Arbeitsschwerpunkte des Labors für Geovisualisierung

Aufgaben

Das Labor für Geovisualisierung (angesiedelt im Fachbereich Geodäsie der BO) befasst sich innerhalb des ENE-Projekts insbesondere um die GIS-basierte Aufbereitung und Visualisierung von Daten zum Thema "Energie". Konkret geht es um die Darstellung der regionalen und weltweiten Energiesituation sowie des Einflusses bedeutender Ereignisse und Entwicklungen (Windkraft, Fukushima, nationaler Trassenausbau etc.). Weiterhin soll innerhalb des Erlebnisraums ENE eine interaktive, persönlich erfahrbare (3D-) Visualisierung aufgebaut werden.

Alternative Kartenprojektionen

Der ENE soll den Anwender/Besucher unterstützen, eine veränderte Sichtweise auf die Welt zu entwickeln. Demzufolge entspricht es durchaus der ENE-Entwurfsphilosophie, mit Blick auf die georäumliche Visualisierung die traditionelle Weltkartendarstellung zu verlassen. Für das ENE-Projekt werden daher insbesondere auch alternative Kartenprojektionen wie die von Buckminster Fuller entwickelte Dymaxion-Projektion oder die Peters-Projektion betrachtet.

Warum alternative Kartendarstellungen?

Gegenüber den gewohnten Weltdarstellungen erlauben die vorgenannten Projektion (Dymaxion und Peters) eine "fairere" Darstellung der tatsächlichen Größenverhältnisse der Länder dieser Erde (Abrückung vom westlich zentrierten Weltbild).

Speziell für die Dymaxion-Projektion gibt es darüber hinaus zwei besondere Beweggründe:

• Die Darstellung steht für die gestalterischen, nachhaltigkeitsbewussten Ideen des Visionärs Buckminster Fuller und besitzt daher im Projektrahmen eine besondere Symbolkraft.
• Der Blick auf die Welt-Geografie wird bewusst geändert (so rückt z. B. die westliche Hemisphäre in einen ungewohnten Kontext).

Wenngleich die Dymaxion-Projektion Neugierde erweckt, schnitt sie in einer ersten von uns durchgeführten Akzeptanzstudie allerdings eher negativ ab. Als vorteilhaft könnte sich hingegen im weiteren Proektverlauf erweisen, dass die Darstellung frei ausrichtbar ist (keine Einnordung).

Bemerkung: Häufig werden in vergleichbaren Erlebnisräumen (z. B. "L'Oracle du papillon" etc.) virtuelle Globen bzw. Kugelprojektionen verwendet. Von außen betrachtbare "Globen" zeichnen sich insbesondere durch ihre starke symbolische Wirkung aus. Der Betrachter blickt von außen auf unseren Planet, wobei stets nur eine Hälfte (Hemisphäre) sichtbar ist. Planare Darstellungen (wie z. B. Dymaxion, Peters-Projektion oder die klassische Mercator-Darstellung) hingegen ermöglichen eine Gesamtdarstellung.

Dymaxion-Beispiele

• Geschätzte CO2-Emissionen pro Kopf und Staat im Jahr 2006 (hohe Werte in Rot, niedrige Werte in Blau). Grundlage: OECD/IEA, Bildquelle: skepticalscience.com, Koordinatentransformation: Labor für Geovisualisierung der BO.

Geschätzte CO2-Emissionen pro Kopf und Staat

• Nächtliche Beleuchtungssituation in der Dymaxion-Darstellung
  

  Nächtliche Beleuchtungssituation
  (Datenquelle: NASA Visible Earth, Koordinatentransformation und Bildberechnung: Labor für Geovisualisierung der BO)

Interaktive 3D-Visualisierung

Weiterhin soll gemeinsam mit dem Universal-Technik-Zentrum der BO eine im Erlebnisraum nutzbare interaktive 3D-Geovisualisierung aufgebaut werden. Die georäumliche Darstellung wird hierbei als zentrale Benutzerschnittstelle fungieren. Die konkrete Ausgestaltung dieser 3D-Visualisierung ist derzeit noch offen.

Gaming-Komponente

Mit Blick auf die Interessen der im Projekt zunächst betrachteten Zielgruppe der 16- bis 26-jährigen (Bochumer) Jugendlichen wird derzeit die Idee verfolgt, ein Energiespar-Spiel zu konzipieren und zu realisieren. Die Entwicklung der Spielidee ist noch nicht abgeschlossen (wahrscheinlich werden die Gaming-Entitäten aber räumlich verortet sein und eine kartografische Darstellung als zentrale Benutzerschnittstelle dienen).

ENE-Systemarchitektur

Konzeptuelles Modell

Aspekte der "realen Welt" (Umwelt) werden im betrachteten Kontext zunächst auf ein technisches "Modell" - im Regelfall basierend auf einem digitalen Datenmodell im Sinne der Informatik - abgebildet. Der Anwender arbeitet im Weiteren auf diesem Modell. Die hieraus gewonnenen Erfahrungen wirken sich auf sein Handeln aus (pragmatischer Aspekt).

• Abbildung: Beispiel eines konzeptuellen Informationsmodells
  

  Beispiel eines konzeptuellen Informationsmodells
  (Quelle: Labor für Geovisualisierung 2013)

Von besonderer Bedeutung sind die Schnittstellen zu diesem Gesamtmodell: Einerseits bietet sich ein Sensor-Interface zum Import aktueller relevanter Daten an ("Beobachtungen"), wobei es sich bei den Sensoren um tatsächlich gemessene physikalische Umweltgrößen handeln kann oder allgemein um Werte, die sich wie Sensordaten verarbeiten lassen (z. B. durch "virtuelle Sensoren" aus anderen verteilt vorliegenden Datenquellen abgeleitete Werte).

Weiterhin gilt dem Entwurf der Benutzerschnittstelle (User Interface, UI) besonderes Augenmerk. Hier wird von der Grundannahme ausgegangen, dass Geovisualisierungen ein adäquates Medium zur Vermittlung nachhaltigkeitsrelevanter Sachverhalte darstellen.

Systemkomponenten

Die Realisierung des ENE erfordert die Integration verschiedener Hard- und Software-Komponenten, u. a.

• eines Geoinformationssystems (GIS),
• von Simulationsmodellen (hier: System-Dynamics-Modelle),
• der 3D-Visualisierung bzw. Benutzerschnittstelle und
• einer Social-Media-Komponente für den Aufbau einer Web-Community.

Besondere Bedeutung kommt hierbei dem Software-architektonischen Entwurf des Gesamtsystems zu. Die Schnittstellen der Komponenten sollten z. B. so gestaltet werden, dass eine (Nach-) Nutzung auch in anderen Anwendungen möglich ist.

Der Aufbau einer adäquaten, nachhaltig nutzbaren Software-Architektur zählt zu den Aufgaben des Labors für Geovisualisierung.

• Hinweis: Ein Ansatz einer denkbaren Software-Architektur wurde im Projekt "Gespräch mit der Erde" erarbeitet.

Dienste-basierte Architektur

Anstatt direkt miteinander zu kommunizieren, sollen die Systemkomponenten ihre Funktionalität über universell nutzbare Dienste innerhalb eines (Web-basierten) "Bus-Systems" bereitstellen. Die Dienste lassen sich im Weiteren Client-seitig durch verschiedene Anwendungen nutzen.

• Abbildung: Informationstechnische Infrastruktur für den ENE
  

  Informationstechnische Infrastruktur für den ENE ("Service-Bus")
  (Quelle: Labor für Geovisualisierung 2013)

Die Kommunikation der Komponenten untereinander soll insbesondere unter Verwendung geeigneter Web-Dienste (u. a. ISO/OGC -konforme Geoinformationsdienste) realisiert werden.

Links

Zur Übersicht über die Arbeitsbereiche des Projektteams

Zur Seite "Geodaten zum Thema 'Energie'"