Angebote für Abschlussarbeiten
Hinweis
Die aufgeführten Themen sind lediglich Vorschläge und können in Absprache mit den jeweiligen Betreuer:innen an eigene Anforderungen und Wünsche angepasst werden.
Zudem sei explizit darauf hingewiesen, dass eigene Vorschläge zu Abschlussarbeiten sehr gerne angenommen und formuliert werden können. Dafür sollten Sie sich direkt an Prof. Bernard oder die jeweiligen Mitarbeiter:innen wenden. Hier gibt es insbesondere auch die Möglichkeit Masterarbeiten in Kooperation mit anderen Einrichtungen oder Unternehmen durchzuführen. Als ESRI Development Center arbeiten wir beispielsweise eng mit der Firma ESRI zusammen. Themenausschreibungen der Firma ESRI finden Sie immer wieder hier: https://www.esri.de/ueber-uns/jobs und Anregungen hier: https://gis-iq.esri.de/
Bachelor- und Masterarbeiten können in Deutsch oder Englisch verfasst werden.
Themenangebot Bachelorarbeit:
Immer mehr Wissenschaftler veröffentlichen nicht nur wissenschaftliche Artikel über ihre Forschungsarbeit, sondern auch die zugehörigen Forschungsdaten. Dieser Kuturwandel wird zum einen durch die Anforderungen der Forschungsförderer und der wissenschaftlichen Zeitschriften angetrieben, aber auch weil Forschungsdaten als wichtiges Forschungsergebnis immer besser (und karrierefördernd) angesehen werden. Die Wissenschaftler wissen jedoch nicht immer wie der beste Weg ist ihre Daten auffindbar und wiederverwendbar zu teilen. Es gibt zwar spezielle Repositorien für Daten mit geographischen Attributen, aber Geodaten werden auch häufig in allgemeinen Plattformen für Forschungsdaten wie Zenodo, Figshare oder OSF oder auf institutionellen Repositorien wie OpARA veröffentlicht.
In dieser Arbeit wird ein bestehendes Tool (geoextent, geschrieben in Python) um Fähigkeiten zur Analyse von eine großen Anzahl von Geodatensätzen aus einem oder mehreren Forschungsdaten-Repositories erweitert. Diese Analyse umfasst die Suche von Daten, den Download von Daten und die Datenanalyse. Insbesondere sollen für jeden der vielen Tausend Datensätze in den Repositorien vollautomatisiert mit maschinellen Methoden herausgefunden werden, ob die Daten einen Raumbezug haben. Die so erhobenen Daten sind die Grundlage für eine zu erstellende vergleichende Datenvisualisierung: Welches Repository enthält Daten für welchen Teil der Erde? Wie viele Datensätze gibt es für einzelne Orte, Regionen, und Länder?
Je nach den Interessen der Studierenden kann der Schwerpunkt auf der Datenanalyse oder auf der Visualisierung liegen.
Dieses Thema kann auf Deutsch oder Englisch bearbeitet werden.
Ansprechpartner:
© Daniel Nüst
Dr. Daniel Nüst
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Hülssebau, Raum O 163 Helmholtzstraße 10
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ArcGIS bietet mit seinen Story Maps verschiedene Möglichkeiten Geodaten im Web interaktiv zu publizieren. In der Arbeit sind weitere Lösungen zu recherchieren und anhand selbst entwickelter Kriterien und prototypischer Umsetzungen zu evaluieren.
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Herr Heiko Figgemeier M.Sc.
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Dr. Stephan Mäs
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Das Thema kann hinsichtlich verschiedener Schwerpunkte betrachtet werden, z.B. Analysieren von Usability-Problemen in einer konkreten Anwendung, einer Gruppe von Anwendungen (z.B. Geo-Dashboards) oder Entwurf von Mustern zur Erstellung nutzerfreundicher Geo-Anwendungen bzw. Durchführung von Usability-Studien.
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Dr.-Ing. Christin Henzen
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Dr.-Ing. Christin Henzen
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Dr. Stephan Mäs
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Themenangebot Bachelor- oder Masterarbeit:
Zahlreiche interaktive Karten zur Visualisierung von CO2-Emissionen werden weltweit erstellt [1,2]. Dennoch ist es nicht möglich neue Daten in diesen kartenbasierten Anwendungen hochzuladen um mögliche Ursachen für die Emissionswerten zu untersuchen. Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Erstellung von einer kartenbasierten Anwendung, die es ermöglicht Hypothesen für lokale CO2-Emissions-werten zu formulieren. Die Aufgaben umfassen:
- Entwicklung einer Webbasierte-Karte zur Visualisierung von CO2-Emissionen
- Erstellung von Diagrammen zur Visualisierung von Korrelationen zwischen unabhängigen Variablen (z.B. Besiedlungsdichte, Wirtschaftskraft, Landnutzung, …) und CO2-Emissionen
- Evaluation der Nützlichkeit und/oder Nutzbarkeit der Anwendung (z.B. theorie-basiert oder experten-basiert oder nutzer-basiert [3])
Diese Abschlussarbeit wird gemeinsam von der TU Dresden und der Staatlichen Studienakademie Dresden (Prof. Dr. Daniel Gembris) gemeinsam betreut.
Referenzen:
[1] https://edgar.jrc.ec.europa.eu/dataset_ghg2024_nuts2
[2] https://ourworldindata.org/co2-and-greenhouse-gas-emissions
[3] https://www.mdpi.com/2220-9964/4/1/262
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© A. Degbelo
Herr Dr. rer. nat Auriol Degbelo
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Large language models have recently shown good performance on tasks such as generation, summarization, translation, classification and question answering (see e.g. [1]). There are recent attempts to evaluate their ability to represent geometries and spatial relations [2], geographic diversity [3], and their ability to recognize location descriptions in tweets [4]. Nonetheless, an understanding of the extent to which they help answer geographic questions is still in the early stages. The aim of this thesis is to help advance that understanding through a systematic evaluation of existing models concerning their ability to help users answer geographic questions. Steps include:
- Model Selection: This step will involve a selection of a set of state-of-the-art models, e.g., FLAN-T5, LLAMA, or models from OpenAI (e.g., gpt3.5-turbo).
- Evaluation Criteria Selection: The list of criteria to evaluate the model (e.g., consistency, performance, relevance, specificity) will be defined at this point.
- Question Selection: There are several types of geographic questions (see e.g. [2]), and this step will clarify those to be answered by the participants. If necessary, this step will involve the design of optimized prompts for interacting with the models.
Prototype implementation: to facilitate reproducibility, the different approaches to compare will be implemented as langchain-tools. The prototype will be built as a streamlit-application.
User testing: users will be invited to go through the script in a lab-based study. A follow-up crowdsourcing-based study as a follow-up to this thesis is planned.
References
[1] Degbelo, A. (2024) ‘Prolegomena to a description language for GenAI tools in cities’, Digital Government: Research and Practice, 1(1). Available at: https://doi.org/10.1145/3652952.
[2] Ji, Y., & Gao, S. (2023). Evaluating the effectiveness of large language models in representing textual descriptions of geometry and spatial relations. arXiv preprint arXiv:2307.03678.
[3] Liu, Z., Janowicz, K., Currier, K., & Shi, M. (2024). Measuring Geographic Diversity of Foundation Models with a Natural Language--based Geo-guessing Experiment on GPT-4. arXiv preprint arXiv:2404.07612.
[4] Hu, Y., Mai, G., Cundy, C., Choi, K., Lao, N., Liu, W., ... & Joseph, K. (2023). Geo-knowledge-guided GPT models improve the extraction of location descriptions from disaster-related social media messages. International Journal of Geographical Information Science, 37(11), 2289-2318. Available at: https://doi.org/10.1080/13658816.2023.2266495
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© A. Degbelo
Herr Dr. rer. nat Auriol Degbelo
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Eine immer größere Zahl wissenschaftlicher Artikel wird publiziert und stellt Forschende vor die Herausforderung, relevante Artikel zu finden. Ein bislang kaum genutzter Aspekt zur besseren Auffindbarkeit von Forschungsergebnissen sind geographische und zeitliche Informationen, obwohl Forschung in fast allen Disziplinen einen klaren zeit- und raumbezug innewohnt. Zum Beispiel der die Strecke entlange der Meeresbiolog*innen auf einer Forschugnsfahrt Daten erheben, der Ort an dem Archäolog*innen eine Ausgrabung vornehmen, oder die Region in welcher Sozialwissenschaftler*innen eine Studie durchführen.
In dieser Arbeit soll eine ansprechende interaktive Anwendung entwickelt werden die es interessierten Laien und Wissenschaftler*innen erlaubt ohne Einarbeitung und mit spielerischer Note die räumlichen und zeitlichen Aspekte von wissenschaftlichen Artikeln in Form von wohldefinierten Metadaten zu erfassen. Die Spielenden bekommen den Titel, die Zusammenfassung und die Abbildungen eines zufällig ausgewählten Artikels angezeigt und können dann auf einer interaktiven Karte ihre Einschätzung der passenden Geometrien (Punkte, Linien, Regionen) aufmalen sowie den Zeitraum in ein einfaches Formularfeld eintragen. Das Onlinespiel sollte kurzweilig auf Mobilgeräten zwischendurch spielbar sein und typische Gamification-Aspekte bedienen (Leaderboard, Quests, etc.). Das Spiel und die so erhobenen Daten wird in einer kleinen Studie evaluiert.
Bei Durchführung als Masterarbeit sollen fortschrittlichere automatische Methoden eingesetzt werden um Hervorhebungen für mögliche Ortsnamen oder Zeitinformationen in den angezeigten Texten und Darstellungen zu erstellen. Es könnten sogar aus den Darstellungen diejenigen vorausgewählt werden, die eine Karte enthalten. Alternativ ist eine automatisierte Auswertung von wiederholt durchgeführten Georeferenzierungen denkbar um einen Konsens bzw. eine Datenvalidierung zwischen mehreren Spieler*innen zu erreichen und so die Datenqualität zu erhöhen. Diese Auswertung soll statistisch bewertet werden.
Diese Idee ist eine Erweiterung von "Appstract", siehe akeshavan/appstract und appstract.pub/#.
Die Arbeit kann auf Deutsch oder Englisch verfasst werden.
Die STAC-Spezifikation ist eine gemeinsame Sprache zur Beschreibung von Geodaten, so dass diese leichter bearbeitet, indiziert und entdeckt werden können. Sie ist inzwischen Standard in der wirtschaft und wird insbesondere von jungen Unternehmen und Start-ups im Bereich der Geodatenanalyse genutzt.
Forschungsdaten mit Raumbezug werden häufig in allgemeinen Forschungsdaten-Repositories (z. B. Zenodo, OSF, Figshare) veröffentlicht, so dass sie zitierfähig sind und erhalten bleiben. Jedoch werden dort ihre räumlichen Eigenschaften nicht vollumfänglich erfasst so dass sie bei der Suche nach Daten genutzt werden können.
In dieser Arbeit wird die Implementierung eines STAC-Wrappers für ein oder mehrere allgemeine Forschungsdaten-Repositorien und/oder Geodaten-Repositorien (z.B. Pangaea, GFZ Data Services) konzeptioniert, implementiert (basierend auf bestehenden STAC-Implementierungen unter Anleitung) und mit einer Expertengruppe evaluiert. Diese Arbeit macht die bearbeitende Person mit den aktuell wichtigsten Daten-APIs und Formaten bekannt und ermöglicht Wissenschaftler:innen neue Wege zur Entdeckung relevanter Daten für ihre Forschungsarbeit.
Dieses Thema kann auf Deutsch oder Englisch bearbeitet werden.
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© Daniel Nüst
Dr. Daniel Nüst
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Alle wissenschaftlichen Artikel haben einen Raumbezug. Dieser kann offensichtlich sein, zum Beispiel die Ausdehnung eines Untersuchungsgebietes einer biologischen Studie, oder auch indirekt, zum Beispiel die Aufenthaltsorte eines fiktionalen Charakters aus einem literarisch untersuchten Roman. Diese räumlichen Eigenschaften haben ein enormes Potenzial, Forschung über wissenschaftliche Disziplinen hinweg zu verbinden.
In dieser Arbeit wird eine bestehende freie und quelloffene wissenschaftliche Publikationsplattform (zum Beispiel Janeway, PubPub, Ambra, Quarto, Jupyter Book) so erweitert, dass sie raum-zeitliche Metadaten für Forschungsartikel erfasst, maschinenlesbar Veröffentlicht und auf einer interaktiven Karte anzeigt, um Fragen zu beantworten wie:
- Welche Orte oder Gebiete der Erde werden in dem Artikel behandelt?
- Welche Zeitspanne beschreibt der Artikel?
- Welche Forschungsartikel aus verschiedenen Zeitschriften der gleichen Plattform haben überlappende Untersuchungsgebiete?
Die Umsetzung wird mit einer Expertengruppe der jeweiligen Publikationsplattform evaluiert. Die Auswahl der Publikationsplattform erfolgt in Abstimmung mit der bearbeitenden Person und ihren Fähigkeiten. Die Bearbeitung dieses Themas erfordert die praktische Einarbeitung und Softwareentwicklung in einem bestehenden Softwareprojekt (unter Anleitung) sowie die Durchführung einer praxisnahen Evaluation.
Dieses Thema kann auf Deutsch oder Englisch bearbeitet werden.
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Reproduzierbarkeit (die Durchführung einer Analyse mit den gleichen Daten und Methoden) und Replizierbarkeit (die Durchführung einer Analyse mit anderen Daten und Methoden) von Forschung sind Eckpfeiler der Wissenschaft. Allerdings werden selbst grundlegende Forschungsartikel zu selten auf diese Weise bestätigt.
In dieser Arbeit identifizieren Studierende und Betreuer gemeinsam eine Reihe von Forschungsartikeln, die einen wichtigen Einfluss auf ein geowissenschaftliches Forschungsgebiet haben. Anschließend wird/werden dies(e) Arbeit(en) reproduziert oder repliziert und die Erkenntnisse daraus analysiert. Die Reproduktion oder Replikation erfordert und schult in hohem Maße Fertigkeiten im Bereich Datenanalyse.
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The automatic detection of semantic types of datasets is crucial for the development of intelligent geovisualizations (see Degbelo and Kray 2018). Stevens’ levels of measurement are key to existing heuristics for geovisualization creation based on given datasets. Recent work (Hulsebos et al, 2019, Scheider and Huisjes, 2019) has shown that machine learning techniques can be applied to data type prediction problems. This thesis will assess the efficiency of different machine learning for the prediction of the semantic type of datasets Stevens’ data. Tasks include
- Data preparation (i.e., collection and manual labelling of datasets from the UCI machine learning repository)
- Systematic evaluation of different models (e.g., using the Caret package in R or comparison scripts in Python) to determine the extent to which a given attribute is on a nominal/ordinal/interval/ratio scale. The performance of the models should also be compared against a baseline of simple hand-crafted rules
References
Degbelo, A. and Kray, C. (2018) ‘Intelligent geovisualizations for open government data (vision paper)’, in Banaei-Kashani, F., Hoel, E. G., Güting, R. H., Tamassia, R., and Xiong, L. (eds) 26th ACM SIGSPATIAL International Conference on Advances in Geographic Information Systems. Seattle, Washington, USA: ACM Press, pp. 77–80. doi: 10.1145/3274895.3274940.
Hulsebos, M., Hu, K., Bakker, M., Zgraggen, E., Satyanarayan, A., Kraska, T., Demiralp, Ç. and Hidalgo, C. (2019) ‘Sherlock: A deep learning approach to semantic data type detection’, in Teredesai, A., Kumar, V., Li, Y., Rosales, R., Terzi, E., and Karypis, G. (eds) Proceedings of the 25th ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery & Data Mining - KDD ’19. Anchorage, Alaska, USA: ACM Press, pp. 1500–1508. doi: 10.1145/3292500.3330993.
Scheider, S. and Huisjes, M. D. (2019) ‘Distinguishing extensive and intensive properties for meaningful geocomputation and mapping’, International Journal of Geographical Information Science, 33(1), pp. 28–54. doi: 10.1080/13658816.2018.1514120.
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© A. Degbelo
Herr Dr. rer. nat Auriol Degbelo
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Dashboard and geo-dashboards are increasingly available (see e.g. Pettit et al, 2017; Sarikaya et al, 2019; Degbelo et al, 2022), yet there is still a lack of understanding about factors that lead to a positive experience. The aim of this thesis is to shed some light on these factors, with a particular focus on visual complexity and geodashboard. Tasks include:
- Select a number of criteria for visual complexity modelling, based on the review of the literature (e.g., Miniukovich et al, 2018)
- Select different examples of geodashboards and ask users to rate their visual complexity
- Use statistical modelling to learn about the factors of visual complexity.
References
Degbelo, A., Schmidt, B., Henzen, C., Lubahn, B., Zander, F., Maas, F., Lechler, S., Gerkowski, L. and Linde, S. (2022) ‘Themen, Trends und Visionen im Spannungsfeld Geo UX’, Kartographische Nachrichten - Fachberichte aus der Praxis, 72(2), pp. 4–13. Available at: https://doi.org/10.13140/RG.2.2.32169.67688.
Miniukovich, A., Sulpizio, S. and De Angeli, A. (2018) ‘Visual complexity of graphical user interfaces’, in T. Catarci, K.L. Norman, and M. Mecella (eds) Proceedings of the 2018 International Conference on Advanced Visual Interfaces. Castiglione della Pescaia, Italy: ACM, p. 20:1-20:9. Available at: https://doi.org/10.1145/3206505.3206549.
Pettit, C., Lieske, S. N. and Jamal, M. (2017) ‘CityDash: visualising a changing city using open data’, in Geertman, S., Allan, A., Pettit, Chris, and Stillwell, J. (eds) Planning Support Science for Smarter Urban Futures. Springer, Cham, pp. 337–353. doi: 10.1007/978-3-319-57819-4_19.
Sarikaya, A., Correll, M., Bartram, L., Tory, M. and Fisher, D. (2019) ‘What do we talk about when we talk about dashboards?’, IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 25(1), pp. 682–692. doi: 10.1109/TVCG.2018.2864903.
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© A. Degbelo
Herr Dr. rer. nat Auriol Degbelo
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In der Arbeit ist eine Recherche und Evaluierung zu verfügbaren Geodashboards in einem selbst gewählten Thema, z.B. COVID-19, durchzuführen. Es sollen Kernkomponenten von Geo-Dashboards ermittelt werden. Aufbauend darauf soll eine Konzeption und Prototyping eines Geodashboards in einer selbst gewählten Umgebung erfolgen.
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© GI
Herr Heiko Figgemeier M.Sc.
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Current search engines return results in almost a fraction of a second to any query submitted by users. This often comes with the drawback of users navigating through a number of irrelevant results. This thesis will explore the impact of adding query disambiguation steps of overall user satisfaction during search and investigate the extent to which users are willing to trade response time with quality of results. The work will involve the development of a prototypical search engine and A/B testing during a user study to gather participants’ feedback.
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© A. Degbelo
Herr Dr. rer. nat Auriol Degbelo
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Semantic annotation is key to improve the findability of geographic resources. Yet, there is still a lack of interfaces supporting this task adequately. This thesis will explore factors that ease the semantic annotation of geospatial resources through the implementation of a web interface that supports the generation of RDF data about geospatial resources in a few clicks. The interface should help users formulate facts about their resources [subject verb object] and support them in describing the spatial/temporal/thematic context of the resources.
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© A. Degbelo
Herr Dr. rer. nat Auriol Degbelo
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© GI
Dr.-Ing. Christin Henzen
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In Zusammenarbeit mit Pikobytes
Im Rahmen des Forschungsprojektes „Weiterentwicklung des Daseinsvorsorgeatlas für das Land Niedersachsen“ (DVAN) sind mehrere Abschlussarbeiten im Themenbereich Standort- und Marktforschung/Standortanalysen mithilfe von Desktop-GIS zu vergeben. Die Abschlussarbeiten leisten einen methodischen und analytischen Beitrag zur Weiterentwicklung des Daseinsvorsorgeatlas.
Im DVAN werden Standorte der Grundversorgung (z. B. Schulen, Pflege- und Betreuungseinrichtungen, Einrichtungen der Gesundheitsversorgung oder der Versorgung mit Gütern des täglichen Bedarfs) in einem webbasierten Informationssystem visualisiert. Als zentrale Aufgabe der regionalen Landesentwicklung unterstützt er Planer des ländlichen Raums bei der Bewältigung von Herausforderungen des demographischen Wandels. Die Aufgabe des Forschungsprojektes ist es, Funktionalitäten zu entwickeln, die bei der Durchführung multikriterieller Entscheidungsanalysen unterstützen und die kleinräumliche Versorgungssituation evaluieren und ggf. prognostizieren.
Im Rahmen Ihrer Bachelor- oder Masterarbeit können Sie durch eine methodische und inhaltliche Auseinandersetzung mit Einzugsgebietsanalysen für die Sektoren „Bildung“ oder „Gesundheit“ oder „Einzelhandel“ neue Kenntnisse für den Raum Niedersachsen ableiten. Der GIS-analytische Schwerpunkt (Desktop GIS; ArcGIS; QGIS) kann z. B. mit Inhalten der Immobilienökonomie (Standort- & Marktforschung) oder Raumplanung begleitet werden.
Ansprechpartner:
© GI
Herr Falko Krügel M.Sc.
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GI Web applications are often designed for heterogeneous user group with varying characteristics, requirements and expectations. In addition, GI Web applications provide functionalities that range from basic data discovery functionalities to complex map based functionalities. Consequently, the usability of such applications is a major concern in GI Science. By now methods and techniques have been adopted from the software design research to incorporate usability aspects in the development of GI Web applications. Recent research on usability studies in GI Science emphasizes on the methods and techniques to evaluate the usability of these applications and development of generic solutions for GI specific usability problems. However, there is a lack of standards or guidelines for the evaluation of GI specific usability. Therefore, this research aims to use literature and empirical research methods to develop tailored heuristics and guidelines for the evaluation of GI web applications with emphasis on GI user tasks.
Ansprechpartner / Contact:
Frau Susanna Ambondo Ankama M.Sc.
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The Expectation Confirmation Theory – ECT posits that expectations coupled with perceived performance, lead to satisfaction. User expectations are regarded as comparison standards against the performance of the application. They are predictive, reflecting anticipated attributes and behaviour of an application at a point in time. Adopting the ECT theory, allows us to study the relationships between user expectations and the usability aspects for GI web applications. This requires extending the ECT model to capture GI web application characteristics, formulate and evaluate relationships among different elements pertaining to user expectations that have an influence on usability of GI web applications. The main objective is to determine the relationship between of user expectation confirmation and usability of GI web applications.
Ansprechpartner/Contact:
Frau Susanna Ambondo Ankama M.Sc.
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Ansprechpartner:
© GI
Dr.-Ing. Christin Henzen
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In Zusammenarbeit mit der Juniorprofessur für Didaktik der Geographie und Umweltkommunikation
Ansprechpartner:
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Dr. Stephan Mäs
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Themenangebot Masterarbeit:
Mit dem Global-Brook90 R-Package(https://github.com/hydrovorobey/Global_BROOK90) kann weltweit für ein festgelegtes Einzugsgebiet der lokale Wasserhaushalt inclusive einer Vorhersage berechnet werden. Dabei werden automatisch verschiedene Datenprovider abfragt und verschiedene globale Datensätze zur Landbedeckung, Boden, DGM etc. für die Modellierung verwendet. Ziel der Masterarbeit ist die Implementierung einer Webapplikation welche diese Funktionalität nutzerfreundlich anbietet.
Vorobevskii, I., Kronenberg, R., Bernhofer, C.: Global BROOK90 R Package: An Automatic Framework to Simulate the Water Balance at Any Location, Water, 12, https://doi.org/10.3390/w12072037, 2020
Ansprechpartner:
© GI
Dr. Stephan Mäs
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Herr Simeon Wetzel M.Eng.
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In Kooperation mit Dr. Rico Kronenberg vom Institut für Hydrologie und Meteorologie, TU Dresden
Sowohl das Bundesinstitut für Bau-, Stadt-, und Raumforschung mit der laufenden Raumbeobachtung und der INKAR-DB sowie das Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei haben Indizes und Methoden, um Stadt-Landabgrenzungen vorzunehmen.
Eine Vielzahl der Abgrenzungen basiert auf Erreichbarkeiten, Pendlerverhalten und Schwellwertdefinitionen. Im Rahmen einer künftigen Masterarbeit könnte ein Teil der Arbeitsleistung aus einer Übersicht der verschiedenen Kennwerte zur Raumabgrenzung im Fokus stehen, die Stärken und Schwächen die wichtigsten Abgrenzungsmethoden vorstellt.
Auf dieser Grundlage könnte sich ein zweiter Teil zur Arbeitsleistung anschließen, der einen stärkeren GI-analytischen Fokus verfolgt und der Frage nachgeht, inwiefern sich Gravitationsmodelle und im speziellen two-step floating catchment area (2SFCA) Methoden zur Abgrenzung von Stadt und Land eigenen könnten. Hierbei kann durch analytisch-exploratives Vorgehen in einem begrenzten Analysegebiet mithilfe Instituts-intern prototypisch vorhandenen, Werkzeugen (ArcGIS-Toolboxes, Pythonscripte etc.) Grundsätze zur Ableitung von Grenzdefinitionen mitgewirkt werden. Die Arbeit steht in einem Planungs- bzw. raumordnungstheoretischen, geographischen und GI- bzw. raumanalytischen Kontext.
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© GI
Herr Falko Krügel M.Sc.
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Sketching parcel boundaries on drone images during participatory mapping sessions has the potential to accelerate the documentation of land rights in the Global South (see Stöcker et al, 2022). Nonetheless, there is still a lack of tools to automatically extract relevant information from the sketches and, more importantly, of an understanding of the techniques which work best and why. The goal of this thesis is to explore the merits of different computer vision techniques for the extraction of parcel boundaries and parcel IDs from hand-drawn sketches. Possible tasks include:
Selection of techniques: most promising techniques to compare (e.g., U-Net, SegFormer, TransUnet, UnetFormer) can be selected based on a review of the existing literature. The comparison will use an approach not involving a machine learning technique as a baseline.
Selection of evaluation criteria: several criteria were summarized in (Crommelinck et al, 2019, Minaee et al, 2021), and a few will be selected (e.g., accuracy, speed, completeness) for the comparison task.
Comparison: the different techniques will be compared empirically using data collected from participatory mapping activities in Benin and Ruanda. The comparison could shed some light on architecture selection (what is the minimal neural architecture to achieve a given extraction performance?), feature engineering (which features lead to better performance?), and transferability (to which extent do models trained with data from a scenario perform well in other scenarios?).
References
Crommelinck, S., Koeva, M., Yang, M. Y., & Vosselman, G. (2019). Robust object extraction from remote sensing data. arXiv preprint arXiv:1904.12586.
Minaee, S., Boykov, Y. Y., Porikli, F., Plaza, A. J., Kehtarnavaz, N. and Terzopoulos, D. (2021) ‘Image segmentation using deep learning: A survey’, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, pp. 1–1. doi: 10.1109/TPAMI.2021.3059968.
Stöcker, C., Degbelo, A., Kundert, K., Oosterbroek, E. P., Houedji, I. A., Mensah, G. K. S., Gambadatoun, B. and Schwering, A. (2022) ‘Accelerating participatory land rights mapping with SmartLandMaps tools: Lessons learnt from Benin’, in FIG 2022. Warsaw, Poland.
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The modelling of map content as structured data has been recognized in previous work (e.g. Scheider et al, 2014a,b; Degbelo, 2021, 2022) as a key enabler of semantic search of maps. Nonetheless, human-driven production of this metadata is impractical and there is still a lack of techniques to produce these metadata automatically. This thesis will explore means of addressing that gap. Tasks include:
- Prototypical implementation of exemplar web-based maps (both thematic map and topological maps)
- Requirements specification and implementation of the approach for map content metadata generation in RDF (Resource Description Framework)
- Evaluation of the approach (e.g., code overhead for developers, question answering)
References
Degbelo, A. (2021) ‘An ontology design pattern for geovisualization content description’, in E. Blomqvist, T. Hahmann, K. Hammar, P. Hitzler, R. Hoekstra, R. Mutharaju, M. Povedaf, C. Shimizuc, M. Skjaeveland, M. Solanki, V. Svátek, and L. Zhou (eds) Advances in Pattern-based Ontology Engineering. IOS Press, pp. 279–291. Available at: https://doi.org/10.3233/SSW210019.
Degbelo, A. (2022) ‘FAIR geovisualizations: definitions, challenges, and the road ahead’, International Journal of Geographical Information Science, 36(6), pp. 1059–1099. Available at: https://doi.org/10.1080/13658816.2021.1983579.
Scheider, S., Degbelo, A., Kuhn, W. and Przibytzin, H. (2014a) ‘Content and context description - How linked spatio-temporal data enables novel information services for libraries’, gis.Science, (04), pp. 138–149.
Scheider, S., Jones, J., Sánchez, A. and Keßler, C. (2014b) ‘Encoding and querying historic map content’, in J. Huerta, S. Schade, and C. Granell (eds) The 17th AGILE International Conference on Geographic Information Science - Connecting a Digital Europe Through Location and Place. Castellón, Spain: Springer International Publishing, pp. 251–273. Available at: https://doi.org/10.1007/978-3-319-03611-3_15.
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© A. Degbelo
Herr Dr. rer. nat Auriol Degbelo
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Deutschland
Metaphors reflect how people think about user interfaces, and people naturally produce spatial metaphors when talking about user interfaces. Though previous work has acknowledged their values in HCI, there is still a lack of techniques to formally describe metaphors and tools to facilitate their analysis. This thesis will use existing taxonomies of image schemas to annotate people’s actions during map interaction and build a tool that help make sense of the metaphors they use. The tool will use text mining techniques and visualization techniques to help answer questions related to metaphors of map interaction.
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With online geovisualization becoming increasingly available, techniques are needed to facilitate their findability. The aim of this thesis is advance the state of the start of online geovisualization search. The focus of the thesis will be set based on the background and interest of the student. Possible directions include:
D1, knowledge harvesting: development of a prototype to crawl online geovisualizations, and build knowledge graphs for online geovisualization
D2, ranking: development and testing of a model to effectively rank online geovisualizations
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- Anforderungsanalyse für die Modellierung und die Nutzung von Linked Data im Bereich von Geobasisdaten
- Auswahl geeigneter Datensätze anhand des GeoSN Produktportfolios
- Möglichkeiten der Integration mit externen, thematischen Datensätzen
- Prototypische Umsetzung (Kodierung, Datenintegration) am Beispiel eines geeigneten Datensatzes
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© GI
Dr. Stephan Mäs
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