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Fußgängernavigation auf kombinierten Datenbeständen

Fußgängernavigation auf kombinierten Datenbeständen

Leaders:  Elias
Team:  Melanie Bleeke
Year:  2006
Lifespan:  2006
Is Finished:  yes

Für viele Menschen gehört die Navigation mit Hilfe von Navigationssystemen in der heutigen Zeit zum Alltag. Die meisten Nutzer verwenden Fahrzeugnavigationssysteme, mit denen man eine gewünschte Route berechnen kann und entlang dieser mittels Fahranweisungen visueller Art (Kartenausschnitte, Pfeilsymbole) und als Sprachausgabe zum Ziel geführt wird, sodass man auch in unbekannten Regionen seinen Zielort erreicht.

Inzwischen gewinnt aber auch die Verwendung der Systeme für die Fußgängernavigation an Bedeutung. Viele Anwender nutzen diese Systeme, um sich in fremden Städten zurechtzufinden. Aber auch bei Freizeitbeschäftigungen, z.B. zum Planen von Wanderrouten, werden diese eingesetzt. Unter anderem profitiert die Fußgängernavigation von der gestiegenen Leistungsfähigkeit mobiler Endgeräte, wie PDA (Personal Digital Assistant) oder Mobiltelefone. Hierdurch ist es möglich, dem Nutzer die entsprechenden Daten in einer besseren graphischen Qualität zur Verfügung zu stellen, sowie die Rechenabläufe und den Aufbau der Darstellungen in einer angemessenen Geschwindigkeit auszuführen.
Heutzutage gibt es eine Reihe von kommerziellen Fußgängernavigationssystemen auf dem Markt und die Zahl wächst weiter. Bisher verbergen sich jedoch dahinter zumeist Systeme, welche auf den Daten der Fahrzeugnavigation basieren, sodass die Routenberechnung auf für Kraftfahrzeuge freigegebenen Straßen stattfindet. Für die Anwendung in einem Fußgängernavigationssystem ist diese Datengrundlage nur eingeschränkt sinnvoll, da nicht alle für das Fahrzeugrouting verwendeten Straßen auch für Fußgänger benutzbar sind (z.B. Autobahnen). Außerdem werden für ein echtes Fußgängerrouting zusätzliche Informationen zu Wegen, die nur Fußgängern vorbehalten sind, Fußgängerbrücken oder speziellen Daten innerhalb von Gebäudekomplexen benötigt.
Inhalt der Diplomarbeit ist die Untersuchung unterschiedlicher Datensätze (ALK, ATKIS, GDF-Daten und ein Gebäudeplan des Hauptbahnhofs Hannover) auf ihre "Begehbarkeit" für Fußgänger mit dem Ziel, einen für Fußgänger optimierten Datenbestand in einem Netzwerk zusammenzustellen.

Aus allen Datensätzen wurden die "begehbaren" Objekte herausgefiltert. Bei Objekten, welche dieselbe Situation darstellen und in mehreren Datensätzen vorkommen, wurde differenziert, welche Daten am besten für einen Datensatz zum Routen von Fußgängern geeignet sind. Da die Objekte je nach Erfassung im jeweiligen Datensatz als unterschiedliche Geometrietypen (z.B. Fläche oder Linie) modelliert sind, bedurfte es einer Anpassung der Daten zu einem homogenen, für das Routing benötigten linienhaften Datensatz, der die Basis für das Routing-Netzwerk bildet.

Bei der Umwandlung von flächenförmigen zu linienförmigen Objekten wurde während dieser Arbeit spezielles Augenmerk auf den Gebäudeplan des Hauptbahnhofs Hannover gelegt, da in den derzeit auf dem Markt befindlichen Fußgängernavigationssystemen das Indoor-Routing nicht mit berücksichtigt wird. Auf Basis einer Delaunay-Triangulation und der definierten Ein- und Ausgänge wurde aus der öffentlich begehbaren Fläche des Bahnhofs die mediale Achse abgeleitet, um die Gehwege, die innerhalb des Bahnhofs möglich sind, automatisch zu modellieren (siehe Abbildung).

Des Weiteren müssen die Verbindungswege zwischen Datenstücken aus unterschiedlichen Datensätzen geschaffen werden. Darunter fällt u.a. die Anbindung der aus der ALK stammenden Gebäude sowie des Hauptbahnhofs Hannover an das Straßennetz.

Die Bearbeitung der Daten erfolgte mittels der ArcGIS Anwendungen ArcMap und ArcCatalog sowie des VBA-Interfaces (Visual Basic for Applications). Die Methoden sind für ein Testgebiet im Stadtgebiet Hannover im Rahmen eines Prototypen implementiert und in der Arbeit durch eine Teststrecke demonstriert worden.

Das Ergebnis ist ein Netzwerk, auf dem ein Fußgängerrouting beispielsweise startend innerhalb des Bahnhofs bis zu einem anderen Gebäude möglich ist.