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H. Hobel:
"Spatial Search & Computation in Urban Areas";
Supervisor, Reviewer: A. Frank, A. Tjoa; Department für Geodäsie und Geoinformation, FG Geoinformation, 2016; oral examination: 2016-09-08.

Today´s Geographic Information Systems and spatial search engines support people to search for spatial data by `name´ or categorical tags, or in contrast, by concrete address or location data. While sophisticated algorithms exist to compute complex routes or planning trips, spatial search is inadequately supported for answering nuanced and fuzzy questions such as searching for `recreational´ regions within a city.
To address this issue, spatial search engines have to incorporate cognitive models of spatial search behaviour, allowing sense-making of complex queries expressed according to human´s conceptualization of place. In this thesis it is argued that cognitive areas bridge the gap between cognitive models and today´s possibilities of spatial search engines.
The phenomena of cognitive regions capture the ability of humans to conceptualize and generalize space according to the activities they can carry out at a given place. Therefore, in this thesis cognitive areas are proposed, which are inspired by traditional image segmentation. Based on this foundation, methods are investigated that allow to infer the geometric extent of "cognitive regions" on the basis of User Generated Content and Volunteered Geographic Information. Hence, Natural Language Processing is one of the fundamental building blocks in the processing of huge amounts of data. Finally, the integration of semantically enriched conceptual graphs is investigated.
As proof-of-concept, different problems, originating from Geographic Information Science, are discussed and the proposed approaches are evaluated.

Geoinformationssuchmaschinen stellen dem Benutzer eine Reihe von Funktionen zur Verfügung wie zum Beispiel Geocoding oder die Suche nach Plätzen mit bestimmten kategorischen Tags. Während komplexe Algorithmen zur Verfügung stehen um Routen oder Trips zu planen, sind Suchalgorithmen vernachlässigt worden die kognitive Fragestellungen zu beantworten suchen. Zum Beispiel können Geoobjekte nur dann gefunden werden, wenn diese explizit in das fundamentale Geoinformationssystem eingetragen worden sind. Eine ähnliche, aber wohl noch größere Herausforderung stellt die Suche nach den zur Erholung dienenden Gebieten dar, welche sehr speziell von der Wahrnehmung der Menschen abhängen.
Diese Arbeit beschäftigt sich daher mit der Entwicklung der Theorie zur Integration von kognitiven Modellen in Geoinformationssystemen. Besonderes Augenmerk wurde auf rechner- und algorithmische Methoden zur Informationsgewinnung und Verarbeitung gelegt. Eine spezifisch angesprochene Fragestellung ist die Suche nach "Cognitive Regions", einem Begriff aus den Kognitionswissenschaften, welche aufgrund von wahrgenommenen möglichen Aktivitäten gebildet werden. Ein direkter Anwendungsbereich ergibt sich in der Integration der vorgeschlagenen Methoden in Geoinformationssuchmaschinen der Zukunft.
Als Gundlage wird somit eine Generalisierung von Orten und Gebieten in Form einer Segmentierungstechnik vorgeschlagen, welche aus der traditionellen Bildverarbeitung inspiriert ist. Basierend auf dieser Grundlage, werden Methoden untersucht um geografische Bereiche nur auf Grundlage von User Generated Content und Volunteered Geographic Information herauszulesen. Dabei stellt Natural Language Processing einen fundamentalen Baustein in der Datenverarbeitungskette dar. Abschließend wird die Integration von semantisch angereicherten Graphen in das entwickelte Framework untersucht.
Als Proof-of-Concept werden verschiedene Fragestellungen, die der Geoinformationswissenschaft entspringen, diskutiert und die vorgeschlagenen Ansätze evaluiert.

Räumliche Suche, Ort, Stadtgebiet