Anwendungsarchitektur  44

4.3.  Entwurf der Client-Server-Architektur  48

Inhaltsverzeichnis 5

4.4.  Framework für die Entwicklung mobiler Anwendungen  49

4.5.  Realisierung des Software-Prototyps für die Evaluation  51

4.5.1.  Hardware  52

4.5.2.  Software  53

4.5.3.  Realisierung der Karte  53

4.6.  Zusammenfassung  55

5.  Evaluation  57

5.1.  Test-Szenario: Informationstage an der HAW Hamburg  57

5.1.1.  Durchführung des Tests  58

5.2.  Auswertung  61

5.3.  Zusammenfassung  63

6.  Methodische Abstraktion  64

7.  Zusammenfassung  65

Literaturverzeichnis   68

A.  Anhang  71

A.1.  Anwendungsfälle  71

A  2 Gebäudemodell in CityGML  74

Abbildungsverzeichnis

2.1. Eine Landmarke Quelle: [17] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.2. Beide Zellen haben gleiche Größe, aber die rechte Zelle ist länger und bildet damit größere Barriere; Quelle: [29] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.3. Sechzehn Richtungen bestimmen die Position eines Objektes; Quelle: [32] . 21 2.4. Informationsfluss einer aktiven Verbindung; Quelle: [8] . . . . . . . . . . . . 23 2.5. Bum Bag Navigator; Quelle: [5] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.6. Extra View; Quelle: [4] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.7. Abstract View; Quelle: [4] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.8. Das Navigon 7100 in der Handy-Version (3D) . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.9. Darstellung der Karte durch City Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.10.3D-Darstellung von Landmarken am Beispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 4.1. Die fünf Levels of Detail, definiert von CityGML; Quelle: [15] . . . . . . . . . 44 4.2. Drei-Schichten-Architektur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.3. Eine Kompetenzverteilung nach Tanenbaum [34] . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.4. Android-Architektur; Quelle: [1] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.5. Graphische Darstellung vom Android-Emulator . . . . . . . . . . . . . . . . 52 5.1. künstliche Landmarken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 5.2. Darstellung der Karte mit Landmarken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 5.3. Tobii Eye Tracker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 5.4. Infrastruktur-Aufbau für den Evaluierungstest . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 5.5. Suchen der Landmarke auf dem Bildschirm des mobilen Gerätes (der rote Punkt zeigt die Fokussierung der Augen, die rote Linien zeigen Augenbewegungen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 5.6. Suche Landmarke in der realen Umgebung (a) . . . . . . . . . . . . . . . . 62 5.7. Suche Landmarke in der realen Umgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 5.8. Interaktion zwischen dem Bildschirm und Realität . . . . . . . . . . . . . . . 63

1. Einführung

Die Navigationssysteme für Autos werden seit mehreren Jahren in der Praxis eingesetzt. Sie sind keine Neuigkeit mehr. Die Technik ist ausgereift und Systeme sind stabil. Sie benutzen GPS für die Positionserkennung und Tracking sowie Straßenkarten für die Navigation selbst.

Seit kurzem gewinnt auch die Fußgänger-Navigation immer mehr Aufmerksamkeit der Forschung und der Wirtschaft. Das kommt einerseits daher, dass die Technologien sich weiterentwickelt haben und eine neue Generation von mobilen Geräten auf dem Markt erschienen ist. Die modernen Handys sind kleine Multimediageräte. Die Bildschirmauflösung wird immer höher, die Farbpalette größer und der Klang natürlicher. Des Weiteren werden mobile Geräte immer mächtiger, was die Verarbeitungsgeschwindigkeit und besonders den (Arbeits-) Speicher betrifft. Das alles erlaubt erst die Entwicklung mobiler Navigationssysteme für Fußgänger.

Andererseits gibt es immer mehr öffentliche Einrichtungen und Bauten, die große Flächen besitzen und von komplexer Struktur sind. Als Beispiel können Flughäfen, große Bahnhöfe oder Messehallen genannt werden. Um sich in solchen Einrichtungen zurecht zu finden, braucht man Hilfe eines Navigationssystems. Ein anderer Grund für die Entwicklung der Navigationssysteme für Fußgänger ist die wachsende Tourismusbranche. Immer mehr Menschen verreisen in andere Länder und besuchen fremde Städte. Ein Navigationssystem kann Menschen in einer unbekannten Umgebung helfen, schnell die POIs (points of interest) zu finden, und Routen anbieten, die interessante Stellen mit einbinden und sogar zusätzliche Informationen dazu liefern.

Die ersten Fußgänger-Navigationssysteme basierten auf Auto-Navigation. Es gibt aber eine Menge Merkmale, die Fußgänger-Navigation von Auto-Navigation unterscheiden. Als erstes ist GPS für die Positionsbestimmung von Personen ungeeignet, da es viel zu ungenau ist. Außerdem sind Fußgängerwege nicht klar definiert wie die Autostraßen. Es gibt eher große Plätze, Messehallen oder Flughäfen mit nur implizit vorhandenen Wegen und vielen Ein- und Ausgängen. Wenn man sich zu Fuß bewegt, gelten andere Regeln. Die Aussagen, wie „in 50m nach links“ gelten nicht, da man als Fußgänger nicht weiß, wann man die fünfzig Meter zurückgelegt hat. Fußgänger verhalten sich auch anders. Für sie gibt es keine strengen Vorgaben, wie auf der Straße (Verkehrsregeln). Eine optimale Route heißt

1. Einführung 8

für die Fußgänger auch nicht immer die kürzeste Route. Es ist einerseits von dem Ziel der Navigation abhängig. Z.B wollen Touristen die interessanteste Route wählen, die vielleicht etwas länger ist, aber viele POIs einbezieht. Sicherheitsaspekte spielen auch eine wichtige Rolle. So würde man am Abend einen anderen Weg nehmen wollen, als am Tag (z.B. wenn dieser über einen Wald geht). Oft bevorzugen Fußgänger einfachere Routen mit wenigen Entscheidungspunkten den kürzeren, aber komplizierten Wegen [20]. Also stellt Fußgänger-Navigation mehr Anforderungen an ein System als die Auto-Navigation. Die wichtigsten Fragen dabei sind: Wie soll sich der Fußgänger orientieren und welche Informationen braucht er dabei.

1.1. Motivation

Um ein geeignetes Navigationssystem für Fußgänger zu erstellen, muss man erst feststellen, wie die Menschen den Weg finden, wie orientieren sie sich; also wie funktioniert die natürliche menschliche Navigation. Die Fußgänger-Navigation ist eher eine Interaktion zwischen einem Fußgänger und seiner Umgebung. Für die Navigation nutzen Menschen ihre persönlichen Fähigkeiten: räumliche Orientierung, kognitive und Verhaltensfähigkeiten. Außerdem ist ihr Verhalten von ihrem eigentlichen Ziel abhängig. So benutzen sie für das Finden eines Weges in einer Großstadt andere kognitive Fähigkeiten als bei der Orientierung in einem Gebäude.

Auf der Basis zahlreicher empirischer Studien wird belegt, dass die natürliche Navigation und Orientierung des Menschen zwischen zwei Punkten im Wesentlichen auf zwei Mechanismen beruht [22]:

• routenbasierter Mechanismus: Der Weg zwischen einem Start- und einem Zielpunkt wird in mehrere Etappenpunkte (Knoten) eingeteilt. Die Navigation eines Individuums entlang der Route basiert dabei auf der Richtung und dem Abstand zum jeweils nächsten Etappenpunkt.

• ortsbasierter Mechanismus: Die Navigation eines Individuums basiert dabei auf der Position und dem Abstand zu einer nahe gelegenen Landmarke, die auf dem Weg zwischen einem Start- und einem Zielpunkt identifiziert werden kann.

Weiter ergeben Untersuchungen der menschlichen Wahrnehmung und natürlichen Orientierung im Raum, dass Menschen, wenn sie einen Weg beschreiben oder finden müssen, sich auf die Richtung und die Orientierungspunkte sog. Landmarken stützen. Daher sind Landmarken unentbehrlich für die Fußgänger-Navigation. Ein Navigationssystem soll für Men- schen eine natürliche Hilfe darstellen. Deswegen soll man bei der Entwicklung eines Navi-

1. Einführung 9

gationssystems für Fußgänger die Ergebnisse oben genannter Untersuchungen nutzten und Landmarken in die Routenbeschreibung einbauen.

Die Anweisungen und Landmarken sollen die Navigierten nicht überfordern, also nicht zu detailliert aber auch nicht zu unpräzise sein [12]. Das betrifft auch die Art, wie die Anweisungen und die Route dem Benutzer präsentiert werden: sprachliche Ausgabe, als Text, 3D-Route, Bilder von der Umgebung. Die Person befindet sich meist in einer unbekannten Umgebung, wenn sie Navigationshilfe braucht, und kann nicht ständig auf den Bildschirm schauen. Außerdem ist die Navigation in den meisten Fällen eine von mehreren nebensächlichen Aufgaben [35]. Also darf das System die Person nicht von ihrer Hauptaufgabe ablenken. So könnte z.B. das Ausgabegerät (Handy oder PDA) vibrieren, wenn man an einem neuen Entscheidungspunkt angekommen ist, und damit dem Benutzer mitteilen, dass er sich von System Hilfe holen kann. Bis dahin bräuchte man die Ausgabe nicht unbedingt und könne sich auf andere Aufgaben konzentrieren.

1.2. Ziel dieser Arbeit

Damit Navigationssysteme für Fußgänger von diesen akzeptiert werden, sollen sie einfach und intuitiv in der Benutzung und Gestaltung sein. Die Entwicklung solcher Navigationssysteme erfordert kognitive Aspekte der Wegfindung beim Menschen [10]. Landmarken gehören zu solchen Aspekten und sind natürliche Orientierungshilfe.

Die zentralen Fragestellungen dieser Arbeit sind: Welche Landmarken sollen in die Routenbeschreibung eingebaut werden? Wie werden Landmarken durch das System präsentiert? Inwieweit machen Landmarken ein mobiles Navigationssystem einfacher und benutzergerechter?

Das Entwickeln eines vollständigen Navigationssystems ist nicht der Inhalt dieser Arbeit. Ebenfalls gehören Positionsbestimmung und Routenberechnungsalgorithmen nicht zu dem Themengebiet.

Es wird eine Software gebaut, die die Durchführung des Tests, der die Nützlichkeit von Landmarken für die Fußgänger-Navigation bestätigen soll, unterstützen wird.

1.3. Gliederung der Arbeit

Kapitel 2 erläutert die Grundlagen natürlicher menschlicher Navigation. Diese Grundlagen werden benötigt, um herauszufinden, worauf ein Navigationssystem für Fußgänger basie- ren soll, um von den Benutzern als einfach benutzbar betrachtet zu werden. Danach folgt

1. Einführung 10

die Einführung des Begriffs „Landmarken“. Es werden Eigenschaften und die Bedeutung von Landmarken für die Navigation präsentiert. Weiter wird kurz auf die Linguistische Beschreibung des Weges eingegangen. Es werden außerdem bereits bekannte vergleichbare Projekte erläutert.

Im Kapitel 3 werden anhand eines Beispielszenarios die grundlegenden funktionalen sowie nicht funktionalen Anforderungen an ein einfach benutzbares Fußgänger-Navigationssystem ermittelt. Diese Anforderungen werden in den Unterkapiteln 3.3 und 3.4 festgehalten. Eine besondere Stellung haben Aspekte der Ergonomie und ihre Anforderungen an die Fußgängerführung bekommen, die das Kapitel 3.2 beschreibt.

Das Kapitel 4 stellt den groben Entwurf des Systems dar. Dabei wird das Modellierungsschema für den Gebäudeplan präsentiert (Unterkapitel 4.5.3). Des Weiteren wird im Kapitel 4.4 ein Framework zur Entwicklung der Software-Anwendungen für mobile Geräte und seine Architektur betrachtet. Dieser wird bei der Implementierung des Software-Prototyps eingesetzt. Der Software-Prototyp wird für den im Kapitel 5 beschriebenen Test entwickelt und im Kapitel 4.5 präsentiert. Es wird zuerst auf die Hard- und Software eingegangen, die für die Entwicklung eines mobilen Fußgänger-Navigationssystem gebraucht wird. Danach wird die Realisierung der Karte bzw. des Gebäudeplans betrachtet.

Das Kapitel 5 beschreibt den Evaluierungstest, der in Rahmen dieser Arbeit durchgeführt wurde. Der Test basiert auf einem Szenario, das im Kapitel 5.1 erläutert wird. Der Test sollte die Richtigkeit der Aussagen in den Kapiteln 2 und 3 bestätigen.

Vor dem Schluss wird durch die methodische Abstraktion im Kapitel 6, weitere Möglichkeiten für den Einsatz von den landmarkenbasierten Navigationssystemen vorgestellt. Das letzte Kapitel 7 fasst zusammen, was in dieser Arbeit realisiert wurde und welche Erkenntnisse dabei erfolgten. Des Weiteren wird auf die möglichen Erweiterungen der Unter- suchungen dieser Arbeit eingegangen.

2. Grundlagen

Dieses Kapitel beschäftigt sich mit den Grundlagen der menschlichen Wegfindung und der räumlichen Wahrnehmung. Das Unterkapitel 2.1 beschreibt, wie sich Menschen in einer fremden Umgebung orientieren. Weiter wird im Kapitel 2.2 der Begriff „Landmarke“ betrachtet. Es wird vorgestellt, welche Bedeutung Landmarken für die natürliche menschliche Navigation haben. Im Kapitel 2.3 wird auf die linguistische Beschreibung des Weges eingegangen. Kapitel 2.4 betrachtet vergleichbare Projekten und Navigationssysteme. Das Kapitel 2.5 fasst die aus den vorherigen Kapiteln gesammelten Erkenntnisse zusammen.

2.1. Menschliches Orientieren

Woher weiß man, wo man sich befindet oder wohin man gehen will? Man erkennt die Orientierungspunkte rundherum. Z.B. die Gebäude die man sieht, kennt man. Es kann eine Kirche oder ein Restaurant sein. Die Orientierungspunkte zeigen an, wo man sich auf seiner mentalen Karte der Umgebung befindet. Man hat also eine Karte im Kopf, die aber häufig ungenau ist und nur über Teilbereiche ohne exakte Entfernungsangaben verfügt. Die mentale Karte erstellt ein Bild von unserer Umgebung und enthält dabei nicht nur das, was wir „tatsächlich sehen können, sonder auch vertraute Bereiche außerhalb unseres Blickfeldes, aus der Sicht unseres momentanen Standorts, also von der Seite aus“ [16]. Diese Angaben werden durch zwei dafür notwendige Systeme unterstützt; das Berechnungssystem, das uns sagt, wo wir sind, und das Orientierungssystem, das uns angibt, in welche Richtung wir schauen. Menschliche mentale Karte enthält auch Objekte, die man mit den Augen nicht direkt sehen kann, z.B. verdeckte Gebäude. Man kann auf dieser Karte „um die Ecke schauen“ oder „durch die Häuser sehen“, sie zeigt also das ganze vertraute Gebiet, das man in Erinnerung hat. Was der Mensch sehen wird, wenn er sich bewegt hat, „steht in einer bereits definierten Beziehung ("hinter") zu dem, was er jetzt sieht. Die relative Lage der Objekte erkennt man bevor dem Auge spezifische Informationen über sie verfügbar werden“ [23].

Die mentale Karte wird sofort im Gehirn angelegt, wenn man eine neue Umgebung betritt, ohne dass man dessen bewusst ist. Man legt Bilder von Orientierungspunkten in seinem Ge- hirn an. Dabei wird nicht nur das Aussehen der Objekte gespeichert, sondern ihre genaue

2. Grundlagen 12

Position und Ausrichtung. Das ist sehr wichtig, da man auch gleiche Orientierungspunkte voneinander unterscheiden kann, wenn ihre Lage verschieden ist. Man kann dann diese Punkte für die Navigation nutzen. Nach Kevin Lynch entsteht das Bild der Umgebung durch einen Prozess, der zwischen dem Beobachter und seiner Umgebung stattfindet. „Die Umgebung bietet Unterscheidungen und Beziehungen, und der Beobachter wählt und fügt mit großer Anpassungsfähigkeit zusammen und gibt dem, was er sieht, eine Bedeutung“ [17] Eine mentale Karte kann sehr lange im Gedächtnis erhalten bleiben. Wenn man aber sehr lange in einer Umgebung nicht gewesen war, erlöscht das genaue Bild dieser Umgebung. Man kann also zwischen zwei Arten von mentalen Karten unterscheiden [16]:

1. Die aktive mentale Karte, die immer präsent ist und die man benutzt, um einen Ort zu beschreiben.

1. Die passive mentale Karte, die wir noch im Gedächtnis haben und die Orientierungspunkte zwar enthält, die wir aber nur dann erkennen, wenn wir sie sehen.

Aber nicht nur durch ihre Präsenz im Gedächtnis unterscheiden sich mentale Karten. Wenn Menschen einen Weg beschreiben, nutzen sie eine ichbezogene(egozentrische) mentale Karte. Sie zeigt die Objekte auf dem Weg und deren Position aus der Perspektive der Person. Wenn man aber Objekte und ihre Lage relativ zu den anderen Objekten betrachtet, benutzt man eine allozentrische Karte. Diese Karte wird auch angewendet, wenn man ein Bild von einer bekannten Gegend anschaut. Die Objekte auf dem Bild erkennt man dank der allozentrischen mentalen Karte. Diese Unterschiede kann man für die verschiedenen Aspekte der Navigation nutzen. Graphische, Audio- oder Text-Beschreibung der Route sollen aus der egozentrischen Perspektive gemacht werden, da Menschen allozentrische Beschreibungen bei der Wegfindung unzureichend finden [7]. Jedoch könnte sie als grobe Übersicht der Gegend eingesetzt werden.

Man nutzt nicht eine und dieselbe Karte für den Hin- und Rückweg. Da auf dem Rückweg die Orientierungspunkte, die man gut kennt, aus einer ganz anderen Perspektive und in umgekehrter Reihenfolge erscheinen, hat man immer zwei Karten für eine Route, eine jedoch für den Hinweg, eine andere für den Rückweg. Das ist aber nicht alles. Im Outdoor-Bereich braucht man extra Karten für verschiedene Tageszeiten. In der Nacht ist die Beleuchtung anders als am hellen Tag und die Objekte sehen anders aus. Die Orientierungspunkte, die man am Tag genutzt hat, können im Dunkeln schwer erkennbar sein oder sie sind gar nicht zu sehen. Dagegen können andere Objekte, die man am Tag nicht bemerkt hat, in der Nacht durch eine besondere Beleuchtung zu Orientierungspunkten werden. Im Outdoor-Bereich muss die mentale Karte auch die saisonalen Veränderungen berücksichtigen. Die Orientierungspunkte, die im Winter gut sichtbar sind, können im Sommer durch die Belaubung verdeckt werden. Oder ist ein prächtiger Baum im Sommer sehr gut bemerkbar. Dabei lässt er sich im Winter nicht deutlich von den anderen Bäumen unterscheiden. Man

2. Grundlagen 13

braucht also eine Winter- und eine Sommerkarte. Und diese wiederum jeweils für die Nacht und für den Tag.

Die menschliche mentale Karte ist sehr gut auf die Außenwelt abgestimmt. Auf dieser Karte kann man die Orientierungspunkte von der Seite in Augenhöhe und von dem momentanen Standort aus sehen. Dadurch sind sie leicht erkennbar. Das bedeutet, dass die mentale Karte sich ändert, sobald man seine Position und Richtung ändert. Die Karte passt sich der neuen Perspektive an.

2.2. Landmarken

In der oberen Beschreibung der natürlichen menschlichen Orientierung und der mentalen Karte wird ständig der Begriff „Orientierungspunkt“ verwendet. Orientierungspunkte oder auch Landmarken genannt, können eindeutig identifiziert werden, da sie sich von den anderen Gegebenheiten in ihrer Umgebung deutlich unterscheiden. Für menschliche Orientierung sind Landmarken sehr wichtig, weil sie “einen fixen Punkt auf der mentalen Karte eines bekannten Gebietes angeben“ [16]. Einerseits hilft die menschliche mentale Karte, Landmarken zu identifizieren, andererseits gibt eine richtig identifizierte Landmarke den Standort einer Person auf ihrer mentalen Karte an und richtet diese danach aus. Kevin Lynch hat auch eine andere Definition für Landmarken aus der Sicht der Elemente einer Stadt [17]. Als Elemente des Stadtbildes unterscheidet er unter Anderem Brennpunkte sowie Merk- und Wahrzeichen.

• Brennpunkte (z.B. Wochenmarkt) - sind die strategischen (Knoten)Punkte einer Stadt, die einem Beobachter zugänglich sind; sie sind intensiv genutzte Zentralpunkte, Ziel und Ausgangspunkt seiner Wanderungen. Knotenpunkte sind ganz besonders wichtig: hier müssen Entscheidungen getroffen werden. Die Verkehrsteilnehmer sind an solchen Stellen besonders aufmerksam und nehmen die in der Nähe befindlichen Elemente mit mehr als der üblichen Deutlichkeit wahr. Theoretisch sind sogar ganz gewöhnliche Straßenkreuzungen Brennpunkte, aber im Allgemeinen fallen sie nicht genügend auf, um für mehr als eben rein zufällige Kreuzungen gehalten zu werden [17]. Viele Brennpunkte sind situationsabhängig. Sie entstehen in bestimmten Situationen und sind nur dann interessant. Man muss also die Umstände (z.B. Wochenende, Feiertag) berücksichtigen, wenn man solche Brennpunkte als Landmarken bezeichnen will.

• Merk- und Wahrzeichen(Landmarken) sind äußere Merkmale. Gewöhnlich sind das ganz einfache Objekte wie Gebäude, Schilder oder Warenhäuser. Diese Objekte wer- den aber von den anderen in ihrer Umgebung abgesondert. Ihr Hauptcharakteristikum

2. Grundlagen 14

ist Einmaligkeit bzw. „in diesem Zusammenhang einzigartiger oder merkwürdiger Anblick“ [17]. Durch räumliches Hervorragen wird ganz besondere Aufmerksamkeit erzwungen.

Es gibt Merkzeichen, die man aus der Ferne sieht. Sie wirken typisch von verschiedenen Standpunkten aus und in verschiedenen Abständen. Zu solchen Merkzeichen gehören Türme, goldene Kuppeln, ansehnliche Hügel. Ferne Merkzeichen werden nur zur sehr allgemeinen Richtungsorientierung benutzt. Sie geben die allgemeine Richtung vor oder bestätigen sie. Es gibt aber auch lokale Merkzeichen, die nur in einem bestimmten Umkreis sichtbar sind. Darunter fallen verschiedene Schilder, Plakate, Kaufhausfronten. Landmarken werden auch durch ihre Beziehung zu der Route unterschieden. Dann sind ferne Landmarken, solche, die nicht direkt auf der Route liegen. Die Landmarken, die sich in der unmittelbaren Nähe von Entscheidungspunkten mit oder ohne Richtungswechsel befinden, sind so genannte Knotenlandmarken [38]. Sie sind sehr wichtig für die Orientierung, da sie als Entscheidungshilfe dienen.

Lynch sagt, dass ein Merkzeichen nicht immer groß sein muss. Es kann ein Dom sein, aber auch ein Türgriff. Die Lage ist dabei entscheidend, wenn ein Objekt als ein Merk- oder Wahrzeichen bezeichnet werden soll. Z.B. sind alle Unterbrechungen im Verkehrsfluss - Knoten oder Entscheidungspunkte - Orte intensiver Wahrnehmung. So wirken an solchen Punkten ganz gewöhnliche Gebäude auffallender als sonst und bleiben deutlich im Gedächtnis haften, währen an sich bemerkbare Bauwerke in einem langen geraden Straßenabschnitt verborgen bleiben. Ein Merkzeichen ist besonders wertvoll, wenn es die Blickrichtung des Beobachters nachprüfen lässt.

Nicht nur Lage und einmaliges Aussehen machen Objekte zu Merk- oder Wahrzeichen. Die Attraktivität einer Landmarke wächst, wenn sie gleichzeitig mit „einer Konzentration von Erinnerungen“ [17] verbunden ist. Wenn ein in seiner Form ungewöhnliches Gebäude gleichzeitig mit historischen Ereignissen verbunden ist, dann steigt seine Bedeutung als Merkzeichen,

2. Grundlagen 15

da es sich einfacher im Gehirn einprägt. Auch wenn der Name eines Objekts allgemein bekannt ist, dann hat allein die Benennung dazu beigetragen, dass das Objekt ein Merkzeichen wird.

Wie schon erwähnt wurde, bestimmt die Struktur des Weges, welche Landmarken für die Navigation einbezogen werden sollen. Landmarken werden typischerweise an vier kritischen Stellen benutzt [32]:

1. am Anfang der Route

2. am Ende der Route

3. bei dem Wechsel der Richtung

4. an den Kreuzungen, wo man sich leicht verirren kann

2.2.1. Eigenschaften von Landmarken

Ein Objekt, sei es ein Gebäude, ein Denkmal oder ein Schild, wird zu einer Landmarke durch bestimmte Eigenschaften, die dieses Objekt von den anderen hervorheben. Landmarken können anhand ihrer individuellen Eigenschaften in visual, structural und cognitive unterteilt werden. Visual-Landmarken sind visuell auffällige Gegenstände und Einrichtungen wie z.B. ein großes Werbeplakat oder ein buntes Schild. Strukturelle-Landmarken sind an erster Stelle Bauwerke besonderer Bedeutung: Museen, Denkmäler, Brücken. Objekte, die leicht zu erkennen sind und allen bekannt sind, gehören in die Kategorie kognitiver Objekte. Beispiel ist: McDonalds. Einige Quellen beschreiben mehr als 40 Unterkategorien für Landmarken [19]. In [29] werden folgende Eigenschaften als Maße für das Hervorheben der Objekte als Landmarken genannt:

• Visuelles Hervorheben: Landmarken werden als visuell anziehend qualifiziert, wenn sie bestimmte visuelle Eigenschaften besitzen, wie starken Kontrast zu ihrer Umgebung, oder besondere Positionierung (z.B. am Hügel). Es gibt vier wichtige Merkmale, nach denen Landmarken als visuell attraktive bestimmt werden.

- Größe der Fassade oder Fassadenumfang: Fassadenumfang ist eine wichtige

2. Grundlagen 16

- Form: Die visuelle Anziehungskraft eines Objektes wird auch durch seine Form

- Farbe: Ein Objekt kann durch seine Farbe hervorstechen, wie z.B. ein rotes

- Sichtbarkeit: Ein weiteres Maß, das für die Bestimmung von Landmarken eine

Auch andere visuelle Eigenschaften wie Textur oder allgemeiner Zustand eines Objekts können das Hervorstechen dieses Objekts von den anderen beeinflussen. Es fehlt aber an der Formalität und einem objektiven Maß, um diese Eigenschaften zu vergleichen. Die Textur ist für eine Person sowie in den Datensammlungen schwer zu bestimmen. Der Zustand eines Objektes wird anhand seines Alters und seiner Sauberkeit gemessen. Das Alter ist in der realen Welt schwer zu erraten, da ein Gebäude durch die Renovierungsarbeiten viel junger aussehen mag, als es wirklich ist. Sauberkeit ist kein objektiver Parameter und ist auch schwer formal zu spezifizieren.

• Semantische oder kognitive Attraktivität: basiert auf der allgemeinen Bedeutung des Objektes. Es wird zwischen kulturellen und historischen Objekten und expliziten Merkzeichen unterschieden.

- Historische oder kulturelle Bedeutung kann semantische Attraktivität von Ob-