Exploring the Design Space of Immersive Urban Analytics

Recent years have witnessed the rapid development and wide adoption of immersive head-mounted devices, such as HTC VIVE, Oculus Rift, and Microsoft HoloLens. These immersive devices have the potential to significantly extend the methodology of urban visual analytics by providing critical 3D context information and creating a sense of presence. In this paper, we propose an theoretical model to characterize the visualizations in immersive urban analytics. Further more, based on our comprehensive and concise model, we contribute a typology of combination methods of 2D and 3D visualizations that distinguish between linked views, embedded views, and mixed views. We also propose a supporting guideline to assist users in selecting a proper view under certain circumstances by considering visual geometry and spatial distribution of the 2D and 3D visualizations. Finally, based on existing works, possible future research opportunities are explored and discussed.Comment: 23 pages,11 figure

Automated generation of geometrically-precise and semantically-informed virtual geographic environnements populated with spatially-reasoning agents

La Géo-Simulation Multi-Agent (GSMA) est un paradigme de modélisation et de simulation de phénomènes dynamiques dans une variété de domaines d'applications tels que le domaine du transport, le domaine des télécommunications, le domaine environnemental, etc. La GSMA est utilisée pour étudier et analyser des phénomènes qui mettent en jeu un grand nombre d'acteurs simulés (implémentés par des agents) qui évoluent et interagissent avec une représentation explicite de l'espace qu'on appelle Environnement Géographique Virtuel (EGV). Afin de pouvoir interagir avec son environnement géographique qui peut être dynamique, complexe et étendu (à grande échelle), un agent doit d'abord disposer d'une représentation détaillée de ce dernier. Les EGV classiques se limitent généralement à une représentation géométrique du monde réel laissant de côté les informations topologiques et sémantiques qui le caractérisent. Ceci a pour conséquence d'une part de produire des simulations multi-agents non plausibles, et, d'autre part, de réduire les capacités de raisonnement spatial des agents situés. La planification de chemin est un exemple typique de raisonnement spatial dont un agent pourrait avoir besoin dans une GSMA. Les approches classiques de planification de chemin se limitent à calculer un chemin qui lie deux positions situées dans l'espace et qui soit sans obstacle. Ces approches ne prennent pas en compte les caractéristiques de l'environnement (topologiques et sémantiques), ni celles des agents (types et capacités). Les agents situés ne possèdent donc pas de moyens leur permettant d'acquérir les connaissances nécessaires sur l'environnement virtuel pour pouvoir prendre une décision spatiale informée. Pour répondre à ces limites, nous proposons une nouvelle approche pour générer automatiquement des Environnements Géographiques Virtuels Informés (EGVI) en utilisant les données fournies par les Systèmes d'Information Géographique (SIG) enrichies par des informations sémantiques pour produire des GSMA précises et plus réalistes. De plus, nous présentons un algorithme de planification hiérarchique de chemin qui tire avantage de la description enrichie et optimisée de l'EGVI pour fournir aux agents un chemin qui tient compte à la fois des caractéristiques de leur environnement virtuel et de leurs types et capacités. Finalement, nous proposons une approche pour la gestion des connaissances sur l'environnement virtuel qui vise à supporter la prise de décision informée et le raisonnement spatial des agents situés

Artificial intelligence and visual analytics in geographical space and cyberspace: Research opportunities and challenges

In recent decades, we have witnessed great advances on the Internet of Things, mobile devices, sensor-based systems, and resulting big data infrastructures, which have gradually, yet fundamentally influenced the way people interact with and in the digital and physical world. Many human activities now not only operate in geographical (physical) space but also in cyberspace. Such changes have triggered a paradigm shift in geographic information science (GIScience), as cyberspace brings new perspectives for the roles played by spatial and temporal dimensions, e.g., the dilemma of placelessness and possible timelessness. As a discipline at the brink of even bigger changes made possible by machine learning and artificial intelligence, this paper highlights the challenges and opportunities associated with geographical space in relation to cyberspace, with a particular focus on data analytics and visualization, including extended AI capabilities and virtual reality representations. Consequently, we encourage the creation of synergies between the processing and analysis of geographical and cyber data to improve sustainability and solve complex problems with geospatial applications and other digital advancements in urban and environmental sciences

Trends and concerns in digital cartography

CISRG discussion paper ;

A Conceptual Model of Exploration Wayfinding: An Integrated Theoretical Framework and Computational Methodology

This thesis is an attempt to integrate contending cognitive approaches to modeling wayfinding behavior. The primary goal is to create a plausible model for exploration tasks within indoor environments. This conceptual model can be extended for practical applications in the design, planning, and Social sciences. Using empirical evidence a cognitive schema is designed that accounts for perceptual and behavioral preferences in pedestrian navigation. Using this created schema, as a guiding framework, the use of network analysis and space syntax act as a computational methods to simulate human exploration wayfinding in unfamiliar indoor environments. The conceptual model provided is then implemented in two ways. First of which is by updating an existing agent-based modeling software directly. The second means of deploying the model is using a spatial interaction model that distributed visual attraction and movement permeability across a graph-representation of building floor plans