Die vorliegende Arbeit widmet sich den Möglichkeiten, Nutzer bei der touristischen Navigation besser zu unterstützen. Dabei werden zum einen Methoden einer nutzerorientierten thematischen Routenplanung aufgezeigt und zum anderen kartographische Anamorphoten als visuelle Navigationshilfe diskutiert. Der erste Teil der Arbeit beschäftigt sich mit Methoden zur nutzerorientierten semantischen Filterung themenrelevanter Gebiete im Allgemeinen und zur individuellen thematischen Rou-tenplanung im Besonderen. Derzeit existieren verschiedene technische Ansätze für Routenplanungen, die touristisch relevante Orte zu einem spezifischen Thema auf Basis nutzergenerierter Webinhalte bestimmen und zu Themenrouten kombinieren. Es existiert jedoch, nach Auffassung des Autors, kein Ansatz für eine wirklich individuelle Routenplanung, bei der Nutzer frei das Thema und den Start- und Endpunkt einer Route definieren können. Die erste Methode, Kontinuummethode, basiert auf der Generierung eines thematischen Pseudokontinuums. Hier werden Daten der Plattformen Wikipedia, Flickr und Panoramio kombiniert und mittels der Kerndichteschätzung zu Pseudodichtekontinua transformiert. Mithilfe der Explicit Semantic Analysis (ESA) als Methode der semantischen Ähnlichkeitsbestimmung werden dann den Pseudodichtekontinua Themenrelevanzwerte zugeordnet und so relevante geographische Gebiete zu einem nutzerdefinierten Thema gefiltert. Für eine thematische Routenplanung werden diese Themenrelevanzwerte auf ein Wegenetz übertragen. Die zweite Methode, Sequenzmethode, baut auf der semantischen Ähnlichkeitsbestimmung auf und ordnet georeferenzierte Wikipedia-Artikel entsprechend ihrer Themenrelevanz. Diese werden dann sequenziell in die Routenberechnung integriert. Eine durchgeführte Nutzerbefragung bestätigt, dass beide Methoden geeignet sind, um themenrelevante Routen zu bestimmen. Der zweite Teil der Arbeit widmet sich der Eignung anamorphotischer Darstellungen als Navigationshilfe. Navigation als Problemlösungsprozess lässt sich hierarchisch-sequenziell in Teilprozesse unterteilen, die je nach Aufgabe bzw. Problemstellung unterschiedliche Visualisierungsformen fordern. Anamorphoten können das Kartenbild hinsichtlich eines bestimmten Sachbezuges verzerren und so die Karteninterpretation bei diesen unterschiedlichen Navigationsprozessen erleichtern. In der Arbeit wird zum einen eine umfassende deutschsprachige Taxonomie zu Anamorphoten eingeführt und zum anderen eine empirische Untersuchung zur Nutzung epizentrisch-gerichteter Distanzwertanamorphoten für die Navigation vorgestellt. Dabei liegt der Fokus der Studie auf dem Einfluss der Egozentrizität und Verzerrung bei der Karteninterpretation in einzelnen Navigationsprozessen und inwieweit zeitbe-schreibende Darstellungen bei der Navigation und Wegfindung hilfreich sind. / This thesis deals with means of a better support to touristic navigation processes. Methods for a user-orientated thematic route planning are presented on the one hand and, on the other hand, the usabilty of distorted cartograms as visual navigation aids are discussed. In the first part of the thesis, two methods are presented for a user-orientated semantic selection of theme-relevant areas in general and for an individual thematic routing in particular. Several technical approaches to a touristic tour planning, which connects popular locations to specific theme routes based on user-generated web content have been published in the recent years. However, no approach exists to the author’s knowledge, which allows truly individual theme route planning in a way that a user can define a theme as well as a starting and end point of the route. The first method, continuum method, is based on the generation of a thematic pseudo continuum. Here, data of the web platforms of Wikipedia, Flickr and Panoramio are combined and transformed to a pseudo continuum by using the kernel density estimation. A semantic similarity analysis based on the Explicit Semantic Analysis (ESA) is carried out to predict thematic-relevance values, which are matched to the pseudo continuum and, thus, to select relevant geographic areas concerning a specific theme. These thematic-relevance values are transferred to a road network for the purpose of a thematic routing. The second method, sequence method, is based on a semantic similarity analysis as well and ranks Wikipedia articles according to their thematic relevance. These ranked articles are sequentially integrated into the routing. A completed user survey confirms the suitability of both methods to generate theme-relevant routes for touristic purposes. The second part of the thesis deals with the usability of distorted visualisations as navigation aids. Navigation as a problem-solving process can be hierarchically-sequentially divided into subtasks, whereas visualisation can be optimised for a certain task or problem. Cartograms in forms of distorted visualisations can adapt to a certain semantic focus and effectively support users in the navigation process. Within the scope of this thesis, an extensive German-language taxonomy of distorted cartograms has been compiled. Moreover, an empirical study on the usability of epicentrically directed distance cartograms in navigation processes is covered. The focus of this study is set on the influence of distortion and egocentricity of visualisations in the map interpretation and how time-describing representations can help the user in navigation and wayfinding processes.

Die vorliegende Arbeit widmet sich den Möglichkeiten, Nutzer bei der touristischen Navigation besser zu unterstützen. Dabei werden zum einen Methoden einer nutzerorientierten thematischen Routenplanung aufgezeigt und zum anderen kartographische Anamorphoten als visuelle Navigationshilfe diskutiert. Der erste Teil der Arbeit beschäftigt sich mit Methoden zur nutzerorientierten semantischen Filterung themenrelevanter Gebiete im Allgemeinen und zur individuellen thematischen Rou-tenplanung im Besonderen. Derzeit existieren verschiedene technische Ansätze für Routenplanungen, die touristisch relevante Orte zu einem spezifischen Thema auf Basis nutzergenerierter Webinhalte bestimmen und zu Themenrouten kombinieren. Es existiert jedoch, nach Auffassung des Autors, kein Ansatz für eine wirklich individuelle Routenplanung, bei der Nutzer frei das Thema und den Start- und Endpunkt einer Route definieren können. Die erste Methode, Kontinuummethode, basiert auf der Generierung eines thematischen Pseudokontinuums. Hier werden Daten der Plattformen Wikipedia, Flickr und Panoramio kombiniert und mittels der Kerndichteschätzung zu Pseudodichtekontinua transformiert. Mithilfe der Explicit Semantic Analysis (ESA) als Methode der semantischen Ähnlichkeitsbestimmung werden dann den Pseudodichtekontinua Themenrelevanzwerte zugeordnet und so relevante geographische Gebiete zu einem nutzerdefinierten Thema gefiltert. Für eine thematische Routenplanung werden diese Themenrelevanzwerte auf ein Wegenetz übertragen. Die zweite Methode, Sequenzmethode, baut auf der semantischen Ähnlichkeitsbestimmung auf und ordnet georeferenzierte Wikipedia-Artikel entsprechend ihrer Themenrelevanz. Diese werden dann sequenziell in die Routenberechnung integriert. Eine durchgeführte Nutzerbefragung bestätigt, dass beide Methoden geeignet sind, um themenrelevante Routen zu bestimmen. Der zweite Teil der Arbeit widmet sich der Eignung anamorphotischer Darstellungen als Navigationshilfe. Navigation als Problemlösungsprozess lässt sich hierarchisch-sequenziell in Teilprozesse unterteilen, die je nach Aufgabe bzw. Problemstellung unterschiedliche Visualisierungsformen fordern. Anamorphoten können das Kartenbild hinsichtlich eines bestimmten Sachbezuges verzerren und so die Karteninterpretation bei diesen unterschiedlichen Navigationsprozessen erleichtern. In der Arbeit wird zum einen eine umfassende deutschsprachige Taxonomie zu Anamorphoten eingeführt und zum anderen eine empirische Untersuchung zur Nutzung epizentrisch-gerichteter Distanzwertanamorphoten für die Navigation vorgestellt. Dabei liegt der Fokus der Studie auf dem Einfluss der Egozentrizität und Verzerrung bei der Karteninterpretation in einzelnen Navigationsprozessen und inwieweit zeitbe-schreibende Darstellungen bei der Navigation und Wegfindung hilfreich sind.:Erklärung I Kurzfassung III Abstract V Danksagung VI Inhaltsverzeichnis VII Abbildungsverzeichnis X Tabellenverzeichnis XIII Formelverzeichnis XIV Abkürzungs- und Symbolverzeichnis XV 1 Einleitung 1 1.1 Motivation 1 1.2 Forschungsfragen 2 1.3 Gliederung der Arbeit 2 2 Navigation und Wegfindung 4 2.1 Definition von Navigation und Wegfindung 4 2.1.1 Navigationskontext 6 2.1.1.1 Navigationsaufgaben und -strategien 8 2.1.1.2 Mentale Karte und räumliche Vorstellung 11 2.1.1.2.1 Räumliches Wissen und Elemente der mentalen Vorstellung 12 2.1.1.2.2 Modelle räumlichen Wissens 13 2.1.1.3 Navigations- und Wegfindungshilfen 15 2.1.1.3.1 Karten und kartenähnliche Darstellungen als Navigationshilfe 17 2.1.1.3.2 Mobile Karten 18 2.1.1.3.3 Adaption in der mobilen Kartographie 19 2.1.1.3.4 Empirische Untersuchungen zu Karten als Navigationshilfe 22 2.1.1.3.5 Empirische Untersuchungen zu kartenähnlichen Darstellungen als Navigationshilfe 22 2.1.1.4 Entfernungs- und Zeitschätzung in der Navigation 24 2.1.2 Navigation als Problemlösungsprozess 24 2.2 Navigationsmodell des Autors 25 3 Semantische Ähnlichkeitsbestimmung nutzergenerierter Daten für touristische Routenplanungen 29 3.1 Stand der Wissenschaft 29 3.1.1 Individuelle Routengenerierung und themenbezogene Ortsidentifikation 29 3.1.2 Semantische Ähnlichkeitsbestimmung im Kontext von Wikipedia 30 3.1.3 Generierung von thematischen Oberflächen und Dichtebestimmung von verteilten Daten 33 3.2 Räumliche Präsenz von Geoobjekten 34 3.3 Methodik 35 3.3.1 Datenaufbereitung 35 3.3.1.1 Datenextraktion und Ähnlichkeitsbestimmung 35 3.3.1.2 Navigationsgraph aus OpenStreetMap 36 3.3.2 Routenbestimmung und Kostenwertermittlung 39 3.3.2.1 Routenberechnung auf Basis eines semantischen Pseudokontinuums 39 3.3.2.2 Routenberechnung auf Basis eines Rankings der semantischen Ähnlichkeiten 44 3.3.2.3 Routenberechnung auf Basis eines Hybridalgorithmus 46 3.4 Methodenvergleich 46 3.5 Nutzerbefragung zu themenbezogenen Routen 50 3.5.1 Aufbau der Nutzerbefragung 50 3.5.2 Nutzerbewertung 51 3.5.2.1 Klassifizierung der Teilnehmer 51 3.5.2.2 Vergleich der Benutzerbewertungen und semantischen Ähnlichkeiten 51 3.5.2.3 Vergleich berechneter Themenrouten mit Nutzervorstellungen 53 4 Anamorphoten als Navigationshilfe 56 4.1 Begriffsbestimmung zu Anamorphoten 56 4.1.1 Abgrenzung Kartogramm und Anamorphote 59 4.1.2 Taxonomie für anamorphotische Darstellungen 60 4.1.2.1 Einteilung nach dem Fokus der Verzerrung 60 4.1.2.2 Einteilung nach dem Sachwertbezug 62 4.1.2.3 Einteilung nach dem Grad der Abstraktion 66 4.1.2.4 Einteilung nach dem visuellen Zusammenhang/Kontinuität 67 4.1.2.5 Einteilung nach der Art der Zentrizität und Ausrichtung 68 4.2 Empirische Untersuchung zu Distanzwertanamorphoten als Navigationshilfe 69 4.2.1 Ziel, Aufbau und Forschungshypothesen 69 4.2.2 Kartendarstellungen 72 4.2.2.1 Darstellungen ohne Weginformationen 73 4.2.2.2 Darstellungen mit Wegdistanzinformationen 73 4.2.2.3 Darstellungen mit Wegzeitinformationen 75 4.2.3 Analyse und Auswertung der Testergebnisse 77 4.2.3.1 Planungsprozess auf globaler Ebene 79 4.2.3.2 Evaluierungsprozess auf globaler Ebene 83 4.2.3.3 Planungsprozess auf lokaler Ebene 85 4.2.3.4 Evaluierungsprozess auf lokaler Ebene 88 4.2.4 Diskussion 91 5 Zusammenfassung und Ausblick 95 5.1 Beantwortung der Forschungsfragen 95 5.2 Fazit 103 6 Literaturverzeichnis 107 7 Anhang 117 / This thesis deals with means of a better support to touristic navigation processes. Methods for a user-orientated thematic route planning are presented on the one hand and, on the other hand, the usabilty of distorted cartograms as visual navigation aids are discussed. In the first part of the thesis, two methods are presented for a user-orientated semantic selection of theme-relevant areas in general and for an individual thematic routing in particular. Several technical approaches to a touristic tour planning, which connects popular locations to specific theme routes based on user-generated web content have been published in the recent years. However, no approach exists to the author’s knowledge, which allows truly individual theme route planning in a way that a user can define a theme as well as a starting and end point of the route. The first method, continuum method, is based on the generation of a thematic pseudo continuum. Here, data of the web platforms of Wikipedia, Flickr and Panoramio are combined and transformed to a pseudo continuum by using the kernel density estimation. A semantic similarity analysis based on the Explicit Semantic Analysis (ESA) is carried out to predict thematic-relevance values, which are matched to the pseudo continuum and, thus, to select relevant geographic areas concerning a specific theme. These thematic-relevance values are transferred to a road network for the purpose of a thematic routing. The second method, sequence method, is based on a semantic similarity analysis as well and ranks Wikipedia articles according to their thematic relevance. These ranked articles are sequentially integrated into the routing. A completed user survey confirms the suitability of both methods to generate theme-relevant routes for touristic purposes. The second part of the thesis deals with the usability of distorted visualisations as navigation aids. Navigation as a problem-solving process can be hierarchically-sequentially divided into subtasks, whereas visualisation can be optimised for a certain task or problem. Cartograms in forms of distorted visualisations can adapt to a certain semantic focus and effectively support users in the navigation process. Within the scope of this thesis, an extensive German-language taxonomy of distorted cartograms has been compiled. Moreover, an empirical study on the usability of epicentrically directed distance cartograms in navigation processes is covered. The focus of this study is set on the influence of distortion and egocentricity of visualisations in the map interpretation and how time-describing representations can help the user in navigation and wayfinding processes.:Erklärung I Kurzfassung III Abstract V Danksagung VI Inhaltsverzeichnis VII Abbildungsverzeichnis X Tabellenverzeichnis XIII Formelverzeichnis XIV Abkürzungs- und Symbolverzeichnis XV 1 Einleitung 1 1.1 Motivation 1 1.2 Forschungsfragen 2 1.3 Gliederung der Arbeit 2 2 Navigation und Wegfindung 4 2.1 Definition von Navigation und Wegfindung 4 2.1.1 Navigationskontext 6 2.1.1.1 Navigationsaufgaben und -strategien 8 2.1.1.2 Mentale Karte und räumliche Vorstellung 11 2.1.1.2.1 Räumliches Wissen und Elemente der mentalen Vorstellung 12 2.1.1.2.2 Modelle räumlichen Wissens 13 2.1.1.3 Navigations- und Wegfindungshilfen 15 2.1.1.3.1 Karten und kartenähnliche Darstellungen als Navigationshilfe 17 2.1.1.3.2 Mobile Karten 18 2.1.1.3.3 Adaption in der mobilen Kartographie 19 2.1.1.3.4 Empirische Untersuchungen zu Karten als Navigationshilfe 22 2.1.1.3.5 Empirische Untersuchungen zu kartenähnlichen Darstellungen als Navigationshilfe 22 2.1.1.4 Entfernungs- und Zeitschätzung in der Navigation 24 2.1.2 Navigation als Problemlösungsprozess 24 2.2 Navigationsmodell des Autors 25 3 Semantische Ähnlichkeitsbestimmung nutzergenerierter Daten für touristische Routenplanungen 29 3.1 Stand der Wissenschaft 29 3.1.1 Individuelle Routengenerierung und themenbezogene Ortsidentifikation 29 3.1.2 Semantische Ähnlichkeitsbestimmung im Kontext von Wikipedia 30 3.1.3 Generierung von thematischen Oberflächen und Dichtebestimmung von verteilten Daten 33 3.2 Räumliche Präsenz von Geoobjekten 34 3.3 Methodik 35 3.3.1 Datenaufbereitung 35 3.3.1.1 Datenextraktion und Ähnlichkeitsbestimmung 35 3.3.1.2 Navigationsgraph aus OpenStreetMap 36 3.3.2 Routenbestimmung und Kostenwertermittlung 39 3.3.2.1 Routenberechnung auf Basis eines semantischen Pseudokontinuums 39 3.3.2.2 Routenberechnung auf Basis eines Rankings der semantischen Ähnlichkeiten 44 3.3.2.3 Routenberechnung auf Basis eines Hybridalgorithmus 46 3.4 Methodenvergleich 46 3.5 Nutzerbefragung zu themenbezogenen Routen 50 3.5.1 Aufbau der Nutzerbefragung 50 3.5.2 Nutzerbewertung 51 3.5.2.1 Klassifizierung der Teilnehmer 51 3.5.2.2 Vergleich der Benutzerbewertungen und semantischen Ähnlichkeiten 51 3.5.2.3 Vergleich berechneter Themenrouten mit Nutzervorstellungen 53 4 Anamorphoten als Navigationshilfe 56 4.1 Begriffsbestimmung zu Anamorphoten 56 4.1.1 Abgrenzung Kartogramm und Anamorphote 59 4.1.2 Taxonomie für anamorphotische Darstellungen 60 4.1.2.1 Einteilung nach dem Fokus der Verzerrung 60 4.1.2.2 Einteilung nach dem Sachwertbezug 62 4.1.2.3 Einteilung nach dem Grad der Abstraktion 66 4.1.2.4 Einteilung nach dem visuellen Zusammenhang/Kontinuität 67 4.1.2.5 Einteilung nach der Art der Zentrizität und Ausrichtung 68 4.2 Empirische Untersuchung zu Distanzwertanamorphoten als Navigationshilfe 69 4.2.1 Ziel, Aufbau und Forschungshypothesen 69 4.2.2 Kartendarstellungen 72 4.2.2.1 Darstellungen ohne Weginformationen 73 4.2.2.2 Darstellungen mit Wegdistanzinformationen 73 4.2.2.3 Darstellungen mit Wegzeitinformationen 75 4.2.3 Analyse und Auswertung der Testergebnisse 77 4.2.3.1 Planungsprozess auf globaler Ebene 79 4.2.3.2 Evaluierungsprozess auf globaler Ebene 83 4.2.3.3 Planungsprozess auf lokaler Ebene 85 4.2.3.4 Evaluierungsprozess auf lokaler Ebene 88 4.2.4 Diskussion 91 5 Zusammenfassung und Ausblick 95 5.1 Beantwortung der Forschungsfragen 95 5.2 Fazit 103 6 Literaturverzeichnis 107 7 Anhang 117