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ePaper created 2014-07-23, 11:57:35 | version 1.32.01
46 schulen und universi t ä t en Mobile erweiterte Realität für jedermann Die HolgAR-Content-Plattform mit GIS-Technologie Mobile erweiterte Realität mit Smartphones Wie zuvor das Internet revolutionieren nun mobile Geräte den Informa- tionsaustausch und die Kommunikation grundlegend. Moderne Smart- phones sind inzwischen massenhaft verbreitet, meist intuitiv nutzbar und ermöglichen die Verschmelzung von realer Welt mit digitalen Infor- mationen zu einer „erweiterten Realität“ (engl. Augmented Reality, kurz AR). Der Begriff erweiterte Realität bedeutet die visuelle Ergänzung der menschlichen Wahrnehmung der Realität mit digitalen Informationen in Echtzeit. Ein verbreitetes Beispiel sind die Hilfslinien bei Sportüber- tragungen im Fernsehen, um zum Beispiel beim Fußball die Position ei- nes Spielers im Abseits anzuzeigen. Bei der mobilen AR (mAR) werden mobile Endgeräte zur Verschmelzung von realer und digitaler Welt im Ortskontext genutzt. Dabei werden die digitalen, geokodierten Informationen in ihren räumlichen Kontext ein- gebettet und die Sicht auf die reale Welt wird durch diese Informationen angereichert. Dies ermöglicht einerseits eine neuartige Wahrnehmung des Ortes durch die Anreicherung mit Informationen zu Vergangenheit, Gegenwart oder Zukunft, zum Beispiel die Darstellung eines Bauwerks, das heute nicht mehr oder noch nicht sichtbar ist. Andererseits ermög- licht dies auch ein besseres Verständnis und die Analyse von digitalen Daten vor Ort und somit eine bessere Entscheidungsfindung (» Abbildung 1). Bislang war mAR Grundlagenforschung mit wenigen teuren Spezialan- wendungen für wenige Experten. Mit der neuen Generation an weit verbreiteten, leistungsfähigen, nutzerfreundlichen und kostengünsti- gen mobilen Endgeräten (Smartphones, Tablet-PCs) sowie den platt- formübergreifend vorhandenen, kostenlosen Augmented-Reality-Brow- sern für die Darstellung von Inhalten als Augmented Reality (AR) im Kamerabild dieser mobilen Endgeräte (zum Beispiel Junaio, Layar, Wi- kitude) steht nun eine technische Infrastruktur zur Verfügung, die eine kostengünstige Entwicklung mobiler AR-Anwendungen und eine mas- senhafte Nutzung dieser AR-Anwendungen durch jedermann (Mitarbei- ter, Bürger etc.) ermöglicht. Beispiel Hochwasserschutz Ein Beispiel für die Anwendung von mAR ist der Hochwasserschutz: Be- finde ich mich in einem Hochwasserrisikogebiet? Welche Hochwasser- gefahren bestehen zurzeit? Wie weit ist das letzte Hochwasser gekom- men? Wie ist das Gebiet (mein Haus) geschützt? Solche oder ähnliche Fragen betreffen vor allem die Bewohner von durch Hochwasser ge- fährdeten Gebieten oder auch potenzielle Immobilienkäufer. Durch das Einblenden relevanter Informationen in das Kamerabild des Smartphones, wie zum Beispiel des virtuellen Wasserspiegels eines Hochwassers, des Pegelstands des nächstgelegenen Hochwassermel- depegels, der überfluteten Flächen des letzten Hochwassers oder des Aussehens der Landschaft nach Abschluss des geplanten Deichbaus, kann sich der Nutzer vor Ort direkt in der Realität ein genaueres Bild von der Lage machen. Dies ermöglicht eine bessere Wahrnehmung und Analyse von Gefahren sowie eine bessere Informationsversorgung und Bewusstseinsbildung über die Hochwassergefahr in der Bevölkerung. Die dafür erforderlichen Informationen sind sehr häufig bei den zustän- digen Landesumweltämtern und Hochwasserzentralen der Länder in Form von Geodaten in GIS verfügbar. Die Behörden benötigen diese Daten nicht nur für ihre Fachaufgaben, sondern haben auch die Ver- pflichtung, die Bevölkerung entsprechend über Hochwassergefahren zu informieren und zu ihrer Bewusstseinsbildung beizutragen (» Abbil- dung 2). Doch nicht nur für Behörden ist derzeit die erforderliche Bereitstellung von in GIS oder anderen Quellen bereits vorhandenen Inhalten für mAR-Anwendungen eine schwierige, komplexe und aufwendige Auf- gabe, die Expertenwissen und Programmieraufwand erfordert. Im Pro- jekt MAGUN wurde daher die auf GIS-basierende HolgAR-Content- Plattform konzipiert und entwickelt, die es ermöglicht, vorhandene Daten aus verschiedenen Quellen in unterschiedlichen Formaten (Multi-sourcing) zu integrieren und sie wieder für verschiedene AR- Browser und gegebenenfalls weitere Dienste über standardisierte Schnittstellen (Multi-channel) bereitzustellen. Darüber hinaus ist es möglich, einmal vorhandene Inhalte wiederzuverwenden und zu neuen AR-Diensten zu kombinieren (Re-combining) sowie die Interaktion der Nutzer mit den AR-Inhalten zu ermöglichen (Rückkanal). Auf technischer Ebene dient die Basissoftware ArcGIS Server zur Ein- bindung der Geodaten sowie zur Generierung und Bereitstellung von Karten (WMS etc.) über das Internet. Andere Quellen werden über spe- zielle Adapter eingebunden. Kern der Plattform ist die Abbildung aller Datenquellen auf ein einheitliches Modell sowie die Generierung spe- zieller Output Channels zur Bereitstellung der Daten für die verschiede- nen AR-Browser-Dienste. Abbildung 1: Darstellung der Berliner Mauer als mobile erweiterte Realität Abbildung 2: im GIS erstellte Hochwassergefahrenkarte Abbildung 3: Hochwassergefahrenkarten und -meldepegel auf mobilen Geräten