Diplomarbeit Identifikation von Landmarks in 3D

Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Landwirtschaftliche Fakultät
Institut für Kartographie und Geoinformation
Diplomarbeit
Identifikation von Landmarks in 3D-Stadtmodellen
vorgelegt von
Iris Galler
im Oktober 2002
Betreuer:
Prof.-Dr. Lutz Plümer
Dr. Thomas H. Kolbe
1 Einleitung.......................................................................................5
2 Landmarks.....................................................................................8
2.1
Entfernung...................................................................................................8
2.2
Zeitpunkt ...................................................................................................11
2.3
Standort .....................................................................................................13
2.4
Häufigkeit des Auftretens .........................................................................15
2.5
Zeichen und Markierungen .......................................................................17
2.6
Bekanntheitsgrad mit der Umgebung .......................................................17
2.7
Zugänglichkeit...........................................................................................20
2.8
Geometrische Eigenschaften.....................................................................21
2.9
Fassadenattribute.......................................................................................22
2.10
Lage .......................................................................................................23
2.11
Alter und Geschlecht des Beobachters ..................................................24
2.12
Bedeutung der Landmarks für die Routenbeschreibung und
Zusammenfassung .................................................................................25
3
Städtebau und Stadtgestaltung.................................................. 31
3.1
Begriffsbestimmungen ..............................................................................32
3.1.1
Stadtgestalterische Ebenen.................................................................32
3.1.1.1 Ebene der Stadtgestalt.....................................................................32
3.1.1.2 Ebene der Stadterscheinung............................................................33
3.1.1.3 Ebene des Stadtbildes .....................................................................33
3.1.1.4 Zusammenspiel der drei Ebenen.....................................................34
3.1.2
Zielvorstellungen der verschiedenen Benutzergruppen.....................35
3.1.3
Image einer Stadt................................................................................36
3.2
Gesetze, Verordnungen und Satzungen ....................................................39
3.2.1
Das Baugesetzbuch (BauGB) und die Baunutzungsverordnung
(BauNVO) ..........................................................................................39
3.2.2
Die Bauordnung für das Land Nordrhein-Westfalen (BauO NRW) .40
3.2.3
Satzungen ...........................................................................................40
3.2.4
Das Denkmalschutzgesetz des Landes NRW (DSchG).....................43
3.3
4
Zusammenfassung.....................................................................................44
3D-Stadtmodelle .......................................................................... 46
4.1
Level of Detail...........................................................................................46
4.2
Repräsentation der Gebäude .....................................................................50
4.3
Zusammenfassung.....................................................................................51
5
Herleitung eines objektiven Maßes ........................................... 52
5.1
Besprechung der beiden interessanten Artikel..........................................52
5.1.1
RAUBAL & WINTER: „Enriching Wayfinding Instructions with
Local Landmarks“..............................................................................52
5.1.2
ELIAS & SESTER: „Landmarks für Routenbeschreibungen“..........58
5.2
Grundüberlegungen...................................................................................60
5.2.1
Methode zur Herleitung eines objektiven Maßes ..............................61
5.2.2
Bezugsmenge......................................................................................62
5.3
Berücksichtigte Konzepte .........................................................................63
5.3.1
Zugänglichkeit bzw. Standort ............................................................64
5.3.2
Höhe ...................................................................................................68
5.3.3
Referenzmenge...................................................................................75
5.3.4
Breite einer Fassade ...........................................................................77
5.3.5
Krümmung der Fassade......................................................................79
5.3.6
Farbe...................................................................................................81
5.3.7
Zeichen und Markierungen ................................................................90
6
5.3.8
Relief ..................................................................................................92
5.3.9
Zusammenfassung..............................................................................97
Fazit und Ausblick .................................................................... 106
Literaturverzeichnis........................................................................ 109
Abbildungsverzeichnis.................................................................... 116
1 Einleitung
Bei der Navigation und der Orientierung in Innen- und Außenräumen spielen nicht nur
rationale Angaben wie z.B. Straßennamen, Hausnummern, Richtungen und Distanzen eine
Rolle, sondern insbesondere auch spezielle visuelle Erkennungsmerkmale
(visual
Landmarks), die sich aufgrund ihres Aussehens stark von ihrer Umgebung abheben. Der
Begriff Landmark bedeutet aus dem Englischen übersetzt „Grenzstein“, „Merkzeichen“ oder
„Sehenswürdigkeit“1. Unter dieser zweiten deutsche Übersetzung werden aber hauptsächlich
Bauwerke und Naturerscheinungen verstanden, die eine große kulturelle Bedeutung in dem
jeweiligen Gebiet haben. Der englische Begriff hingegen beinhaltet aber auch solche Gebäude
u.ä., die aufgrund ihrer Geometrie, ihres Erscheinungsbildes oder anderer Auffälligkeiten
einen Kontrast zu ihrer Umwelt aufweisen, ohne eine besondere Bedeutung für die Bewohner
zu haben. Obwohl im Englischen Landmarks nicht allein für visuelle, sondern auch für
auditive und / oder riechbare Unterschiede gebraucht werden, soll hier nur auf die visual
Landmarks eingegangen werden. Daher wird im weiteren Verlauf dieser Arbeit der Begriff
visual Landmark bzw. Landmark verwendet und nicht das deutsche Pendant.
Solche visual Landmarks ziehen die Blicke der Personen auf sich, die durch ihre Umgebung
fahren bzw. gehen. Dabei muß u.a. darauf geachtet werden, daß die visuelle Aufnahme der
Umwelt bei Fußgängern anders verläuft als bei Personen, die sich mit einem Gefährt
fortbewegen. Die Wahrnehmung wird zum einen durch die unterschiedliche Geschwindigkeit
und Bewegungsfreiheit beeinflußt, zum anderen durch die verschiedenen Maßstäbe bzw. die
Skalierung. Der Fußgänger bewegt sich im allgemeinen langsamer und kann dadurch mehr
Details erfassen. Außerdem ist er im Gegensatz zum Autofahrer nicht so streng an die
vorgegebenen Pfade / Straßen und die Verkehrsregeln gebunden, da er fast immer und überall
stehen bleiben kann, um sich umzusehen. Weiterhin sind die Standorte und Blickrichtungen
von Fußgängern und Autofahrern sind verschieden, was sich wiederum auf die
Detailerfassung auswirkt. In dieser Arbeit werden visual Landmarks allerdings nur im
Hinblick auf ihre Wirkung auf Fußgänger untersucht. Dabei werden die in der Literatur z.T.
sehr unterschiedlichen Definitionen und Untergliederungen von Landmarks diskutiert. Es soll
untersucht werden, welchen Einfluß diese Konzepte für die Bedeutung eines Gebäudes als
Landmark haben. In diesem Zusammenhang soll auch ihre Wichtigkeit für die Routen-
1 http://dict.leo.org./
beschreibung geklärt werden. Aufgrund der herausgefundenen Kriterien soll des weiteren
geprüft werden, ob im Bereich des Städtebaus bzw. der Stadtplanung diese bewußt
angewendet werden, d.h. ob es Konzepte für die Gestaltung von Landmarks und / oder die
Auswahl ihrer Standorte gibt. Bei der Gestaltung von Gebäuden und damit auch von einer
Vielzahl von Landmarks werden zwar hauptsächlich Architekten beauftragt, aber auch sie
sind Gesetzen, Verordnungen und Richtlinien unterworfen. Dabei soll untersucht werden, ob
aus diesen Vorschriften schon Kriterien abgeleitet werden können bzw. ob eine
Übereinstimmung
mit
den
Konzepten
besteht,
die
aus
der
Literatur
über
die
Wahrnehmungspsychologie erhalten wurden.
Ein weiteres Kapitel wird sich mit der Darstellung der Landmarks in 3D-Stadtmodellen
beschäftigen. Es soll geklärt werden, ob und in wie weit die vorher gefundenen Kriterien für
visual Landmarks wiedergegeben werden. Dabei soll insbesondere auch auf die Darstellung
von Gebäuden und den sogenannten level of detail (LoD) eingegangen werden. Dieser gibt
den Detaillierungsgrad von Objekten bei ihrer Darstellung in 3D-Stadtmodellen an und führt
zu einer unterschiedlichen Vorstellung der Umwelt auf der sogenannten cognitive map. Dieser
Begriff bezeichnet die mentale räumliche Repräsentation der Umwelt, die in jedem Menschen
in unterschiedlicher Ausprägung vorhanden ist. Sie dient als Basis für Entscheidungen und
Implementationen
bzgl.
jeglicher
Strategie
räumlichen
Verhaltens.
Aufgrund
der
Wahrnehmungsfähigkeit des Menschen können sehr viele Informationen aufgenommen
werden. Diese Informationen werden abstrahiert, um so die für bestimmte Anwendungen
wichtigen Details abzuspeichern und die unnötigen beiseite zu schieben, wie es z.B. bei der
Orientierung der Fall ist. Für die Orientierung sind dabei gerade die visual Landmarks und
ihre hervorspringende Eigenschaften gegenüber ihrer Umwelt von Bedeutung, da sie die
Verfolgung eines Weges vereinfachen können. Ein Mensch kann sich mit einer
Routenbeschreibung, die mit Landmarks angereichert ist, in der realen Welt leichter und
schneller zurecht finden, insbesondere in einer für ihn unbekannten Umgebung. Die
Bestimmung der hervorstechenden Eigenschaften von Landmarks soll in der Weise
geschehen, daß die vorher gefundenen Kriterien eingeteilt und ein objektives Maß für ein
Gebäude oder für jede einzelne Fassade hergeleitet werden soll. Dabei muß eine Entscheidung
darüber getroffen werden, welche Bezugsmenge (das gesamte Gebäude oder jede Fassade
einzeln) am geeignetsten ist. Langfristig gesehen soll versucht werden, die einzelnen Faktoren
für die Bedeutung eines Gebäudes als Landmark zusammenzufügen, so daß ein
Informationswert / Interest-Wert für einzelne Gebäude bzw. für jedes Gebäude in einem 3D-
Stadtmodell erhalten wird, der dann für die Routenbeschreibung genutzt werden kann. Diese
Prozedur soll später automatisiert werden, so daß schon bei der Erstellung eines 3DStadtmodells berücksichtigt werden kann, welche Erscheinungen den Blick auf sich ziehen,
d.h. welche Objekte als Landmark geeignet sind, und was dafür das Modell beinhalten muß.
2 Landmarks
Sehr viele Autoren im Bereich der Wahrnehmungspsychologie befassen sich mit dem Thema
visual Landmarks und ihrem Einfluß bzw. ihrer Bedeutung für die Orientierung und damit
auch für die Routenbeschreibung. Dabei gibt es unterschiedliche Ansätze, welche Kriterien
für Landmarks maßgeblich sind. In diesem Kapitel sollen die verschiedenen Charakteristika
untersucht werden, die für die jeweiligen Autoren als Hauptfaktor eines visual Landmarks
angesehen werden. Außerdem soll auch ihr Einfluß auf die Bedeutung eines Gebäudes als
Landmark geklärt werden, so daß eine Entscheidung getroffen werden kann, welche Konzepte
bei der späteren Herleitung eines objektiven Maßes berücksichtigt werden können.
2.1 Entfernung
Die Entfernung zwischen Betrachter und Landmark spielt eine wesentliche Rolle dabei, ob
ein möglicher Landmark überhaupt als solcher wahrgenommen wird. Bei kurzem Abstand
zwischen Objekt und Fußgänger spricht man von einem local Landmark (LYNCH 1960,
STECK & MALLOT 2000), welches z.B. ein Gebäude oder ein anderes Objekt an einer
Straßenkreuzung oder entlang eines Pfades sein kann. Dieses wird erst ab einer bestimmten
Nähe des Betrachters zu ihm wahrgenommen. Insbesondere in Städten sind solche local
Landmarks für die Orientierung und die Navigation von großer Bedeutung. Im Gegensatz
dazu gibt es auch noch global (distant) Landmarks (STECK & MALLOT 2000, RUDDLE
ET AL. 1998), die schon aus einer sehr großen Entfernung sichtbar sind. Beispiele hierfür
sind Bergspitzen, Stadtsilhouetten (skylines) oder hohe Türme. Solche global Landmarks
dienen vor allem der groben Richtungsorientierung.
Es wurde eine Studie von STECK & MALLOT durchgeführt, die die verschiedenen Einflüsse
dieser beiden Landmark-Typen bei der Orientierung untersucht haben. In dieser Studie wurde
eine virtuelle Stadt „Hexatown“ (s. Abbildung 1) konzipiert, die aus einem oktagonalen
Grundriß besteht, der von einem flachen Hintergrund mit irregulären Bergketten und einer
„city skyline“ umschlossen wird. Die Bergspitze, ein Fernsehturm und die „city skyline“
stellen dabei die global Landmarks dar. Ein hexagonales Straßenraster wurde eingefügt,
dessen Kreuzungen 100 m voneinander entfernt sind. Jede Kreuzung wurde so erstellt, daß
die drei an sie angrenzenden Straßen jeweils einen Winkel von 120° einschließen, in denen
verschiedene Objekte plaziert wurden. Dabei unterschieden sich die Kreuzungen nur in den
a.)
b.)
Abbildung 1: a.) Straßenkarte von Hexatown. „Home“ und „office“ sind die zwei Ziele. Die
umliegende Bergkette und die skyline sind auf die Ebene projiziert. b.) Blick von oben auf
Hexatown mit der gleichen Orientierung wie in a.) (aus STECK & MALLOT 2000)
aufgestellten Objekten und waren ansonsten identisch. Weiterhin wurde jede Kreuzung mit
einer Hecke oder Baumreihe umschlossen, die nur den Blick auf die drei Objekte und die drei
ausgehenden Straßen freiließ. Daher waren die drei Objekte nur von der zugehörigen
Kreuzung aus sichtbar und dienten damit als local Landmarks. Die Erstellung von solchen YKreuzungen führte dazu, daß die Teilnehmer an der Studie auf jeden Fall eine Entscheidung
bzgl. ihrer
weiteren Richtung treffen mußten. Das Experiment hatte drei verschiedene
Phasen: zwei Trainingsphasen und eine Testphase. In der ersten Trainingsphase sollte der
kürzeste Weg zwischen dem virtuellen „home“ und dem „office“ in beiden Richtungen zu
gelernt werden. Sie endete, sobald die Route ohne Fehler durchlaufen wurde. In der zweiten
Trainingsphase mußte das Ziel („home or office“) von verschiedenen Startpunkten aus
gefunden werden. In der Testphase mußten die Teilnehmer ihre erste Richtungsentscheidung
angeben, die zu dem geforderten Ziel führt. Vor jedem Versuch wurde dazu ein 180°
Panorama des Ziels gezeigt. Außerdem war es für die Teilnehmer möglich, während des
Experimentes ein kleines Bild vom Ziel auf dem Monitor zu erhalten. In dieser Phase wurden
zwei verschiedene Zustände eingeführt. Auf der einen Seite ein Kontrollzustand, der die
gleiche Landmark-Konfiguration wie die Trainingsphasen benutzte, auf der anderen Seite ein
Konfliktzustand, um bevorzugte Strategien bei der Wegfindung herauszufinden. In diesem
Zustand wurden Objekte an den Kreuzungen umgestellt, so daß global und local Landmarks
verschiedene Entscheidungen hervorrufen. Dabei wurde festgestellt, daß das Ziel
Auswirkungen darauf hat, ob nun local oder global Landmarks benutzt wurden, da beim
Blick auf das Ziel „home“ auch die Skyline sichtbar war, wohingegen beim Ziel „office“ kein
solcher global Landmark hervorstechend war, und daher statt dessen local Landmarks
gebraucht wurden. Dies wurde zurückgeführt auf die Anordnung von Ziel und Landmarks.
Ein sehr interessantes Ergebnis war auch die Tatsache, daß über die Hälfte der Teilnehmer
überhaupt keinen Konflikt wahrgenommen haben. „This implies that they did not consciously
combine information about local Landmarks with information about the global ones“
(STECK & MALLOT 2000), d.h. der Mensch scheint sich in solch einer Konfliktsituation
unbewußt nur an einer Sorte Landmark zu orientieren. Aus diesem Experiment konnte kein
Zusammenhang zwischen den Teilnehmern und der benutzten Strategie festgestellt werden.
Beide Arten wurden verwendet, entweder nur die local oder nur die global Landmarks oder
beide, je nach dem an welchem Ort die Richtungsentscheidung gefällt werden mußte. Daher
kann aus diesem Experiment der Schluß gezogen werden, daß beide Arten Einfluß auf die
Orientierung haben. Sofern hervorspringende global Landmarks vorhanden sind, werden
diese auch genutzt, insbesondere um eine Richtung einzuhalten. In einem weiteren Artikel
von STECK & MALLOT (2000), der im wesentlichen noch einmal auf die Ergebnisse der
vorherigen Studie zurückgreift, wird insbesondere festgestellt, daß die Hervorhebung eines
Objektes hauptsächlich von ihrer Erscheinung und nicht nur von der Position, an der dieses
Objekt vorkommt, abhängt. Der Standort ist zwar ein Gesichtspunkt, der später noch
diskutiert wird, aber nicht der einzige, um ein Objekt als Landmark auszuzeichnen.
KEVIN LYNCH, der in der deutschen Übersetzung seines Buches „Das Bild der Stadt“
Landmarks als Merkzeichen tituliert, geht ebenfalls auf die Entfernung des Beobachters zu
einem möglichen Landmark ein, in dem er beschreibt: „Entfernte Merkzeichen,
hervorragende und von vielen Standorten aus sichtbare Punkte waren oft gut bekannt, aber
nur Auswärtige schienen sie in nennenswerter Weise zur Ordnung ihres Vorstellungsbildes
und bei der Wegwahl zu benutzen.“ Weiterhin stellt er fest: “Die Leute benutzten die fernen
Merkzeichen nur zur sehr allgemeinen Richtungsorientierung oder häufiger noch in
symbolischer Weise.“ LYNCH stützt seine Behauptung auf die Ergebnisse, die er aufgrund
seinen Untersuchungen in drei amerikanischen Städten (Boston, Jersey City und Los Angeles)
erhalten hat. Diese Untersuchungen bestehen aus einer Erkundung der jeweiligen Stadt durch
geschulte Beobachter und aus Interviews mit einer Auswahl von Bewohnern, die ihre Stadt
anhand von Beschreibungen und Skizzen erklären sollten. Mit Hilfe dieser Forschung teilte er
dann die Wesensmerkmale einer Stadt in fünf Themengebiete (Wege, Grenzlinien, Bereiche,
Brennpunkte, Merkzeichen) ein, wobei für diese Arbeit die
Merkzeichen von
vorherrschendem Interesse sind. Die anderen Themengebiete bleiben weitestgehend
unberücksichtigt.
2.2 Zeitpunkt
Ein wichtiger Bestandteil für die Sichtbarkeit von Landmarks ist der Zeitpunkt, zu dem die
Landmarks betrachtet werden, wie verschiedene Tages- und Jahreszeiten. Mit der gleichen
Abbildung 2: Experiment II: Belichtungszustände. Oben: Tageslicht (Kontrollzustand);
global und local Landmarks sind sichtbar. Mitte: Nacht; nur local Landmarks sind sichtbar.
Unten: Dämmerung; nur die Silhouette der global Landmarks sind sichtbar (keine Texturen).
(aus STECK & MALLOT 2000)
virtuellen Stadt „Hexatown“ wurde auch der Einfluß der verschiedenen Tageszeiten auf die
Wahl der Landmarks untersucht. Bei Tageslicht waren sowohl die global als auch die local
Landmarks sichtbar, wohingegen bei Nacht nur die local Landmarks und in der Dämmerung
nur die global Landmarks wahrgenommen werden konnten (s. Abbildung 2). In diesem
Experiment gab es statt des Kontroll- und Konfliktzustandes drei verschiedenen
Belichtungszustände (Tag, Nacht, Dämmerung). Damit sollte überprüft werden, ob die
Teilnehmer, die z.B. global Landmarks bevorzugten, auch Kenntnis über die local Landmarks
haben und diese auch benutzen können. Es wurde festgestellt, daß beide Arten von
Landmarks als Information im Gedächtnis des Menschen vorhanden sind und je nach
Notwendigkeit auch gebraucht werden, sei es einzeln oder in Kombination. Somit dienen
beide Typen von Landmarks der Orientierung, und müssen bei der späteren Abschätzung
berücksichtigt werden. Dabei ist es unumgänglich, eine Wahl zu treffen, welche Art von
Landmark für eine Routenbeschreibung eher geeignet ist. Besonders wenn in einem 3DStadtmodell jedem Gebäude ein Interessantheitswert zugeordnet werden soll, bleibt der
Zeitpunkt,
zu dem die Routenbeschreibung benötigt wird, unberücksichtigt. Für einen
Fußgänger sind sicherlich die local Landmarks wesentlich wichtiger, wenn er sich mit Hilfe
einer Wegbeschreibung in einer fremden Umgebung zurecht finden will.
Ein weiterer wichtiger Punkt in diesem Zusammenhang ist auch die Beleuchtung. Wird ein
global Landmark bei Nacht angestrahlt, so ist auch er weithin sichtbar. Das Gleiche gilt für
Reklametafeln und Hinweisschilder, die in der Nacht schon von weitem ankündigen, was sich
dort befindet, wie z.B. die Säule mit dem Namen und den Preisen einer Tankstellen.
Allerdings werden solche Hinweisschilder hauptsächlich im kommerziellen Bereich
verwendet, also bei Geschäften, welche eine bestimmte Charakteristika aufweisen, die in
Abschnitt 2.4 besprochen wird. Ein weiterer Abschnitt wird sich auch noch explizit mit dem
Einfluß von Zeichen, Schildern u.ä. beschäftigen (2.5).
Zusätzlich ist auch der Einfluß des Wetters zu berücksichtigen. Gerade in Städten kann es
vorkommen, daß alles wie unter einer Art Schleier (Stichwort „smog“) gesehen wird. Daher
müßte insbesondere bei sehr nebeligem oder diesigem Wetter eine zusätzliche
Unterscheidung vorgenommen werden. Dies ist allerdings nicht möglich, wenn von
vornherein ein Gebäude im 3D-Stadtmodell mit einem Interessantheitswert versehen werden
soll. Deshalb wird dieser Punkt in der weiteren Betrachtung ausgeschlossen, es sei denn, im
3D-Stadtmodell kann man z.B. über einen Button ebenfalls Angaben über das Wetter
eingeben, die dann berücksichtigt werden können. Diese Lösung würde allerdings auch dann
schon wieder scheitern, wenn die angeforderte Routenbeschreibung für einen späteren
Zeitpunkt gedacht ist; beispielsweise möchte man für das Wochenende eine bestimmte Route
erhalten, fordert sie aber schon innerhalb der Woche an.
2.3 Standort
Es gibt verschiedene Orte, an denen Landmarks auftreten können. LOVELACE ET AL.
(1999) unterscheiden als erstes zwischen dem Vorkommen von Landmarks an „potential
choice points“, also an möglichen Entscheidungspunkten entlang des Weges, die aber nicht
erwähnt werden, und „choice points“, d.h. an Entscheidungspunkten, an denen die Landmarks
für die Wegbeschreibung auch benutzt werden. Ebenso unterteilen LOVELACE ET AL. die
„non-choice points“ Landmarks, also die Landmarks, die überhaupt nicht für die
Routenbeschreibung gebraucht werden, in solche „on route“ und „off route“. Dazu gehören
die Landmarks, die direkt an einer vorgegebenen Route liegen und damit als Wegweiser
dienen können (à local Landmarks), und solche, die nur von weitem sichtbar sind und bei
der Richtungsorientierung helfen können (à global Landmarks). Das Resultat der dazu
durchgeführten Studie ergab, daß ein Großteil der Landmarks, die bei einer Wegbeschreibung
erwähnt werden, nicht an Entscheidungspunkten vorhanden sind, sondern an anderen Orten,
sei es „potential choice points“ oder „non-choice points“. Außerdem werden auch mehr die
Landmarks beachtet, die direkt an der Route liegen. Insbesondere die „non-choice points“
Landmarks finden wahrscheinlich deshalb so große Beachtung, weil sie den Betrachter bzw.
den Verfolger einer Route wissen lassen, daß er auf dem richtigen Weg ist. Dieses Wissen
verringert die Unsicherheit und das Gefühl des Verlorenseins besonders in einer unbekannten
Umgebung.
Diese Studie zeigt damit auch auf, daß in einem 3D-Stadtmodell am besten jedes Gebäude ein
Interessantheitswert zugeordnet werden sollte, so daß bei einer Routenbeschreibung kein
möglicher und auch nützlicher Landmark vergessen wird, egal an welchem Ort er vorhanden
ist.
Auch MICHON & DENIS (2001) erwähnen Landmarks als Schlüsselobjekte entlang eines
„vectors“, der eine Straße oder ein Pfad sein kann, also die „entity“ (Wesenheit), in welcher
die Bewegung gemacht wird. Sie unterscheiden dabei nicht zwischen „potential choice
points“, „choice points“ und „non-choice points“, sondern betrachten nur die „points“ und die
„objects“ als weitere zwei Wesenheiten. Dabei können die „points“ als Plätze dienen, an
denen man sich orientieren kann, und / oder sie können Hinweise auf mögliche Landmarks
enthalten. Die Landmarks selbst findet man dann in der Wesenheit „object“. Die Studie von
MICHON & DENIS befaß sich aber nicht nur mit der Angabe von Landmarks entlang eines
Weges, sondern überprüft hauptsächlich die Häufigkeit, mit der bestimmte Landmarks in
einer Beschreibung genannt werden. Es sollte herausgefunden werden, ob bestimmte
Standorte die Nennung von Landmarks verstärken. Dabei ergab sich, daß an kritischen
Knotenpunkten, also hauptsächlich an Kreuzungen, an denen eine Entscheidung bezüglich der
weiteren Richtung getroffen werden muß, Landmarks häufiger erwähnt werden, besonders
die, die sich in der Nähe dieser Knotenpunkte befinden (s. Abbildung 3). Dies wurde darauf
zurückgeführt, daß aufgrund der möglichen Richtungen, die eingeschlagen werden können,
der Mensch seine Umwelt besonders aufmerksam wahrnimmt.
a.)
b.)
Abbildung 3: a.) Räumliche Unterscheidung von Landmarks; b) Häufigkeit der erwähnten
Landmarks. (aus MICHON & DENIS 2001)
Diese Erkenntnis widerspricht nicht unbedingt der Studie von LOVELACE ET AL., die oben
schon beschrieben wurde, da Kreuzungen auch als „potential choice points“ dienen können.
LYNCH drückt es außerdem so aus: „Die Lage an Knotenpunkten, wo Wegentscheidungen
gefällt werden müssen, stärkt die Bedeutung eines Merkzeichens“ und unterstützt damit noch
die Ergebnisse von MICHON & DENIS. Auch HEFT (1979) kam in einer seiner Studien zu
dem Ergebnis, daß an Kreuzungen auffällige „features“ häufiger erwähnt werden als solche,
die zwischen ihnen liegen. Daher kann davon ausgegangen werden, daß der Standort eines
Landmarks an einer Kreuzung, also an einem Knotenpunkt, einen zusätzlichen Einfluß auf die
Wahrnehmung bzw. auf die Orientierung nach einer Routenbeschreibung hat. Landmarks
entlang eines Pfades dürfen aber keinesfalls außer Acht gelassen werden. Der Effekt des
Standortes muß daher bei der Herleitung des objektiven Maßes berücksichtigt werden.
2.4 Häufigkeit des Auftretens
Dieser Teil befaßt sich mit zwei Charakteristika, die SORROWS & HIRTLE (1999) in ihrem
Beitrag „The Nature of Landmarks for Real and Electronic Spaces“ aufgeführt haben. Eine
charakteristische Eigenschaft von Landmarks ist ihre Einzigartigkeit, die auch als scharfer
Kontrast gegenüber ihrer Umgebung bezeichnet wird. Damit wurden aber schon in der
Einleitung die visual Landmarks allgemein definiert bzw. beschrieben. Daher kann das nicht
direkt der hervorspringende Punkt dieser Eigenschaft sein. SORROWS & HIRTLE
beschreiben die Einzigartigkeit als Auszeichnung eines Bauwerkes gegenüber der
unmittelbaren Umgebung, die zurückzuführen ist auf den Unterschied in Größe, Gestalt,
Standort, Alter oder Klarheit bzw. Reinheit. Ein Beispiel hierfür ist die „Cathedral of
Learning at the University of Pittsburgh“, die auch SORROWS & HIRTLE erwähnen.
Im Gegensatz zur Einzigartigkeit eines Gebäudes steht die prototypische Eigenschaft. Diese
„prototypicality“, die SORROWS & HIRTLE aufführen, repräsentiert verschiedene
vorkommende Kategorien. Es wurde herausgefunden, daß solche Prototypen für den
Menschen einfacher zu lernen, wiederzuerkennen und einzuordnen sind. Allerdings muß
dabei beachtet werden, daß in verschiedenen Umgebungen auch unterschiedliche Prototypen
verwendet werden. Eine weiße Holzkirche mit einem hohen Kirchturm in der Nähe des
Stadtzentrums ist beispielsweise prototypisch für die Region New England in Amerika. In
einem anderen Land wäre diese Kirche, gerade weil sie nicht so häufig vorkommt, eher ein
Landmark aufgrund ihrer Einzigartigkeit. Deshalb ist die Unterscheidung zwischen
einzigartig und prototypisch nicht so einfach durchzuführen, da z.B. der Kölner Dom sowohl
als Prototyp für eine Kirche als auch als einzigartiges Bauwerk aufgrund seiner Größe, seiner
Architektur und seiner kulturellen und historischen Bedeutung aufgefasst werden kann.
Andere in Deutschland vorkommenden prototypische Landmarks sind z.B. Tankstellen mit
bekanntem Namen, Kaufhäuser oder Fast-Food-Ketten, wobei letztere vermutlich fast in der
ganzen Welt bekannt sind.
In größerem räumlichen Maßstab können Prototypen auch lokale Bezirke repräsentieren, wie
z.B. der Eiffel-Turm für Paris und das Holsten-Tor für Lübeck steht. Diese Auffassung ist
aber nur interessant für großräumige Darstellungen. Für Fußgänger hat diese Betrachtung
weniger Bedeutung, da er sich wahrscheinlich schon in der jeweiligen Stadt befindet, für die
ein Prototyp angegeben werden kann.
Außerdem tritt bei der Einteilung in Prototypen und einzigartige Bauwerke das Problem auf,
welche Erscheinung den größeren Einfluß auf die Wahrnehmung hat. Beide Charakteristika
dienen der Orientierung und werden bei der Verfolgung einer Route erkannt. Bei der
prototypischen Eigenschaft muß auf jeden Fall die unmittelbare Umgebung mit betrachtet
werden. Steht z.B. eine Tankstelle in einer Gruppe von Tankstellen, so fällt sie alleine gar
nicht auf, sondern nur die Gruppe. Dann wäre allerdings diese Ansammlung von Tankstellen
wiederum ein Landmark. Ansonsten kann man eine Tankstelle schon als Landmark wegen
ihrer „prototypicality“ ansehen, wenn sie in der unmittelbaren Umgebung die einzige ist, oder
wenn in einer Routenbeschreibung der explizite Name genannt wird. Insbesondere der
Hinweis auf einen prototypischen Landmark durch Werbeschilder oder Namenszüge macht
diesen erst weithin sichtbar. Dazu kommt vor allem die Beleuchtung, so daß verschiedene
Zeiten (à Abschnitt 2.2 Zeitpunkt) oft keine Rolle mehr spielen. Damit werden sie sowohl
bei Tag als auch bei Nacht - hier sogar schon von weitem - gesehen. Dies muß bei den
Überlegungen bzgl. local und global Landmarks auch berücksichtigt werden. Daraus ist
schon erkennbar, daß soweit nie ein Merkmal alleine auftritt, d.h. Landmarks werden über
verschiedene Charakteristika definiert, die alle in gewisser Weise miteinander verknüpft sind.
Deshalb muß die Frage gestellt werden, in wie weit jedes einzelne Merkmal für einen
Landmark von Bedeutung ist, oder ob man diese Eigenschaften so aufteilen kann, daß sie
einzeln und objektiv bewertbar sind.
2.5 Zeichen und Markierungen
Werbeschilder, Namenszüge und symbolische Zeichen vergrößern die Wiedererkennung von
Gebäuden. Dabei kommt es allerdings auf ihre Sichtbarkeit bzw. ihre Größe und auf ihren
eventuell vorhandenen Bezug zu dem jeweiligen Gebäude an, an dem sie angebracht sind.
APPLEYARD (1969) erwähnt Zeichen als eines von sieben Attributen, mit dem ein Gebäude
versehen werden kann. Dabei geht er allerdings nur darauf ein, daß der Name eines Gebäudes
über dieses Zeichen lesbar ist, das Zeichen selbst aber nicht unbedingt einen Einfluß auf die
Wahrnehmung oder die Aufmerksamkeit eines Beobachters hat. Diese Erkenntnis hat
APPLEYARD aus Interviews erhalten, die er mit den Bewohner einer Stadt (Ciudad
Guayana, Venezuela) geführt hat. In diesen Interviews sollten sie mittels drei Versuchen
(verbal, Karte zeichnen, Wiedererkennung während eines Spazierganges) ihre Stadt
beschreiben. Im Gegensatz zu APPLEYARD unterscheidet DIEBERGER (1997) drei
verschiedene Arten, wie Information zur Verfügung gestellt werden kann: zum einen die
Fassade an sich, die ankündigen kann, was sich im Gebäude befindet, zum anderen eine
sogenannte unbewegliche Informationsmauer, die weitere Verbindungen zu anderen
Informationsmauern angibt (z.B. ein U-Bahn-Schild), und weiterhin Zeichen, die ‚kleine
Informationsmauern‘
sind
und
keine
zusätzlichen
Verbindungen
anzeigen
(z.B.
Straßenschilder). Diese Typen von „Information Providers“ unterstützen nach DIEBERGER
die Struktur und die Lesbarkeit der Stadt, so daß sie einfacher zu verstehen und zu lernen ist.
Dabei bezieht er sich zwar hauptsächlich auf das Internet als komplexen Informationsraum,
überträgt seine Erkenntnisse aber gleichzeitig auf eine reale Stadt.
Die Frage, in wie weit Schilder und Zeichen entweder zur Hilfe bei der Erkennung von
Gebäuden als Landmarks oder als eigenständige Landmarks dienen können, ist dabei nicht so
einfach zu beantworten. Sicherlich könnten sie als Fassadenattribute mit berücksichtigt
werden, um die Häufigkeit des Auftretens eines Objektes leichter zu identifizieren; ob eine
formelle Bestimmung möglich ist, wird sich aber erst später entscheiden.
2.6 Bekanntheitsgrad mit der Umgebung
Eine weitere charakteristische Eigenschaft, die einem vermutlich bei dem Begriff Landmark
als erstes in den Sinn kommt, ist die, daß es sich um ein Bauwerk von großer Bekanntheit
oder Berühmtheit handelt. Dabei fallen einem besonders die Gebäude ein, die einen sehr
großen geschichtlichen oder kulturellen Hintergrund aufweisen können, wie z.B. der Kölner
Dom oder auch das Pentagon in Washington. Diese Art von Landmark ist allgemein bekannt
und nicht darauf beschränkt, wie gut sich ein Mensch in der Umgebung auskennt. SORROWS
& HIRTLE bezeichnen diese Eigenschaft als „prominence“ und verbinden sie damit, daß ein
Gebäude von vielen Orten aus sichtbar ist, oder daß es signifikant an einer Straßenkreuzung
steht. Allerdings trifft diese Beschreibung auf sehr viele Gebäude zu ohne Rücksicht auf den
geschichtlichen oder kulturellen Kontext. Man muß daher unterscheiden, was genau unter
dem
Begriff
„prominence“
verstanden
wird.
Eine
deutsche
Übersetzung
lautet
„Auszeichnung“2 und gibt damit am ehesten an, daß es sich bei einem Gebäude mit dieser
Eigenschaft um ein hervorragendes bzw. –stechendes Bauwerk handelt. Bei diesem Begriff
assoziiert man allerdings schon einen gewissen Bekanntheitsgrad. Dieser Bekanntheitsgrad
variiert aber mit der Kenntnis der Umgebung. Je vertrauter man mit seiner Umwelt ist, desto
mehr werden auch solche Gebäude als Landmarks betrachtet, mit denen man Erinnerungen
und Gefühle verbindet (nach SORROWS & HIRTLE werden sie dann als cognitive
Landmarks bezeichnet). Außerdem achtet man bei der Navigation durch eine vertraute
Umwelt auf andere Merkmale als beim Durchwandern einer unbekannten Umgebung.
Die oben schon erwähnte Studie von LOVELACE ET AL. hat sich insbesondere auch mit den
verschiedenen Nennungen von Landmarks in einer bekannten und in einer unbekannten
Umgebung beschäftigt. Wie bereits in Kapitel 2.3 festgestellt wurde, spielt auf jeden Fall der
Standort eine Rolle. Weiterhin ergab sich aber auch, daß verschiedene Typen von Landmarks
in einer Routenbeschreibung genannt wurden, je nach dem wie vertraut die Teilnehmer mit
der benutzten Umgebung waren.
Ein weiterer Aspekt, der von der Vertrautheit des Beobachters mit seiner Umgebung abhängt,
scheint die „Anzahl der Elemente, die zu lokalen Merkzeichen werden“ (LYNCH) zu sein. In
den Interviews, die LYNCH für seine Studie durchgeführt hat, wurden weniger Merkzeichen
erwähnt, wenn der Befragte fremd in der Stadt war, „obwohl sie auf den gemeinsamen
Besichtigungsgängen mehr ausfindig machen konnten“. Die Aufmerksamkeit eines
Beobachters scheint sich – je nach Bekanntheitsgrad mit seiner Umgebung – zu verschieben.
Auch STERN & PORTUGALI (1999) haben sich in ihrem Beitrag in dem Buch „Wayfinding
Behavior“ von GOLLEDGE mit diesem Phänomen im Zusammenhang mit der Navigation in
Städten und dem räumlichen Wissen auseinandergesetzt. Dabei haben sie die Vertrautheit mit
2 Wörterbuch Englisch-Deutsch / Deutsch-Englisch Lingen Verlag Köln 1952
einer Umgebung in zwei Komponenten unterteilt: zum einen in die spezifische Erfahrung
einer gegebenen Lokalität, und zum anderen in ein globales Wissen von Stadtstrukturen,
Straßenhierarchien, Verkehrs- und Hinweisschildern u.ä.. Daraus wurde gefolgert, daß die
Entscheidungen, die bei der Navigation in städtischen Gebieten vonnöten sind, auf dem
individuellen räumlichen Wissen basieren. Ebenso betrachten sie die Veränderung in dem
relativen Gebrauch der Wissenskomponenten als eine Funktion der Häufigkeit der Navigation
durch ein Gebiet (s. Abbildung 4), d.h. ein Tourist in einer fremden Stadt wird hauptsächlich
sein globales Wissen benutzen, während ein Bewohner sich eher auf seine spezifische
Erfahrung stützt. Damit stellt sich die Frage, wie man diesen Aspekt bei einer
Routenbeschreibung berücksichtigen kann. Dazu wäre es am einfachsten, wenn man über
einen Button angeben könnte, ob es der erste Besuch in einer Stadt ist, oder ob man schon
häufiger dort gewesen ist.
GLOBALES WISSEN
SPEZIFISCHES WISSEN
INFORMATION
NIEDRIG
Vertrautheit / Häufigkeit der
Tourist in einer
fremden Stadt
HOCH
Tägliche Begehung
durch den Bewohner
Abbildung 4: Komponenten des räumlichen Wissens und die Häufigkeit der Begehung einer
Stadt (aus STERN & PORTUGALI 1999)
Bei der späteren Untersuchung bezüglich des angestrebten Interessantheitswertes der Gebäude
in einem 3D-Stadtmodell kann dieser Gesichtspunkt eher weniger in Betracht gezogen
werden, es sei denn, man kann vor der virtuellen Stadtbegehung bzw. bei der Anforderung
einer Routenbeschreibung angeben, wie oft man schon in der realen Stadt war. Dann wäre es
evtl. aufgrund von festgesetzten Schwellwerten möglich, verschiedene Abstufungen der
Interessantheitswerte
zu berücksichtigen. Deshalb scheint es am sinnvollsten zu sein,
Wegbeschreibungen so mit Landmarks anzureichern, daß sich auf jeden Fall ein Tourist
zurecht finden kann. Der Aspekt bzgl. des Bekanntheitsgrades mit der Umgebung wird auch
im Kapitel 3 Städtebau und Stadtgestaltung aufgegriffen.
2.7 Zugänglichkeit
Als weitere charakteristische Eigenschaft von Landmarks erwähnen SORROWS & HIRTLE
die Zugänglichkeit. Sie wird hauptsächlich definiert über den Standort, d.h. befindet sich ein
Objekt an einer großen Kreuzung, so wird dieses Objekt oder sogar die Kreuzung selbst eher
als Landmark betrachtet als ein ähnliches Objekt, welches „nur“ an einer Straßenseite liegt.
Dies begründen sie damit, daß das Objekt bzw. die Kreuzung von vielen Richtungen aus
erreichbar und damit auch zugänglich ist. Diese Beschreibung stimmt weitestgehend mit
LYNCH‘s Element „Brennpunkt“ überein, sofern es sich um die Kreuzung selbst handelt.
„Brennpunkte“ sind dabei nach LYNCH „strategische Knotenpunkte, die dem Beobachter
zugänglich sind; sie entstehen entweder durch das Zusammentreffen von Straßen oder durch
die Konzentration irgendwelcher Eigenschaften. Als Begriffe sind sie zwar nur Punkte im
Stadtbild, in Wirklichkeit kann es sich aber um große Plätze oder ausgedehnte, linear
begrenzte Figuren [...] handeln.“ Ein Objekt an einem solchen Knotenpunkt wird von
LYNCH dann wiederum aber eher als ein Merkzeichen verstanden. Damit muß also nach
LYNCH unterschieden werden zwischen der Kreuzung selbst, die ja die Zugänglichkeit
beinhaltet, und einem Objekt, das an dieser Kreuzung steht.
Betrachtet werden zuerst einmal die Kreuzungen selbst. Wie oben schon erwähnt sind sie
„Brennpunkte“ bzw. „Knotenpunkte“. Sie sind besonders wichtig, da hier eine Entscheidung
bezüglich der weiteren Richtung getroffen werden muß (à 2.3 Standort). Damit wird sich die
Aufmerksamkeit eines Verkehrsteilnehmers, egal ob Fußgänger oder Autofahrer, an solchen
Punkten erhöhen und die Wahrnehmung der Umwelt steigern. Aufgrund dieser Tatsache
nimmt LYNCH an, „daß Elemente in der Nähe der Kreuzung schon allein durch ihre Lage
automatisch ganz besonders ins Auge fallen“. Diese Aussage unterstützen auch die Studien
von MICHON & DENIS (2001) und HEFT (1979), die – wie oben schon erwähnt –
bestätigen, daß Landmarks an bzw. in der Nähe von Knotenpunkten häufiger genannt werden.
Diese Landmarks beziehen sich dann allerdings eher auf die Objekte als auf die Kreuzung
selbst. Bei der späteren Untersuchung von Landmarks in 3D-Stadtmodellen muß daher ein
besonderes Augenmerk auf Gebäude an Kreuzungen gelegt werden. Wie man erkennen kann,
hängen die Kriterien Standort und Zugänglichkeit weitestgehend zusammen. Daher werden
bei der späteren Herleitung wahrscheinlich beide Faktoren zusammengefaßt, da es die
Bestimmung eines objektiven Maßes vereinfachen könnte.
2.8 Geometrische Eigenschaften
Geht man davon aus, daß es sich bei einem Landmark in erster Linie um ein Gebäude handelt,
so sind die geometrischen Eigenschaften wie Breite, Tiefe und Höhe von großer Bedeutung.
Dabei muß insbesondere die Höhe betrachtet werden, wohingegen die Breite und die Tiefe
vermutlich eine eher untergeordnete Rolle spielen. Ein sehr tiefes Bauwerk, also eines, das
von der Straßenseite aus weit auf das Grundstück reicht, wird eigentlich fast gar nicht
wahrgenommen, vor allem, wenn es sich um eine geschlossene Bebauung handelt. Daher
kann die Tiefe nur dahin gehend berücksichtigt werden, wenn man die Fassaden einzeln
betrachtet, also die Frontfassade und die Seitenfassaden. Wird jedoch das gesamte Gebäude
als Gegenstand der weiteren Untersuchung genommen, so könnte man die Tiefe aus den
Überlegungen wahrscheinlich ausschließen, es sei denn, sie wird zur Berechnung eines
Wertes (Fassadenfläche, Volumen) benötigt. Die Breite hingegen kann schon eher dazu
beitragen, ein Gebäude zu einem Landmark werden zu lassen. Dazu muß aber auf jeden Fall
die unmittelbare Umgebung mit in die Überlegungen eingeschlossen werden. Ein besonders
breites Gebäude zwischen sehr schmalen fällt genauso auf, wie ein extrem schmales zwischen
ansonsten relativ normal breiten Gebäuden. Diese Tatsache allein wird aber meistens nur
unbewußt wahrgenommen. Allerdings gibt es für diese Aussage keine weiteren Studien, so
daß hier einzig die Annahme getroffen werden kann, daß die Tiefe und die Breite
wahrscheinlich nur im Zusammenhang mit anderen Eigenschaften bzw. unbewußt eine Rolle
spielen.
Ein wichtiges Merkmal, welches auch in der Literatur zum Ausdruck kommt, ist auf jeden
Fall die Höhe eines Bauwerkes. Ein einzelnes, besonders hohes Gebäude wird allein schon
deshalb auffallen, weil es von weitem sichtbar ist. Damit kommt einem im Vergleich zu
seiner Umwelt sehr hohem Gebäude auch die Eigenschaften von global Landmarks (à
Abschnitt 2.1 Entfernung) zu. Allerdings wurde die Höhe eines Bauwerkes bisher nicht als
einzelnes Kriterium eines Gebäudes als Landmarks untersucht, sondern sie wurde immer nur
im Zusammenhang z.B. mit der Einzigartigkeit und der Sichtbarkeit betrachtet. Dabei stellt
sich die Frage, was genau ist die Höhe eines Gebäudes? Mit der Beantwortung dieser Frage
wird sich das nächste Kapitel (à Kapitel 3 Städtebau und Stadtgestaltung) auseinandersetzen,
da es im Bereich des Städtebaus und der Stadtplanung nicht von der Höhe des Gebäudes
gesprochen wird, sondern man zwischen Trauf- und Firsthöhe und der Oberkante eines
Bauwerkes unterscheide kann. Zur Bestimmung eines objektives Maßes, insbesondere bei
Berechnungen, sind daher alle drei hier genannten Eigenschaften (Höhe, Breite, Tiefe) zu
berücksichtigen.
2.9 Fassadenattribute
Besonders auffällig bei Gebäuden sind vor allem die Fassaden, die sich vom Einerlei der
Umgebung abheben. Da die straßenseitige Fassade oft die einzige ist, die einem Fußgänger
beim Durchwandern einer Stadt erscheint – insbesondere bei geschlossener Bebauung – ist sie
auch diejenige, deren Attribute auf jeden Fall beachtet werden müssen. Zu diesen Attributen
zählen die Farbe, das Material und eventuell vorhandene Ornamente, die auch unter dem
Begriff der Textur zusammengefaßt werden können. Dabei ist die Textur also genau dann
auffällig, wenn sie nicht der allgemein erwarteten Textur entspricht. Für die weiteren
Überlegungen wird allerdings nicht die Textur als Gesamtheit betrachtet, sondern die
einzelnen Aspekte, die sie beinhaltet, wie z.B. die Farbe. Eine Fassade fällt auf, wenn sie eine
besondere Farbgebung hat, aber immer unter dem Gesichtspunkt der unmittelbaren
Umgebung betrachtet. Bei einem Haus mit einer roten Fassade z.B. denkt man direkt an einen
Landmark, da rot eine sehr auffällige Farbe ist und eher selten bei Gebäuden vorkommt. In
einer ganzen Gruppe von roten Häusern würde allerdings ein einzelnes dieser Häuser nicht als
Landmark dienen können, da es sich nicht von seiner unmittelbaren Umwelt abhebt. In
diesem Fall würde evtl. nur die Gruppe der roten Häuser auffallen. Allerdings muß dabei auch
berücksichtigt werden, in welcher Region man sich befindet. Im Norden Deutschlands z.B:
sind rote Backsteinhäuser üblich, so daß auch eine Gruppe davon nicht hervorstechen würde.
Solche Schwierigkeiten entstehen auch bei Häusern, deren Fassaden mit besonderen
Ornamenten verziert sind, wie es meistens bei Altbauten der Fall ist. Ein gut erhaltener Altbau
mit Ornamenten in einem Neubaugebiet würde sich direkt abheben, sofern die Neubauten
nicht im Stil des Altbaus errichtet wurden. Ein Altbau in einer Altstadt hingegen fügt sich
ohne Aufhebens ein und sticht damit nicht in irgendeiner Weise aufgrund der Ornamente
hervor.
Ein weiterer Aspekt bei der Betrachtung der Fassade ist – wie oben schon erwähnt – das
Material. Es gibt verschiedene Materialien, die für die Fassade benutzt werden können, wie
z.B. glatte, glänzende oder aufgerauhte Materialien. Hier kann nicht vorher festgelegt werden,
welches Material die Bedeutung eines Gebäudes als Landmark erhöht, sondern es muß auch
in diesem Fall das Bauwerk mit den Gebäuden in der unmittelbaren Umgebung verglichen
werden. Erst dann kann festgestellt werden, in wie weit sich das Bauwerk aufgrund der
benutzten Materialien von seiner Umwelt unterscheidet.
Diese Überlegungen beruhen hauptsächlich auf dem Studium der Literatur im Bereich der
Stadtgestaltung. Das Gebiet Städtebau und Stadtgestaltung wird aber erst im nächsten Kapitel
ausführlicher diskutiert. Dabei müssen die obigen Überlegung berücksichtigt werden, auch im
Hinblick auf die gestellte Aufgabe.
2.10 Lage
Die Überschrift dieses Abschnitts erinnert sehr an den Abschnitt 2.3 Standort. Während sich
der Abschnitt 2.3 mit dem Auftreten eines Landmarks an Knoten, also Kreuzungen bzw.
„choice points“, und Kanten, also Pfaden, Wegen und Straßen beschäftigt, setzt sich dieser
Abschnitt mit der Lage der Landmarks innerhalb einer Häusergruppe, also nur mit der Lage
an den Wegen auseinander, die der Fußgänger beschreiten kann. Dabei bezieht sich die Lage
in diesem Fall u.a. darauf, ob sich ein Bauwerk insbesondere bei geschlossener Bauweise mit
der Vorderfront in die Fluchtlinie der nebenliegenden Gebäude einpaßt. Ist das nicht der Fall,
d.h. ist das Gebäude entweder nach vorne oder nach hinten versetzt, so kann auch dieser
Versatz ab einer gewissen Größenordnung als hervorstechende Eigenschaft betrachtet werden.
Die Bestimmung dieses Schwellwertes erweist sich allerdings als schwierig, da heutzutage
solche Versätze bewußt geplant werden, um das Straßenbild aufzulockern. Daher müßten für
diese Eigenschaft noch genauere Untersuchungen durchgeführt werden. Ein erster Ansatz zur
Feststellung von Versätzen haben ELIAS & SESTER (2002) gegeben, die sich mit der
Bestimmung von Landmarks in einer 2D-Darstellung beschäftigt haben. Der dort entwickelte
Ansatz wird später noch genauer unter dem Aspekt untersucht, ob das entwickelte Verfahren
ganz oder teilweise auf ein 3D-Stadtmodell übertragen werden kann, so daß einzig noch die
zusätzlichen Konzepte, die nur in einem 3D-Modell überprüft werden können, hinzu
genommen werden müßten.
Eine weitere Eigenschaft, die nicht direkt einem Gebäude allein zugeordnet werden kann, ist
die Zugehörigkeit zu einer Gruppe gleicher oder ähnlicher Gebäude. Dies wurde schon im
vorigen Abschnitt bei den Fassadenattributen angesprochen. Ein rotes Haus z.B. in einer
Gruppe von roten Häusern kann nicht als Landmark dienen, da es in seiner unmittelbaren
Umgebung nicht auffällt. Das einzig Auffällige ist dabei die Konstellation dieser Gruppe von
roten Häusern. Diese kann als Einheit, als Gruppe mit einer gemeinsamen herausragenden
Eigenschaft ansehen werden, welches beispielsweise auch für eine Ladenzeile gilt. Diese
Einheit kann nicht als Landmark in dem gewünschten Sinn betrachtet werden, da aufgrund
der Ausdehnung nur am Anfang und am Ende der Gruppe eventuell Richtungsentscheidungen
getroffen werden können. Deshalb ist die Zusammenfassung von mehreren Gebäuden zu einer
Einheit, die daher nur entlang einer Route (à Abschnitt 2.3 Standort), also an „non-choice
points“, auftreten kann, nur als Wegweiser in der Hinsicht zu sehen, daß sich ein Fußgänger
auf dem richtigen Weg befindet und kein Gefühl des Verirrens oder des Verloren-gegangenSeins aufkommt. Eine solche Gruppierung verstärkt das Gefühl der Sicherheit, insbesondere
beim Durchwandern einer unbekannten Umgebung. Die Frage nach der Wichtigkeit einer
Einheit und besonders nach der Berücksichtigung bei der Routenbeschreibung ist schwer zu
klären. Sie sollte aber auf keinen Fall außer Betracht gelassen werden. Ob und inwieweit sie
jedoch in die Berechnung eines Maßes einfließen kann, wird sich später entscheiden.
2.11 Alter und Geschlecht des Beobachters
Einige Autoren haben sich damit auseinandergesetzt, ob die Wahrnehmung von Landmarks
alters- und / oder geschlechtsabhängig ist. Besonders die Altersabhängigkeit war Thema
einiger Untersuchungen. Dabei wurde festgestellt, daß Kinder einen wesentlich geringeren
räumlichen Überblick einer Umgebung besitzen als Erwachsene. Dieser Aspekt schlägt sich
dann auch bei der Erkennung von Landmarks und der Schätzung von Distanzen nieder.
Sowohl COHEN & SCHUEPFER (1980) als auch ALLEN ET AL. (1979) haben sich damit
beschäftigt und verschiedene Studien durchgeführt. Dabei wurde herausgefunden, daß sowohl
die Anzahl als auch die Arten der Landmarks unterschiedlich sind. Kinder nennen weit
weniger Landmarks, die nicht direkt zur Route gehören, als Erwachsene und beachten daher
überhaupt keine Landmarks, die nicht unmittelbar der Orientierung dienen. Weiterhin wurde
festgestellt, daß Kinder mehr Fehler machen als Erwachsene, wenn sich die LandmarkKonfiguration ändert. Kinder erfassen also nicht den Zusammenhang zwischen einem
Landmark und seiner Position. Außerdem benötigen sie mehr Zeit, um eine Entscheidung
bezüglich der weiteren Richtung zu treffen. Bei einer Distanzschätzung macht sich daher auch
die Fähigkeit bezahlt, Landmarks wahrzunehmen, die nicht direkt helfen, den richtigen Weg
zu finden. Diese Fähigkeit erlangt man aber erst mit zunehmendem Alter, daher erklärt es sich
auch, daß Kinder bei der Distanzschätzung weit mehr Fehler machen. Da Kinder mit
unterschiedlichem Alter in die Studie einbezogen wurden, konnte man erkennen, daß die o.a.
Fähigkeit mit zunehmendem Alter wächst. Der Altersaspekt ist daher nicht zu
vernachlässigen. Es stellt sich dabei nur die Frage, in wie weit er überhaupt berücksichtigt
werden kann, da eine klare Einteilung, wann die Fähigkeit in welchem Maße vorhanden ist,
nicht vorgenommen werden kann. Zur Vereinfachung der Thematik kann daher nur davon
ausgegangen werden, daß die Angaben von Landmarks in einer Routenbeschreibung
hauptsächlich für Erwachsene gedacht sind, die einen gewissen Überblick besitzen. Dies ist
ein wichtiger Aspekt, der in der Zukunft noch zu untersuchen wäre, den Rahmen dieser
Arbeit allerdings sprengen würde.
Ein weiterer Artikel (MAGUIRE ET AL. 1999) hat diesen Altersaspekt ebenfalls aufgegriffen
und kam zu ähnlichen Ergebnissen. Weiterhin wurde dort auch die Geschlechtsabhängigkeit
erwähnt. Die dazu durchgeführte Studie fand heraus, daß Männer im Gegensatz zu Frauen
nicht nur Landmarks zur Orientierung benutzen, sondern auch geometrische Informationen.
Den Grund dafür erklärte man sich dadurch, daß Frauen ängstlicher durch eine fremde
Umgebung gehen als Männer. Dies sei darauf zurückzuführen, daß Männer aufgrund von
Videospielen mehr Übung darin hätten, eine unbekannte Umwelt zu erforschen. Dieser Punkt
ist sicherlich wichtig, da auch heutzutage vermutlich mehr Männer als Frauen ihre Freizeit
mit Video- und Computerspielen verbringen. Insbesondere bei Abenteuerspielen muß man
seine Umgebung erkunden, so daß die Angst davor in solchen Spielen verringert werden und
sich die Wissbegierde auf die reale Welt übertragen kann. Da aber sowohl Männer als auch
Frauen Landmarks zur Orientierung benutzen, und Landmarks der Hauptpunkt dieser Arbeit
sind, wird der Aspekt bzgl. des Geschlechts nicht berücksichtigt.
2.12 Bedeutung der Landmarks für die Routenbeschreibung und
Zusammenfassung
Wie schon in der Einleitung angesprochen spielen insbesondere visual Landmarks eine
zentrale Rolle bei der Orientierung im Innen- und Außenbereich. Die in Kapitel
2
behandelten Konzepte, die aus dem Bereich des psychologischen Hintergrundes der
Wahrnehmung abgeleitet worden sind, geben einen großen Überblick über die verschiedenen
Einflüsse
bei
der
Bestimmung
von
Landmarks.
Bei
einer
sinnvollen
und
erfolgversprechenden Routenbeschreibung sind einige Konzepte daher besonders interessant.
Deshalb ist es angebracht, gerade für diesen Fall eine Liste zu erstellen, in der die Konzepte
nach ihrer Bedeutung für die Routenbeschreibung aufgeführt werden. Folgende Überlegungen
wurden dabei angestellt:
1. Global Landmarks dienen nur der groben Richtungsorientierung, wohingegen local
Landmarks die rationalen Angaben wie Längen, Hausnummern und Straßennamen einer
Routenbeschreibung sinnvoll ergänzen. Dabei werden global Landmarks mit dem
Näherkommen zu local Landmarks.
2. Der Zeitpunkt, zu dem die Routenbeschreibung gebraucht wird, ist eigentlich wichtig
dafür, welche Art von Landmarks (global oder local) überhaupt benutzt werden kann.
Allerdings wird eine Routenbeschreibung meistens früher angefordert als sie benötigt
wird. Daher kann bei der Ausgabe der Routenbeschreibung der Zeitpunkt nicht
berücksichtigt werden, und man sollte davon ausgehen, daß alle Arten von Landmarks
sichtbar sind, d.h. es wird nur der Fall des Tageslichtes (à Abschnitt 2.2 Zeitpunkt)
betrachtet. Auch verschiedene Wetterzustände werden hierbei außer Acht gelassen, da sie
mit dem Zeitpunkt zusammenhängen.
3. Wie in 1. schon erwähnt sind insbesondere die local Landmarks diejenigen, die eine
Routenbeschreibung sinnvoll erweitern können. Daher können auch nur die Landmarks in
Betracht gezogen werden, die direkt an der Route liegen („on route“). Des weiteren muß
eine Unterscheidung dahingehend gemacht werden, ob sich der Standort an einer
Kreuzung, also an einem Knoten befindet oder entlang einer Straße / einem
Fußgängerweg, also entlang einer Kante. Aus Abschnitt 2.3 kann der Schluß gezogen
werden, daß Landmarks an einem Knotenpunkt eine etwas größere Bedeutung für die
Routenbeschreibung haben als Landmarks entlang eines Pfades, da an Kreuzungen
Entscheidungen über die weitere Richtung getroffen werden müssen. Landmarks entlang
einer Straße dagegen dienen hauptsächlich nur der Bestätigung, daß man sich auf dem
richtigen Weg befindet. Daher sollten bei einer Routenbeschreibung zusätzliche
Landmarks an den möglichen Entscheidungspunkten, also an den Knoten, eingebaut
werden. Sollte der Weg gerade aus über eine Kreuzung führen, so kann ein Landmark an
der Kreuzung ebenfalls als Hinweis dienen, daß man auf dem richtigen Weg ist. Sofern es
möglich ist, d.h. sofern Landmarks entlang der Route überhaupt vorhanden sind und die
Datenmenge und –übertragung es zulässt, sollten weiterhin auch Landmarks entlang des
Pfades als Sicherheit mit in die Routenbeschreibung eingefügt werden.
4. Die Bedeutung der Häufigkeit des Auftretens eines Landmarks (einzigartig oder
prototypisch) kann nicht so einfach abgeschätzt werden. Einzigartige Bauwerke sind
aufgrund ihrer kulturellen oder geschichtlichen Bedeutung schon interessant. Allerdings
kann aufgrund dessen nicht direkt darauf geschlossen werden, daß es sich um ein Gebäude
handelt, welches sich von seiner Umgebung wegen seines Äußeren abhebt, wie z.B. das
Beethoven-Haus in Bonn. Solche Bauwerke sollten aber eine Routenbeschreibung auf
jeden Fall bereichern, da bei ihrer Erwähnung der Benutzer die Möglichkeit hat, diese bei
der Begehung der Route eventuell zu besichtigen. Prototypische Landmarks hingegen
fallen meist schon aufgrund ihrer weithin sichtbaren Werbeschilder auf, wenn man z.B. an
die großen Fast-Food-Restaurants oder die bekannten Tankstellen denkt. Solche
Landmarks sollten eine Routenbeschreibung auf jeden Fall ergänzen.
5. Zeichen und Markierung können zusätzlich die Bedeutung eines Gebäudes als Landmark
bereichern bzw. können sogar als eigenständige Landmarks dienen, da sie oft bei
prototypischen Landmarks einzeln und als erstes von weitem erkannt werden, bevor das
Gebäude selbst im Blickfeld wahrgenommen wird. Daher sollten auch solche Zeichen bei
einer Routenbeschreibung berücksichtigt werden.
6. Der Bekanntheitsgrad mit der Umgebung ist insofern wichtig, da mit den verschiedenen
Graden auch unterschiedliche Landmarks eine Rolle für den Benutzer spielen. Den
Bekanntheitsgrad mit der Umgebung kann man allerdings nicht so einfach in verschiedene
Stufen einteilen, da die Übergänge der Abstufungen nicht deutlich ersichtlich sind.
Deshalb ist es am einfachsten, man bezieht sich auf die unterste Stufe, also darauf, daß der
Benutzer der Routenbeschreibung zum ersten Mal in einer Stadt ist. Ein anderer Benutzer
kann aufgrund seiner Erfahrung mit der Umgebung auch die angegebenen Landmarks für
einen Touristen erkennen. Außerdem werden Wegbeschreibungen hauptsächlich von
Besuchern einer Stadt angefordert, da ein Bewohner sich zumindest in einem begrenzten
Bereich auch so zurechtfindet.
7. Die Zugänglichkeit wird dadurch bestimmt, von wie vielen Straßen, Fußgängerwegen etc.
ein Landmark erreichbar ist. Je höher die Zugänglichkeit eingeschätzt wird, desto eher
kommt einem Gebäude die Bedeutung eines Landmarks zu (à Abschnitt 2.7
Zugänglichkeit). Diese Aussage kann weitestgehend mit Punkt 3 in Einklang gebracht
werden, daß Gebäuden an Kreuzungen besondere Aufmerksamkeit entgegen gebracht
werden sollte.
8. Bei den geometrischen Eigenschaften eines Bauwerk spielt, wie oben in Abschnitt 2.7
schon erwähnt, besonders die Höhe eine zentrale Rolle. Ein einzelnes hohes Gebäude, wie
z.B. ein Turm, fällt aus dem Rahmen seiner Umgebung, da es schon von weitem sichtbar
ist und damit auch als global Landmark benutzt werden kann. Ein einzelnes Gebäude,
welches auffallend niedriger ist als die Gebäude in seiner unmittelbaren Umgebung, wird
wahrscheinlich erst beim Näherkommen wahrgenommen. Trotzdem kann es gerade
aufgrund der Abweichung seiner Höhe von der sonst in diesem Gebiet gebräuchlichen als
local Landmark dienen. Deshalb ist die Höhe eines Gebäudes, die allerdings verschieden
definiert sein kann, von großer Bedeutung bei der Einführung von Landmarks in eine
Routenbeschreibung. Bei der Betrachtung einzelner Fassaden dürfen allerdings auch die
Breite und die Tiefe nicht außer Acht gelassen werden.
9. Auffällige Fassadenattribute, wie z.B. eine hervorstechende Farbe, ein besonderes
Material oder ausgefallene Ornamente, können die Bedeutung eines Gebäudes als local
Landmarks ebenfalls beeinflussen. Daher muß ihnen besondere Aufmerksamkeit
gewidmet werden. Die Frage, die sich hierbei allerdings stellt, ist die, welche dieser
Attribute welchen Einfluß auf die Wahrnehmung besitzen.
10. Die Lage eines Gebäudes, also ein möglicher Versatz, und die Zugehörigkeit zu einer
Einheit sind weitere wichtige Punkte, die berücksichtigt werden sollten. Dabei muß
abgeschätzt werden, ab wann ein Versatz z.B. überhaupt erst wahrgenommen wird. Bei
wenigen Zentimetern Abweichung von einer gedachten Linie zwischen den Gebäuden von
zwei benachbarten Kreuzungen wird das wahrscheinlich nicht der Fall sein, d.h. die
Abweichung muß also einen gewissen Wert überschreiten, um den Versatz erst ersichtlich
zu machen. Aufgrund der bewußten und damit häufigen Anwendung solcher Versätze zur
Auflockerung des Erscheinungsbildes wird die Wahrnehmung dieser vermindert. Daher
müsste eine genauere Untersuchung durchgeführt werden, inwieweit sie Aufmerksamkeit
erregen. Dies wird aber nicht mehr im Zusammenhang mit dieser Arbeit geschehen. Die
Zugehörigkeit zu einer Einheit wie z.B. einer Einkaufsstraße kann nur als zusätzlicher
Punkt bei einer Routenbeschreibung erwähnt werden, welches wiederum eher ein Gefühl
der Sicherheit vermitteln soll, daß man sich auf dem richtigen Weg befindet, wenn man
entlang dieser Einheit weiter geht. Ob die Einheit jedoch objektiv bewertbar ist, scheint
fraglich.
11. Die Abhängigkeit der Wahrnehmung von Landmarks vom Alter des Beobachters ist eine
wichtige Erkenntnis, wird aber zur Vereinfachung in dieser Arbeit vernachlässigt. Dabei
kann man davon ausgehen, daß Landmarks in einer Routenbeschreibung auf jeden Fall
für einen Erwachsenen hilfreich sind. Die Abhängigkeit vom Geschlecht wird auch nicht
berücksichtigt, da – wie oben schon erwähnt – Männer und Frauen Landmarks zur
Orientierung benutzen.
Aufgrund dieser Überlegungen wurde die nachfolgende Liste erstellt, die noch einmal
deutlich machen soll, welche Konzepte weiter verfolgt und welche ausgeschlossen werden:
Konzept
wichtig zusätzlich wird nicht berücksichtigt
1. Entfernung:
a.) global
b.) local
x
x
2. Zeitpunkt:
a.) Tag
b.) Nacht
c.) Dämmerung
x
x
x
3. Standort:
a.) Kreuzung
b.) an einem Pfad
4. Häufigkeit des Auftretens:
a.) einzigartig
b.) prototypisch
5. Zeichen und Markierungen:
a.) als zusätzliches Fassadenattribut
b.) einzeln
6. Bekanntheitsgrad mit der Umgebung:
a.) Tourist
b.) Bewohner
7. Zugänglichkeit:
a.) entlang eines Pfades
b.) T-Kreuzung (3 Straßen)
c.) Kreuzung mit 4 Straßen
d.)Kreuzung mit mind. 5 Straßen / Plätze
8. geometrische Eigenschaften:
a.) Tiefe
b.) Breite
c.) Höhe
9. Fassadenattribute:
a.) Farbe
b.) Material
c.) Ornamente
10. Lage:
a.) Versatz
b.) zu einer Einheit zugehörig
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Konzept
wichtig zusätzlich wird nicht berücksichtigt
11. Alter u. Geschlecht d. Beobachters:
a.) Alter
b.) Geschlecht
Tabelle 1: Zusammenfassung der Ergebnisse aus den vorigen Abschnitten
x
x
3 Städtebau und Stadtgestaltung
Dieses Kapitel befaßt sich mit Konzepten und Kriterien, die die Stadtplanung im weitesten
Sinne beeinflussen. Dazu gehören nicht nur verschiedenen Begriffe, die hier erläutert werden,
sondern auch die gesetzlichen Grundlagen. Weiterhin setzen sich der Städtebau und die
Stadtgestaltung damit auseinander, wie eine Stadt für die verschiedenen Benutzergruppen
gestaltet werden sollte. Dazu gehört die Berücksichtigung unterschiedlicher Bedürfnisse, zu
denen z.B. auch die Orientierung zählt. auch im Hinblick auf die unterschiedlichen
Bedürfnisse, beispielsweise die Orientierung. Diesen Aspekt erwähnt auch PASSINI (1996)
in seinem Artikel „Wayfinding design: logic, application and some thoughts on universality“,
in dem er ausdrücklich darauf hinweist, daß nicht die Menschen für die Designer, die im
Zusammenhang mit dieser Arbeit die Architekten und Stadtplaner sind, sondern die Designer
für die Menschen da sind. Zur Verdeutlichung schildert er folgende kleine Geschichte:
Ein französischer Kabarettist hat einen Sketch aufgeführt, in dem ein Kunde zu seinem
Schneider geht, um einen neuen Anzug zu kaufen. Als er in den Spiegel schaut, bemerkt er
eine Falte unter seinem linken Schulterblatt. Der Schneider sagt zu ihm: „Oh, wenn Sie Ihre
linke Schulter etwas nach vorne schieben, dann verschwindet die Falte, sehen Sie...“ „Ja“,
sagt der Kunde, „wenn ich meine Schulter nach vorne bewege, verschwindet die Falte, aber
nun entsteht eine neue Falte weiter unten auf der rechten Seite...“ Der Schneider antwortet:
„Nun bewegen Sie Ihre rechte Hüfte etwas nach oben...“ „Ja“, beobachtet der Kunde, „wenn
ich meine rechte Hüfte nach oben bewege, verschwindet die Falte, ..., aber dafür erscheint nun
eine leichte Unebenheit in der unteren Mitte...“ „Nun müssen Sie Ihren Oberkörper etwas
nach links drehen..., sehen Sie, die Unebenheit verschwindet auch.“ Der Kunde, der nun keine
Fehler mehr entdecken kann, bezahlt den Schneider und geht. Auf seinem Weg nach Hause,
während er seinen neuen Anzug trägt, hört er zufällig einen Mann, der seinem Freund
zuflüstert: „Siehst Du diesen armen, unglücklichen Kerl...“ „Ja“, antwortet der andere, „aber
hast Du gesehen, wie gut seine Kleider sitzen, er muß einen exzellenten Schneider haben.“
Dies macht deutlich, daß der Städtebau und die Stadtgestaltung sich an den Bedürfnissen der
Menschen orientieren müssen, und daß nicht umgekehrt sich der Mensch an jede Planung
anpassen sollte, insbesondere dann nicht, wenn es sich um Veränderungen oder
Neugestaltungen handelt. Daher gibt es z.B. auch immer eine Bürgerbeteiligung bei den
verschiedenen Bauvorhaben.
Außerdem ist zu sagen, daß gerade für die gesetzlichen Grundlagen keine einheitliche Lösung
gefunden werden kann, da es sich meistens um Landesgesetze (z.B. Landesbauordnungen)
oder sogar noch spezieller um projektbezogene bzw. um Teilgebiete betreffende Satzungen
(z.B. Bebauungsplan für ein Gebiet, Gestaltungssatzung) handelt. Diese sind eine
Verfeinerung der allgemein gültigen Vorschriften insbesondere des Baugesetzbuches
(BauGB) und der Baunutzungsverordnung (BauNVO) u.ä.. Mit diesem Problem wird sich ein
späterer Abschnitt (3.2.1) allerdings noch etwas genauer auseinandersetzen. Zuerst einmal
sollen verschiedene Begriffe, die in der Literatur für den Bereich Stadtgestaltung große
Bedeutung haben, erklärt und ihr Zusammenhang mit den Landmarks verdeutlicht werden.
3.1 Begriffsbestimmungen
3.1.1 Stadtgestalterische Ebenen
In der Stadtgestaltung werden drei Ebenen unterschieden, die zwar jede für sich die Umwelt
mit dem Beobachter in Verbindung bringt, aber doch nicht unabhängig von den anderen zwei
Ebenen betrachtet werden kann. Diese Ebenen hängen von der Art der Erscheinung und der
Wahrnehmung einer Stadt ab und beschäftigen sich in verschiedener Weise mit dem
Interaktionsprozeß Mensch - Umwelt. Gerade für die Praxis der Stadtgestaltung, also sowohl
bei einer Neuplanung als auch bei einer Veränderung bestehender Verhältnisse (z.B. bei einer
Sanierung) ist die Kenntnis dieser Ebenen unumgänglich, damit eine für den Beobachter
möglichst angenehme und hilfreiche Umgebung geschaffen werden kann. Dies bezieht sich
ebenso auf die Bewohner einer Stadt wie auch auf Besucher, obwohl für beide
Benutzergruppen unterschiedliche Zielvorstellungen vorhanden sind.
3.1.1.1
Ebene der Stadtgestalt
Die Stadtgestalt entspricht der vorhandenen Umwelt, in der jeder Mensch sich bewegt. Sie ist
„unabhängig von einem Beobachter“ (TRIEB 1975) und damit metrisch und topologisch
erfaßbar. Sie bezieht sich rein auf die physische Umgebung, ohne Rücksicht auf das
Empfinden des Einzelnen, und umfaßt dabei die Gesamtheit aller in der Umwelt auftretenden
Elemente, „mit denen der Mensch, bewußt oder unbewußt, in Wechselbeziehung treten
kann“. Man kann sie daher weitgehend wertfrei beschreiben, einteilen, messen usw.. Dazu
gehört nicht nur der sichtbare Bereich, sondern auch Realitäten der unsichtbaren Art, wie z.B.
die Politik. „Die vorhandene Umwelt im Sinne der Stadtgestaltung ist der öffentliche, allen
Stadtbewohnern zugängliche Raum“ (TRIEB), die sowohl die äußere Erscheinung als „auch
die ihr zugrunde liegenden Nutzungen und daraus resultierenden Aktivitäten“ beinhaltet.
Die Vorstellung des Menschen läuft daraus hinaus, daß nur auf dieser Ebene eine Planung
durchgeführt werden kann. Wie aber später festgestellt wird, ist eine der anderen Ebenen
(Ebene des Stadtbildes), die in den nachfolgenden Abschnitten behandelt werden, mindestens
genauso wichtig, da sie die menschliche Wahrnehmung der Umwelt berücksichtigt und daher
auch die Planung und deren Wirkung beeinflußt. Bei einer Planung muß diese andere Ebene
also auch berücksichtigt werden.
3.1.1.2
Ebene der Stadterscheinung
Die Stadterscheinung ist ein Teil der vorhandenen Umwelt, also ein Teil der Stadtgestalt. Auf
dieser Ebene werden die Aktionen und Reaktionen eines Menschen und deren Ergebnisse
effektiv, so daß sie der wirksamen Umwelt entspricht. Sie hängt damit stark von der
Wahrnehmung
des
Einzelnen
ab.
Dazu
gehören
der
Standort,
die
Wahrnehmungsbedingungen, die Wahrnehmungskapazität des Beobachters und überhaupt die
Bereitschaft zur Wahrnehmung. Die Stadterscheinung wird unmittelbar empfunden und dient
daher auch als Reizauslöser. Man unterscheidet hier noch zwischen der tatsächlich wirksamen
Umwelt, der dem Teil der vorhandenen Umwelt entspricht, der „für eine Handlungsabsicht
und ihre Ergebnisse“ (TRIEB) relevant ist, und der scheinbar wirksamen Umwelt, der dem
„für die Handlungsabsicht“ (TRIEB) relevanten, wahrgenommenen Teil der Umwelt genügt.
3.1.1.3
Ebene des Stadtbildes
Diese Ebene umfaßt die erlebte Umwelt, die für jeden Einzelnen verschieden ist, da sich jeder
ein anderes Bild, eine andere Vorstellung oder einen anderen Begriff von einer Stadt und
ihren Teilen macht. Dieses Bild, diese Vorstellung oder dieser Begriff wird beeinflußt von
einer Vielzahl von Erinnerungen, Beziehungen, Erfahrungen und Gefühlen. „Dabei baut sich
jedes Individuum sein eigenes, mentales Bild der Stadtteile und ihrer Beziehungen zueinander
auf. Diese Vorstellung von der vorhandenen Umwelt ist also das Ergebnis eines ständigen
Wechselprozesses zwischen Mensch und Umwelt. Damit ist sie aber selbst der Veränderung
unterworfen, die bedingt sein kann durch Veränderung der städtebaulichen Nutzung, ihrer
Erscheinung, oder durch einen sich im Individuum vollziehenden Bedeutungswandel“
(TRIEB).
Dieses
mentale
Bild
kann
daher
als
Zusammensetzung
von
zwei
Hauptkomponenten betrachten werden. Zum einen beruht es auf der Summe aller
Erfahrungen, Gefühle, Erinnerungen, Beziehungen, Hoffnungen und Erwartungen, so daß
eine gewisse Vorab-Erwartungshaltung bereits gegeben ist. „Zum anderen wird es aus dem
wahrgenommenen Teil der dreidimensional verteilten Umweltinformationen gebildet“
(TRIEB). Damit bestimmt jeder Mensch selbst, welche Informationen er um sich herum
aufnimmt. Diese Informationen sind aber nur ein geringfügiger Teil der tatsächlich
vorhandenen Informationen, da – wie schon in der Einleitung (Kapitel 1) erwähnt – jeder
Mensch für sich die für ihn relevanten Informationen aus der Masse aller abstrahiert. Dabei
gibt es drei Erfahrungsdimensionen – die Nutzung, die Erscheinung und die Bedeutung – auf
die die Beziehung Mensch – Umwelt zurückgeführt werden kann. Die Sichtbarkeit eines
Objektes macht daher nur einen Teil dieser Beziehung aus. Wie man sieht, ist diese Ebene
von großer Bedeutung für die städtebauliche Planung, und darf besonders im Hinblick auf die
Wirkung einer durchzuführenden bzw. durchgeführten Planung nicht unberücksichtigt
bleiben.
3.1.1.4
Zusammenspiel der drei Ebenen
Die entscheidende Ebene für den Menschen ist damit die der erlebten Umwelt, da das
Stadtbild auf der Stadterscheinung aufbaut, die wiederum auf der Stadtgestalt basiert. Die
verschiedenen Begriffe von Umwelt führen daher auch zu verschiedenen Ausdrücken der
dazugehörigen Räume. Der physische Raum entspricht dabei der vorhandenen Umwelt, der
Erscheinungsraum der wirksamen Umwelt und der Wahrnehmungsraum der erlebten Umwelt.
STREICH (1983) hat in seiner Arbeit das Zusammenspiel dieser Räume sehr gut graphisch
dargestellt. Diese Abbildung macht noch einmal das Zusammenspiel der verschiedenen
Räume deutlich. Die eingekreisten Begriffe dienen dabei als Filter. Der Sinnesraum und der
Bewegungsraum beinhalten sowohl die physischen Bedingungen von Seiten der Umwelt als
auch die psychischen Voraussetzungen bei der wahrnehmenden Person. Sie machen die
Stadtgestalt, also die objektiv vorhandene Umwelt, zur wirksamen Umwelt, der
Stadterscheinung. Aufgrund der psychischen Konditionierung der wahrnehmenden Person
wird danach die Stadterscheinung erst zum Stadtbild, also zur erlebten Umwelt.
Veränderungen der Stadtgestalt und der Wahrnehmungsvoraussetzungen führen damit immer
auch zu einer Veränderung des Stadtbildes. Diese Ebenen, die bei der Stadtgestaltung auf
jeden Fall beachtet werden müssen, sind daher nicht voneinander unabhängig. Bei der
Planung städtebaulicher Objekte muß deshalb auch die Wirkung auf die dadurch entstehenden
Vorstellungen und die zu erwartenden Handlungen bzw. der Einfluß auf die verschiedenen
Zielvorstellungen berücksichtigt werden. Besonders im Hinblick auf geplante bzw.
vorhandene Landmarks sind die Stadtgestalt und das Stadtbild von großer Bedeutung für die
städtebaulichen Gestaltung.
physischer Raum
Sinnesraum
Bewegungsraum
psychische
Konditionierung
des Menschen
Erscheinungsraum
Wahrnehmungsraum
Abbildung 5: Elemente der Raumwahrnehmung (aus STREICH 1983)
3.1.2 Zielvorstellungen der verschiedenen Benutzergruppen
Ein Bewohner möchte sich in seiner Stadt wohl fühlen, d.h. er möchte eine gefühlsmäßige
Bindung zu ihr aufbauen. Dabei ist es egal, ob diese Bindung zu der ganzen Stadt oder nur zu
einem bzw. mehreren Stadtvierteln besteht. Für ihn ist es wichtig, daß die Stadt seine
„Heimat“ (REUBER, 1995) wird, und nicht nur daß er sich in ihr auskennt.
Der Besucher einer Stadt hingegen ist als erstes daran interessiert, sich zurecht zu finden. Für
ihn spielt hauptsächlich die Orientierung eine große Rolle. Auch Sehenswürdigkeiten und
andere kulturell, geschichtlich oder landschaftlich interessante Gebäude und Orte sind für den
Besucher meist Anziehungspunkte, nehmen aber, wie im vorherigen Kapitel schon erwähnt,
ebenfalls die Stellung eines Landmarks ein. Dabei gibt es keine klare Abgrenzung, z.B. ab
wieviel Besuchen oder ab wieviel Jahren Wohnzeit man sich in einer Stadt schon heimisch
fühlt, sondern der Übergang ist fließend und bei jedem Mensch unterschiedlich. Dies stimmt
mit den Überlegungen aus Abschnitt 2.6 (Bekanntheitsgrad mit der Umgebung) überein, d.h.
bereits im Bereich Stadtgestaltung wird dieser Aspekt berücksichtigt.
3.1.3 Image einer Stadt
Die verschiedenen Betrachtungsmöglichkeiten einer Stadt bzw. die unterschiedlichen
Standpunkte, die von dem Verhältnis des Beobachters zu der Stadt abhängen, haben auch mit
dem sogenannten „Image“-Begriff zu tun. TRIEB (1975) gibt in seinem Buch
„Stadtgestaltung Theorie und Praxis“ verschiedene Definitionen für das „Image“ einer Stadt
an. Die hier am ehesten zutreffende Definition kann allerdings besser aus einem Aufsatz von
GEBHARDT ET AL. (1995) abgeleitet werden. Deshalb wird im weiteren folgende
Erklärung benutzt:
Unter dem Image einer Stadt versteht man die Gesamtheit aller Wahrnehmungen,
Vorstellungen, Ideen und Bewertungen, die ein Mensch von einer Stadt besitzt, und ist
abhängig von den bis zu einem vorgegebenen Zeitpunkt empfangenen Informationen. „Dabei
ist das Image, das als Stadtimage für die Planungspraxis relevant ist, ein „Kollektiv-Image“,
das den übereinstimmenden Teil der „Individual-Images“, der subjektiven Images der
einzelnen Individuen, von einer Stadt darstellt.“(TRIEB)
Aufgrund dieses Wahrnehmungskriterium kann man auch GEBHARDT ET AL. zustimmen,
wenn ausgeführt wird, „für den Menschen ist ein „objektiver Raum“ allein deshalb schon
nicht
wahrnehmbar,
weil
Räume
und
ihre
Bestandteile
aufgrund
menschlicher
Sinnesmodalitäten und gemäß individueller Dispositionen (Fähigkeiten, Bereitschaften)
immer nur spezifisch reduziert wahrgenommen werden können.“ Die Autoren betrachten auch
besonders die Ortsbindung, die dann auftritt, „wenn eine Person ihren Wohnsitz freiwillig an
einem Ort behalten möchte“. Diese Ortsbindung ist von dem Image einer Stadt abhängig, das
sich der jeweilige Mensch von ihr bildet. Dazu werden verschiedene Bezugsräume untersucht
und drei Maßstabsebenen räumlicher Bindung in der Großstadt unterschieden, die oft auch
„parallel nebeneinander wirksam werden“. Die Maßstabsebenen werden eingeteilt in Bindung
an
1.) die Gesamtstadt:
Bezugsgrößen sind auf dieser Ebene die „herausragenden baulichen und landschaftlichen
Landmarks, die als Wahrzeichen für bestimmte Charakterzüge der Stadt stehen und so der
Gemeinschaft als kollektiv verbindliche Symbole dienen“ (REUBER 1995). Ein gutes
Beispiel dafür, daß diese Ebene hauptsächlich die Ebene ist, auf der sich ein Tourist in
einer
fremden
Stadt
bewegt,
sind
Reiseführer,
die
den
Besucher
auf
die
Sehenswürdigkeiten der Stadt hinweist, die ja meist den Bezugsgrößen dieser Ebene, also
den Landmarks, entsprechen.
2.) das Stadtviertel:
Hier dient oft der Name des Viertels als „Aushängeschild einer räumlichen Zuordnung“
(REUBER). Dieser lokale Bereich macht die Bindung zwar schon spezifischer, aber
aufgrund ihrer Größe ist hier trotzdem meist nur ein kleiner Teil erfahrbar: der
Aktionsraum jedes Einzelnen. Daher werden auch auf dieser Ebene „viertelstypische
Landmarks und Images als kollektive Bezugsgrößen der lokalen Ortsbindung“ (REUBER)
benutzt.
3.) das Subviertel:
Dies ist ein Teilraum des Stadtviertels und umfaßt auf einer überschaubaren Ebene das
Wohnumfeld. Dabei handelt es sich um den subjektiven Aktionsraum, zu dem eine
konkrete Bindung am ehesten herstellbar ist. Diese Subviertel sind weder scharf umrissen
noch haben sie für jeden Menschen dieselbe Größe.
Diese Einteilung weist zwar eine hierarchische Struktur auf, ist aber nicht als streng
gegeneinander abgegrenzt zu sehen. Dabei gibt es drei Aspekte, in denen sie sich voneinander
unterscheiden (Zitat GEBHARDT ET AL.):
1. Je höher die Maßstabsebene, desto weniger entsteht Ortsbindung auf der Grundlage
eigener Alltagserfahrungen (direkte Wahrnehmung), sondern aufgrund von Images, die
durch Kommunikation oder Medien vermittelt werden (indirekte Wahrnehmung).
2. Je höher die Maßstabsebene, desto abstrakter und unvollständiger ist das räumliche
Abbild des Bindungsraumes in der Mental Map der Bewohner. [Anmerkung des Autors:
die Mental Map entspricht der räumlichen Vorstellung eines Menschen von seiner
Umwelt]
3. Je höher die Maßstabsebene, desto wichtiger werden dementsprechend allgemeinverbindliche Etiketten, Symbole und Images für die Entstehung und „Speicherung“ von
Ortsbindung.
Diese Zusammenhänge sind auch in der folgenden Abbildung erkennbar:
Maßstabsebenen räumlicher Bindung
in der Großstadt
Entstehung
Raumbezug
+
+
die (Gesamt-)Stadt
Fremdimage
-
symbolisch
-
das Stadtviertel
-
Erfahrung
das Subviertel
(Wohnumfeld)
+
real
+
Abbildung 6: Räumliche Maßstabsebenen für Ortsbindung (aus GEBHARDT ET AL. 1995)
Das Wissen von diesen Maßstabsebenen ist relevant, wenn im späteren Verlauf dieser Arbeit
auf die Kriterien von Landmarks in der Stadtplanung eingegangen wird. Insbesondere bei der
Herleitung eines objektiven Maßes muß eigentlich berücksichtigt werden, auf welcher Ebene
man Landmarks erkennen will. Da dieses Kriterium im weitesten Sinne mit dem Kriterium
des Bekanntheitsgrades mit der Umgebung aus Abschnitt 2.5 übereinstimmt, kann auch hier
die gleiche Schlußfolgerung getroffen werden. Das Konzept wurde dort zwar schon als
äußerst wichtig erachtet, allerdings sollte nur der Aspekt berücksichtigt werden, der sich auf
den Besucher einer Stadt bezieht, d.h. auch in diesem Abschnitt kann damit nur die
Maßstabsebene der Gesamtstadt und eventuell noch die der Stadtviertel integriert werden. Bei
den nachfolgenden Kapiteln und Abschnitten wird deshalb diese Überlegung direkt mit
einbezogen.
3.2 Gesetze, Verordnungen und Satzungen
Es gibt – wie anfangs schon erwähnt – verschiedene Gesetze, Satzungen und Richtlinien, die
das Bebauen von Grundstücken rechtlich regeln. Insbesondere sind dazu auf Bundesebene das
Baugesetzbuch (BauGB) und die Baunutzungsverordnung (BauNVO) zu nennen. Auf der
Landesebene spielen die verschiedenen Landesbauordnungen (BauO) eine große Rolle. Für
Teilgebiete (Gemeindeebene) können auch Satzungen erlassen werden, wie z.B. der
Bebauungsplan oder die Gestaltungssatzung, die schließlich die Bundes- und Landesgesetze
weiter ausfüllen.
3.2.1 Das Baugesetzbuch (BauGB) und die Baunutzungsverordnung (BauNVO)
Das Baugesetzbuch (BauGB) schafft für die Bebauung von Grundstücken durch die
Bestimmungen über Flächennutzungspläne oder Bebauungspläne einen großen Rahmen. Der
Flächennutzungsplan stellt dabei die zu erwartende Nutzung der einzelnen Flächen dar. Auf
dieser Ebene kann allerdings noch kein Hinweis auf eventuell zu erwartende Landmarks
festgestellt werden. Wesentlich schärfer ist der Bebauungsplan. Dieser setzt schon genau die
Nutzung der scharf abgegrenzten Flächen, wie z.B. öffentliche Grünflächen (Park, Friedhof,
etc.) mit Hilfe der Art der baulichen Nutzung fest. Weiterhin kann man in einem
Bebauungsplan auch das Maß der baulichen Nutzung erkennen. Art und Maß der baulichen
Nutzung werden in der Baunutzungsverordnung (BauNVO) noch einmal erklärt. Besonders
das Maß der baulichen Nutzung ist dabei interessant, da in einem Bebauungsplan auch die
Zahl der Vollgeschosse und die Höhe baulicher Anlagen festgesetzt werden kann. Betrachtet
man nun die Festsetzungen des Bebauungsplans bezüglich der Zahl der Vollgeschosse oder
der Höhe, so kann ein erster Hinweis für ein herausragendes Bauwerk gefunden werden,
wenn sich diese Maße für das Gebäude von den umliegenden unterscheidet. Dabei werden
aber keine Nebenanlagen wie Balkone, Terrassen etc. mit einbezogen.
Zum Maß der baulichen Nutzung zählt auch die Baumassenzahl, die hauptsächlich für
Industriegebäude verwendet wird. Sie „gibt an, wieviel Kubikmeter Baumasse je
Quadratmeter Grundstücksfläche [...] zulässig sind“ (§21 BauNVO), d.h. besonders massige
Gebäude würden also auch schon bei der Betrachtung des Bebauungsplanes auffallen.
Daraus ist ersichtlich, daß der Bebauungsplan erste Festsetzungen für die Bebauung eines
Gebietes aufstellt. Eine Verfeinerung findet dann auf der Landesebene statt, die im folgenden
Abschnitt diskutiert wird.
3.2.2 Die Bauordnung für das Land Nordrhein-Westfalen (BauO NRW)
Diese Arbeit bezieht sich auf die Landesbauordnung NRW. Sie befaßt sich u.a. mit den
baulichen Anlagen und den verwendbaren Bauprodukten. Dazu gehört vor allem die
Gestaltung der baulichen Anlagen in der Art und Weise, daß sie nicht verunstaltet wirken und
sich mit Rücksicht auf die erhaltenswerten Eigenschaften der Umgebung in diese einzupassen
haben. Genauere Angaben werden hier allerdings nicht bezüglich der Gestaltung gemacht.
Gleiches gilt auch für die Bauprodukte. In der BauO NRW wird zwar festgelegt, daß nur die
Bauprodukte verwendet werden dürfen, die allgemein anerkannt sind, aber nicht um welche
Bauprodukte es sich dabei handelt. Aufgrund der sehr allgemein gehaltenen Aussagen kann
hier noch kein direkter Bezug zu der Gestaltung von Landmarks hergestellt werden. Dazu ist
die Betrachtung weiterer Gesetze nötig, insbesondere verschiedene Satzungen, die als
Ortsgesetze verstanden werden.
3.2.3 Satzungen
Im Bereich des Bauwesens gibt es sehr viele Satzungen. Ein einfaches Beispiel, welches
schon in Abschnitt 3.2.1 genannt wurde, ist der Bebauungsplan. Inwieweit er bereits Hinweise
auf eventuell vorhandene oder geplante Landmarks liefert, wurde ebenfalls schon im
genannten Abschnitt erwähnt. Satzungen allgemein gelten ausschließlich für Teilgebiete, sei
es ganze Städte oder nur Stadtteile. Bei einer Sanierungssatzung z.B. können im
Sanierungsgebiet selbst sogar einzelne Grundstücke ausgeschlossen werden.
Dieser Abschnitt wird sich aber hauptsächlich mit der Gestaltungssatzung auseinandersetzen.
Im Anhang des Buches von TRIEB (1975) ist ein Beispiel einer „Gestaltungssatzung zum
Schutz der Ortsteile von Leonberg, die von besonderer geschichtlicher, künstlerischer und
städtebaulicher Bedeutung sind“, abgedruckt. Diese Gestaltungssatzung basiert auf der
Landesbauordnung und der Gemeindeordnung von Baden-Württemberg. Der Entwurf dieser
Gestaltungssatzung besteht aus drei Komponenten. Die erste Komponente sind die
Allgemeinen stadtgestalterischen Richtlinien (ASR), die den „Geltungsbereich der Satzung,
die allgemeinen Anforderungen an bauliche Maßnahmen und ihre gegenseitige Zuordnung“
(TRIEB) festlegen. Besonders im Hinblick auf die Landmarks ist interessant, daß in ihnen
„Festsetzungen über die Gestaltung der straßenseitigen Abwicklungen von Gebäuden und
Gebäudegruppen und deren Einzelteile einschließlich der zugehörigen Dachkörper“ getroffen
werden. Dabei muß man speziell dem dritten Abschnitt dieser Gestaltungssatzung Beachtung
schenken, da in ihm verschiedene Konventionen über die Fassadenbreiten, die Dachformen
und –neigungen, die Traufhöhen, die Firstrichtungen, die Gebäudefluchten und die
Fassadengliederungen beschlossen wurden. Wie in Kapitel 2 beschrieben, kann besonders die
Höhe eines Gebäudes ein Merkmal für einen Landmark darstellen. Allerdings wurde in der
Literatur kein Hinweis darauf gefunden, was genau die Höhe eigentlich ist. Da
unterschiedliche Höhenangaben (Traufhöhe, Firsthöhe, Oberkante) von Bauwerken
vorhanden sind, wird anscheinend in der Gestaltungssatzung festgelegt, welche Höhenangabe
als Bemessungsgrundlage genommen wird. Diese Erkenntnis kann die spätere Bestimmung
eines objektiven Maßes für die Höhe erleichtern, wenn entweder für jeden Stadtteil oder für
das gesamte Stadtgebiet eine Gestaltungssatzung vorliegt, so daß eine Art Verschneidung mit
dem 3D-Stadtmodell durchgeführt werden kann. Auch der vierte Abschnitt der
Gestaltungssatzung gibt einen weiteren Einblick auf mögliche Landmarks. In den
Paragraphen dieses Abschnittes werden Bestimmungen und Verbote für die Oberfläche der
Fassaden, die Farbgestaltung und die Werbeanlagen erlassen. Insbesondere die Oberfläche der
Fassade, also auch die benutzten Materialien, und die Farbgestaltung können ebenfalls schon
auf eventuelle Landmarks deuten, speziell dann, wenn einzelne Objekte aus dem
Gestaltungsgebiet ausgeschlossen werden, so daß hier andere Möglichkeiten für die
Gestaltung genutzt werden können.
Die zweite Komponente der Gestaltungssatzung sind die ergänzenden Bereichsrichtlinien, die
„die jeweils notwendigen zusätzlichen stadtgestalterischen Festsetzungen“ (TRIEB 1975)
enthalten. „Diese örtlichen Ergänzungen der ASR können ihre Festsetzungen sowohl
einengen als auch in gewissen Fällen von ihnen befreien. Zusätzliche Bindungen, wie etwa
der Ausschluß einer bestimmten Gebäudebreite oder von Sonderdachformen, engen die
Festsetzungen der ASR ein; Ausnahmen, wie etwa das Flachdach, in bestimmten, genau
umrissenen Bereichen befreien von den Festsetzungen der ASR“ (TRIEB). Diese
Ergänzungen geben damit noch einen weiteren Hinweis auf einen möglichen Landmark, da
hauptsächlich in diesen Bereichen Abweichungen eines Gebäudes von seiner unmittelbaren
Umgebung auftreten können.
Die dritte Komponente sind die dazugehörigen Richtlinienpläne, in denen „der
Geltungsbereich der einzelnen Bereichsrichtlinien fixiert“ ist. „Durch die Darstellung der
„Abwicklungen“ wird festgelegt, welche Gebäudefronten im Sinne der ASR zu gestalten sind.
Durch die Länge und Nummer der Abwicklung wird festgelegt, wie weit und wo eine
bestimmte Festlegung der Bereichsrichtlinien Gültigkeit hat.“ Die folgende Abbildung zeigt
den Geltungsbereich der Bereichslinien für das Beispiel Leonberg mit dem dazu gehörigen
Ausschnitt aus den Bereichsrichtlinien:
Abbildung 7: Geltungsbereich der Bereichslinien
Beispiel aus den Bereichsrichtlinien:
Bereich A – Marktplatz
Art der
Abwick-
Festsetzungen
lung Nr.
Inhalt der Festsetzungen
Ergänzung der
ASR zu
§9, (1)
A2
Traufhöhe gegenüber Rathaus max. 5,50 m, gegen
Schloßstraße mind. 8,00 m
§10, (1)
Firstrichtung senkrecht zur Marktplatzfläche
§13
Fachwerkfassaden müssen freigelegt bzw. erhalten werden; Schaufensterzone muß der Gesamtfassade in
Material und Gliederung angepaßt werden
3.2.4 Das Denkmalschutzgesetz des Landes NRW (DSchG)
Der Denkmalschutz bietet eine weitere Möglichkeit, Gebäude bzw. Gebäudegruppen im
Hinblick auf deren Nutzen als eventuelle Landmarks untersuchen zu können. Ein unter
Denkmalschutz gestelltes Bauwerk soll aufgrund seiner bau-, kunst- oder stadtgeschichtlichen
Bedeutung bewahrt werden. Insbesondere Altbauten fallen unter das Denkmalschutzgesetz,
um das historische Erscheinungsbild eines Stadtteils zu erhalten.
Zusätzlich zum Denkmalschutzgesetz kann in Verbindung mit der Gemeindeordnung eine
Denkmalbereichssatzung beschlossen werden. In dieser wird nicht nur der Geltungsbereich
festgesetzt, sondern u.a. auch das Erscheinungsbild der Bebauung. Dazu gehört beispielsweise
die Bauart, der Bautyp, der Baustil und die architektonische Erscheinungsform von Fassade
und Dach (aus der Denkmalbereichssatzung „Altstadt Unna“ der Stadt Unna vom
11.02.2002). Hier wird ausgeführt, welche Bebauung im Geltungsbereich vorliegt und damit
geschützt werden soll, d.h. bei einer Sanierung muß dieses Erscheinungsbild aufrecht erhalten
werden. Es kann nicht nach Gutdünken saniert werden, sondern man muß sich an die Vorgabe
durch das Denkmalschutzgesetz und eine eventuell vorhandene Denkmalbereichssatzung
halten. Für einen möglichen Landmark haben diese Überlegungen insofern Bedeutung, da es
sich bei einem Gebäude, welches unter Denkmalschutz gestellt wurde, möglicherweise um
einen Altbau handelt, also um ein Bauwerk mit einer hervorstechenden Fassade, oder um ein
Gebäude mit historischer Bedeutung. Wenn ein unter Denkmalschutz stehendes Gebäude
insbesondere bei der Betrachtung der unmittelbaren Umgebung als einziges Gebäude diesen
Schutz genießt, könnte das ein Hinweis auf einen möglichen Landmark sein. Solche
Bauwerke sollten daher mit besonderer Aufmerksamkeit betrachtet werden. Dazu ist ein Bild
bzw. ein Foto der Fassade notwendig, da es sich beispielsweise auch um Arbeiterhäuser
handeln kann, die keinerlei architektonische Besonderheiten aufweisen, sondern nur aufgrund
ihrer geschichtlichen Bedeutung erhalten werden sollen. Der Denkmalschutz liefert also nur
einen ersten Hinweis auf Gebäude oder Gebäudegruppen, die man näher betrachten sollte.
3.3 Zusammenfassung
Wie aus den vorherigen Abschnitten erkennbar ist, kann besonders eine bestehende
Gestaltungssatzung Hinweise auf Besonderheiten einzelner Gebäude liefern. Die Festsetzung
verschiedener Bemessungsgrundlagen, z.B. welche Höhe benutzt wird, legitimieren damit
überhaupt erst die Überlegungen, nach hervorstechenden Gebäuden in einem Gebiet zu
suchen. Da der Städtebau aufgrund der oben genannten Gesetze, Verordnungen und
Satzungen Stadtplaner und Architekten Kriterien bei ihrer Planung vorschreibt, müssen bzw.
sollten diese auch eingehalten werden. Die Festsetzung dieser Kriterien werden auch mit dem
Hintergrundwissen der Wahrnehmung von Städten aufgestellt (à Abschnitt 3.1
Begriffsbestimmungen). Wie TRIEB und LYNCH schon festgestellt haben, sollte eine Stadt
sowohl eine bestimmte Ordnung aufweisen als auch einen gewissen Grad an Chaos, damit sie
sowohl lesbar als auch lernbar ist. Dabei sind für die Lesbarkeit und die Lernbarkeit
besonders die Gebäude von Interesse, die sich von der Einheitlichkeit der Umgebung,
abheben. Diese entsprechen den Landmarks, die damit die Ausnahme von den durch Gesetze
u.ä. festgesetzten Regeln darstellen. Solche Ausnahmen sind soweit immer vorhanden.
Deshalb macht es Sinn, überhaupt danach suchen kann. Ein weiterer Punkt ist, daß diese
Ausnahmen sogar schon durch Gesetze festgesetzt werden können. Es stellt sich daher nicht
nur die Frage, welche städtebaulichen Regeln werden nicht beachtet, sondern auch, welche
werden eingehalten. Ein Beispiel dafür ist die Höhe. Sie stellt, wie auch schon in Abschnitt
2.7 erwähnt, eine wichtiges Konzept dar, ob Gebäude aus ihrer Umgebung hervorstechen, sei
es dadurch, daß sie herausragen, oder daß sie eine wesentlich geringere Höhe (wahrscheinlich
mindestens ein Stockwerk) als die umliegenden Gebäude aufweisen.
Damit bieten die Stadtgestaltung und der Städtebau die Möglichkeit, die weiteren
Überlegungen bzgl. der Konzepte für Landmarks nicht nur auf eine bestimmte Stadt zu
beziehen, sondern sie aufgrund der in einem Land – oder vielleicht auch in einem noch
größeren Gebiet – bestehenden Regeln im Städtebau auf alle in diesem Gebiet liegenden
Städte zu übertragen. Diese Festsetzungen im Städtebau führen damit auf eine gewisse
Kontinuität, die in allen Städten vorhanden ist, und macht es daher erst möglich, nach solchen
Gebäuden zu suchen, die sich von ihrer Umgebung abheben. Aufgrund der Kontinuität ergibt
sich die Möglichkeit, ein objektives Maß herzuleiten, welches vielleicht sogar später einmal
automatisch mit Hilfe eines 3D-Stadtmodells bestimmt werden kann. Außerdem unterstützen
die oben genannten Begriffe wie Image und Zielvorstellungen auch die schon in Kapitel 2
besprochenen Überlegungen bzgl. des Bekanntheitsgrades mit der Umgebung.
4 3D-Stadtmodelle
Ein 3D-Stadtmodell kann sehr vielseitigen Anwendungen dienen. Insbesondere die
Stadtplanung nutzt ein 3D-Stadtmodell, um die Wirkung von planerische Vorhaben vor der
konkreten Durchführung festzustellen. Dazu kann in ein bestehendes 3D-Stadtmodell das
geplante Objekt eingeführt werden, und der Stadtplaner kann wie bei einer Vorausschau
sehen, ob dieses Objekt sich so in seine Umgebung einfügt, wie er es geplant hat. Besteht die
Möglichkeit durch das Modell einen virtuellen Rundgang zu machen, so kann ebenfalls die
Wirkung, die das geplante Objekt auf eine Person haben sollte, überprüft werden. Dabei ist
allerdings zu beachten, mit welchem Detaillierungsgrad das Modell generiert wurde. Diese
Anwendung ist gerade für das Thema dieser Arbeit interessant, da damit untersucht werden
kann, ob ein Gebäude – sei es ein bestehendes oder ein geplantes – als Landmark dienen
kann.
Dieses
Kapitel
wird
verschiedene
Begriffe
erläutern
und
unterschiedliche
Möglichkeiten der Repräsentation von Gebäuden aufzeigen. In diesem Rahmen wird auch
direkt der Zusammenhang mit den Landmarks hergestellt.
4.1 Level of Detail
Bei der Untersuchung eines 3D-Stadtmodells auf eventuell vorhandene oder neu geplante
Landmarks muß beachtet werden, welchen Detaillierungsgrad das Modell aufweist, da
manche Eigenschaften erst ab einem bestimmten Grad erkennbar sind, wie z.B. die Farbe oder
eventuell vorhandene Ornamente der Fassade. Dieser Detaillierungsgrad wird als Level of
Detail (LoD) bezeichnet. Man unterscheidet nach SCHILCHER ET AL. (1999) und nach
KLAUS (1997) zwischen drei Levels of Detail, die im wesentlichen verschiedene
Auswirkungen auf die Rechenzeit haben, die für die Erstellung des Modells benötigt wird.
Diese drei Levels of Detail haben bei diesen Autoren nur unterschiedliche Bezeichnungen,
beinhalten aber im wesentlichen dieselben Abstufungen. Folgende Level of Details werden
genannt:
LoD1: Basismodell (KLAUS) oder auch Blockmodell (SCHILCHER ET AL.) bzw.
„Klötzchen-Modell“
In diesem Modell werden Gebäude „als einfache Blöcke ohne Dachformen“ aus
Grundriß und Gesamthöhe rekonstruiert. „Die Fassaden können mit einer generischen
Textur ausgestattet werden. Für den Straßenraum und den Grünraum erfolgt in diesem
Modell keine weitere Differenzierung. Durch diese Reduktion des Dateninhalts
werden nur relativ wenige digitale Daten benötigt.“ (KLAUS 1997)
SCHILCHER ET AL. ordnen im Unterschied zu KLAUS in diesem LoD den Häusern
noch keine Textur zu.
LoD2: Blockmodell (KLAUS) oder auch erweitertes Blockmodell (SCHILCHER ET AL.)
Dieses Modell entsteht aus dem Modell des LoD1, in dem nun zusätzlich „die Häuser
mit ihren realen Dachformen dargestellt werden“. Weiterhin kann der Straßenraum
und der Grünraum noch mehr „differenziert“ werden, in dem zusätzliche
Einrichtungen hinzugefügt werden können. Erst in diesem LoD können bei
SCHILCHER ET AL. die Fassaden mit einer Textur belegt werden.
LoD3: Detailmodell (SCHILCHER ET AL., KLAUS)
Dieses Modell baut auf dem Modell aus LoD2 auf. Dazu werden die Gebäude mit
Fassaden dargestellt, die mit generischen Texturen oder Fotos beschrieben werden
können. Dabei ist die Darstellung mit Hilfe von Fotos einfacher durchzuführen, da
bestimmte Einzelheiten nicht mehr detailgetreu geometrisch modelliert werden
müssen wie beim Einsatz von generischen Texturen. SCHILCHER ET AL.
beschränken sich auf die Erwähnung, daß die Objekte mit einer Phototextur versehen
werden. Zusätzlich enthält das Detailmodell noch die Straßenmöblierung und eine
erweiterte Vegetation. „Das Detailmodell beschreibt somit ein realitätsnahes Abbild
der tatsächlichen Objekte.“ (KLAUS)
Abbildung 8: Detaillierungsgrade (LoD): Blockmodell, Erweitertes Blockmodell und
Detailmodell (aus (SCHILCHER ET AL. 1999)
Diese drei Levels of Detail sind nur als Grundformen zu betrachten. Jede beliebige
Mischform kann nach SCHILCHER ET AL. auch „zum Einsatz kommen“, je nach dem was
in der Aufgabenstellung gefordert wird. „In einem gewissen Rahmen ist deshalb eine flexible
Ausgestaltung des jeweiligen Detaillierungsgrades möglich.“ Dabei ist leicht einzusehen, daß
bei Aufgaben aus der Stadtplanung und der Stadtgestaltung wohl der höchste
Detaillierungsgrad benötigt wird. Betrachtet man nun die Kriterien für Landmarks aus Kapitel
2, so kann man erkennen, daß Konzepte wie die Fassadenattribute und die Häufigkeit des
Auftretens (einzigartig / prototypisch) erst im höchsten Detaillierungsgrad festgestellt werden
können, es sei denn, sie werden als Attribute bereits in einem niedrigeren Level
abgespeichert. Dieser Level of Detail (LoD3) wird aber aufgrund der großen Datenmengen,
die hier anfallen, nur projektbezogen realisiert. Daher kann er nicht zur Überprüfung aller
Konzepte herangezogen werden. Am besten wäre es deshalb eine Abstufung vorzunehmen,
welche Konzepte schon in niedrigeren Levels of Detail nachgeprüft werden können.
Insbesondere der LoD2 ist in dieser Hinsicht interessant, da es der Detaillierungsgrad ist, der
am häufigsten für 3D-Stadtmodelle verwendet wird. Dazu wurden folgende Überlegungen
angestellt, welche Konzepte in welchem LoD schon überprüft werden können:
LoD1:
•
Standort (Kreuzung / entlang eines Pfades)
•
Höhe (hier nur Traufhöhe möglich)
•
Breite
•
Tiefe
•
ein möglicher Versatz
LoD2:
•
sämtliche Konzepte, die auch schon in LoD1 abprüfbar sind
•
Standort (Kreuzung / entlang eines Pfades); nun werden auch Fußgängerwege einbezogen
•
Höhe (nun auch Firsthöhe möglich)
•
Zugänglichkeit (Art der Kreuzung: Straße, T-Kreuzung, 4er-Kreuzung etc.)
•
Textur (Farbe, evtl. vorhandene Ornamente, Schilder, Erker, Balkone etc.)
LoD3:
•
sämtliche Konzepte, die auch schon in LoD2 abprüfbar sind
•
Häufigkeit des Auftretens (einzigartig / prototypisch; wenn es als Attribut abgespeichert
ist, kann evtl. schon in LoD2 darauf zugegriffen werden.)
•
Textur mit allen Bestandteilen wie Farbe, Ornamente, Schilder, Erker, Balkone etc.
•
evtl. Material, sofern es aus der Textur abgeleitet werden kann
•
Zugehörigkeit eines Gebäudes zu einer Einheit (Wenn es als Attribut abgespeichert ist,
kann evtl. schon in LoD2 darauf zugegriffen werden.)
Wie man erkennen kann, sind sowohl ein vorhandener Versatz als auch die Breite und die
Tiefe eines Gebäudes schon im LoD1 bestimmbar, da die Gebäude aus dem Grundriß und
einer zugeordneten Höhe entstehen. In diesem Level of Detail wird zwar jedem Gebäude
schon eine Höhe gegeben, allerdings ohne Berücksichtigung der Dachform, d.h. hier erhält
man nur die Traufhöhe. Diese kann aber nur bedingt zur Unterscheidung genutzt werden, da
die Traufhöhe eines 1-geschossigen Gebäudes mit Flachdach genauso hoch ist wie die eines
einstöckigen Gebäudes mit Satteldach. Daher scheint es sehr schwierig, ein Maß für die Höhe
zu finden, welches objektiv bewertbar ist. Deshalb wird erst im nächsten Kapitel diskutiert,
welche Höhe nun tatsächlich genommen wird, oder ob man überhaupt ein Maß für die Höhe
angeben kann. Die Anzahl der Stockwerke stellt z.B. kein gutes Maß dar, da es im 3DModell von Hamburg ca. 50 verschiedene Höhen für ein Stockwerk gibt, je nach Nutzungsart
des Gebäudes. Ein weiterer Punkt, der ebenfalls im LoD1 abgehandelt werden kann, ist der
Standort eines Gebäudes, da in diesem Level bereits Straßen vorhanden sind. Der Standort
bezieht sich darauf, ob ein Gebäude an einer Kreuzung oder entlang einer Straße liegt. Hierfür
sind keine weiteren Straßenmöblierungen notwendig. Sollte der Standort eines Landmarks
sich an einem Fußgängerweg bzw. an einer Kreuzung von Fußgängerwegen befinden, so kann
dieser dann in LoD2 erkannt werden. Dies stimmt überein mit der Zugänglichkeit, die daher
erst in den LoD2 hinein genommen wurde. In diesem Level erhält man, wie oben ausgeführt
wurde, ebenfalls die verschiedenen Höhen, da nun auch die Firsthöhe ermittelt werden kann.
Ebenso kann nach SCHILCHER ET AL. in diesem Level die Fassade bereits mit einer Textur
belegt sein, so daß die Betrachtung gewisser Bestandteile ebenfalls im LoD2 stattfinden kann.
Allerdings sind die meisten Konzepte doch erst im höchsten Level (LoD3) überprüfbar.
Damit ergibt sich die Schwierigkeit, daß dieser Level aufgrund der Datenmengen nur für
bestimmte Projekte realisiert wird.
Bei der Betrachtung verschiedener 3D-Stadtmodelle wird man feststellen, daß sie
hauptsächlich mit dem Level of Detail 2 generiert werden. Daher muß bei der späteren
Untersuchung der Konzepte darauf geachtet werden, ob sie überhaupt abprüfbar sind; sollten
sie es nicht sein, so sollte versucht werden, sie in kleinere Konzepte zu zerlegen, um sie dann
evtl. doch im LoD2 zu untersuchen.
4.2 Repräsentation der Gebäude
Die Gebäude in einem 3D-Stadtmodell werden hauptsächlich auf zwei verschiedene Arten
generiert. Zum einen können sie mit Hilfe von Primitiven, also einfach strukturierten
‚Klötzchen‘ dargestellt werden, zum anderen können alle vorhandenen Knoten, also die
Eckpunkte des Gebäudes und seines Daches, mit Kanten verbunden werden. Bei der ersten
Möglichkeit sind die Primitiven als feste Basisobjekte integriert, die bei der Repräsentation
eines Gebäudes zusammengefügt werden können. Diese Darstellung ist auch bekannt unter
dem Namen „Constructive Solid Geometry“ (CSG). Die kompakte Speicherung ist dabei sehr
vorteilhaft. Allerdings werden mit dieser Repräsentation nur einfache Operationen unterstützt,
die auch nur das gesamte Objekt betreffen. Lokale Manipulationen sind dagegen sehr schwer
durchzuführen (KÖNINGER & BARTEL 1998). Bei der zweiten Möglichkeit werden
sämtliche Oberflächen mit Hilfe von Polygonen dargestellt, und im Gegensatz zur ersten
Möglichkeit ist kein Volumen bestimmbar. Diese Repräsentation wird auch „boundary
representation“ genannt (BRep). Der Vorteil dieser Darstellung liegt darin, daß auch Details
wie z.B. Dachgauben, Erker, Balkone etc. sichtbar gemacht werden können, in dem sie mit
Hilfe kleinerer Oberflächen approximiert gebildet werden. Damit besteht dieses Modell aus
drei Objekttypen: Knoten, Kanten und Flächen. Ein vierter Objekttyp kann hinzukommen, die
sogenannten „solids“, also ein dichtes Objekt (PFUND 2002). Diese werden von den Flächen
begrenzt, so daß ein festes umhülltes Gebilde entsteht. Die Flächen wiederum werden durch
die Kanten, die Kanten durch die Knoten und die Knoten durch die Angabe von drei
Koordinaten bestimmt. Da die Flächen eines „solids“ als unabhängig voneinander
angenommen werden, können auch vorhandene Attribute für jede Fläche individuell bestimmt
werden. Dies ist besonders dann von Interesse, wenn nicht die Gebäude an sich betrachtet
werden sondern die einzelnen Fassaden. Welche Betrachtungsweise sich für die spätere
Bestimmung als besser geeignet herausstellt, wird im nächsten Kapitel besprochen, in dem
auch versucht wird, ein objektives Maß herzuleiten. Für die Bestimmung dieses Maßes sollte
eine Bezugsmenge ausgewählt werden, sei es das Gebäude an sich oder jede Fassade einzeln.
4.3 Zusammenfassung
Wie aus den beiden Abschnitten vorher ersichtlich ist, gibt es verschiedene Möglichkeiten
Gebäude in einem 3D-Stadtmodell darzustellen. Ein sehr wichtiger Punkt dabei ist der Level
of Detail, der darüber entscheidet, welche Einzelheiten vorhanden und damit auch zur
Herleitung eines objektiven Maßes geeignet sind. Die meisten Stadtmodelle werden im Level
of Detail 2 generiert, so daß nur dieser für die Herleitung betrachtet wird. Sollten sich im
Verlauf der weiteren Untersuchung Möglichkeiten ergeben, das Maß so abzuleiten, daß die
verschiedenen Detaillierungsgrade, insbesondere LoD3, berücksichtigt werden können, so ist
es denkbar, diese Ergebnisse zusätzlich benutzt werden, wenn ein Modell in diesem Level
vorliegt.
Weiterhin können die Gebäude sowohl mit Hilfe von Primitiven als auch mit Knoten und
Kanten dargestellt werden. Wie aus 4.2 ersichtlich wird, ist die Repräsentation mit Hilfe von
Knoten und Kanten, aus denen die Flächen generiert werden können, eher dazu geeignet,
bestimmte Konzepte von Landmarks zu überprüfen. Dazu gehören vor allem die Konzepte,
die sich nicht auf das gesamte Gebäude, sondern auf einzelne Fassaden beziehen, wie z.B. die
Farbe und evtl. vorhandene Ornamente, also insbesondere die Fassadenattribute. Diese
Überlegungen müssen auf jeden Fall bei der Bestimmung einer Bezugsmenge (gesamtes
Gebäude, jede Fassade einzeln) für das objektive Maß berücksichtigt werden.
5 Herleitung eines objektiven Maßes
In der Einleitung dieser Arbeit wurde davon gesprochen, daß versucht werden soll, jedem
Gebäude oder jeder Fassade in einem 3D-Stadtmodell einen Interessantheitswert zuzuordnen,
der dann benutzt werden kann, um eine Routenbeschreibung mit der Nennung von visual
Landmarks zu erweitern. Bei dem Studium der zu diesem Thema vorhandenen Literatur fiel
ein sehr junger Artikel von RAUBAL & WINTER (2002) besonders auf, da er der erste war,
der sich damit überhaupt auseinandergesetzt hat. Ein anderer Artikel von ELIAS & SESTER
(2002) befaßt sich ebenfalls mit dem Thema „Landmarks für Routenbeschreibungen“,
allerdings
basieren
diese
Überlegungen
Topographisches-Kartographisches
auf
den
Informationssystem)
Daten
und
von
ATKIS
ALK
(Amtlich
(Automatisierte
Liegenschaftskarte), also auf 2D-Daten. Beide Artikel werden in den nächsten Abschnitten
besprochen und im Hinblick auf ihre weitere Verwendung für die Herleitung eines objektiven
Maßes bzw. eines Interessantheitswertes untersucht. Aufgrund der daraus erzielten Ergebnisse
wird dann versucht, die in den vorigen Kapiteln abgeleiteten Konzepte für Landmarks zu
formalisieren unter Berücksichtigung ihrer Darstellung im 3D-Stadtmodell.
5.1 Besprechung der beiden interessanten Artikel
5.1.1 RAUBAL & WINTER: „Enriching Wayfinding Instructions with Local
Landmarks“
Die Autoren haben eine Methode entwickelt, bestimmte Eigenschaften von Gebäuden zu
bewerten im Hinblick auf ihre nähere Umgebung, um daraus einen Wert für das
Hervorstechen eines Landmarks zu bestimmen, also eine Art Interessantheitswert. Dazu
wurde ein Bauwerk auf seine visuelle, seine semantische und seine strukturelle Anziehung
untersucht. Diese grobe Einteilung wurde noch verfeinert, so daß für die visuelle Anziehung
vier, für die semantische zwei und für die strukturelle ebenfalls zwei Faktoren explizit heraus
gearbeitet wurde, die im folgenden genannt und kritisch untersucht werden.
„Visual Attraction“:
§
die Fassadenfläche, die über die einfache Formel Breite * Höhe berechnet wird
§
die Form, die über den Formfaktor
Höhe / Breite und der zugehörigen Abweichung,
die sich aus der Differenz zwischen dem kleinsten umgrenzenden Rechteck und der
Fassadenfläche ergibt, bestimmt wird
§
die Farbe, die über die RGB-Farbpalette erhalten wird
§
die zweidimensionale Sichtbarkeit, die die Fläche bezeichnet, die von einem
Sichtbarkeitskegel der straßenseitigen Fassade bedeckt wird. Dabei bezieht sich diese
Fläche auf die, die ein Fußgänger benutzen kann (öffentlich und privat). Außerdem wird
diese Fläche von einer vordefinierten Pufferzone (100 m) begrenzt, da ein Objekt nur bis
zu einer bestimmten Entfernung erkennbar ist.
§
andere visuelle Eigenschaften wie die Textur wurden nicht berücksichtigt, da sie u.a. von
dem Alter, der Rauhigkeit und dem Zeitpunkt abhängig sind, also nicht formell überprüft
werden können.
Es ist sicherlich schwierig, Eigenschaften zu finden, die objektiv bewertet werden können.
Die Fassadenfläche stellt eine dieser Eigenschaften dar, die im einfachsten Fall über
Breite * Höhe bestimmt werden kann. Bei der zweiten angegebenen Eigenschaft (die Form)
wird dagegen das Verhältnis von Höhe und Breite gebildet. Hierbei ist allerdings nicht
ersichtlich, ob dieses Verhältnis für jede Fassadenfläche eines Gebäudes gebildet oder ob nur
ein Verhältnis für das gesamte Gebäude ermittelt wird. Aufgrund der angegebenen
Berechnung für die Abweichung (Differenz zwischen kleinstem umgrenzenden Rechteck und
der tatsächlichen Fassadenfläche) kann man allerdings davon ausgehen, daß auch der
Formfaktor für jede Fassadenfläche gebildet wird. Weiterhin ist aber nicht erkennbar, welche
Höhe für welche Fassadenseite benutzt wird. Bei der Frontseite oder Stirnseite ist es
sicherlich sinnvoll, die Firsthöhe in die Formel einzusetzen. Bei den Seitenfassaden hingegen
ist es schwierig zu entscheiden, welche Höhe (Trauf- oder Firsthöhe) am geeignetsten ist.
Allerdings kommt in diesem Artikel nicht deutlich heraus, welche Höhe für beide Fälle
gewählt wurde. Der dritte Faktor ist die Farbe, die über die RGB-Farbpalette erhalten wird.
Auch dieser Faktor kann nicht so einfach ermittelt werden, wie es hier den Anschein hat. Da
mit dieser Angabe der Farbton gemeint ist, der die Farbe wie z.B. rot oder grün bestimmt,
müsste aber zusätzlich noch der Grad der Sättigung, der die wahrgenommene Intensität der
Farbe bestimmt, in Betracht gezogen werden. Ein einzelnes rotes Haus z.B. wird erst dann
auch als auffallendes Gebäude wahrgenommen, wenn mind. ein gewisser Sättigungsgrad
vorhanden ist. Die Autoren machen zwar deutlich, daß bei der Bestimmung der Farbe eines
Gebäudes viele Schwierigkeiten, wie Beleuchtung, Reflexion und Absorption der Oberfläche
(abhängig vom benutzten Material) und die Wahrnehmungsfähigkeit des Sehsinn, auftreten,
der Grad der Sättigung bleibt allerdings unberücksichtigt. Es wird nur eine Vereinfachung in
der Hinsicht durchgeführt, daß von Tageslicht ausgegangen wird. Aufgrund der Überlegung
im ersten Kapitel wurde auch in dieser Arbeit die gleiche Entscheidung getroffen. Die
Sichtbarkeit über die Fläche zu bestimmen, die von einem Sichtbarkeitskegel der
straßenseitigen Fassade bedeckt wird, ist eine gute Idee. Dabei stellt sich nur die Frage, ob
diese einfache Ermittlung nicht noch andere Gebäude- bzw. Fassadeneigenschaften beinhaltet,
die vielleicht besser einzeln betrachtet werden sollten. Die benutzten Sichtbarkeitskegel
werden anscheinend unabhängig von der Höhe des Gebäudes oder Auffälligkeiten der
Fassade gebildet. Dabei beeinflussen auf jeden Fall die Höhe und auch spezielle
Fassadenattribute wie z.B. die Farbe oder Hinweisschilder sicherlich die Fläche, von der aus
man die Fassade betrachten kann, insbesondere, da auch die privaten Flächen, die von
Fußgängern betreten werden können, z.B. Hinterhöfe, mit einbezogen werden. Wie man
erkennen kann, ist diese Eigenschaft nicht so einfach zu handhaben, da sie nicht unabhängig
von anderen Eigenschaften ist. Insgesamt gesehen beziehen sich alle vier Faktoren auf die
Fassade eines Gebäudes. Allerdings wird auch in den weiteren Betrachtungen und Beispielen
nicht deutlich, wie die Faktoren der Fassadenseiten schließlich für ein gesamtes Gebäude
zusammengefügt und wieviel Fassadenseiten überhaupt mit einbezogen werden, da die
Rückseite eines Gebäudes wahrscheinlich keine Rolle für einen Fußgänger spielt, der sich mit
Hilfe einer Routenbeschreibung zurecht zu finden versucht.
Die andere visuellen Eigenschaft, die in diesem Artikel genannt aber nicht berücksichtigt
wird, ist die Textur, die aber die Farbe beinhaltet, so daß eine generelle Ausschließung der
Textur gar nicht möglich ist. Andere Faktoren, die auch zur Textur zählen, sind allerdings
wirklich schwer abzuschätzen wie z.B. vorhandene Ornamente, da die Wirkung auf einen
Beobachter sehr unterschiedlich sein kann, je nach dem wie er es subjektiv wahrnimmt. Die
Rauhigkeit hängt ebenfalls mit dem subjektiven Empfinden des Beobachters zusammen, wie
schnell einzusehen ist. Auch die Überlegungen bzgl. des Alter eines Gebäudes sind leicht
nachzuvollziehen. Das Alter selbst ist zwar sehr einfach zu bestimmen, aber aufgrund von
Renovierungen und Sanierungen kann ein altes Gebäude neu wirken. Auch durch zeitliche
und Wetter abhängige Bedingungen werden diese Eigenschaften eingeschränkt. Diese
Betrachtungen der Autoren machen noch einmal die Schwierigkeiten deutlich, die bei der
objektiven Bestimmung verschiedener visueller Reize der Gebäude auftreten können.
„Semantic Attraction“:
§
kulturelle und historische Bedeutung, die aus dem sogenannten „Kulturgüterkataster“ von
Wien, das auch Bilder beinhaltet, abgeleitet werden kann; liegt eine solche Bedeutung
vor, wird ein Objekt mit ‚wahr‘ bewertet bzw. mit ‚falsch‘, wenn es keine derartige
Bedeutung besitzt
§
explizite Markierungen, zu denen Straßenschilder, Geschäftsnamen u.ä. gehören; ein
Objekt mit einer expliziten Markierung wird ebenfalls mit ‚wahr‘ bzw. ohne Markierung
mit ‚falsch‘ bewertet werden
§
prototypische und implizite semantische Eigenschaften werden außer Acht gelassen
Die Bedeutung semantischer Reize objektiv in die Bewertung eines Gebäudes mit
einzubeziehen, erscheint sehr schwierig. Dabei stellt sich erst einmal die Frage, wie unterteilt
man diese semantischen Reize. Einerseits scheint die von RAUBAL & WINTER
durchgeführte Einteilung durchaus sinnvoll zu sein, aber bei näherer Betrachtung ergeben sich
doch gewisse Unsicherheiten. Die kulturelle und geschichtliche Bedeutung darf sicherlich
nicht unbeachtet bleiben, allerdings kann sie auch Einfluß auf die Sichtbarkeit haben, z.B.
wegen einer auffälligen Architektur, die die ermittelte Fläche soweit vergrößert, daß sie nicht
mehr innerhalb der vordefinierten Pufferzone liegt. Explizite Markierungen können in der
gleichen Weise die Sichtbarkeit beeinflussen. Außerdem können auch kulturell und
geschichtlich bedeutende Bauwerke mit expliziten Markierungen ausgewiesen sein. Ebenfalls
werden auch solche expliziten Zeichen wie die Namenszüge von Supermärkten mit
einbezogen, die auf einen prototypischen Landmark hinweisen. Prototypische Eigenschaften
eines Gebäudes werden aber von den Autoren ausgeschlossen. Daraus ist ersichtlich, daß die
verwendeten Eigenschaften für die semantische Anziehung nicht voneinander unabhängig
sind, so daß die durchgeführte Einteilung als äußerst kritisch anzusehen ist. Des weiteren wird
die Frage nach der kulturellen und geschichtlichen Bedeutung eines Gebäudes nicht nur mit
‚wahr‘ (es liegt eine solche Bedeutung vor) oder ‚falsch‘ (das Gebäude hat keine besondere
kulturelle und / oder geschichtliche Bedeutung) beantwortet, sondern zusätzlich wird, wenn
eine solche Bedeutung vorliegt, diese auch ähnlich wie in einem Reiseführer in einer Skala
von 1 (hoch) bis 5 (niedrig) bewertet. Diese Einteilung beinhaltet aber wiederum die
subjektive Einschätzung desjenigen, der diese Einteilung vornimmt. Ein weiterer Kritikpunkt
ist die Bezugsmenge. Bei der „visual Attraction“ wurden als Bezugsmenge die Fassaden
gewählt, während bei der „semantic Attraction“ die Gebäude als Ganzes zugrunde gelegt
werden. Dabei stellt sich die Frage, ob eine Vermischung der verschiedenen Bezugsmengen
bei der späteren Bestimmung des Interessantheitswertes eines Gebäudes überhaupt gemacht
werden darf. Sinnvoller wäre es sicherlich, wenn für alle untersuchten Eigenschaften die
gleiche Bezugsmenge vorausgesetzt würde, so daß dadurch der gesamte Interessantheitswert
als wesentlich objektiver angesehen werden könnte.
„Structural Attraction“:
§
Knoten, die über ihren Grad (z.B. besitzt eine T-Kreuzung den Grad 3) bewertet werden;
zusätzlich kann eine Gewichtung der ein- und ausgehenden Kanten, also Straßen
durchgeführt werden, beispielsweise mit einer Skala von 1 (Fußweg) bis 5 (Autobahn,
BAB), mit Bundes-, Land- und Stadtstraßen dazwischen (Dazu gehören sämtliche Arten
von Straßen, die in einer Stadt vorkommen können.)
§
Barrieren verbunden mit der Energie, die benötigt wird, um sie zu überwinden; dazu wird
die Größe der zu überwindenden Barriere mit ihrem Formfaktor (lange Seite / kurze
Seite) multipliziert
Die Bezugsmengen dieser beiden Faktoren unterscheiden sich nicht nur untereinander,
sondern auch von den Bezugsmengen der visuellen und der semantischen Anziehung.
Dadurch ergeben sich Schwierigkeiten bei der Zusammenfügung der einzelnen Maße.
Weiterhin ist aus dem Artikel nicht ersichtlich, wie beide Faktoren mit dem zu bewertenden
Gebäude in Zusammenhang gebracht werden. Bei den Knoten werden sowohl die ein- als
auch die ausgehenden Straßen gewertet, wobei sich die Frage erhebt, warum man beide Arten
von Straßen benutzt. Jede eingehende Straße ist auch meist eine ausgehende Straße, außer
Autobahnauf- und –abfahrten und Einbahnstraßen. Autobahnen sind für Fußgänger zwar als
Barriere zu betrachten, verringern im allgemeinen aber nicht ihren Bewegungsraum.
Einbahnstraßen
hingegen
schränken
einen
Fußgänger
meistens
nicht
in
seiner
Bewegungsfreiheit ein. Daher sollte diese Unterscheidung eigentlich nur bei anderen
Benutzergruppen durchgeführt werden, beispielsweise bei Autofahrern. Weiterhin fallen
Einbahnstraßen auch unter die o.a. Stadtstraßen, so daß sie nicht anders gewichtet werden wie
z.B. Hauptstraßen oder Sackgassen. Dies verdeutlicht ebenfalls die Schwierigkeiten, die mit
der Benutzung von Gewichten auftreten können. Gewisse Aspekte werden nicht mit dieser
Skala von 1 bis 5 erfaßt, beispielsweise Spielstraßen und - wie gerade schon erwähnt -
Einbahnstraßen. Zusätzlich hängt der Grad eines Knotens mit der Sichtbarkeit zusammen, so
daß hier keine Unabhängigkeit angenommen werden kann. Der zweite Faktor (Barriere) kann
relativ leicht ermittelt werden und ist eine interessante Überlegung. Allerdings stellt sich hier
die Frage, ob die Größe der Barriere bzw. die Energie, die man benötigt, um sie zu
überwinden, überhaupt von Bedeutung ist. Als Beispiel wurde ein Ausschnitt aus einer
digitalen Stadtkarte von Wien gezeigt, der verdeutlichen soll, daß der Weg zwischen zwei
Häusern verglichen mit der Distanz der Häuser zueinander sehr viel länger ist. Ein Fußgänger
bzw. jeder, der einer Routenbeschreibung folgt, interessiert sich aber in der Hauptsache für
den Weg und nicht für die Distanz zwischen zwei Zielen. Daher ist dieser Ansatz für die
Bewertung eines Gebäudes als Landmarks nicht brauchbar. Die Kombination sämtlicher
Werte der verschiedenen Eigenschaften wurde nur kurz umrissen. Für alle Werte wurden die
Parameter geschätzt und ihre Standardabweichung bestimmt. Diese wurden danach mittels
Hypothesentest überprüft, ob sie signifikant (s=1) oder nicht signifikant (s=0) sind. Danach
wurde für jede der drei Gruppen (visuelle, semantische und strukturelle Anziehung) der
Mittelwert der Signifikanzen gebildet. Mit vordefinierten Gewichten für jede Gruppe erhielt
man schließlich durch Addition der drei gewichteten Mittelwerte den Gesamtwert für das
Hervorstechen eines Landmarks. Diese Berechnung wurde anhand eines Beispiels noch
einmal verdeutlicht. Wie aus diesem Beispiel ersichtlich ist, muß diese Berechnung für jedes
Gebäude durchgeführt werden. Dabei wird aber immer noch nicht deutlich, wie die Faktoren,
die sich ja auf verschiedene Grundmengen (Gebäude, Fassade) beziehen, zusammengefügt
werden. Welche und wie viele Fassaden werden bei der „visual Attraction“ mit einbezogen?
Diese Frage wird nicht in diesem Artikel beantwortet. Weiterhin sind auch Gewichte für die
drei Gruppen eingeführt worden, wobei nicht klar ist, woher die Werte kommen. Es wird nur
gesagt, daß verschiedene Kombinationen von Gewichten für verschiedene Nutzergruppen
gewählt werden können, die die Wahrnehmungsfähigkeiten der unterschiedlichen Nutzer
reflektieren, aber wie diese Gewichte zustande kommen, wird nicht erläutert.
Wie leicht erkennbar ist, verdient dieser Artikel im Zusammenhang mit dieser Arbeit
besondere Aufmerksamkeit, da er der erste ist, der sich so intensiv mit der objektiven
Bestimmung von Landmarks aus vorhandenen Daten auseinandersetzt. Allerdings sind bei der
näheren Betrachtung einige Kritikpunkte aufgetaucht, die bei dem hier vorliegenden Versuch
zur Herleitung eines objektiven Maßes berücksichtigt werden müssen.
5.1.2 ELIAS & SESTER: „Landmarks für Routenbeschreibungen“
Wie in der Einleitung diese Kapitels schon erwähnt wurde, basieren die Überlegungen der
Autorinnen auf folgenden 2D-Daten:
§
Das Amtliche Topographische-Kartographische Informationssystem (ATKIS): Ein Teil
davon ist das Digitale Landschaftsmodell (DLM), in dessen Vektordatenbestand „die
Umwelt
durch
Objekte
basierend
auf
einer
Modellierungsvorschrift,
dem
Objektartenkatalog, angelehnt an die Inhalte der Topographischen Karte 1:25.000
flächendeckend und strukturiert erfasst“ sind. „Dabei sind den einzelnen Objekten
spezielle Attribute, Eigenschaften zugeordnet.“ (s. Abbildung 9)
§
Die automatisierte Liegenschaftskarte (ALK): In diesem noch teilweise im Aufbau
befindlichen digitalen Vektordatenbestand im Maßstab 1:1.000 „werden die Flurstücke,
deren Nutzung und (in Niedersachsen) die Gebäude flächendeckend nachgewiesen.
Entsprechend zum ATKIS-Konzept gibt es für die zu erfassenden Objekte einen
Objektschlüsselkatalog“.
a.) Wegkreuzende Objekte in ATKIS
b.) Wegbegleitende Objekte in ATKIS
c.) Inhalt der Gebäude-Folie in der ALK (Niedersachsen)
Abbildung 9: Das Konzept der Objekte und Attribute von ATKIS und ALK (aus ELIAS &
SESTER 2002)
Mit Hilfe der ATKIS-Daten werden zuerst die Objekte extrahiert, die direkt die Route
kreuzen. Diese sind hauptsächlich aus dem Bereich Verkehr und damit linienhafte Objekte,
wie z.B. Straßenbahnschienen (wegkreuzenden Objekte in ATKIS). Dadurch erhält man eine
erste Gruppe von Landmarks, die im ersten Kapitel dieser Arbeit nicht berücksichtigt wurden,
da sie sich nicht aufgrund ihrer visuellen Erscheinung von ihrer Umgebung abheben. „Die
zweite Gruppe von potentiellen Landmarks befindet sich in den entlang (seitlich) der
Wegstrecke gelegenen Objekten bestehend aus punkt- oder flächenförmigen Primitiven“, wie
beispielsweise Bauwerke und sonstige Einrichtungen, die zu den wegbegleitenden Objekten
in ATKIS gehören. Aus den ALK-Daten wird nur die sogenannte Gebäudefolie benutzt, die
jeder Objektart eine Bedeutung zuordnet, wie z.B. Wohngebäude, Nebengebäude oder
Öffentliches Gebäude. Zusätzlich können die Öffentlichen Gebäude auch mit dem
Eigennamen (z.B. „Lutherkirche“) oder der Funktion („Rathaus“, „Kindergarten“)
ausgezeichnet werden. Diese Benennung wird benutzt, um sie zu selektieren, da sie nach
ELIAS & SESTER meistens der Definition von Landmarks entsprechen: „Sie ragen
architektonisch oder aufgrund ihrer Bedeutung aus ihrer Umgebung hervor. Zusätzlich
werden bedeutsame öffentliche Gebäude (Rathaus, Universität, Museum) in der Regel
gesondert ausgeschildert und unterstützen dadurch die Wegesuche auch schon bevor die
Objekte selber direkt sichtbar sind.“
Mit dieser Art und Reihenfolge der Selektion von linien- und punkt- bzw. flächenhaften
Objekten kann eine Routenbeschreibung sinnvoll und automationsgestützt erweitert werden,
wie auch an einem Beispiel in dem Artikel gezeigt wurde. Die weiteren Überlegungen der
Autorinnen befassen sich damit, wie die ausgewählten Objekte in einer Karte besser
präsentiert werden können, da sie nach der Extraktion erst noch einfach und formtreu
verwendet werden. Dazu haben sie Verfahren entwickelt, die sich – basierend auf den
Generalisierungsfunktionen
Vereinfachung,
Betonung
(Vergrößern,
Verkleinern),
Zusammenfassung und Verdrängung – zur Hervorhebung von Objekten eignen, weil sie
automatisch und prinzipiell auch echtzeitfähig ablaufen können. Diese Darstellungsformen
sind für das Thema dieser Arbeit weitestgehend nicht relevant, da hier nur versucht werden
soll, Landmarks über ein objektives Maß aus einem 3D-Stadtmodell zu extrahieren. Wie diese
dann in eine Routenbeschreibung integriert werden können, liegt nicht mehr im Bereich der
Untersuchungen. Aufgrund der Überlegungen zur Selektion von Objekten aus ATKIS- und
ALK-Daten ist als wichtiges Ergebnis festzuhalten, daß nicht nur Gebäude als
Orientierungspunkte benutzt werden können, sondern auch linien- und flächenhafte Objekte,
wie z.B. Schienen, Flüsse, Sportanlagen und Friedhöfe. Diese Objekte können in einem 3DStadtmodell wahrscheinlich in ähnlicher Weise bestimmt werden, wie es die Autorinnen
vorschlagen. Allerdings liegt der Schwerpunkt dieser Arbeit auf Gebäuden, wie aus den
vorherigen Kapiteln leicht ersichtlich ist, so daß die Herleitung eines objektiven Maßes für
diese Objekte auch außerhalb dieser Arbeit angesiedelt wird.
5.2 Grundüberlegungen
Wie aus der Besprechung der o.a. Artikel ersichtlich ist, müssen zuerst einmal einige
Grundüberlegungen getroffen werden. Dazu gehört auf jeden Fall die Erwägung, welche
Bezugsmenge für das objektive Maß am sinnvollsten erscheint. Außerdem muß darüber
nachgedacht werden, mit welcher Methode die verschiedenen Konzepte für Landmarks
objektiv bewertbar gemacht werden können, und welche Konzepte in welcher Art und Weise
überhaupt formalisierbar sind.
5.2.1 Methode zur Herleitung eines objektiven Maßes
RAUBAL & WINTER haben – wie in Abschnitt 5.1.1 besprochen – als erste überhaupt eine
Methode entwickelt, daß Hervorstechen eines Gebäudes als Landmark über verschiedene
Eigenschaften zu bewerten. Allerdings weist diese Methode bei näherer Betrachtung einige
Mängel auf. Diese Arbeit versucht, über einen anderen Weg ein objektives Maß zu
bestimmen, welches die verschiedenen Konzepte aus Kapitel 2 berücksichtigt. Dazu wurde
überlegt, daß der Überraschungseffekt eines Landmarks wesentlich höher ist als der eines
anderen Gebäudes, welches sich nicht von seiner Umgebung abhebt. Diese Tatsache kann mit
der Informationstheorie von SHANNON & WEAVER (1949) in Einklang gebracht werden,
die den Informationsgehalt einer Nachricht aus rein mathematischer Sicht definiert. Dabei
muß der Informationsgehalt einer Nachricht folgende drei Eigenschaften erfüllen:
Ø Der Informationsgehalt Ix einer Nachricht muß um so größer sein, je kleiner die
Wahrscheinlichkeit Px ihres Auftretens ist.
Ø Eine Nachricht mit der Auftretenswahrscheinlichkeit
gehalt
Px = 1 muß den Informations-
Ix = 0 haben.
Ø Der Informationsgehalt von voneinander unabhängigen Nachrichten soll sich addieren.
Damit ergibt sich das Maß der Information als I = log2 (m) , wobei m die Anzahl von gleich
wahrscheinlichen Zeichen bedeutet. Dieses Maß hat als Einheit das bit (von binary digit). Da
sich die Auftretenswahrscheinlichkeit eines Zeichens xi aus m möglichen und gleich
wahrscheinlichen Zeichen zu
dieses Zeichens
P(xi) = 1 / m
ergibt, erhält man für den Informationsgehalt
I(xi) = log2 ( 1 / P(xi) ) = - log2 ( P(xi) ) bit. Damit kann über die
Auftretenswahrscheinlichkeit eines Zeichens bzw. in diesem Fall eines Konzeptes für einen
Landmark der Informationsgehalt dieses Konzeptes ermittelt werden. Wenn diese Konzepte
auch
noch
statistisch
unabhängig
voneinander
sind,
können
Informationsgehalte einfach addiert werden:
xi unabhängig von xk è
⇒
P ( xi ∩ x k ) = P ( xi ) ⋅ P ( x i )
I ( xi ∩ x k ) = − log 2 (P( xi ∩ x k ))
= − log 2 (P( xi ) ⋅ P( x k ))
= −(log 2 (P( xi )) + log 2 (P( x k )))
= − log 2 (P( xi )) − log 2 (P( x k ))
die
dazugehörigen
Mit dieser Methode erreicht man zusätzlich, daß die verschiedenen Konzepte objektiv
bestimmt und mit der gleichen Einheit versehen werden können.
5.2.2 Bezugsmenge
Bei Gebäuden kann man zwischen zwei Mengen unterscheiden, die als Bezugsmenge für ein
objektives Maß dienen können. Dazu können entweder die Gebäude an sich oder auch die
einzelnen Fassaden für die Betrachtung herangezogen werden. Eine Vermischung dieser
beiden Mengen erscheint nicht sinnvoll, da es im Endeffekt auf die Zuordnung eines Wertes
für das ganze Gebäude ankommt. Sind nun gewisse Konzepte nur im Zusammenhang mit den
Fassaden bestimmbar, so stellt sich dann die Frage, wie diese Konzepte mit denen, die sich
auf das gesamte Gebäude beziehen, zusammengefügt werden können, da ein Gebäude
meistens mind. vier Fassaden besitzt. Wahrscheinlich müsste dazu eine Gewichtung
durchgeführt werden. Diese Gewichtung vereitelt aber wieder die Objektivität des Wertes, da
die Festsetzung bzw. die Einteilung der Gewichte in einer Skala nur subjektiv sein kann. Bei
der Bestimmung der Konzepte für Landmarks aus Kapitel 2, die auf den verschiedenen
Ansätzen in der Literatur zur Wahrnehmungspsychologie beruhen, gibt es einige
Eigenschaften, die nur für eine einzelne Fassade einen Sinn ergeben. Man stelle sich z.B. ein
graues Gebäude vor, dessen eine Seitenfassade rot gestrichen ist (mit ausreichender
Sättigung). Diese Seitenfassade kann daher, wenn gewisse Bedingungen vorhanden sind (sie
ist sichtbar, sie ist die einzige rote Seitenfassade in der näheren Umgebung), als Landmark
dienen. Allerdings muß in diesem Fall berücksichtigt werden, von welcher Seite aus der
Beobachter sich diesem Gebäude nähert. Geht man nun davon aus, daß der Beobachter bei der
Verfolgung eines Weges diese Seitenfassade sehen kann, so wird sie ihm mit großer
Wahrscheinlichkeit auffallen. Deshalb sollte dieses Gebäude in einer Routenbeschreibung für
diesen Weg erwähnt werden. Die durchschnittliche Farbe des Gebäudes ist allerdings eher
grau. Nimmt man nun die Gebäude an sich als Bezugsmenge, so würde dieses eine Gebäude
nicht aufgrund der roten Seitenfassade hervorstechen, sondern höchstens wegen des
Unterschiedes zur durchschnittlichen Farbe der Gebäude in der unmittelbaren Nachbarschaft.
Dieser Unterschied wäre aber nicht so prägnant wie der Unterschied der einzelnen roten
Fassade zu der Durchschnittsfarbe der anderen grauen Fassaden. Dieses Beispiel verdeutlicht
die Schwierigkeiten, die auftreten, wenn die Gebäude an sich als Bezugsmenge genommen
werden, da eben verschiedene Fassaden desselben Gebäudes unterschiedlich hervorstechen
können. Daher werden für die Herleitung eines objektiven Maßes die einzelnen Fassaden als
Bezugsmenge genommen. Dabei ist zu beachten, daß bei geschlossener Bauweise nicht die
Vorderfront als eine Fassade betrachtet werden darf, sondern daß eine Unterscheidung nach
Hauseingängen, also einfach nach Hausnummern, und ebenfalls nach der Anzahl der Kanten
im Grundriß gemacht werden muß. Ansonsten würde beispielsweise eine sehr hohe Fassade
auch nicht auffallen, da sie nur die Durchschnittshöhe des gesamten Gebäudes verändert,
diese eine Fassade aber nicht speziell bewertet wird. Außerdem muß überlegt werden, daß
gewisse Eigenschaften nicht unabhängig für jede Fassade bestimmt werden können. Die Höhe
der Fassade eines Gebäudes ist z.B. nicht unabhängig von den Höhen der anderen Fassaden
diese Gebäudes, da die Traufhöhen der Seitenfassaden meist gleich sind, sofern kein
geneigtes Gelände vorliegt. Diese Abhängigkeit erweist sich besonders dann als schwierig,
wenn die Informationsgehalte der einzelne Fassaden später zusammengefügt werden sollen,
um ein Gebäude als Landmark zu identifizieren. Eine einfache Addition der
Informationsgehalte der Fassaden ist aufgrund dieser Abhängigkeit dann nicht mehr möglich.
Weiterhin muß dann auch überlegt werden, wie man ein Gebäude definiert, insbesondere bei
geschlossener Bauweise oder z.B. Mehrfamilienhäuser mit mehreren Eingängen. Die
Überlegungen für die Kombination der Werte für die einzelnen Fassaden und die Definition,
was genau nun ein Gebäude ist, werden aber nicht mehr im Rahmen dieser Arbeit
durchgeführt, sondern müßten ein Objekt zukünftiger Forschung sein.
5.3 Berücksichtigte Konzepte
Aufgrund der bis jetzt durchgeführten Überlegungen ist es sehr schwierig, sämtliche
Konzepte, die in Kapitel 2 für Landmarks gefunden wurden, zu berücksichtigen, da zuerst
einmal überlegt werden muß, ob und wie sie überhaupt mit der Informationstheorie abgeprüft
werden können. Daher wird versucht, soweit wie möglich die Konzepte so zu formalisieren
bzw. Methoden zu finden, daß ihr Informationsgehalt mit Hilfe der Theorie von SHANNON
& WEAVER bestimmt werden kann. Außerdem werden die Konzepte, so weit es geht, so
verfeinert, daß sie unabhängig voneinander sind, so daß für jede Fassade die
Informationsgehalte der einzelnen Konzepte addiert werden können.
5.3.1 Zugänglichkeit bzw. Standort
Dieses Konzept bezieht sich darauf, ob ein Gebäude an einer Kreuzung oder entlang eines
Straßenzuges steht. Aus Kapitel 2 ergibt sich, daß Gebäude an einer Kreuzung mehr
Aufmerksamkeit zuteil wird als solchen, die entlang einer Straße liegen. Solche Eckhäuser
sind vielleicht gerade deshalb so interessant, weil meistens mehr Fassaden sichtbar sind als
bei Gebäuden entlang eines Pfades. Da als Bezugsmenge die Fassaden gewählt wurden,
müssen diese nun in Verbindung mit den Knoten, also den Kreuzungen, gebracht werden.
Dazu ist es am einfachsten, zu überprüfen, welche Fassaden adjazent zu einem Knoten sind.
Der Grad des Knotens ( z.B. hat eine T-Kreuzung den Grad 3 und Gebäude entlang einer
Straße den Grad 1) kann dann den adjazenten Fassaden zugeordnet werden. Gebäude an einer
abknickenden Straße, an der keine Richtungsentscheidung getroffen werden kann, also an
einem Knoten mit Grad 2, erhalten dabei ebenfalls den Grad 1, da hier keine erhöhte
Aufmerksamkeit bei der Wegesuche erforderlich ist. Weiterhin stellt sich die Frage, wie die
Adjazenz bestimmt werden kann. Die einfachste Lösung ist die, um jeden Knoten einen
Puffer zu legen, und die Fassaden, die sich innerhalb dieses Puffers befinden, und die, die von
der Puffergrenze geschnitten werden, mit dem Grad des Knotens zu versehen. Dabei erweist
es sich am sinnvollsten, daß der Puffer die Form eines Kreises besitzt, um so sämtliche
Fassaden zu erfassen, die höchstens den Radius von dem Mittelpunkt des Kreises, also dem
Knoten, entfernt sind (s. Abbildung 10).
a) Knoten mit Grad 4
b) Knoten mit Grad 5
c) Knoten mit Grad 3
d) Knoten mit Grad 2
à Grad 1
e) kein Knotenà Grad 1
Abbildung 10: Adjazenz der Fassaden
Nachdem jede Fassade mit einem Grad versehen ist, werden alle Fassaden zusammen
gezählt, die den gleichen Grad besitzen. Die reziproke Anzahl sämtlicher Fassaden in
einem Gebiet (Referenzmenge) multipliziert mit der Anzahl der Fassaden gleichen
Grades ergibt die Auftretenswahrscheinlichkeit der Fassaden, die den gleichen Grad
besitzen. Da meistens mehr Gebäude entlang einer Straße vorkommen als beispielsweise
an einer Kreuzung mit vier Straßen, ist die Auftretenswahrscheinlichkeit solcher
Fassaden (zu einem Gebäude entlang einer Straße gehörig) größer als der anderen
Fassaden. Damit ergibt sich auch, daß der Informationsgehalt der Fassaden von
Eckhäusern größer ist [I = -log2(P(xi))] als der anderen Fassaden. Dabei stellt sich
allerdings die Frage, wie groß wählt man das Gebiet, auf das sich die
Wahrscheinlichkeiten beziehen? Da hier die Fassaden nicht nur bzgl. ihrer unmittelbaren
Umgebung gemessen werden, ist es durchaus möglich, diese Berechnung auf das gesamte
Stadtgebiet zu beziehen, sofern dafür ein 3D-Stadtmodell vorliegt. Außerdem wird
hierfür nicht unbedingt ein Modell benötigt, sondern diese Informationen und
Berechnungen können auch schon auf der Grundlage einer digitalen Karte durchgeführt
werden. Dies erleichtert auch die Berechnung, da weniger Daten „mitgeschleppt“ werden
müssen. Bei anderen Konzepten ist es – wie später noch gezeigt wird – nicht so leicht
abzugrenzen, welches Gebiet zugrunde gelegt wird, da das Hervorstechen vieler
Fassadeneigenschaften nur im Zusammenhang mit der Betrachtung der unmittelbaren
Umgebung einen Sinn ergibt. Dann muß man sich fragen, was genau bzw. wie groß ist
die unmittelbare Umgebung. Diese Bestimmung des „Grundgebietes“ wird aber jeweils
erst bei den verschiedenen Konzepten einzeln durchgeführt. Zur Verdeutlichung sei
folgendes Beispielsgebiet gegeben:
Beispiel 1:
Die Gesamtanzahl der Fassaden (sämtliche Fassaden, die ganz oder teilweise in der grünen
Umrandung liegen) dient dabei als Referenzmenge. Es sind 169 Fassaden vorhanden.
Dazu gehören:
Ø sämtliche straßenseitigen Fassaden: 101
Ø Seitenfassaden, sofern sie gesehen werden können: 68
Fassaden, die adjazent mit einem Knoten vom Grad 5 sind (F5): 10
Fassaden, die adjazent mit einem Knoten vom Grad 4 sind (F4): 32
Fassaden, die adjazent mit einem Knoten vom Grad 3 sind (F3): 26
Fassaden, die adjazent mit einem Knoten vom Grad 2 sind (F1): 6
Fassaden, die nicht adjazent mit einem Knoten sind (F1):
95
169
Daraus ergeben sich folgende Auftrittswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte:
Ø P(F5) = 10 / 169
è I(F5) = 4,079 bit
Ø P(F4) = 32 / 169
è I(F4) = 2,401 bit
Ø P(F3) = 26 / 169
è I(F3) = 2,700 bit
Ø P(F1) = 101 / 169 è I(F1) = 0,743 bit
Wie
man
erkennen
kann,
bestätigen
sich
die
Vermutungen
bzgl.
der
Auftretenswahrscheinlichkeiten. Alle Fassaden, die nicht adjazent zu einem Knoten sind,
erhalten den geringsten Informationsgehalt, während die Fassaden, die adjazent zu dem
Knoten mit dem Grad 5 sind, den höchsten Informationsgehalt bekommen. Der
Informationsgehalt von Fassaden, die mit einer Kreuzung geringeren Grades adjazent sind,
liegt dazwischen. Dies entspricht insoweit auch der Realität, da die meisten Kreuzungen
entweder T-Kreuzungen oder 4er-Kreuzungen (als Kreuz oder als Kreisverkehr) sind.
Ein Problem ergibt sich allerdings, wenn eine Fassade adjazent zu zwei Knoten ist (s. Beispiel
2: blaue Fassade). In diesem Fall kann eigentlich nur einzeln entschieden werden, welchem
Knoten sie zugeordnet wird. Wahrscheinlich würde sie dem Knoten zugeteilt werden, der
entweder den größeren Grad besitzt, oder mit der größeren Straße zusammenhängt. In dem
folgenden Beispiel würde deshalb die blaue Fassade dem rechten Knoten zugeordnet werden.
Allerdings läßt sich dieser Vorgang so nicht automatisieren, so daß dieses Problem noch
genauer untersucht werden müßte. Wahrscheinlich würde man bei einer Routenbeschreibung
in diesem Fall auch nicht das Gebäude angeben, sondern eher eine Aussage wie „in die erste
Straße links einbiegen“, wenn man von dem Knoten mit dem Grad 4 herkommt.
Beispiel 2:
5.3.2 Höhe
Wie aus den vorherigen Kapiteln ersichtlich ist, ist die Frage nach der Bestimmung der Höhe
bzw. welche Höhe für das Thema dieser Arbeit am ehesten geeignet ist, immer noch nicht
ganz geklärt. Nach verschiedenen Versuchen und Überlegungen ergab sich, daß es zuerst am
einfachsten ist, den Durchschnitt der Traufhöhe einer Fassade zu benutzen, damit ein
Vergleich mit den Fassaden in der unmittelbaren Umgebung möglich wird. Dazu bildet man
den Mittelwert der beiden Seitenkanten und ordnet diesen der Fassade zu. Eine erste Idee war
die Bestimmung der Varianz einer Häuserreihe. Es wurde überlegt, daß die Varianz kleiner
ist, wenn nur ein Haus hervorsticht, als wenn beispielsweise abwechselnd Häuser mit zwei
verschiedene Höhen vorkommen. Allerdings ergab sich nach einigen Berechnungen, daß die
Varianz auch größer wird, wenn der relative Höhenunterschied zwischen einem einzelnen
Haus und seinen Nachbarn anwächst. Deshalb kann aufgrund der Varianz kein Rückschluß
gezogen werden, ob nun ein einzelnes Haus extrem hervorsticht, oder ob verschiedene Höhen
innerhalb der betrachteten Menge vorhanden sind. Folgendes Beispiel verdeutlicht dieses
Problem:
Beispiel 3:
Man betrachtet eine Menge mit zehn Häuser in offener Bauweise (d.h. es sind 30 Fassaden
sichtbar), von denen neun mit einer Höhe von 4 m und eines mit der Höhe von 7,5 m bzw. 8
m versehen sind. Eine weitere Häuserreihe, von denen fünf Häuser die Höhe von 3 m und
fünf die Höhe von 5 m besitzen, wird ebenfalls untersucht.
a.) Neun Häuser mit 4 m Höhe, ein Haus mit 7,5 m Höhe
Die mittlere Höhe der 30 Fassaden errechnet sich mit n = Gesamtanzahl der Fassaden und Li
die einzelnen Höhen:
1
n
x =
n
∑
Li =
i =1
27 ⋅ 4 m + 3 ⋅ 7 , 5 m
= 4 , 35 m
30
Damit lässt sich die Varianz als Maß für Streuung um den Erwartungswert wie folgt
bestimmen (mit vi = x – Li):
σ
2
=
n
1
v i2 = 1,1405 m 2
∑
n − 1 i =1
b.) Neun Häuser mit 4 m Höhe, ein Haus mit 8 m Höhe
Mittelwert:
x =
1
n
n
∑L
i =1
i
=
27 ⋅ 4 m + 3 ⋅ 8 m
= 4,4 m
30
Varianz:
σ2 =
1 n 2
vi = 1,4897 m 2
∑
n − 1 i =1
c.) Fünf Häuser mit 3 m Höhe, fünf Häuser mit 5 m Höhe
Mittelwert:
1
n
x=
n
∑L
i =1
i
=
15 ⋅ 3 m + 15 ⋅ 5 m
= 4m
30
Varianz:
σ
2
=
n
1
∑ v i2 = 1,0345 m 2
n − 1 i =1
Die Varianzen in den Beispielen a und b unterscheiden sich dabei nicht so sehr. Dies
demonstriert noch einmal das oben angeführte Problem. Aufgrund der recht ähnlichen
Varianzen kann kein Schluß gezogen werden, ob ein Gebäude hervorsticht, oder ob
verschiedene Höhen innerhalb der betrachteten Menge vorhanden sind. Im Beispiel c werden
zur Vereinfachung zwar nur 2 verschiedene Höhen angenommen, aber es macht doch die
Schwierigkeiten deutlich, die bei dem Versuch auftreten, ein Maß über die Varianz zu
erhalten. Außerdem sieht man anhand Beispiel b, daß die Varianz stark zunimmt, wenn der
relative Höhenunterschied anwächst.
Ein zweiter Ansatz versuchte über die Höhenunterschiede zu den direkten Nachbarn ein Maß
abzuleiten. Dabei trat aber schnell das Problem bei den straßenseitigen Fassaden auf, wie man
beide
direkten
straßenseitigen
Zusammenhang bringen soll.
Nachbarfassaden
mit
der
betrachteten
Fassade
in
Beispiel 4:
Das betrachtete Gebäude hat zu den beiden direkten Nachbarn einen Höhenunterschied. Die
Seitenfassaden können dabei gut mit den Seitenfassaden der Nachbargebäude verglichen
werden. Bei den straßenseitigen Fassaden funktioniert dies allerdings nicht so einfach.
Sowohl die rechte Kante besitzt eine unterschiedliche Höhe im Vergleich zur linken Kante der
rechten Nachbarfassade (blau), als auch die linke Kante zur rechten Kante der linken
Nachbarfassade (rot). Bei der Bestimmung der Höhenunterschiede erhält man nicht nur
verschiedene Beträge, sondern auch entgegengesetzte Vorzeichen. Beide Unterschiede
müßten aber berücksichtigt werden, um ein Maß für die gesamte straßenseitige Fassade des
betrachteten Gebäudes zu bekommen.
Die Idee, die am einfachsten durchzuführen ist, ist auch gleichzeitig die, die den größten
Erfolg verspricht. Wie oben schon erläutert, errechnet man zuerst die durchschnittliche
Traufhöhe, in dem man den Mittelwert aus den beiden Seitenkanten der Fassade bildet. Da die
Höhe eines Gebäudes sowohl von der Geschoßzahl als auch von der Nutzungsart abhängt,
wird eine Klassifikation vorgenommen. Angelehnt an das 3D-Stadtmodell von Hamburg (dort
existieren ca. 50 Klassen, die aus Erfahrungswerten gebildet wurden; siehe auch 4.1) kann
hier eine ähnliche Klasseneinteilung vorgenommen werden. Folgende Werte können direkt
aus der Einteilung von Hamburg übernommen werden:
Nutzungsart
Geschoßhöhe
Wohnhaus
2,75 m
Garage
2,50 m
Kleingewerbe
3,50 m
Tabelle 2: Klassifikation der Geschoßhöhen
Klasse
Grenzen
1
0 m – 2,75 m
2
2,75 m – 5,50 m
3
5,50 m – 8,25 m
4
8,25 m – 11 m
5
11 m – 13,75 m
.....
.......
Tabelle 3: Klassifikation für die Nutzungsart Wohnhaus
Die Nutzungsart Wohnhaus gilt dabei nur für relativ neue Gebäude. Altbauten besitzen andere
Geschoßhöhen und daher auch eine eigene Klassifikation. Jede errechnete mittlere Traufhöhe
einer Fassade wird in die entsprechende Klasse eingeordnet. Bezogen auf eine
Referenzmenge, die noch im nächsten Abschnitt definiert wird, kann nun mittels dieser
Klassenzuordnung die Auftretenswahrscheinlichkeit bestimmt werden.
Beispiel 5:
Man betrachtet zehn Wohnhäuser in offener Bauweise, d.h. 30 Fassaden sind sichtbar.
a.) Neun Häuser mit 4 m Höhe, ein Haus mit 7,5 m Höhe
Die Referenzmenge in diesem Fall besteht aus den 30 sichtbaren Fassaden. Davon liegen 27
Fassaden in Klasse 2 und 3 Fassaden in Klasse 3. Damit erhält man folgende
Wahrscheinlichkeiten für das Auftreten der beiden Klassen und die daraus bestimmten
Informationsgehalte:
P(FKl.2) = 27 / 30 = 9 / 10
è I(FKl.2) = 0,152 bit
P(FKl.3) = 3 / 30 = 1 / 10
è I(FKl.3) = 3,322 bit
b.) Neun Häuser mit 4 m Höhe, ein Haus mit 12 m Höhe
Die Referenzmenge besteht auch hier aus 30 Fassaden. Nun liegen 27 Fassaden in Klasse 2
und 3 Fassaden in Klasse 5. Es ergeben sich folgende Auftretenswahrscheinlichkeiten und
Informationsgehalte:
P(FKl.2) = 27 / 30 = 9 / 10
è I(FKl.2) = 0,152 bit
P(FKl.5) = 3 / 30 = 1 / 10
è I(FKl.5) = 3,322 bit
Auch hier erhält man die gleichen Informationsgehalte wie in Beispiel a. Dieses Verfahren
berücksichtigt also nicht, wie groß der Höhenunterschied tatsächlich ist. Eigentlich müßte
dies mit einfließen, da das Gebäude in Beispiel b mehr hervorsticht als in Beispiel a. Da aber
die Höhe nur als relativer Unterschied wahrgenommen werden kann, scheint dieser Ansatz
trotzdem geeignet, um der geometrischen Eigenschaft „Höhe“ Rechnung zu tragen. Folgendes
Beispiel zeigt, daß die Höhe als Maß sehr kritisch anzusehen ist:
c.) Fünf Häuser mit 2,75 m Höhe, fünf Häuser mit 5 m Höhe
Referenzmenge: 30 Fassaden
Klasse 1: 15 Fassaden
Klasse 2: 15 Fassaden
Auftretenswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte:
P(FKl.1) = 15 / 30 = 1 / 2
è I(FKl.1) = 1 bit
P(FKl.2) = 15 / 30 = 1 / 2
è I(FKl.2) = 1 bit
Die Höhe ist in diesem Beispiel ein schlechtes Konzept, da nicht ein Haus direkt hervorsticht,
sondern nur die abwechselnden Höhen. Diese fallen aber wesentlich weniger auf als eine
einzelne auffällige Höhe. Allerdings erhalten die Fassaden hier auch alle denselben
Informationsgehalt, d.h. die Höhe würde nicht das ausschlaggebende Maß für eine bestimmte
Fassade sein. Das nächste Beispiel zeigt ebenfalls, daß die Höhe als Maß kritisch betrachtet
werden muß:
d.) Vier Häuser mit 2,75 m Höhe, vier Häuser mit 5,50 m Höhe, 2 Häuser mit 8,25 m Höhe
Referenzmenge: 30 Fassaden
Klasse 1: 12 Fassaden
Klasse 2: 12 Fassaden
Klasse 3: 6 Fassaden
Auftretenswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte:
P(FKl.1) = 12 / 30 = 2 / 5
è I(FKl.1) = 1,322 bit
P(FKl.2) = 12 / 30 = 2 / 5
è I(FKl.2) = 1,322 bit
P(FKl.3) = 6 / 30 = 1 / 5
è I(FKl.3) = 2,322 bit
Der Informationsgehalt der beiden höchsten Häuser ist damit größer als der übrigen Gebäude.
Allerdings ist dieser Unterschied geringer als in den Beispielen a und b, so daß hiermit auch
die Richtigkeit des Vorgehens bestätigt wird. Die Höhe kann in diesem Beispiel nicht als das
Konzept angewendet werden.
Ein Problem könnte auftreten, wenn von zehn Häusern neun 2,75 m hoch sind und eines 3 m,
da dann die Höhe in zwei verschiedenen Klassen eingeteilt wird, obwohl der relative
Höhenunterschied nur 0,25 m beträgt und damit einem Beobachter nicht auffallen würde.
Allerdings sind die Klassen aus Erfahrungswerten gebildet, so daß dieses Problem damit
behoben wird. Die Klassifikation der Geschoßhöhen bzgl. der Nutzungsart berücksichtigt z.B.
auch Altbauten, deren Geschosse höher sind. Sollte sich bei der praktischen Durchführung
dieses Problem nicht beheben, so müßte man die Grenzen bei der Klassifizierung für die
verschiedenen Nutzungsarten nochmals empirisch erheben oder etwas flexibler gestalten.
5.3.3 Referenzmenge
Im Gegensatz zur Zugänglichkeit kann die Referenzmenge für die Höhe nicht sämtliche im
Stadtgebiet vorkommende Fassaden enthalten, da diese Eigenschaft viel mehr lokal betrachtet
werden muß, also nur im Zusammenhang mit der unmittelbaren Umgebung. Dabei stellt sich
vor allem die Frage, wie groß man diese Umgebung wählt. Eine Idee war die, mit Hilfe der
Sichtbarkeit, wie sie in dem Artikel von RAUBAL & WINTER definiert wurde, sämtliche
Fassaden zu finden, die mit der zu bewertenden Fassade in Verbindung gebracht werden
können. In dem nachfolgenden Beispiel wird die straßenseitige Fassade des Gebäudes A
betrachtet. Der rote Bereich kennzeichnet den Sichtbarkeitsbereich der Fassade. Nun müsste
zu jedem Punkt innerhalb des Bereiches geklärt werden, welche Fassaden von ihm aus
sichtbar sind, und anschließend über den gesamten Bereich integriert werden. Allerdings
fallen Fassaden, die nur teilweise gesehen werden können, weniger ins Gewicht als andere,
wie z.B. die gegenüberliegende Fassade. Daher müßte auch noch zusätzlich eine Gewichtung
durchgeführt werden. Außerdem spielt bei dieser Betrachtung auch der Standort bzw. die
Blickrichtung des Beobachters eine große Rolle. Der blaue Bereich kennzeichnet in dem
Beispiel den sichtbaren Bereich eines Beobachters, der die waagerechte Straße von links nach
rechts entlang geht. Für diesen sind sämtliche Fassaden, die hinter ihm liegen, überhaupt nicht
mehr von Interesse. Daher kann die Referenzmenge auf diese Weise nicht so leicht bestimmt
werden, so daß für diese Arbeit ein anderer Ansatz gewählt wird.
Beispiel 6:
A
B
Der einfachste Ansatz ist daher der, über die Knotenverbindungen zu gehen, d.h. man
betrachtet alle Fassaden, die entlang einer Kante liegen. Dabei wird nicht jede Straßenseite
einzeln untersucht, sondern einem Beobachter fällt ein hohes Haus sowohl auf der
gegenüberliegenden als auch auf der eigenen Straßenseite auf. Allerdings muß hierbei
berücksichtigt werden, daß es auch Fassaden gibt, die zu zwei Knoten adjazent sind. Deshalb
kann an einer Kante evtl. auch nur eine einzige Fassade bzw. zwei Fassaden vorkommen (s.
Beispiel 2). Dieser Punkt sollte relativ selten vorkommen, da das gesamte Gebäude, zu dem
diese Fassade gehört, dann mehrfach erschlossen ist. Eine doppelte oder sogar dreifache
Erschließung sollte aber nach den Regeln des Städtebaus möglichst vermieden werden. In
einem solchen Fall muß vorher festgelegt werden, daß die Mindestanzahl von Fassaden
entlang einer Kante größer oder gleich drei sein muß. Die blaue Fassade in Beispiel 2 würde
dann – über die linke Kreuzung hinweg – zu den anderen Fassaden an dieser Straße
zugerechnet werden. Dabei würde die nachfolgende Kreuzung als Begrenzung für die
Referenzmenge dienen. Damit ergeben sich als Referenzmenge sämtliche Frontfassaden, die
zwischen zwei Kreuzungen liegen, und alle dazwischen vorkommenden Seitenfassaden.
Die langen Gebäude in Beispiel 6 besitzen dabei nicht so lange Fassaden, sondern sie sollen
nur die zwei verschiedenen Höhen darstellen. Deshalb wurde auch das gestrichelte Haus
eingefügt, um diese Situation noch einmal zu verdeutlichen. Aufgrund der obigen
Überlegungen ergibt sich nun folgende Rechnung für die waagerechte Kante:
Referenzmenge: 44
Dazu gehören:
Ø sämtliche Frontfassaden: 16
Ø alle dazwischen liegenden Seitenfassaden: 28
Die 33 Fassaden der kleineren Gebäude besitzen eine Höhe der Klasse 1 (z.B. für die
Nutzungsart Wohnhaus), die 11 Fassaden der höheren Gebäude eine Höhe der Klasse 2.
Damit ergeben sich folgende Auftrittswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte:
P(FKl.1) = 33 / 44 = 3 / 4
è I(FKl.1) = 0,415 bit
P(FKl.2) = 11 / 44 = 1 / 4
è I(FKl.2) = 2,000 bit
Hierbei wird gewiß nicht berücksichtigt, daß besonders der Sprung zwischen dem vierten
hohen Haus von links und dem daneben liegenden kleinen Haus ins Auge fällt. Allerdings
wurde auch schon früher erwähnt, daß die Höhe nicht unbedingt ein aussagekräftiges Maß
sein muß. Um dieses Konzept aber objektiv zu bewerten, müssen Abstriche gemacht werden.
Dieses Verfahren erweist sich jedoch im allgemeinen als erfolgversprechend.
5.3.4 Breite einer Fassade
Die Breite und die Tiefe einer Fassade können ebenfalls – ähnlich wie die Höhe – eine
Aussage darüber geben, ob ein Gebäude hervorsticht oder nicht. Dabei wird wahrscheinlich
nicht bewußt die Breite bzw. die Tiefe wahrgenommen, sondern eher die Fassadenfläche.
Diese kann aber nicht so einfach wie die Höhe bewertet werden, da zur Berechnung der
Fläche auch die Höhe benutzt wird, so daß die Informationsgehalte von Höhe und Fläche
nicht unabhängig sind. Die Unabhängigkeit der Konzepte ist allerdings gefordert, damit sie
später einfach addiert werden können, um den gesamten Informationsgehalt der Fassade zu
erhalten. Daher erscheint es geeigneter, die Breite bzw. die Tiefe heranzuziehen, anstatt die
Fläche als Kriterium zu benutzen. Die Breite bezieht sich dabei auf die Frontseite eines
Gebäudes, während die Tiefe sozusagen die `Breite` der Seitenfassaden darstellt. Im Rahmen
der Bauleitplanung, die zum Städtebau gehört, werden für bestimmte Häuserarten wie z.B.
freistehende Einfamilienhäuser, Doppelhäuser, Reihenhäuser und Mehrfamilienhäuser
Bereiche vorgegeben, wie breit und wie tief diese Häuserarten sein sollten. Diese Bereiche
können dann wie bei der Höhe in Klassen aufgeteilt werden, so daß auch hier die Zuordnung
der Fassadenbreiten durchgeführt werden kann. Mit Hilfe dieser Klassifikation kann dann
bzgl. einer Referenzmenge die Auftrittswahrscheinlichkeit berechnet werden. Die
Referenzmenge sollte – ähnlich wie bei der Höhe – gewählt werden, also über den sichtbaren
Bereich. Die Schwierigkeiten, die dabei auftreten, sind bereits im Abschnitt 5.3.3 besprochen
worden. Daher werden auch hier zur Vereinfachung nur die Fassaden entlang einer Kante
betrachtet. Folgende Klassifikation könnte beispielsweise zugrunde gelegt werden:
Wohnhaus
Breite
Tiefe
Freist. Einfamilienhaus
~ 10 m
~ 12 m
Doppelhaushälfte
~ 10 m
~ 12 m
Reihenhaus
~ 8 m – 10 m
~ 12 m – 15 m
(die Eckhäuser sind breiter)
Mehrfamilienhaus
~ 20 m
~ 10 m – 15 m
Tabelle 4: Klassifikation der Breiten und Tiefen
Klasse
Grenzen
1
0 m – 15 m
2
15 m – 30 m
....
....
Tabelle 5: Klassifikation für die Nutzungsart Wohnhaus
Beispiel 7:
Es sei ein Straßenzug mit freistehenden Einfamilienhäusern gegeben mit einer Breite von 10m
und einer Tiefe von 12m. Dazwischen steht ein zweigeschossiges Mehrfamilienhaus mit einer
Breite von 20m und einer Tiefe von 14m.
Referenzmenge: 24 Fassaden
Klasse 1: 23 Fassaden
Klasse 2: 1 Fassade
Auftretenswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte:
P(FKl.1) = 23 / 24
è I(FKl.1) = 0,061 bit
P(FKl.2) = 1 / 24
è I(FKl.2) = 4,585 bit
In diesem Straßenzug fällt das Mehrfamilienhaus besonders wegen seiner straßenseitigen
Fassade auf, da sie doch breiter ist als alle anderen, sowohl als die Seitenfassaden als auch als
die restlichen Frontfassaden. Außerdem ist in diesem Beispiel nur die Frontfassade breiter, so
daß auch der Informationsgehalt im Vergleich sehr viel größer ist. Ist nicht nur die
Frontfassade des Mehrfamilienhauses beispielsweise breiter, sondern auch noch die
Seitenfassaden, so erhalten alle drei Fassaden einen höheren Informationsgehalt als die
anderen. Dieser ist allerdings dann im Verhältnis zu den restlichen Fassaden doch geringer als
in dem obigen Beispiel, wie man an der folgenden Rechnung erkennen kann:
Referenzmenge: 24 Fassaden
Klasse 1: 21 Fassaden
Klasse 2: 3 Fassaden
Auftretenswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte:
P(FKl.1) = 21 / 24
è I(FKl.1) = 0,193 bit
P(FKl.2) = 3 / 24
è I(FKl.2) = 3,000 bit
Ähnlich wie bei der Höhe kann die Breite einer Fassade auch nicht unbedingt als das Maß zur
Bestimmung eines Landmarks angesehen werden. Allerdings fallen Fassaden im Vergleich zu
denen aus der unmittelbaren Umgebung schon ins Auge, wenn ihre Breite deutlich abweicht.
Deshalb ist es auch sinnvoll, dies zu berücksichtigen. Aufgrund einer größeren Breite kann
die Fassade auch viel wuchtiger wirken. Dabei wird aber eher die Fläche auffallen, die jedoch,
wie oben schon erwähnt, nicht so einfach zu bewerten ist, ohne die Unabhängigkeit der
Konzepte aufzugeben.
5.3.5 Krümmung der Fassade
Dieser Abschnitt kann den geometrischen Eigenschaften einer Fassade zugeordnet werden Er
befaßt sich hauptsächlich mit den Oberflächen bzw. ihre Ober- und Unterkanten bzgl. ihrer
Krümmung. Dabei bestehen diese Kanten entweder schon, oder man verbindet die Endpunkte
der Seitenkanten miteinander. Dies muß vor allem dann geschehen, wenn das Gebäude kein
Flachdach besitzt, und die Fassade betrachtet werden soll, die den Giebel mit einschließt. Da
hier wie bei der Höhenuntersuchung nur die Traufhöhe benutzt wird, müssen gerade an der
Giebelseite die oberen Endpunkte der Seitenkanten zur Oberkante verbunden werden, um eine
Aussage über die Krümmung machen zu können. Eine Ebene besitzt dabei die Krümmung
Null. Ein runder Turm beispielsweise hat zwar die Form eines Zylinders, aber die
Mantelfläche des Zylinder hat genau wie eine Ebene die Krümmung Null, da sie in die Ebene
abwickelbar ist. Solche abwickelbaren Flächen werden auch Torsen genannt. Da Torsen
genau wie Ebenen die Krümmung Null aufweisen, kann zur Bestimmung dieser besonderen
Architektur, wie sie z.B. ein Turm besitzt, nicht die Krümmung einer Fläche benutzt werden.
Deshalb erscheint es sinnvoll, sowohl die Krümmung der Ober- als auch der Unterkante einer
Fassade zu ermitteln und diese dann zu vergleichen und in Zusammenhang zu bringen. Dabei
wird in der Differentialgeometrie als Krümmung einer Kurve im Punkt M „eine Zahl genannt,
die die Abweichung der Kurve in der unmittelbaren Umgebung dieses Punktes von einer
Geraden angibt“ (BRONSTEIN ET AL. 1995). Diese Krümmung kann mittels des
Ortsvektors, der von der Bogenlänge abhängt, berechnet werden:
v v
r = r (s )
Diese natürliche Darstellung einer Kurve sei zweimal stetig differenzierbar. Dann heißt
2v
v
&rv& = d r = k
ds2
der Krümmungsvektor und
v
d 2r
K =
=
ds 2
x ' '2 + y ' '2 + z ' '2
die Krümmung, wobei die Ableitungen nach s, also nach der Bogenlänge gebildet werden.
Mit Hilfe dieser Formeln können die Krümmungen der Ober- und Unterkante einer Fassade
berechnet werden. Sofern sie gleich Null sind, sind beide Kanten Geraden und die
Fassadenfläche kann als Ebene angesehen werden. Sobald eine oder beide Kanten eine
Krümmung ungleich Null besitzen, kann auch die Fläche als gekrümmt und damit als
auffällig angenommen werden. Dabei reicht die Betrachtung der Ober- und Unterkanten aus,
da Gebäude sehr selten nach außen gewölbt sind, sondern eher die Form eines Zylinders
aufweisen. Bei einem Zylinder sind die Mantellinien oder Meridiane Geraden, wohingegen
die Breitenkreise Ellipsen oder Kreisen entsprechen. Deshalb genügt es, die Krümmung der
Breitenkreise zu bestimmen, die den Zylinder oben und unten begrenzen, also über die Oberund Unterkante. Beispielsweise gibt es auch Gebäude, bei denen nur die Unterkante eine
Gerade ist und die Oberkante eine Krümmung ungleich Null aufweist, und umgekehrt. Gerade
solche Fassaden ziehen die Aufmerksamkeit auf sich, da sie sich völlig aus dem Alltäglichen
abheben. Allerdings muß auch diese Besonderheit nur bzgl. der unmittelbaren Umgebung
betrachtet werden. Um nun die Informationstheorie anwenden zu können, benötigt man
wiederum eine Referenzmenge. Diese kann ebenfalls wie die Referenzmenge für die Höhe
bestimmt werden bzw. man benutzt die gleiche Menge.
Beispiel 8:
In dieser Reihe kann man 27 glatte Fassaden und eine gekrümmte Fassade erkennen. Wegen
dieser Krümmung kann der Turm auch nur eine Fassade besitzen. Für jede Fassade werden
nun die Krümmungen der Ober- und Unterkanten berechnet. Bei den ebenen Fassaden
erhalten alle Ober- und Unterkanten die Krümmung Null, während bei dem Turm beide
Kanten die Krümmung
1 / R
(R = Radius des Kreises) bekommen. Aufgrund der
Krümmungen können folgende Auftretenswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte
berechnet werden:
P(FK=0) = 27 / 28
è
I(FK=0) = 0,052 bit
P(FK=1/R) = 1 / 28
è
I(FK=1/R) = 4,807 bit
Damit erhält der Turm wegen seiner besonderen Architektur noch zusätzliche Informationen,
die den Überraschungseffekt ausdrücken, wenn ein Fußgänger an ihm vorbei geht, da eher ein
rechteckiges Haus in dieser Reihe erwartet wird. Diese Berechnung ist unabhängig von der
Höhe und der Zugänglichkeit, so daß diese Informationsgehalt am Ende addiert werden
können, um den gesamten Informationsgehalt der Fassade zu bestimmen.
5.3.6 Farbe
Dieses Konzept wird zu den Fassadenattributen gezählt. Zusammenfassend werden Attribute
wie z.B. die Farbe oder das Material als Textur bezeichnet (è Abschnitt 2.9). Man kann zwar
annehmen, daß das Material aus der Textur extrahierbar ist, oder daß es als Attribut im 3DStadtmodell bereits vorliegt, aber die Bewertung der Materialen erweist sich doch als
schwierig. Ein großes Problem dabei ist die Abhängigkeit zwischen Material und anderen
Attributen, nicht zuletzt auch mit der Farbe. Deshalb wird in dieser Arbeit einzig die Farbe als
Fassadenattribut berücksichtigt, die aus der Phototextur einfach berechenbar ist. Dabei
betrachtet man aber nur die durchschnittliche Farbe der gesamten Fassade. Als erstes stellt
sich die Frage, welchen Farbraum man zugrunde legt. Die aus der Textur bestimmte
Durchschnittsfarbe liegt im RGB-Farbmodell vor. Dieses Modell kann man sich in einem
kartesischen Koordinatensystem als Würfel mit der Kantenlänge 1 vorstellen, dessen eine
Ecke im Ursprung liegt [(0,0,0) = schwarz] und die Kanten auf den positiven Achsen. Damit
ergeben sich folgende Werte für rot (R), grün (G) und blau(B):
Blau = (0, 0, 1)
Cyan = (0, 1, 1)
Magenta = (1, 0, 1)
Weiß = (1, 1, 0)
Schwarz = (0, 0, 0)
Grün = (0, 1, 0)
Rot = (1, 0, 0)
Gelb = (1, 1, 0)
Für die Bestimmung eines Maßes sind aber am ehesten die einzelnen Farbabstände geeignet.
Dazu ist es nötig, die vorher ermittelten RGB-Werte in einen anderen Farbraum zu
transformieren. Für die Berechnung von Farbabständen ist der CIE L*a*b*-Farbraum
definiert worden (DIN 6174), der statistisch der visuellen Farbwahrnehmung des Menschen
entspricht. Er erfüllt dabei die Forderung visueller Gleichabständigkeit.
Abbildung 10: Der L*a*b*-Farbraum
Deshalb muß zuerst eine Transformation der RGB-Werte in die Normfarbwerte X,Y, und Z
(DIN 5033), die auch von der CIE (Commission Internationale de l’Eclairage) aufgrund der
verschiedenen Wellenlängen festgelegt worden sind, durchgeführt werden, und anschließend
die Transformation in den CIE L*a*b*. Die erste Transformation entspricht dabei einer
einfachen Matrixmultiplikation:
X
 
Y  = M
Z 
 
R
 
⋅ G
B
 
Bei der zweiten Transformation gelten dann die folgenden Beziehungen (DIN 6174,
SCHOPPMEYER 1991):
L* = 116 ⋅ 3 (Y / Yn ) − 16
(
b* = 200 ⋅ (
a* = 500 ⋅
( X / X n ) − 3 (Y / Yn ) )
3
(Y / Yn ) − 3 (Z / Z n ) )
3
mit: X/Xn, Y/Yn, Z/Zn > 0,01
„Xn, Yn, Zn sind die Normfarbwerte der vollkommen mattweißen Fläche für die Lichtart und
den Normalbeobachter, auf die sich die Normfarbwerte X, Y, Z beziehen“ (DIN 6174). Für
die verschiedenen Normlichtarten und Normalbeobachter, die in der Praxis vorkommen, sind
die Werte für Xn, Yn, Zn ebenfalls in der DIN 6174 angegeben. Mit Hilfe der Farbmaßzahlen
L*, a*, b* kann nun der Farbabstand wie folgt berechnet werden:
∗
∆E ab
=
(L
∗
P
− L∗B
) + (a
2
∗
P
− a B∗
) + (b
2
∗
P
− bB∗
)
2
Die Indizes P und B stehen dabei für Probe und Bezug.
Mittels photogrammetrischer Verfahren können aus der Phototextur die RGB-Werte der
durchschnittlichen Fassadenfarbe bestimmt werden. Die Umrechnung in die L*a*b*-Werte
erfolgt mit den o.a. Formeln, die dann durch Punkte in dem dreidimensionalen Farbraum
repräsentiert werden. Das nächste Problem, das auftritt, ist nun die Einteilung dieses
Farbraums in verschiedene Cluster, also in Gebiete, die ähnliche Farben beinhalten. Die
Ähnlichkeit der Farben bzw. die Cluster-Bildung kann dabei über die einzelnen Farbabstände
ermittelt werden. Ist der Abstand von einem Punkt zu einem anderen relativ gering, so wird
keine der beiden Fassaden aufgrund ihrer Farbe einem Fußgänger auffallen. Ebenso kann ein
sehr großer Abstand im Farbraum auf große Farbunterschiede zwischen den Fassaden
hinweisen. Da sich das Konzept der Farbe auch nur auf die Referenzmenge bezieht, die
bereits in den vorhergehenden Abschnitten (5.3.2, 5.3.4, 5.3.5) zugrunde gelegt worden ist,
erhält man eine endliche Zahl an Farbwerten. Für die Klassenbildung selbst gibt es
verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise kann „Zahn’s Clustering Algorithm“ angewendet
werden, der zuerst einen Graph konstruiert, welcher die Punkte mit den kleinsten Abständen
zueinander verbindet (MST = Minimum Spanning Tree). Innerhalb dieses Graphen werden
alle inkonsistenten Kanten identifiziert und entfernt, so daß daraus die einzelnen Cluster
entstehen. Dabei ist eine Kante genau dann inkonsistent, wenn ihre Länge signifikant größer
ist als der Durchschnitt der benachbarten Kanten. Dabei wird die Inkonsistenz nicht genau
definiert, sondern es werden verschiedene Kriterien in der Literatur vorgeschlagen, nach
denen man die inkonsistenten Kanten identifizieren kann. Ein Kriterium dafür ist z.B. die
Überprüfung, ob die betrachtete Kante länger ist als die doppelte Durchschnittslänge der
bereits im Cluster liegenden Kanten. Allerdings kann es dann vorkommen, daß ein paar
Punkte sehr nah beieinander liegen (Punkte besitzen fast denselben Farbwert), so daß ihr
Abstand sehr gering ist. Ein etwas weiter entfernt liegender Punkt würde dann über das
Kriterium ausgeschlossen werden, obwohl die Farben so ähnlich sind, daß sie bzgl. der
Wahrnehmung des Menschen einem Cluster zugeordnet werden könnten. Dieser Kritikpunkt,
der Entfernung von Kanten, die nicht inkonsistent sind, wird auch schon in der Literatur
genannt.
Eine weitere Möglichkeit für die Cluster-Bildung ist ein „Nearest-Neighbour“-Verfahren.
Dazu werden die Farbwerte aller Fassaden der Referenzmenge in den L*a*b*-Farbraum
abgebildet und sämtliche Distanzen berechnet. Zufällig wird ein Startwert ausgewählt, der
nächste Nachbar gesucht und überprüft, ob die Distanz über oder unter einem Schwellwert
liegt. Ist sie größer, so wird der Cluster abgeschlossen, und der nächste Punkt dient als neuer
Startwert. Ist sie kleiner, so wird der Punkt dem Cluster hinzugefügt. Danach wird wieder der
nächste Nachbar zu den beiden Punkten im Cluster gesucht. Es wird der Durchschnitt aller
Distanzen von den Punkten im Cluster zum überprüfenden Punkt gebildet. In diesen
Durchschnitt dürfen die Distanzen innerhalb des Clusters nicht mit einfließen. Besteht das
Cluster beispielsweise aus drei Punkten mit infinitesimal kleinen Abständen, so werden bei
der Überprüfung des nächsten Punktes, der weit entfernt liegt, die Summe der drei großen
Abstände durch sechs geteilt. Die infinitesimal kleinen Abstände haben dann keinen Einfluß
auf den Durchschnitt. Dies führt aber zu einem Wert, der unter dem Schwellwert liegen kann.
Dieser Punkt würde dem Cluster hinzugefügt werden, obwohl die Farbe, die er repräsentiert,
deutlich hervorstechen würde. Daher werden für die Durchschnittsbildung nur die Abstände
der Punkte des Clusters zum überprüfenden Punkt benutzt. Nun muß getestet werden, ob der
Durchschnitt größer oder kleiner als der Schwellwert ist. Danach wird dann entschieden, ob
der Punkt dem Cluster hinzugefügt wird, oder ob der Cluster abzuschließen ist. Der
festzusetzende absolute Schwellwert umgeht dabei den obigen Kritikpunkt. Außerdem
vermeidet diese Art der Durchschnittsbildung langgezogene Cluster, die bei dem Zahn-
Algorithmus auch gebildet werden können, da dort nur die benachbarten Kanten
berücksichtigt werden. Die Bestimmung des Schwellwertes stellt dabei das größte Problem
dar. Dazu müßte eine weit angelegte empirische Untersuchung durchgeführt werden. Für
diese Arbeit wird jedoch nur im kleinen der Schwellwert definiert, der sich auf bestimmte
Farben stützt. Folgende Überlegung ist dabei gemacht worden:
Für jede der vier Farben rot, blau, grün und gelb sind drei Kästchen gefüllt worden. Das erste
Kästchen dient als Referenzfarbe, das zweite Kästchen beinhaltet eine sehr ähnlich Farbe, d.h.
man würde beide Farben in ein Cluster einordnen, und das dritte Kästchen besitzt zwar eine
Farbe aus dem Farbbereich, die aber doch so unterschiedlich ist, daß sie deutlich
wahrgenommen wird. Alle RGB-Werte werden in L*a*b*-Werte umgerechnet. Danach
werden die Distanzen zwischen dem ersten und dem zweiten Kästchen und zwischen dem
ersten und dem dritten Kästchen für alle vier Farben berechnet. Der Schwellwert für jede
Farbe muß dann zwischen diesen beiden Distanzen liegen. Über die vier Farben kann das
Intervall noch eingegrenzt werden, in dem der Schwellwert zwischen der größten Distanz
zwischen den ersten beiden Kästchen und der kleinsten Distanz zwischen dem ersten und dem
dritten Kästchen festgesetzt wird.
d1 = 93,574
d2 = 126,925
d1 = 90,766
d2 = 185,331
d1 = 66,689
d2 = 138,005
d1 = 71,617
d2 = 112,649
Aufgrund der obigen Überlegungen muß der Schwellwert in dem Intervall [93,574|112,649]
liegen. Folgender Schwellwert wird im weiteren benutzt:
Schwellwert = 100
Für die Bestimmung der Wahrscheinlichkeit innerhalb dieser Cluster kann man verschiedene
Verfahren anwenden. Einmal kann die Dichte über die „Nearest-Neighbour Estimation“ oder
das Parzen-Fenster geschätzt werden. Beide beziehen sich dabei auf eine Schätzung mit Hilfe
der Formel aus DUDA ET AL. (2000):
v k /n
pn (x ) = n
Vn
v
v
v
Dabei bezeichnet p n ( x ) die n-te Schätzung der Dichte p( x ) eines Merkmalvektors x , n die
Gesamtanzahl der Punkte, kn die Anzahl der Punkte im n-ten Hyperwürfel und Vn das
Volumen des n-ten Hyperwürfels. Um die aus der Cluster-Bildung gefundenen Gebiete wird
ein Würfel mit der gleichen Dimension wie der Merkmalsvektor gelegt. Da der Farbraum die
Dimension drei besitzt, kann hier ein einfacher Würfel benutzt werden. Mit Hilfe dieses
Würfels wird dann die Dichte geschätzt, aus der die Wahrscheinlichkeit berechnet werden
kann. Die Verfahren unterscheiden sich in der Hinsicht, welche ob kn oder Vn variiert wird.
Bei der „Nearest-Neighbour Estimation“ wird die Anzahl der Punkte festgelegt, die in den
Würfel fallen sollen, also kn, während das Parzen-Fenster über das Volumen Vn bestimmt
wird. In beiden Verfahren müssen dazu Schwellwerte für kn bzw. Vn festgesetzt werden. Für
diese Schwellwertbildung kann allerdings keine profunde Aussage gemacht werden, so daß
sie am besten empirisch ermittelt wird. Ist die Cluster-Bildung jedoch schon durchgeführt
worden, können die Würfel um die Cluster gelegt und mit der obigen Formel aus der Dichte
die Wahrscheinlichkeit berechnet werden. Eine einfachere Lösung bietet auch hier, wie in den
Abschnitten zuvor, der frequentistische Ansatz. Nach der Cluster-Bildung wird ausgezählt,
wie viele Fassaden der Referenzmenge in jeden einzelnen Cluster fallen. Die Anzahl der
Fassaden in einem Cluster dividiert durch die Gesamtanzahl ergibt schließlich die
Wahrscheinlichkeit, aus der der Informationsgehalt berechnet wird. Folgendes Beispiel soll
die Farbbewertung noch einmal verdeutlichen.:
Beispiel 9:
a.)
b.)
In beiden Beispielen ist eine Reihe von 10 freistehenden Einfamilienhäuser gegeben, d.h. 30
Fassaden sind sichtbar. Im ersten Beispiel sticht das rote Gebäude deutlich hervor,
wohingegen im zweiten Beispiel alle Fassaden eine ähnliche Durchschnittsfarbe besitzen. Die
Fassaden sind von links nach rechts durchnumeriert, z.B. besitzt das erste Gebäude in der
Reihe die Fassaden 1, 2 und 3. Die einzelnen Fassaden haben folgende RGB-Werte:
a.) weiß: 255, 255, 255
beige: 255, 255, 204
rot:
255, 0,0,
b.) beige: 255, 255, 204
weiß: 255, 255, 255
lachs: 255, 204, 153
hellgelb: 255, 255, 153
Mittels der Matrix
 0,4303 0,3416 0,1782 


M =  0,2219 0,7068 0,0713  ,
 0,0202 0,1296 0,9387 


die aus SCHOPPMEYER (1991) für die Bildschirmphophore (EBU-Phosphore) übernommen
wird, können nun die Normfarbwerte X, Y, Z, und aus diesen die folgenden L*, a*, b* mit
den o.a. Formeln berechnet werden:
a.) weiß: 142,479; -0,096; 0,042
beige: 141,722; -5,483; 15,444
rot:
79,945; 110,956; 93,093
b.) beige: 141,722; -5,483; 15,444
weiß: 142,479; -0,096; 0,042
lachs: 132,942; 5,771; 22,442
hellgelb: 140,958; -11,065; 33,351
Damit erhält man die Farbabstände aus der Farbabstandsformel:
a.) weiß – beige: 16,335
weiß – rot: 157,802
beige – rot: 152,982
b.) beige – weiß: 16,335
beige- lachs: 15,897
beige – hellgelb: 18,772
weiß – lachs: 25,043
weiß – hellgelb: 35,102
lachs – hellgelb: 21,604
Cluster-Bildung:
a.) Man wählt zufällig einen Punkt im Farbraum aus, z.B. einen, der die Fassade 13
repräsentiert. Der nächste Nachbar ist der Punkt für die Fassade 14, da der Abstand
infinitesimal klein ist. Damit liegen beide Punkte in Cluster 1. Danach wird die Fassade
15 ebenfalls wegen ihres infinitesimalen Abstandes dem Cluster hinzugefügt. Der nächste
Nachbar zu den drei Punkten ist einer der Punkte für die Farbe beige, d.h. eine der
Fassaden 7 – 9 oder 22 – 27, z.B. Fassade 7. Der durchschnittliche Abstand, der sich
ergibt, beträgt:
A=
152 ,982 + 152 ,982 + 152 ,982
= 152 ,982
3
Dieser liegt über dem Schwellwert, so daß der erste Cluster gefunden worden ist und
abgeschlossen wird. Der nächste Cluster beginnt nun mit dem zuletzt betrachteten Punkt
(Fassade 7). Innerhalb dieses Clusters sind aufgrund der infinitesimal kleinen Abstände alle
beigen Fassaden (8, 9 22 – 27) vertreten. Danach wird als nächster Nachbar ein Punkt
identifiziert, der die Farbe weiß für die Fassaden (1 – 6, 10 – 12, 16 – 21 und 28 – 30)
repräsentiert. Beispielsweise wird dann der Punkt für die Fassade 1 ausgewählt. Der
Durchschnitt der Abstände zu diesem Punkt beträgt:
A = (9 * 16,335) / 9 = 16,335
Dieser liegt unter dem festgesetzten Schwellwert, so daß nach weiterer Rechnung auch alle
weißen Fassaden dem zweiten Cluster hinzugefügt werden. Damit ergeben sich in diesem
Beispiel zwei Cluster: Cluster 1 beinhaltet die Farbe rot, Cluster 2 die Farben weiß und beige.
b.) Wie im ersten Beispiel wird auch hier ein zufälliger Startwert gewählt, z.B. der Punkt, der
die Fassade 1 (beige) repräsentiert. Die nächsten Nachbarn sind dann aufgrund ihrer
infinitesimal kleinen Abstände die Fassaden mit der gleichen Farbe (2, 3, 13 –15, 25 –
30). Danach ergibt sich eine der Fassaden mit der Farbe lachs (7 – 9, 22 – 24), z.B.
Fassade 7. Der durchschnittliche Abstand entspricht hier dem Abstand beige – lachs =
15,897. Dieser liegt unter dem Schwellwert, so daß die Fassade hinzugefügt wird. Wegen
der infinitesimal kleinen Abstände werden dann auch alle anderen lachsfarbenen Fassaden
diesem Cluster zugeordnet. Danach werden sämtliche hellgelben und schließlich alle
weißen Fassaden dem Cluster hinzugefügt, da die Abstände lachs – hellgelb und hellgelb
– weiß kleiner als der Schwellwert sind, und wegen der Konstruktion der Beispiele nur
diese Abstände betrachtet werden müssen. Damit erhält man in diesem Beispiel nur ein
einziges Cluster.
In beiden Beispielen besitzen Fassaden eines Gebäudes nicht nur eine sehr ähnliche, sondern
eine identische Farbe, so daß hier direkt die oben bestimmten Farbabstände bei der ClusterBildung benutzt werden können. In der Realität bzw. in einem 3D-Stadtmodell werden jedoch
selten Fassaden identische Farbwerte haben. Dadurch wird die Cluster-Bildung nicht ganz so
einfach durchzuführen sein.
Im nächsten Schritt werden nun die Wahrscheinlichkeiten ermittelt:
a.) Cluster 1 beinhaltet die Farbe rot, Cluster 2 die Farben weiß und beige.
Von der Referenzmenge von 30 sichtbaren Fassaden fallen nun 3 in Cluster 1 und 27
in Cluster 2. Daraus ergeben sich folgende Auftretenswahrscheinlichkeiten und
Informationsgehalte:
P(FCl.1) = 3 / 30
è I(FCl.1) = 3,322 bit
P(FCl.2) = 27 / 30
è I(FCl.2) = 0,152 bit
b.) Cluster 1 beinhaltet sämtliche Farben: weiß, beige, hellgelb und lachs.
Alle 30 sichtbaren Fassaden liegen in diesem Cluster, so daß man nur eine
Auftretenswahrscheinlichkeit und damit einen Informationsgehalt von Null erhält:
P(FCl.1) = 30 / 30 = 1 è I(FCl.1) = 0 bit
Im ersten Beispiel kann das rote Gebäude aufgrund seiner Farbe als Landmark dienen, so daß
der Informationsgehalt der roten Fassaden auch deutlich höher sein muß. Im zweiten Beispiel
dagegen ist keine Fassade wegen ihrer Farbe sehr auffällig. Daher sollte auch jede Fassade
den gleichen Informationsgehalt bekommen bzw. die Farbinformation ist nicht relevant.
Die Farbbewertung an sich stellt ein sehr großes Problem dar. Diese Arbeit versucht eine
möglichst einfache Lösung zu finden, Fassadenfarben zu bewerten. Schwierigkeiten gibt es
sicherlich, wenn die Fassade nicht nur in einer Farbe gestrichen ist, sondern wenn mehrere
Farben, die eventuell auch ein Bild darstellen können, benutzt werden. Dadurch verändert
sich die Durchschnittsfarbe. Deshalb müßte die Berechnung noch verfeinert werden.
Allerdings kann dies nur mit Hilfe einer empirischen Untersuchung geschehen, die nicht mehr
im Rahmen dieser Arbeit liegt.
5.3.7 Zeichen und Markierungen
Dieses Konzept läßt sich relativ einfach überprüfen, wenn die Textur der Fassade als
Phototextur vorliegt. Mit Hilfe photogrammetrischer Verfahren werden die Fotos der
Fassaden entzerrt und mit den generierten Gebäude im 3D-Stadtmodell verbunden. Diese
Bilder lassen sich auch daraufhin bearbeiten, gewisse Regelmäßigkeiten zu erkennen. Mittels
Hochpaß-Filtern können beispielsweise Kanten (Fensterrahmen, Türen) verstärkt werden, da
sie nur die hohen Frequenzen passieren lassen und die niedrigen eliminieren. Dies führt dazu,
daß großräumige Strukturen unterdrückt werden (FÖRSTNER 2001). Allerdings werden
diese Hochpaß-Filter meist mit Tiefpaß-Filtern zu Bandpaß-Filtern kombiniert, um das
Rauschen, das auch durch den Hochpaß-Filter durchgelassen wird, zu verringern. Ein weiteres
Verfahren, welches für diesen Abschnitt relevant ist, ist der Prozeß der Mustererkennung. Er
ist zurückzuführen auf das Zuordnungs- oder Korrespondenzproblem (engl. matching).
Hierbei sind die Beschreibungen von zwei Objekten gegeben, und man sucht entweder eine
möglichst gute Abbildung zwischen den Beschreibungen oder die Identifizierung
zuzuordnender Teile der Beschreibungen. Für diese Arbeit ist die Identifizierung von
Buchstaben und Zahlen interessant, die mit Hilfe der Kreuzkorrelation
erkannt werden
können. Insbesondere Schriftzüge von Kaufhäusern, der Post und anderen allgemein
bekannten Geschäften aber auch Straßenschilder können als Wegweiser dienen. Über den
Mustererkennungsprozeß lassen sich diese identifizieren. Dabei muß bei den weiteren
Überlegungen berücksichtigt werden, welche Schriftzüge in welcher Art und Weise bewertet
werden sollen. Läßt man einmal die Straßenschilder außer Acht, so kann jeder andere
Schriftzug
(aus
dem
kommerziellen
Bereich)
ab
einer
bestimmten
Größe
den
Informationsgehalt einer Fassade aufwerten. Praxisschilder u.ä. fallen dabei weniger ins Auge
als der große, vielleicht auch sogar beleuchtete Schriftzug einer Kaufhauskette. Deshalb
sollten vermutlich auch nur solche Schilder mit in die Berechnung aufgenommen werden. Ein
Problem dabei ist sicherlich auch der Plazierungsort des Schriftzuges auf der Fassade. Es gibt
einige Namensschilder von großen Firmen, die auf dem Dach des Firmengebäudes angebracht
sind. Diese sind von weit weg sichtbar und können daher als global Landmarks angesehen
werden. Ein Fußgänger jedoch wird diesen Schriftzug nicht unbedingt wahrnehmen,
insbesondere dann, wenn er sich unmittelbar vor diesem Gebäude befindet. Außerdem wurde
in Kapitel 2 beschlossen, global Landmarks aus der Betrachtung auszuschließen. Deshalb
muß bei der Bewertung bzw. bei der Herleitung des Maßes der Ort der Schilder berücksichtigt
werden. Dies kann dadurch geschehen, daß man beispielsweise nur die untere Hälfte einer
Fassade einbezieht. Dabei ist es am einfachsten, man bestimmt bzgl. einer Referenzmenge
wieviel Fassaden einen Schriftzug aufweisen, und ermittelt über die Häufigkeit den
Informationsgehalt. Die Aussagekraft des Schildes selbst, also z.B. der Name, wird dabei
allerdings nicht berücksichtigt. Dieser kann aber zusätzlich in einer Routenbeschreibung
genannt werden, da er meist als Attribut abgespeichert ist. Folgendes Beispiel verdeutlicht
diese Überlegung:
Beispiel 10:
K
K
Von diesen zehn Häusern sind 30 Fassaden sichtbar. Eine Fassade besitzt einen Schriftzug,
der über den Mustererkennungsprozeß erkannt wurde. Damit ergeben sich folgende
Auftrittswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte (Fo = Fassade ohne Schriftzug; Fm =
Fassade mit Schriftzug):
P(Fo) = 29 / 30
è
I(Fo) = 0,049 bit
P(Fm) = 1 / 30
è
I(Fm) = 4,907 bit
Aufgrund dieses Schriftzuges ist diese Fassade besonders prägnant, auch wenn sie – wie in
diesem Beispiel – nur entlang einer Straße vorkommt. Die Nennung dieses Gebäudes bzw.
dieser Fassade würde jemandem, der sich mit Hilfe einer Routenbeschreibung
zurechtzufinden versucht, das Gefühl geben, auf dem richtigen Weg zu sein. Innerhalb einer
Geschäftsstraße hingegen würde kein Gebäude wegen seines Schriftzuges auffallen. Einzig
die Eckhäuser würden wahrscheinlich genannt werden, was aber auf ihre Zugänglichkeit bzw.
ihren Standort zurückzuführen ist, der in diesem Fall gesondert bewertet wird.
5.3.8 Relief
Unter dem Relief werden hierbei Besonderheiten der Fassade, wie z.B. Ornamente, Erker u.ä.
verstanden. Solche Auffälligkeiten ragen meist aus der relativ glatten Fassadenoberfläche
hervor. Setzt man nun die glatte Oberfläche als Referenzebene mit der Höhe 0 an, so können
die herausragenden Teile über den Höhenunterschied bzgl. der Referenzebene festgestellt
werden. Dabei werden allerdings nicht die einzelnen Teile erkannt, sondern nur die
verschiedenen Höhendifferenzen. Mit Hilfe von photogrammetrischen Verfahren kann die
Phototextur abgetastet werden, um so evtl. vorhandene Höhenunterschiede zu detektieren.
Dieser Abtastvorgang kann so verstanden werden, daß ein Gitternetz über die Fassade gelegt
wird, und an den Gitterpunkten die Höhen gemessen werden. Die Feinheit des Gitters ist
dabei ein entscheidender Punkt für die Genauigkeit der Abtastung und die späteren
Bewertung. Je feiner das Gitter ist, desto mehr Abtastpunkte sind vorhanden, und man erhält
mehr repräsentative Werte. Im ersten Ansatz werden vorher mit Hilfe von Filtern die Kanten
verstärkt, um Regelmäßigkeiten wie Fenster und Türen zu erkennen. Diese könnten dann
ebenfalls mit der Höhe 0 belegt werden, um so die Höhenunterschiede von Fenster- und
Türrahmen von vorne herein auszuschließen. Schwierig wird es dann, wenn ein Erker oder
ein Balkon aufgrund der Kantenverstärkung auch mit der Höhe 0 belegt wird. Weiterhin ist
die Annahme, daß Höhenunterschiede auf einer Fassade erst ab einem gewissen Wert
wahrgenommen werden, so daß ein Schwellwert bestimmt werden muß.
Ein weiterer Ansatz unterläßt diese vorherige Belegung von Fenstern und Türen mit einer
Höhe. Man geht auch hier davon aus, daß geringfügigen Differenzen z.B. bei einem
Türrahmen erst gar nicht erkennbar sind. Auffällig sind sie sicher nicht, da jeder Mensch
aufgrund seines Wissens und seiner Erfahrung schon annimmt, daß beispielsweise eine
Fensterbank meistens etwas hervorsteht. Allerdings muß dabei überlegt werden, daß es auch
viele Ornamente gibt, die nur gering herausragen. Diese würden wegen des Schwellwertes
ebenfalls nicht erkannt.
Wie man deutlich sehen kann, weisen beide Ansätze unterschiedliche Probleme auf. Daher
stellt sich die Frage, welcher Ansatz generell besser geeignet ist. Das Hauptproblem besteht
dabei, wie man Regelmäßigkeiten ausschließen und nur die Besonderheiten berücksichtigen
kann. Dabei scheint der zweite Ansatz eher dieses Problem in den Griff zu bekommen. Da auf
fast jeder Fassade Fenster und / oder Türen vorhanden sind, und die dadurch auftretenden
Höhenunterschiede mit gemessen werden, ergibt sich bei dem Vergleich dieser Fassaden mit
denen in der unmittelbaren Umgebung kein relevanter Unterschied. Deshalb kann der zweite
Ansatz auch genommen werden, um ein evtl. vorhandenes besonderes Relief aufzudecken.
Allerdings muß immer noch die Frage nach der Größe des Schwellwertes geklärt werden.
Nach dem Abtast- oder Sampling-Theorem von Nyquist muß die Abtastrate halb so groß wie
der wahrnehmbare Höhenunterschied sein. Setzt man nun voraus, daß Höhendifferenzen von
20 cm erkannt werden, so muß die Fassade alle 10 cm abgetastet werden, um das Relief
vollständig wieder zugeben, d.h. man konstruiert ein Abtastgitter mit einer Maschenbreite von
10 cm und mißt an den Gitterpunkten die Höhenunterschiede. Diese können dann in ein
Histogramm eingetragen werden, und man bestimmt über die Gesamtanzahl der Gitterpunkte
oder sog. „Samples“ die Auftretenswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte der
einzelnen Samples. Aufgrund der Berechnung sind die Auftretenswahrscheinlichkeiten
unabhängig, so daß die Informationsgehalte addiert werden können. Um nun den
Informationsgehalt der gesamten Fassade zu bekommen, errechnet man das gewichtete Mittel.
Wegen des Bezuges zur Gesamtanzahl der Samples werden dadurch auch direkt die Fassaden
vergleichbar.
Beispiel 11:
a.) Es sei eine Fassade gegeben, die mit einer Maschenbreite von 50 cm abgetastet wird. Die
Fassade besitzt folgende Maße: 10 m breit und 3 m hoch. Die Hälfte der Fassade kann mit
der Höhe 0 angesetzt werden (weiße Fläche), die andere Hälfte hat die Höhe 70 cm (graue
Fläche).
m
3
2
1
0
m
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Die Gesamtanzahl der Gitterpunkte beträgt: 21 * 7 = 147
Bei der Breite von 5 m fängt die Erhöhung an, d.h. auch bei den Samples, die bei 5 m Breite
liegen, wird die Höhe von 70 cm gemessen. Daraus ergibt sich folgendes:
Die Anzahl der Samples mit der Höhe 0 sind: 70
Die Anzahl der Samples mit der Höhe 70 sind: 77
Damit erhält man folgende Auftretenswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte für die
Samples:
P(SH=0) = 70 / 147
è I(SH=0) = 1,070 bit
P(SH=70) = 77 / 147 è I(SH=70) = 0,933 bit
Für den Informationsgehalt der gesamten Fassade ergibt sich dann:
I (F ) =
70 ⋅ 1,070 bit + 77 ⋅ 0 ,933 bit
= 0 ,998 bit
147
b.) Es sei nun eine Fassade gegeben, die mit einer Maschenbreite von 10 cm abgetastet wird.
Die Fassade besitzt dieselben Maße wie in Beispiel a: 10 m breit und 3 m hoch. Die Hälfte
der Fassade kann mit der Höhe 0 angesetzt werden (weiße Fläche), die andere Hälfte hat
die Höhe 70 cm (graue Fläche). Jedes Kästchen in dem Raster wird daher noch weiter
unterteilt.
Die Gesamtanzahl der Gitterpunkte beträgt nun: 101 * 31 = 3131
Die Anzahl der Samples mit der Höhe 0 sind: 50 * 31 = 1550
Die Anzahl der Samples mit der Höhe 70 sind: 51* 31 = 1581
Damit erhält man folgende Auftretenswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte für
die Samples:
P(SH=0) = 1550 / 3131
è I(SH=0) = 1,014 bit
P(SH=70) = 1581 / 3131
è I(SH=70) = 0,986 bit
Wie man erkennen kann, unterscheiden sich die Informationsgehalte nur geringfügig. In
Beispiel b berechnen sich die Informationsgehalte aus mehr als zwanzig mal so vielen
Samples, so daß die Genauigkeit wesentlich verbessert wird.
Für den Informationsgehalt der gesamten Fassade ergibt sich dann:
I (F ) =
1550 ⋅ 1, 014 bit + 1581 ⋅ 0 ,986 bit
= 0 ,9999 bit
3131
c.) Es sei nun eine Fassade gegeben, die mit einer Maschenbreite von 10 cm abgetastet wird.
Die Fassade ist doppelt so hoch und besitzt daher die Maße: 10 m breit und 6 m hoch. Die
Hälfte der Fassade kann mit der Höhe 0 angesetzt werden (weiße Fläche), die andere
Hälfte hat die Höhe 70 cm (graue Fläche).
Die Gesamtanzahl der Gitterpunkte beträgt nun: 101 * 61 = 6161
Die Anzahl der Samples mit der Höhe 0 sind: 50 * 61 = 3050
Die Anzahl der Samples mit der Höhe 70 sind: 51* 61 = 3111
Damit erhält man folgende Auftretenswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte für
die Samples:
P(SH=0) = 3050 / 6161
è I(SH=0) = 1,014 bit
P(SH=70) = 3111 / 6161
è I(SH=70) = 0,986 bit
Auch hier erhält man die gleichen Informationsgehalte wie in Beispiel b. Dies ist nicht
verwunderlich, da die Auftretenswahrscheinlichkeiten über das Verhältnis von Anzahl der
Samples mit einer bestimmten Höhe zur Gesamtanzahl der Samples gebildet werden.
Für den Informationsgehalt der gesamten Fassade ergibt sich dann:
I (F ) =
3050 ⋅ 1,014 bit + 3111 ⋅ 0 ,986 bit
= 0 ,9999 bit
6161
Aus diesen Beispielen kann man ablesen, daß die Genauigkeit von der Größe des Gitters
abhängt. Dies ist auch leicht einzusehen, da mehr Samples das Relief einer Fassade genauer
wiedergeben können. Außerdem kann das gewichtete Mittel berechnet werden, so daß man
den Informationsgehalt der gesamten Fassade erhält. Aufgrund der Berechnungsmethode sind
damit auch alle Fassaden unabhängig von ihrer Fläche vergleichbar.
Allerdings können mit dieser Methode nicht alle Besonderheiten des Reliefs erfaßt werden.
Beispielsweise wird eine Fassade, die abwechselnd die Höhen 0 cm und 70 cm aufweist, den
gleichen Informationsgehalt bekommen wie die Fassade in den obigen Beispielen, obwohl sie
wahrscheinlich viel mehr ins Auge fallen würde. Ein weiterer Kritikpunkt ist der, daß
bestimmte Fresken, die ein Bild oder ein Symbol darstellen, nicht erkannt werden. Dazu
müßte eine Vergleichsmenge gebildet werden, die alle möglichen Darstellungen von Bildern
und Symbolen enthält, so daß auf der Fassade entdeckte Bilder mit denen aus der
Vergleichsmenge auf eine Übereinstimmung hin überprüft werden können. Da dieses
Verfahren aber sehr aufwendig ist, wird dieser Ansatz nicht weiter verfolgt. Die oben
beschriebene Methode ermöglicht deshalb nur eine erste Einschätzung des Reliefs einer
Fassade.
5.3.9 Zusammenfassung
Sicherlich sind alle berechenbaren Konzepte anhand der Beispiele einfach nachzuvollziehen.
Allerdings wurde in jedem Abschnitt nur jeweils das besprochene Konzept bewertet. Wie
sieht es nun aus, wenn verschiedene Konzepte zusammenkommen? Diese Frage kann
ebenfalls nur mit Hilfe eines Beispiels beantwortet werden. Da für die Zugänglichkeit bzw.
den Standort sämtliche sichtbaren Fassaden im gesamten Gebiet als Referenzmenge zugrunde
gelegt werden, wird der erste waagerechte Straßenzug aus Beispiel 1 (s. 5.3.1) übernommen.
Die Berechnung für die Zugänglichkeit ergibt dann auch die Werte aus Beispiel 1.
EFH
Beispiel 12:
MH II
A
Apotheke
EFH
B
Supermarkt
RH
In diesem Beispiel sollen für die Fassaden an den beiden Straßenzügen A (gepunktete Linie)
und B (gestrichelte Linie) alle oben hergeleiteten Konzepte ermittelt werden. Dabei werden
die Fassaden wie folgt numeriert:
23
1
5 6
4
23
8 9
7
26
24 25
11 12
10
29
14 15
13
17 18
16
30
31
20 21
19
32
33
22
34
27 28
Die Apotheke befindet sich in einem 3-geschossigen roten Backsteingebäude mit Relief, und
der Supermarkt in einem 1-geschossigen Bau mit weißer Fassade. Die Einfamilienhäuser
(EFH) sind ebenfalls 1-geschossig mit unterschiedlicher Fassadenfarbe. Die Reihenhäuser
(RH) besitzen wie der Supermarkt eine weiße Fassade und sind 2-geschossig. Auch das
Mehrfamilienhaus hat 2 Geschosse und eine braun-beige gestreifte Fassade. Sowohl der
Supermarkt als auch die Apotheke sind mit einem Schriftzug ausgestattet (Fassaden 23 und
29). Die Fassaden 1 – 12 und 23 – 29 beziehen sich auf den Straßenzug a, während die
Fassaden 13 – 22 und 30 – 34 dem Straßenzug b zugeordnet werden. Für die einzelnen
Konzepte ergeben sich folgende Berechnungen:
a.) Zugänglichkeit bzw. Standort:
Die Werte sind aus Beispiel 1 übernommen worden:
Die Fassaden 1, 22, 23 und 34 sind adjazent mit einem Knoten vom Grad 4:
I(FGrad4) = 2,401 bit
Die Fassaden 12, 13, 29 und 30 sind adjazent mit einem Knoten vom Grad 3:
I(FGrad3) = 2,700 bit
Die restlichen Fassaden (2 – 11, 14 – 21, 24, – 28 und 31 – 33) sind nicht adjazent mit einem
Knoten:
I(FGrad1) = 0,743 bit
b.) Höhe
Die Einfamilienhäuser und der Supermarkt sind 1-geschossig, d.h. sie haben eine Traufhöhe
der Klasse 1. Das Mehrfamilienhaus und die Reihenhäuser sind 2-geschossig, also eine Höhe
der Klasse 2, und das Gebäude mit der Apotheke besitzt 3 Geschosse, daher sind die beiden
Fassaden 23 und 24 in Klasse 3 einzuordnen. Für den Supermarkt und das Apothekengebäude
gelten wegen der Nutzungsart andere Klasseneinteilungen. Diese entsprechen aber
höhenmäßig den Geschossen der Nutzungsart Wohngebäude. Daher ergeben sich für sie auch
die Klassen 1 bzw. 3. Als Referenzmenge für die Höhenbewertung werden alle Fassaden, die
an einem Straßenzug liegen genommen, d.h. hier muß zwischen Kante A und Kante B
unterschieden werden:
Kante A:
Referenzmenge: Fassaden 1 – 12 und 23 – 29
è 19 Fassaden
Klasse 1: Fassaden 1 – 12 und 25 – 29
è 17 Fassaden
Klasse 3: Fassaden 23 und 24
è
2 Fassaden
Auftretenswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte:
P(FKl.1) = 17 / 19
è I(FKl.1) = 0,160 bit
P(FKl.3) = 2 / 19
è I(FKl.3) = 3,248 bit
Kante B:
Referenzmenge: Fassaden 13 – 22 und 30 – 34
è 15 Fassaden
Klasse 1: Fassaden 13 – 20
è
8 Fassaden
Klasse 2: Fassaden 21 und 22 und 30 – 34
è
7 Fassaden
Auftretenswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte:
P(FKl.1) = 8 / 15
è I(FKl.1) = 0,907 bit
P(FKl.2) = 7 / 15
è I(FKl.2) = 1,100 bit
c.) Breite und Tiefe
Alle Fassaden der Einfamilien- und Reihenhäuser sowie die Seitenfassaden des
Mehrfamilienhauses und des Supermarktes als auch die straßenseitige Fassade des
Apothekengebäudes (Fassade 23) besitzen eine Breite der Klasse 1. Die Frontseite des
Mehrfamilienhauses und die Rückseite der Apotheke (Fassaden 22 und 24) haben eine Breite,
die in der Klasse 2 liegt, und die Breite der straßenseitigen Supermarktfassade kann der
Klasse 3 zugeordnet werden. Auch hier entsprechen die Klassen für den Supermarkt und das
Apothekengebäude denen für die Nutzungsart Wohnhaus, so daß die obige Einteilung
durchgeführt werden kann. Wie bei der Höhe muß auch hier zwischen Straßenzug A und B
unterschieden werden, um die Referenzmengen zu bestimmen:
Kante A:
Referenzmenge: Fassaden 1 – 12 und 23 – 29
è 19 Fassaden
Klasse 1: Fassaden 1 – 12, 23 und 25 – 28
è 17 Fassaden
Klasse 2: Fassade 24
è
1 Fassade
Klasse 3: Fassade 29
è
1 Fassade
Auftretenswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte:
P(FKl.1) = 17 / 19
è I(FKl.1) = 0,160 bit
P(FKl.2) = 1 / 19
è I(FKl.2) = 4,248 bit
P(FKl.3) = 1 / 19
è I(FKl.3) = 4,248 bit
Kante B:
Referenzmenge: Fassaden 13 – 22 und 30 – 34
è 15 Fassaden
Klasse 1: Fassaden 13 – 21 und 30 - 34
è 14 Fassaden
Klasse 2: Fassade 22
è
1 Fassade
Auftretenswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte:
P(FKl.1) = 14 / 15
è I(FKl.1) = 0,100 bit
P(FKl.2) = 1 / 15
è I(FKl.2) = 3,907 bit
d.) Krümmung der Fassade
An beiden Straßenzügen sind keine Gebäude vorhanden, deren Ober- und Unterkanten
gekrümmt sind, d.h. alle Ober- und Unterkanten sind Geraden. Damit ist für alle Fassaden die
Auftretenswahrscheinlichkeit
gleich
eins
und
daraus
erhält
man
wiederum
den
Informationsgehalt Null.
e.) Farbe
Auch bei diesem Konzept müssen die Kanten bzw. die Fassaden entlang der Kanten einzeln
betrachtet werden. Nach der Berechnung der L*a*b*-Werte für jede Fassade und sämtlicher
Farbdistanzen können schließlich die Cluster gebildet werden. Über die Anzahl der Fassaden
pro
Cluster
sind
dann
wiederum
die
Auftretenswahrscheinlichkeiten
Informationsgehalte bestimmbar.
Kante A:
Referenzmenge: Fassaden 1 – 12 und 23 – 29
è 19 Fassaden
Es sind fünf verschiedene Farben bzw. Farbwerte vorhanden:
Fassaden 23 und 24: rot
Fassaden 6 – 8 und 25 – 27: gelb
Fassaden 28 und 29: weiß
Fassaden 1, 2 und 9 – 11: hellgelb
Fassaden 3 – 5 und 12: lachs
Daraus ergeben sich folgende Farbdistanzen:
rot – gelb:
146,345
rot – weiß:
157,802
rot – hellgelb: 148,932
und
die
rot – lachs:
137,346
gelb – weiß: 57,502
gelb – hellgelb: 22,422
gelb – lachs: 40,305
weiß – hellgelb: 35,102
weiß – lachs: 25,043
hellgelb – lachs: 21,604
Mit Hilfe der oben erläuterten Cluster-Bildung erhält man zwei Cluster:
Cluster 1: gelb, weiß, hellgelb und lachs
è 17 Fassaden
Cluster 2: rot
è
2 Fassaden
Auftretenswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte:
P(FCl.1) = 17 / 19
è I(FCl.1) = 0,160 bit
P(FCl.2) = 2 / 19
è I(FCl.2) = 3,248 bit
Kante B:
Referenzmenge: Fassaden 13 – 22 und 30 – 34
è 15 Fassaden
Es sind vier verschiedene Farben bzw. Farbwerte vorhanden:
Fassaden 30 - 34: weiß
Fassaden 18 – 20: hellgelb
Fassaden 15 – 17: lachs
Fassaden 21 und 22: beige
Daraus ergeben sich folgende Farbdistanzen:
weiß – hellgelb: 35,102
weiß – lachs: 25,043
weiß – beige: 16,335
hellgelb – lachs: 21,604
hellgelb – beige: 18,772
lachs – beige: 15,897
Mit Hilfe der oben erläuterten Cluster-Bildung erhält man nur einen Cluster:
Cluster 1: weiß, hellgelb, lachs und beige
è 15 Fassaden
Auftretenswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte:
è I(FCl.1) = 0 bit
P(FCl.1) = 15 / 15 = 1
f.) Zeichen und Markierungen
Sowohl an der straßenseitigen Fassade der Apotheke als auch des Supermarktes sind
auffällige Namenszüge vorhanden. Sie sind direkt über den Eingängen plaziert, so daß sie
auch für Fußgänger wahrnehmbar sind. Beide Schriftzüge liegen an der Kante A. Daher ist
für dieses Konzept der Informationsgehalt für die Fassaden an der Kante B gleich Null. Für
die Fassaden an der Kante A muß noch eine Berechnung durchgeführt werden:
Kante A:
Referenzmenge: Fassaden 1 – 12 und 23 – 29
è 19 Fassaden
Fassaden mit Zeichen und Markierungen:
è
23 und 29
2 Fassaden
Fassaden ohne Zeichen und Markierungen:
Fassaden 1 – 12, 24 – 28
è 17 Fassaden
Auftretenswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte:
P(Fohne) = 17 / 19
è I(Fohne) = 0,160 bit
P(Fmit) = 2 / 19
è I(Fmit) = 3,248 bit
g.) Relief
Alle Einfamilien- und Reihenhäuser sowie das Mehrfamilienhaus und der Supermarkt
besitzen eine „normale“ Fassade ohne besonderes Relief. Nur das Gebäude mit der Apotheke
weist folgendes Relief auf (vereinfacht dargestellt):
Die Rauten ragen dabei um 20 cm aus der Fassade hervor und sind 60 cm breit. Das
Rautenband selbst ist 60 cm hoch und so breit wie die Hausfassade. Die beiden Rautenbänder
sind in der Höhe von 3 m und 6 m zu sehen. Über die Fassaden wird ein Gitter mit 10 cm
Maschenbreite gelegt. Die Fassaden der Einzel- und Reihenhäuser, des Mehrfamilienhauses,
des Supermarktes und die Rückseite des Apothekengebäudes besitzen alle dieselbe Höhe, so
daß ihr Informationsgehalt bzgl. des Reliefs gleich Null ist. Für die straßenseitige Fassade des
Apothekengebäudes (Höhe = 8,25 m: Klasse 3; 12 m: Breite der Klasse 1) ergibt sich nun
folgender Informationsgehalt, wobei das Gitter an der Unterkante beginnt:
Die Gesamtanzahl der Gitterpunkte beträgt: 121 * 83 = 10.043
Die Anzahl der Samples mit der Höhe 0 ist:
121 * 30 = 3.131
+ 121 * 23 = 2.783
+ 121 * 16 = 1.936
+ 2 * 366 = 732
9.081
Die Anzahl der Samples mit der Höhe 70 ist: 2 * (20 * 24 + 1) = 962
Damit erhält man folgende Auftretenswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte für die
Samples:
P(SH=0) = 9.081 / 10.043
è I(SH=0) = 0,145 bit
P(SH=20) = 962 / 10.043
è I(SH=20) = 3,384 bit
Für den Informationsgehalt der gesamten Fassade ergibt sich dann:
I (F ) =
9081 ⋅ 0 ,145 bit + 962 ⋅ 3,384 bit
= 0 , 4555 bit
10043
Für die Rückseite des Apothekengebäudes (Höhe = 8,25 m: Klasse 3; Breite = 24 m: Klasse
2) ergibt sich nun folgender Informationsgehalt, wobei das Gitter an der Unterkante beginnt:
Die Gesamtanzahl der Gitterpunkte beträgt: 241 * 83 = 20.003
Die Anzahl der Samples mit der Höhe 0 ist:
241 * 30 = 7.230
+ 241 * 23 = 5.543
+ 241 * 16 = 3.856
+ 2 * 726 = 1.452
18.081
Die Anzahl der Samples mit der Höhe 70 ist: 2 * (40 * 24 + 1) = 1.922
Damit erhält man folgende Auftretenswahrscheinlichkeiten und Informationsgehalte für die
Samples:
P(SH=0) = 18.081 / 20.003
è I(SH=0) = 0,146 bit
P(SH=20) = 1.922 / 20.003
è I(SH=20) = 3,380 bit
Für den Informationsgehalt der gesamten Fassade ergibt sich dann:
I (F ) =
18 .081 ⋅ 0 ,146 bit + 1 .922 ⋅ 3,380 bit
= 0 , 4556 bit
20 . 003
h.) gesamter Informationsgehalt der einzelnen Fassaden
Aufgrund der statistischen Unabhängigkeit können nun die einzelnen Maße für die Konzepte
addiert werden, um den gesamten Informationsgehalt zu bekommen:
Kante A Standort Höhe
Fassade 1
Fassade 2
Fassade 3
Fassade 4
Fassade 5
Fassade 6
Fassade 7
Fassade 8
Fassade 9
Fassade 10
Fassade 11
Fassade 12
Fassade 23
Fassade 24
Fassade 25
Fassade 26
Fassade 27
Fassade 28
Fassade 29
2,401
0,743
0,743
0,743
0,743
0,743
0,743
0,743
0,743
0,743
0,743
2,700
2,401
0,743
0,743
0,743
0,743
0,743
2,700
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
3,248
3,248
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
Breite Krümmung Farbe Zeichen Relief
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
4,248
0,160
0,160
0,160
0,160
4,248
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
3,248
3,248
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
3,248
0,160
0,160
0,160
0,160
0,160
3,248
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,456
0,456
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
Summe
[bit]
3,041
1,383
1,383
1,383
1,383
1,383
1,383
1,383
1,383
1,383
1,383
3,340
12,761
12,103
1,383
1,383
1,383
1,383
10,516
Kante B Standort Höhe
Fassade 13
Fassade 14
Fassade 15
Fassade 16
Fassade 17
Fassade 18
Fassade 19
Fassade 20
Fassade 21
Fassade 22
Fassade 30
Fassade 31
Fassade 32
Fassade 33
Fassade 34
2,700
0,743
0,743
0,743
0,743
0,743
0,743
0,743
0,743
2,401
2,700
0,743
0,743
0,743
2,401
0,907
0,907
0,907
0,907
0,907
0,907
0,907
0,907
1,100
1,100
1,100
1,100
1,100
1,100
1,100
Breite Krümmung Farbe Zeichen Relief
0,100
0,100
0,100
0,100
0,100
0,100
0,100
0,100
0,100
3,907
0,100
0,100
0,100
0,100
0,100
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
Summe
[bit]
3,707
1,750
1,750
1,750
1,750
1,750
1,750
1,750
1,943
7,408
3,900
1,943
1,943
1,943
3,601
Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, besitzen die Fassaden 23, 24 und 29 im Verhältnis zu den
anderen Fassaden der Kante A einen sehr großen Informationsgehalt. Dabei ist der Wert für
die Fassaden 23 und 24 sogar noch größer als der für Fassade 29. Dies ist nicht
verwunderlich, da die Fassaden 23 und 24 zum Apothekengebäude gehören, und dieses
wegen mehreren auffälligen Konzepten (Standort, Höhe, Breite, Farbe, Zeichen und Relief)
hervorsticht. An der Fassade 29 des Supermarktes ist der Schriftzug befestigt. Dieser
Schriftzug, die Breite und der Standort machen diese Fassade zu einem Landmark.
Die Kante B besitzt dagegen keine so auffälligen Fassaden. Hier erhält man die Fassade 22
mit dem größten Informationsgehalt. Diese Fassade ist zwar an sich nicht sehr prägnant, aber
aufgrund ihres Standortes und ihrer Breite, die auf die Art des Hauses (Mehrfamilienhaus)
zurückzuführen ist, wird sie innerhalb der Kante B als die auffälligste Fassade identifiziert.
Bei einer Routenbeschreibung würde wahrscheinlich auch dieses Gebäude genannt werden,
da es an der Kante B das einzige Mehrfamilienhaus ist.
Dieses Beispiel macht noch einmal deutlich, daß bei einem Straßenzug mit verschiedenen
Gebäuden, die alle die Konzepte in unterschiedlicher Weise beinhalten, die vorher entwickelte
Methode erfolgversprechend ist. Sicherlich gibt es auch hierbei noch einige Mängel, aber es
ist ein erster Ansatz zur Identifikation von Landmarks in 3D-Stadtmodellen.
6 Fazit und Ausblick
Diese Arbeit soll einen ersten Ansatz zur Identifikation von Landmarks in 3D-Stadtmodellen
liefern. Die verschiedenen Kriterien für Landmarks aus der Literatur sind hier noch einmal
diskutiert und zusammengefaßt worden, um eine objektives Maß herleiten zu können. Dabei
sind die gefundenen Konzepte so nicht bewertbar, sondern eine Verfeinerung ist
unumgänglich, insbesondere wenn das Maß über die Informationstheorie ermittelt werden
soll. Aufgrund dieser Verfeinerungen, die in Kapitel 5 genau beschrieben wurden, sollte die
statistische Unabhängigkeit der einzelnen Konzepte gewährleistet sein. Diese Unabhängigkeit
ermöglicht es, die Maße für die einzelnen Konzepte zu addieren, um einen gesamten
Informationswert für die einzelnen Fassaden durch Addition zu erhalten. Allerdings stellt sich
dabei die Frage, ob die Maße tatsächlich alle voneinander unabhängig sind. Wahrscheinlich
ist doch eine gewisse Abhängigkeit zwischen verschiedenen Konzepten vorhanden.
Beispielsweise wird die Breite zwar unabhängig von der Höhe sein, aber die Höhe ist
umgekehrt vermutlich nicht unabhängig von der Breite, da ein sehr breites Haus nicht
unbedingt auch sehr hoch sein muß, aber umgekehrt ein sehr hohes Haus vermutlich breiter
sein wird, schon allein wegen der Statik. Die eventuell bestehenden Korrelationen zwischen
einzelnen Konzepten müssen daher noch genauer untersucht werden, um sie später zu
berücksichtigen.
Ein weiteres Problem stellt auch die Klassenbildung für die Höhe und die Breite dar. Die
Klassifikation der Höhe wurde aus dem 3D-Stadtmodell von Hamburg übernommen, und ist
daher sicherlich auch anwendbar. Für die Breiteneinteilung liegen jedoch noch keine
Erfahrungswerte vor. Dies müßte zusätzlich evaluiert werden. Dabei kann der Städtebau einen
großen Anteil leisten, wenn man überlegt, wie viele Festsetzungen es gibt. Gerade im Bereich
Verkehr sind sehr viele Maße vorhanden, so daß man davon ausgehen kann, daß es
vermutlich solche Werte auch für Fassadenbreiten gibt.
Für die Anwendung der Informationstheorie muß die Auftretenswahrscheinlichkeit bestimmt
werden. Hierfür wurde bei allen Konzepten ein frequentistischer Ansatz gewählt. Dabei stellt
sich die Frage, ob dieser Ansatz nicht zu einfach für die Erfassung des Problems ist.
Insbesondere bei der Farbuntersuchung scheint die Bestimmung der Wahrscheinlichkeit über
das Parzen-Fenster geeigneter, um die Verteilung der Punkte im Farbraum besser
wiedergeben zu können. Außerdem müßte für die Bildung der Cluster auch – wie oben schon
erwähnt – eine weit angelegte, empirische Untersuchung durchgeführt werden. Besonders die
Bestimmung des Schwellwertes erweist sich dabei als nicht so einfach. Die Festsetzung für
den Schwellwert, die in dieser Arbeit für das Farbproblem getroffen wurde, ist ein sehr naiver
Ansatz, der kritisch zu betrachten ist. Außerdem wird die Bewertung über die
Durchschnittsfarbe einer Fassade auch nicht unbedingt zu einem guten Ergebnis führen,
insbesondere wenn verschiedene Farbwerte vorkommen. Wie bei dem Relief können auch
hier keine Aussagen darüber getroffen werden, ob z.B. ein Bild auf der Fassade vorhanden ist.
Dieses Bild würde aber eindeutig den durchschnittlichen Farbwert der Fassade beeinflussen.
Gerade die Farbbewertung ist ein sehr komplexes Gebiet, welches bzgl. der oben genannten
Probleme genauer untersucht werden muß.
Auch die Referenzmenge für alle Konzepte außer des Standortes muß kritisch betrachtet
werden. Die Bildung über die Kanten als ersten Schritt ist sicherlich zulässig und auch
einfach durchzuführen. Allerdings stellt sich die Frage, ob die Sichtbarkeit der einzelnen
Fassaden nicht doch einen nicht zu vernachlässigenden Faktor darstellt. Dieser Punkt wurde
bereits im Kapitel 5.3 angesprochen. Eine Idee zur Lösung dieses Problems mit Hilfe des
Sichtbarkeitsbereiches wurde auch schon angedeutet. Die Überprüfung dieses Ansatzes liegt
jedoch nicht mehr im Rahmen dieser Arbeit. Sie sollte aber ein guter Ausgangspunkt für
weitere Forschungen sein.
Diese Arbeit beinhaltet nur vereinfachte Beispiele. Die Bestimmung der einzelnen Konzepte
müßte noch direkt an einem bestehenden 3D-Stadtmodell getestet werden. Erst dabei wird
sich herausstellen, ob die hier getroffenen Annahmen und Berechnungen auch erfolgreich
umgesetzt werden können. Weiterhin muß noch der Schritt von den einzelnen Fassaden zu
den gesamten Bauwerken durchgeführt werden, also die Zusammenführung der
Informationsgehalte der Fassaden eines Gebäudes. Eine einfache Addition ist vermutlich
nicht möglich, da gewisse Konzepte nicht für jede Fassade unabhängig sind. Beispielsweise
sind die Fassadenhöhen eines Gebäudes wahrscheinlich voneinander abhängig. Außerdem
sind nur die Traufhöhen berücksichtigt worden. Die Firsthöhen spielen aber sicherlich auch
noch eine Rolle, besonders wenn verschiedene Dachformen (Satteldach, Flachdach)
nebeneinander vorhanden sind. Vielleicht ist es dann besser, die Dachform an sich zu
bewerten. Diese ganzen Überlegungen kommen noch hinzu, wenn von den Fassaden auf die
Gebäude geschlossen werden soll.
Die Herleitung eines objektiven Maßes bezieht sich allein auf Fassaden von Gebäuden.
Landmarks wie z.B. Skulpturen, Statuen, Brunnen und andere symmetrie-brechende
Auffälligkeiten, beispielsweise zwei direkt hintereinander vorkommende Straßen mit nur
einer Hausfassade dazwischen, werden überhaupt nicht berücksichtigt. Dieses Problem ist
zwar schon in Kapitel 5.3.1 erkannt und mehr oder weniger behoben worden, jedoch nur bzgl.
der Bewertung der Fassade. Vielleicht ist in diesem Fall aber nicht die Fassade das
Interessante, sondern die seltene Straßenkombination. Dieser Bereich müßte deshalb noch
weiter überprüft werden, wenn man später eine Routenbeschreibung mit Landmarks
anreichern möchte. Dazu ist es auch notwendig, den Prozeß zur Identifikation von Landmarks
in 3D-Stadtmodellen zu automatisieren.
Aus den genannten Kritikpunkten und den noch bestehenden Problemen ist ersichtlich, daß
dieses Gebiet sehr komplex ist, und der weiteren Forschung bedarf. Diese Arbeit soll daher
nicht nur einen ersten Ansatz liefern, sondern auch die verschiedenen Richtungen aufzeigen,
die noch untersucht werden müßten, um am Ende zu einer automatischen Erstellung einer
Routenbeschreibung zu gelangen, die zusätzlich Landmarks beinhaltet.
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Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1...............................................................................................................................8
a.) Straßenkarte von Hexatown. „Home“ und „office“ sind die zwei Ziele. Die
umliegende Bergkette und die skyline sind auf die Ebene projeziert.
b.) Blick von oben auf Hexatown mit der gleichen Orientierung wie in a.)
Abbildung 2............................................................................................................................10
Experiment II: Belichtungszustände. Oben: Tageslicht (Kontrollzustand); global
und local Landmarks sind sichtbar. Mitte: Nacht; nur local Landmarks sind
sichtbar. Unten: Dämmerung; nur die Silhouette der global Landmarks sind
sichtbar (keine Texturen).
Abbildung 3............................................................................................................................13
a.) Räumliche Unterscheidung von Landmarks
b.) Häufigkeit der erwähnten Landmarks
Abbildung 4............................................................................................................................18
Komponenten des räumlichen Wissens und die Häufigkeit der Begehung einer
Stadt.
Abbildung 5............................................................................................................................34
Elemente der Raumwahrnehmung
Abbildung 6............................................................................................................................37
Räumliche Maßstabsebenen für Ortsbindung
Abbildung 7............................................................................................................................41
Geltungsbereich der Bereichsrichtlinien
Abbildung 8............................................................................................................................46
Detaillierungsgrade (LoD): Blockmodell, Erweitertes Blockmodell und
Detailmodell
Abbildung 9............................................................................................................................57
Das Konzept der Objekte und Attribute von ATKIS und ALK
a.) Wegkreuzende Objekte in ATKIS
b.) Wegbegleitende Objekte in ATKIS
c.) Inhalt der Gebäude-Folie in der ALK (Niedersachsen)
Abbildung 10..........................................................................................................................81
Der L*a*b*-Farbraum