Leveraging citizen science to advance interactive spatial decision support technology:A swot analysis

Over three decades, the Spatial Decision Support System (SDSS) concept has evolved significantly exploiting information technology to assist decision maker in a variety of fields of research, development, and practice. With the communicative turn in planning, which emphasizes public participation in all levels of planning and decision making, these technologies have further matured to support participatory planning by means of supporting diverse stakeholders in the decision making process. However, for multiple reasons, SDSS are still in the domain of expert, largely failing to incorporate general citizens in its use and applications. On the same note, citizen science as a method of inquiry is gaining much attention in recent years to engage general citizens in the scientific research, thereby also empowering them to participate in the decisions of the issues affecting them. As such, it seems likely that citizen science shows great promise for advancing SDSS for achieving broad citizen engagement in planning and decision-making. This paper discusses the strengths, weaknesses, opportunities, threats (SWOT) of integrating citizen science with SDSS by analyzing existing literature on SDSS and citizen science. In particular, we explore the integration of aspects of citizen science in Interactive Planning Support System (PSS), as one form of SDSS to support wider citizen engagement.</p

Collaborative Human-Computer Interaction with Big Wall Displays - BigWallHCI 2013 3rd JRC ECML Crisis Management Technology Workshop

The 3rd JRC ECML Crisis Management Technology Workshop on Human-Computer Interaction with Big Wall Displays in Situation Rooms and Monitoring Centres was co-organised by the European Commission Joint Research Centre and the University of Applied Sciences St. Pölten, Austria. It took place in the European Crisis Management Laboratory (ECML) of the JRC in Ispra, Italy, from 18 to 19 April 2013. 40 participants from stakeholders in the EC, civil protection bodies, academia, and industry attended the workshop. The hardware of large display areas is on the one hand mature since many years and on the other hand changing rapidly and improving constantly. This high pace developments promise amazing new setups with respect to e.g., pixel density or touch interaction. On the software side there are two components with room for improvement: 1. the software provided by the display manufacturers to operate their video walls (source selection, windowing system, layout control) and 2. dedicated ICT systems developed to the very needs of crisis management practitioners and monitoring centre operators. While industry starts to focus more on the collaborative aspects of their operating software already, the customized and tailored ICT applications needed are still missing, unsatisfactory, or very expensive since they have to be developed from scratch many times. Main challenges identified to enhance big wall display systems in crisis management and situation monitoring contexts include: 1. Interaction: Overcome static layouts and/or passive information consumption. 2. Participatory Design & Development: Software needs to meet users’ needs. 3. Development and/or application of Information Visualisation & Visual Analytics principle to support the transition from data to information to knowledge. 4. Information Overload: Proper methods for attention management, automatic interpretation, incident detection, and alarm triggering are needed to deal with the ever growing amount of data to be analysed.JRC.G.2-Global security and crisis managemen

3D Cadastres Best Practices, Chapter 5: Visualization and New Opportunities

This paper proposes a discussion on opportunities offered by 3D visualization to improve the understanding and the analysis of cadastre data. It first introduce the rationale of having 3D visualization functionalities in the context of cadastre applications. Second the publication outline some basic concepts in 3D visualization. This section specially addresses the visualization pipeline as a driven classification schema to understand the steps leading to 3D visualization. In this section is also presented a brief review of current 3D standards and technologies. Next is proposed a summary of progress made in the last years in 3D cadastral visualization. For instance, user’s requirement, data and semiotics, and platforms are highlighted as main actions performed in the development of 3D cadastre visualization. This review could be perceived as an attempt to structure and emphasise the best practices in the domain of 3D cadastre visualization and as an inventory of issues that still need to be tackled. Finally, by providing a review on advances and trends in 3D visualization, the paper initiates a discussion and a critical analysis on the benefit of applying these new developments to cadastre domain. This final section discusses about enhancing 3D techniques as dynamic transparency and cutaway, 3D generalization, 3D visibility model, 3D annotation, 3D data and web platform, augmented reality, immersive virtual environment, 3D gaming, interaction techniques and time

Tätigkeitsbasierter Softwareentwurf für interaktive Bildschirmtische mit exemplarischer Anwendung für Krisenstäbe im Katastrophenschutz

Die Forschung hat interaktive Bildschirmtische als vielversprechende Plattform zur Unterstützung der Zusammenarbeit am gleichen Ort identifiziert – eine Vielzahl von Studien belegt ihren Nutzen für die Visualisierung von komplexen Daten und ihre positiven Effekte auf Koordination, Arbeit an gemeinsamen Artefakten und Partizipation aller beteiligten Nutzer. Der Entwurf von Software für die Nutzung der Geräte in konkreten Anwendungsfällen birgt jedoch signifikante Komplexität – die Anforderungen der Anwendungsdomäne, die Erfordernisse effizienter Zusammenarbeit und die spezifischen Fähigkeiten und Grenzen der Geräte müssen in einen kohärenten Gesamtentwurf integriert werden, um Nutzern die bestmögliche Unterstützung zu bieten. Zur Adressierung dieses Problem wird in dieser Arbeit ein Softwareentwurfsprozess entwickelt, der das theoretische Fundament der Tätigkeitstheorie mit der iterativen Methodik der benutzerorientierten Gestaltung kombiniert. Der Ansatz geht über bestehende Arbeiten hinaus, indem er, basierend auf Engeströms Methode der Widerspruchsanalyse, ein Verfahren zur systematischen Ableitung von Anforderungen aus Widersprüchen definiert, welches über ein erweitertes Tätigkeitsmodell die drei Faktoren Zusammenarbeit, Bedienung und Anwendungsdomäne integriert. Der Ansatz kann auch für komplexere Szenarien mit unterschiedlichen Tätigkeiten, die miteinander wechselwirken, eingesetzt werden. Die praktische Anwendbarkeit des Ansatzes wird durch den Entwurf einer Software für interaktive Bildschirmtische gezeigt, welche die gemeinsame Lageanalyse und Planung in Krisenstäben des Katastrophenschutzes unterstützt. Der Katastrophenschutz bietet sich in diesem Kontext als Anwendungsdomäne an, da hier alle zuvor genannten Faktoren im Entwurf der Software zum Tragen kommen: in einem Krisenstab kommen Mitarbeiter unterschiedlicher Organisationen zusammen, um ein gemeinsames Verständnis der Situation zu erreichen und kooperativ Pläne zur Bekämpfung zu entwickeln (Zusammenarbeit); dabei nehmen diese Mitarbeiter unterschiedliche Rollen und Verantwortungen ein, die auch unterschiedliche Informationsbedürfnisse und Planungsmöglichkeiten mit sich bringen (Anwendungsdomäne). Zentrales Artefakt dieser Zusammenarbeit ist eine große Papierkarte, deren digitales Gegenstück auf dem Bildschirmtisch den etablierten Praktiken zur Abbildung der Situation auf dieser Karte Rechnung tragen muss (Bedienung). Im Rahmen des Entwurfs zeigen sich dabei eine Reihe von Interaktionsproblemen, für die neue, leichtgewichtige Lösungen entwickelt werden, die ohne Modifikation der Hardware, d. h. auch mit kommerziell verfügbaren Bildschirmtischen, zum Einsatz kommen können. Dabei handelt es sich u. a. um Techniken zum Einsatz digitaler Anoto-Stifte auf Bildschirmtischen mit optischer Sensorik, zur Benutzererkennung von einzelnen Interaktionen – sowohl für Berührungssteuerung als auch Bedienung mit einem digitalen Stift – und um ein System zur dynamischen Sitzungs- und Zugriffskontrolle. Die Arbeit schließt mit einer umfassenden Benutzerstudie, in welcher 30 Teilnehmer in einem fiktiven Krisenszenario Aufgaben bearbeiten, die entsprechende Arbeitsschritte echter Krisenstäbe des Katastrophenschutzes bei der Behandlung einer solchen Situation widerspiegeln. Verglichen werden dabei die neu entwickelte Software für interaktive Bildschirmtische, ein handelsübliches Geoinformationssystem für Desktop-Computer, und klassische Papierkarten. Die Auswertung zeigt, dass mit der neu entwickelten Software und den in sie integrierten Interaktionstechniken die höchste Effizienz und die beste Benutzererfahrung erreicht werden; die Software bietet zudem eine ebenso hohe Teamarbeitsqualität wie die klassischen Papierkarten. Diese Ergebnisse zeigen, dass der im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Entwurfsprozess in der Lage ist, die Entwicklung von Software für interaktive Bildschirmtische so zu steuern, dass diese eine gemeinsame Bearbeitung von Aufgaben auch in komplexen Anwendungsbereichen effizient unterstützt

A Multi-touch GIS-based Tour for Museum Exhibits

Nowadays, museums are continually coping with current advanced technologies to enhance communicating and learning journey for visitors. From this point of view, San Bernardino County Museum (SBCM) found it necessary to adapt a new approach by representing geological exhibits – “geological wonders” – into a rich and interactive experience to the museum visitors and guests. A system called Multi-touch GIS-based Tour of San Bernardino Geological Wonders is developed that help SBCM to do so. The system works on multi touch tabletops that allow users to interact with three-dimensional spatial representations of geological wonders as if it is in their hands, and virtually fly from one geological wonder to another. In addition, the system lets visitors explore various spatial and contents in such a way that enhances the museum’s learning experience and retention of knowledge, and encourage visitors to inspect geological wonders in the field. It also performs some geographic information system analysis to increase understanding and visualization of the wonders

Exploring Spatial Interaction and Visualization Paradigms for 3D Cadastral Visualization

Effective visualization of spatial data, especially in the realm of 3D cadastral visualization, relies on the utilization of optimal interaction techniques and user interfaces for navigating complex datasets and understanding property delineations. This paper synthesizes findings from diverse studies investigating the efficacy of interaction modalities and user interfaces in 3D visualization across various domains. Drawing parallels to the broader field of 3D visualization, particularly in interaction tasks and user interface paradigms, this paper examines the potential for advancing 3D cadastral visualization systems. The study identifies fundamental interaction tasks crucial for effective 3D cadastral visualization, including object manipulation, widget manipulation, and data selection and annotation. It evaluates a range of user interfaces, from traditional input methods to emerging technologies such as gesture-based interfaces and virtual reality (VR) headsets, highlighting their respective strengths and limitations.Embracing insights from comparative analyses of immersive and non-immersive scenarios, this paper reveals significant insights into the effectiveness of immersive environments, such as virtual reality and augmented reality, in enhancing user experience and task performance for 3D cadastral visualization. Additionally, it aims to address key challenges associated with visualizing 3D cadastral data in immersive environments by proposing a comprehensive framework for evaluating the effectiveness and utility of immersive visualization for 3D cadastral purposes

Multi-touch interaction with stereoscopically rendered 3D objects

Anfänglich hauptsächlich im 2D Kontext betrachtet, gewinnen Multi-Touch Interfaces immer mehr an Bedeutung im Bereich dreidimensionaler Umgebungen und, in den letzten Jahren, auch im Zusammenhang mit stereoskopischen Visualisierungen. Dennoch führt die Touch-basierte Interaktion mit stereoskopisch dargestellten Objekten zu Problemen, da die Objekte in der nahen Umgebung der Displayoberfläche schweben, während die Berührungspunkte nur bei direktem Kontakt mit dem Display robust detektiert werden können. In dieser Arbeit werden die Probleme bei Touch-Interaktion in stereoskopischen Umgebungen näher untersucht und Interaktionskonzepte in diesem Kontext entwickelt. Insbesondere wird die Anwendbarkeit unterschiedlicher Wahrnehmungsillusionen für 3D Touch-Interaktion mit stereoskopisch dargestellten Objekten in einer Reihe psychologischer Experimente untersucht. Basierend auf die Experimentdaten werden einige praktische Interaktionstechniken entwickelt und auf ihre Anwendbarkeit überprüft.While touch technology has proven its usability for 2D interaction and has already become a standard input modality for many devices, the challenges to exploit its applicability with stereoscopically rendered content have barely been studied. In this thesis we exploit different hardware and perception based techniques to allow users to touch stereoscopically displayed objects when the input is constrained to a 2D surface. Therefore we analyze the relation between the 3D positions of stereoscopically displayed objects and the on-surface touch points, where users touch the interactive surface, and we have conducted a series of experiments to investigate the user’s ability to discriminate small induced shifts while performing a touch gesture. The results were then used to design practical interaction techniques, which are suitable for numerous application scenarios. <br

Contributions to the cornerstones of interaction in visualization: strengthening the interaction of visualization

Visualization has become an accepted means for data exploration and analysis. Although interaction is an important component of visualization approaches, current visualization research pays less attention to interaction than to aspects of the graphical representation. Therefore, the goal of this work is to strengthen the interaction side of visualization. To this end, we establish a unified view on interaction in visualization. This unified view covers four cornerstones: the data, the tasks, the technology, and the human.Visualisierung hat sich zu einem unverzichtbaren Werkzeug für die Exploration und Analyse von Daten entwickelt. Obwohl Interaktion ein wichtiger Bestandteil solcher Werkzeuge ist, wird der Interaktion in der aktuellen Visualisierungsforschung weniger Aufmerksamkeit gewidmet als Aspekten der graphischen Repräsentation. Daher ist es das Ziel dieser Arbeit, die Interaktion im Bereich der Visualisierung zu stärken. Hierzu wird eine einheitliche Sicht auf Interaktion in der Visualisierung entwickelt