Uncertainties in spatial orientation : critical limits for landmark inaccuracies in maps in the context of map matching

GND
1170696260
VIAF
267552248
ORCID
0000-0002-5284-2002
Affiliation
Geography Department, Cartography, Ruhr University Bochum
Keil, Julian;
GND
1036740374
VIAF
287088479
ORCID
0000-0002-2260-9103
Affiliation
Geography Department, Cartography, Ruhr University Bochum
Edler, Dennis;
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ORCID
0000-0002-9012-9419
Affiliation
Geography Department, Cartography, Ruhr University Bochum
Dickmann, Frank;
GND
132985772
VIAF
28247328
Affiliation
Methodology and Evaluation, International Psychoanalytic University Berlin
Kuchinke, Lars

Map information, especially volunteered geographic information (VGI) is prone to spatial inaccuracies. Due to their use as spatial reference points, spatially inaccurate landmark representations in maps might afect the ability to match maps to the represented 3D space and might compromise self-localization and orientation. Based on a map matching task in a virtual 3D environment and various degrees of spatial landmark inaccuracies in a simultaneously presented 2D map, we aimed to identify acceptable and critical values of spatial inaccuracies. Furthermore, potential efects of inaccurate semantic spatial categories were evaluated. The fndings demonstrate how metric and semantic spatial inaccuracies of landmark representations afect matching of maps to the represented 3D space. Map inaccuracies corresponding to more than 10 m within 3D space and swapped landmark pictograms in a map were associated with the perception of a mismatch between maps and 3D spaces. Furthermore, the distance of landmarks to the perceiver was found to afect map matching. Spatial inaccuracies of landmark pictograms were less likely to be associated with a perceived mismatch between maps and 3D spaces when the landmarks were further away, presumably because small or moderate inaccuracies were more difcult to perceive. To reduce the identifed efects of landmark inaccuracies in maps on map-matching performance, we propose to identify means to quantify the uncertainty concerning spatial landmark inaccuracies and to visually communicate this uncertainty to map users.

Karteninformationen, insbesondere ehrenamtlich erhobene geografische Informationen, sind anfällig für räumliche Ungenauigkeiten. Aufgrund ihrer Verwendung als Referenzpunkte können räumlich ungenaue Landmarkendarstellungen in Karten die Fähigkeit beeinträchtigen, Karten mit dem dargestellten 3D-Raum abzugleichen und folglich die Positionsbestimmung und Orientierung beeinträchtigen. Basierend auf einer Kartenabgleichs-Aufgabe in einer virtuellen 3D-Umgebung und verschiedenen Graden von räumlichen Landmarkenungenauigkeiten in einer gleichzeitig präsentierten 2D-Karte sollten akzeptable und kritische Werte räumlicher Ungenauigkeiten identifiziert werden. Darüber hinaus wurden mögliche Aus wirkungen von falsch zugeordneten semantischen räumlichen Kategorien bewertet. Die Ergebnisse zeigen, inwiefern metrische und semantische räumliche Ungenauigkeiten bei Landmarkendarstellungen tatsächlich die Fähigkeit beeinträchtigen können, Karten mit dem dargestellten 3D-Raum abzugleichen. Insbesondere Kartenungenauigkeiten von mehr als 10 Metern im 3D-Raum und vertauschte Landmarkenpiktogramme in einer Karte wurden mit der Wahrnehmung einer Diskrepanz zwischen Karten und 3D-Räumen in Verbindung gebracht. Darüber hinaus scheint die Entfernung von Orientierungspunkten zum Betrachter die wahrgenommene Kartenübereinstimmung zu beeinflussen, wenn Orientierungspunktpositionen in der Karte ungenau sind. Es wird vermutet, dass Ungenauigkeiten entfernter Orientierungspunkte schwieriger wahrzunehmen sind. Um die identifizierten Auswirkungen von Landmarkenungenauigkeiten in Karten auf den Kartenabgleich zu reduzieren, empfehlen wir, Mittel zur Quantifizierung der Unsicherheit bezüglich räumlicher Landmarkenungenauigkeiten zu identifizieren und diese Unsicherheit durch visuelle Darstellungsformen zu kommunizieren.

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