Przestrzenna świadomość kontekstualna

Przestrzenna świadomość kontekstowa łączy informacje kontekstowe, takie jak lokalizacja osoby lub czujnika, aktywność, pora dnia oraz bliskość innych osób lub obiektów i urządzeń. Jest również definiowany jako związek i synteza informacji zebranych ze środowiska przestrzennego, czynnika poznawczego i mapy kartograficznej. Środowisko przestrzenne to fizyczna przestrzeń, w której ma być prowadzone zadanie orientacji lub znajdowania drogi; agent poznawczy to osoba lub jednostka, której powierzono wykonanie zadania; a mapa jest reprezentacją środowiska, która jest używana jako narzędzie do wykonania zadania.

Niepełny pogląd na przestrzenną świadomość kontekstualną uczyniłby ją po prostu czynnikiem lub elementem świadomości kontekstualnej – tego, co określa położenie punktu na ziemi. Ta wąska definicja pomija poszczególne funkcje poznawcze i obliczeniowe zaangażowane w złożony system geograficzny. Zamiast definiować niezliczone potencjalne czynniki przyczyniające się do kontekstu, przestrzenna świadomość kontekstualna zdefiniowana w kategoriach procesów poznawczych pozwala na wyjątkową, skoncentrowaną na użytkowniku perspektywę, w której „konceptualizacje nasycają struktury przestrzenne znaczeniem”.

Świadomość kontekstu , świadomość geograficzna i wszechobecna kartografia lub wszechobecna informacja geograficzna (UBGI) przyczyniają się do zrozumienia przestrzennej świadomości kontekstualnej. Są również kluczowymi elementami usług opartych na mapach, usługach lokalizacyjnych lub LBS. W przypadkach, w których interfejsem użytkownika dla LBS jest mapa, należy zająć się wyzwaniami związanymi z projektowaniem kartograficznym, aby skutecznie przekazać użytkownikowi kontekst przestrzenny.

Przestrzenna świadomość kontekstualna może opisywać obecny kontekst – środowisko użytkownika w obecnym czasie i miejscu lub w kontekście przyszłym – dokąd użytkownik chce się udać i co może go zainteresować w zbliżającym się środowisku przestrzennym. Niektóre usługi lokalizacyjne to proaktywne systemy, które mogą przewidywać przyszły kontekst. Rzeczywistość rozszerzona to aplikacja, która prowadzi użytkownika przez obecny i przyszły kontekst, wyświetlając przestrzenne informacje kontekstowe w jego systemie wizualnym podczas przechodzenia przez rzeczywistą przestrzeń.

wiele przykładów pakietów oprogramowania (aplikacji) LBS na poziomie użytkownika , które wymagają możliwości wykorzystania przestrzennej świadomości kontekstowej. Aplikacje te są pożądane przez ogół społeczeństwa i są przykładami wykorzystania map przez osoby fizyczne, aby lepiej zrozumieć świat i podejmować codzienne decyzje.

Świadomość kontekstu

Świadomość kontekstowa wywodzi się jako termin z wszechobecnej informatyki lub tak zwanej wszechobecnej informatyki, która miała zajmować się powiązaniem zmian w środowisku z systemami komputerowymi, które poza tym są statyczne.

Kontekst jest definiowany na wiele sposobów, najczęściej z lokalizacją jako kamieniem węgielnym. Jedno źródło definiuje to jako „lokalizację i tożsamość pobliskich ludzi i przedmiotów”. Inny opisuje to jako „lokalizację, tożsamość, środowisko i czas”. Jednak niektóre definicje uznają, że świadomość kontekstu jest bardziej inkluzywna niż lokalizacja.

Dey przyjął to szersze podejście: „kontekst to wszelkie informacje, które można wykorzystać do scharakteryzowania sytuacji podmiotu, gdzie podmiot oznacza osobę, miejsce lub przedmiot, które są istotne dla interakcji między użytkownikiem a aplikacją, w tym użytkownika i samych aplikacji”. Ten sam autor zdefiniował system „jako świadomy kontekstu, jeśli wykorzystuje kontekst do dostarczania użytkownikowi odpowiednich informacji i / lub usług, w których trafność zależy od zadania użytkownika”.

Ryc. 1: Świadomość kontekstowa (wykres za Li 2007)

Pojęcie trafności jest opisane w następującej definicji świadomości kontekstu: „zbiór stanów i ustawień środowiskowych, które albo określają zachowanie aplikacji, albo w których występuje zdarzenie aplikacji i jest interesujące dla użytkownika”. Zarysowano również różne poziomy kontekstu, w kategoriach poziomu niskiego i wysokiego. Konteksty niskiego poziomu obejmują czas, lokalizację, przepustowość sieci i orientację. Kontekst wysokiego poziomu składa się z bieżącej aktywności użytkownika i kontekstu społecznego.

Trójpoziomowy model świadomości kontekstu (Rysunek 1) obejmuje zmienną naturę środowiska poprzez rozróżnienie wkładu kontekstu statycznego, dynamicznego i wewnętrznego:

Kontekst statyczny – przechowywane cyfrowe informacje geograficzne, które mogą mieć wpływ na środowisko użytkownika
Dynamiczny kontekst – informacje o zmiennych aspektach otoczenia użytkownika pozyskiwane przez czujniki/usługi informacyjne i dostarczane w czasie rzeczywistym (np. prognozy pogody, komunikaty drogowe)
Kontekst wewnętrzny — informacje o użytkowniku, w tym osobiste preferencje, lokalizacja, prędkość i orientacja

Zawartość statyczna jest napędzana przez przechowywane informacje, podczas gdy zawartość dynamiczna jest dostarczana i aktualizowana przez czujniki.

Kategorie kontekstu dla map mobilnych zostały określone w pilotażowych testach użytkowników. Kategorie w tej tabeli uznano za przydatne w przypadku mobilnych usług mapowych:

Ogólne kategorie kontekstu	Kategorie kontekstu dla map mobilnych	Cechy
Przetwarzanie danych	System	Rozmiar wyświetlacza Typ wyświetlacza (ekran w kolorze czarnym) Metoda wprowadzania (panele dotykowe, przyciski itp.) Łączność sieciowa Komunikacja
Użytkownik	Przeznaczenie Użytkownik Społeczny Kulturalny	Profil użytkownika (doświadczenie, niepełnosprawność itp.) Ludzie w pobliżu Sytuacja społeczna
Fizyczny	Lokalizacja Otoczenie fizyczne Orientacja	Oświetlenie Temperatura Okoliczny krajobraz Warunki pogodowe Poziomy hałasu
Czas	Czas	Pora dnia Tydzień Miesiąc Sezon roku
Historia	Historia nawigacji	Poprzednie lokalizacje Dawne wymagania i interesujące miejsca

Świadomość geograficzna

Ryc. 2: Świadomość kontekstu przestrzennego (lub geograficznego) (wykres za Li 2007)

Świadomość geograficzna, inny termin określający przestrzenną świadomość kontekstową, wyjaśnia przestrzenne i geograficzne aspekty kontekstu. Będąc czymś więcej niż tylko teraźniejszością, musi uwzględniać także inne wymiary i ich współzależności. Rycina 2 przedstawia komponenty Li dotyczące świadomości kontekstu i nakłada je na wiele geograficznych systemów odniesienia. Aby aplikacja LBS była skuteczna, musi działać w heterogenicznej przestrzeni, która obejmuje różne systemy odniesienia. Użytkownik LBS musi być w stanie bezproblemowo przejść z przestrzeni euklidesowej (kartezjańskiej przestrzeni odniesienia) na liniową przestrzeń odniesienia (LRS) na przestrzeń wewnętrzną (być może obejmującą piętro, skrzydło, korytarz i numer pokoju).

Wszechobecna informacja geograficzna (UBGI)/wszechobecna kartografia

Wszechobecna informacja geograficzna (UBGI) to informacja geograficzna , która jest dostarczana w dowolnym czasie i miejscu użytkownikom lub systemom za pośrednictwem urządzeń komunikacyjnych. Krytyczne dla zrozumienia UBGI jest to, że dostarczane informacje są oparte na kontekście użytkownika. UBGI to więcej niż dane. Zawiera zestaw koncepcji, praktyk i standardów dotyczących informacji przestrzennej i geograficznej oraz przetwarzania informacji na potrzeby aplikacji dostępnych dla ogółu społeczeństwa.

UBGI musi również uwzględniać sytuację i cele użytkownika, czyli agenta poznawczego. W tym celu wszechobecne koncepcje komputerowe wykorzystują czujniki do zbierania danych o lokalizacji użytkownika oraz parametrach środowiskowych.

Rysunek 3: Ewolucja informacji geograficznej (wykres za Hong 2008)

Wszechobecna kartografia to „zdolność użytkowników do tworzenia i używania map w dowolnym miejscu i czasie w celu rozwiązywania problemów geoprzestrzennych”. Użytkownicy i twórcy tych map to nie tylko wysoko wykwalifikowani geografowie i kartografowie, ale także przeciętny obywatel. W przeciwieństwie do zarzucanego elitaryzmu GIS społeczności we wczesnych latach 80-tych, kiedy wielu opowiadało się za oddzielną technologią, ponieważ informacje geoprzestrzenne były inne i nieosiągalne dla zwykłych użytkowników lub systemów, dzisiejszym celem wszechobecności jest sprawienie, aby obsługa urządzeń obsługujących GIS była intuicyjna i prosta w użyciu. Te urządzenia i inne multimedialne narzędzia kartograficzne odgrywają główną rolę w wysiłkach na rzecz „rozpowszechnienia map” i położenia kresu niewybaczalnej praktyce doskonalenia map jako formy wizualizacji tylko dla doświadczonych użytkowników map obsługujących wysoce wyspecjalizowane systemy informacji geograficznej .

Cel „łatwość użycia” wszechobecnej kartografii można postrzegać jako czwartą generację ewolucji informacji geograficznej. UBGI zostało poprzedzone łatwo dostępnymi mapami internetowymi oraz dodaniem informacji kontekstowych LBS i mapowania mobilnego. Cyfrowe informacje geograficzne były istotnym prekursorem dostępnych i mobilnych map, a wszystkie te postępy są następstwem pierwszej generacji map papierowych i wysiłków zmierzających do lepszego przedstawienia i wizualizacji świata (ryc. 3).

Usługi lokalizacyjne (LBS)

Usługa lokalizacyjna (LBS) to usługa informacyjno-rozrywkowa, dostępna za pośrednictwem urządzeń mobilnych za pośrednictwem sieci komórkowej i wykorzystująca możliwość wykorzystania położenia geograficznego urządzenia mobilnego.

Usługi LBS mogą być wykorzystywane w różnych kontekstach, takich jak zdrowie, praca, życie osobiste itp. Usługi LBS obejmują usługi umożliwiające identyfikację lokalizacji osoby lub przedmiotu, takie jak odkrycie najbliższego bankomatu bankowego lub miejsca pobytu znajomego lub pracownik. Usługi LBS obejmują usługi śledzenia przesyłek i śledzenia pojazdów . LBS może obejmować handel mobilny , gdy przyjmuje formę kuponów lub reklam skierowanych do klientów na podstawie ich bieżącej lokalizacji. Obejmują one spersonalizowane usługi pogodowe, a nawet gry oparte na lokalizacji. Są przykładem konwergencji telekomunikacyjnej .

Usługi lokalizacyjne mają możliwość wykorzystywania wiedzy o lokalizacji użytkownika lub urządzenia informacyjnego. Niezależnie od tego, czy dane wyjściowe urządzenia są prostą wiadomością tekstową, czy interaktywną mapą graficzną, użytkownik i lokalizacja użytkownika są w pewien sposób włączone do całego systemu.

Inne wyróżniające cechy LBS to:

Zwykle zapewniają spersonalizowane usługi dla użytkownika będącego w ruchu
Oparte na różnorodnych platformach sprzętowych i programowych, które wykorzystują Internet, GIS oraz urządzenia lokalizacyjne i usługi telekomunikacyjne
Otrzymuj dane z różnych źródeł, czujników i systemów
Musi integrować i przetwarzać dane w czasie rzeczywistym
Stawiaj przed wizualizacją wyjątkowe wyzwania ze względu na to, że lokalizacja użytkownika może się ciągle zmieniać

LBS może służyć do odpowiadania na pytania użytkowników, które można podzielić na cztery ogólne kategorie: lokalizacja, bliskość, nawigacja i zdarzenia. Przykłady obejmują:

Gdzie ja jestem? Gdzie jest mój cel? [Lokalizacja]
Gdzie jest najbliższy przystanek autobusowy lub restauracja typu fast food? [bliskość]
Jaka jest najlepsza trasa do celu? [nawigacja]
Czy najnowszy film jest wyświetlany w lokalnym kinie? [wydarzenia]

Kolejną kategorią jest „pomiar”, aby odpowiedzieć na pytanie, jak daleko jest mój cel? Jest to rutynowa funkcja osobistych urządzeń nawigacyjnych w samochodach.

Nowe, innowacyjne pomysły wciąż dodają się do typów pytań, na które LBS może odpowiedzieć użytkownikowi. Na przykład wizja komputerowa i indeksowanie oparte na obiektach mogą służyć zarówno do identyfikacji obiektu, jak i do pomocy użytkownikowi w nawigacji z danej lokalizacji. Przestrzenna świadomość kontekstualna odgrywa kluczową rolę w tym procesie, ponieważ zapewnia wstępne georeferencje lokalizacji, jednocześnie upraszczając proces rozpoznawania obiektów w możliwym do opanowania stopniu. Tę kategorię wykorzystania LBS można nazwać „identyfikacją” i odpowiada ona na pytanie „Co to jest?”

Wyzwania kartograficzne

Aplikacje (pakiety oprogramowania na poziomie użytkownika), które wymagają wykorzystania kontekstowej świadomości przestrzennej w LBS, stają przed wieloma kartograficznymi wyzwaniami i decyzjami. Niektóre z tych wyzwań wynikają z małych wyświetlaczy typowego interfejsu użytkownika PDA i sposobu użytkowania. Inne problemy wynikają z dużej ilości potencjalnie istotnych danych kontekstowych, ponieważ konieczne jest dokonanie trudnego wyboru najważniejszych treści do wyświetlenia.

Próbka niektórych z tych wyzwań to:

Mobilność – mapa na platformie mobilnej szybko się zmienia, aby nadążyć za zmianami kontekstu; ograniczony czas na przejrzenie informacji o mapie, zanim konieczna może być zmiana sceny.
Adaptacja - odnosi się do „zdolności elastycznych systemów do zmiany przez użytkownika lub system w celu spełnienia określonych wymagań”. Użytkownicy muszą mieć możliwość personalizacji wyświetlacza, aby prezentować treści dostosowane do ich wyrafinowania i znajomości środowiska
Dostępność - „dopasowanie potrzeb ludzi w zakresie informacji i usług do ich potrzeb i preferencji pod względem intelektualnego i sensorycznego zaangażowania w te informacje lub usługi oraz kontrolowania ich”. Potrzeba serwisowa może obejmować kierowcę, który nie może oderwać wzroku od drogi, aby przestudiować wyświetlaną mapę; lub gość w obcym kraju, który nie rozumie języka sygnałów dźwiękowych dostawcy LBS.
Uogólnienie – „Ze względu na bardzo mały obszar wyświetlania urządzeń mobilnych mapy mobilne muszą być bardzo uogólnione”. Projekt powinien być jak najbardziej prosty, zwięzły i oczywisty, a także powinien nadawać się do natychmiastowego użycia. „Oznacza to zmniejszenie gęstości informacji zgodnie z prymatem istotności nad kompletnością”
Skalowanie — wyświetlanie mapy jest zwykle bardzo małe i wymaga funkcji skalowania, aby pokazać wystarczająco dużo obszaru i informacji, aby były przydatne, ale w wystarczająco dużej skali, aby odpowiednio pokazać szczegóły
Trafność - „Przedstawianie tylu informacji, ile potrzeba i tak mało, jak to konieczne”. Informacje, które są „potrzebne”, to treści, które są skuteczne w określonym kontekście przestrzennym użytkownika.
Formularz prezentacji — Mapy multimedialne udostępniają kilka opcji wyświetlania. Wybrana opcja powinna być tą, która najlepiej generuje mapę mentalną użytkownika. Oprócz wizualnego medium mapy graficznej z reprezentatywnymi symbolami, do rozważenia są również prezentacje tekstowe i wokalne.
Zmienne wizualne – Kolor jest odpowiednim podstawowym elementem graficznym przy przedstawianiu różnych typów lub klas cech jakościowych. Kolor może w ogromnym stopniu przyczynić się do użyteczności produktów, ponieważ pomaga w rozróżnieniu różnych elementów ekranu. Wysoki kontrast, harmonijnie dopasowane kolory muszą być brane pod uwagę w celu szybkiego postrzegania i zmniejszenia zmęczenia oczu wynikającego z promiennego wyświetlania na ekranie
Metadane — dobre metadane dostarczają użytkownikowi informacji na temat źródeł i jakości danych, do których się odwołuje, w tym wiarygodności, dokładności i autentyczności. Bardziej użyteczne metadane o wyższej jakości dla aplikacji multimedialnych to wszechobecne wyzwanie. Opracowano międzynarodowe standardy dotyczące informacji geograficznych, jednak „należy je rozszerzyć i powiązać ze standardami metadanych obiektów informacyjnych dla zdjęć, filmów, obrazów, tekstu i innych elementów używanych w kartografii multimedialnej”.
Widoki nawigacji — określanie najlepszych widoków map, aby ułatwić nawigację użytkownika. Rozważania obejmują: mapy poglądowe dostępne w różnych skalach; automatyczne powiększanie do większej skali, gdy użytkownik jest w ruchu; utrzymuj egocentryczną pozycję mapy z zawsze zaznaczoną północą.

Pakiety oprogramowania na poziomie użytkownika

OpenStreetMap : ogólnoświatowa, edytowalna przez społeczność bezpłatna mapa zawartości Ziemi z szeroką gamą klientów na poziomie użytkownika
Mapy Google dla komórek: bezpłatne pobieranie w celu przeglądania map i zdjęć satelitarnych, określania bieżącej lokalizacji, wyszukiwania firm, wskazówek dojazdu i raportów drogowych
Streamspin: platforma usług mobilnych do dostarczania i odbierania informacji i usług w oparciu o kontekst i metadane abonenta.
Lokalny asystent lokalizacji (Lol@): Prototyp usługi multimedialnej opartej na lokalizacji dla uniwersalnego systemu telefonii komórkowej, w której zagraniczny turysta może wybrać się na wycieczkę z przewodnikiem po trasie w oparciu o dane wprowadzone przez użytkownika i preferencje.
IPointer (Intelligent Spatial Technologies): Oparty na silniku rzeczywistości rozszerzonej, zapewniającym lokalne wyszukiwanie klientów mobilnych w celu dostarczenia użytkownikowi informacji o jego otoczeniu. Wykorzystuje lokalizację i kierunek promieniowy do identyfikowania interesujących punktów orientacyjnych i przesyłania treści informacyjnych.
Drogowskaz: Narzędzie przewodnika uwzględniające lokalizację, które wykorzystuje technologię widzenia komputerowego do śledzenia znaczników odniesienia w celu śledzenia dużych obszarów w pomieszczeniach. Signpost oprowadza uczestników konferencji po obiekcie za pomocą telefonu komórkowego.

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Mapy Google dla komórek [1]
Wirowanie strumienia [2]
Lokalny asystent lokalizacji (Lol@) [3]
iWskaźnik [4]
Drogowskaz [5]