| 01/2003 Web-basierte räumliche Entscheidungsunterstützung - Ein Überblick |
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Reader zum Seminar "Web-basierte räumliche Entscheidungsunterstützung" Web-basierte räumliche Entscheidungsunterstützung - Ein Überblick1. EinleitungSeit Anfang der 1990er Jahre spielt räumliche Entscheidungsunterstützung explizit eine Rolle in der Geoinformatik-Forschung. Obwohl bis heute kein Konsens erzielt werden konnte, wie Spatial Decision Support Systems (SDSS) zu definieren sind und wie sie sich von Geographischen Informationssystemen (GIS) abgrenzen lassen, sieht die überwiegende Zahl der Fachvertreter SDSS als anwendungsspezifische Lösungen, bei deren Implementierung GIS-Software eine zentrale Rolle spielt. GIS wird in dieser Hinsicht als "SDSS-Generator" bezeichnet (Keenan 1997). Maßgeblich für die Interpretation eines Systems als SDSS ist seine Fähigkeit, Anwender bei der Lösung komplexer halb-strukturierter Entscheidungsprobleme zu unterstützen (Densham 1991). Entscheidungssituationen mit Raumbezug werden in aller Regel als komplex eingestuft aufgrund der großen Anzahl an Entscheidungsalternativen und deren vielfältigen Eigenschaften (Malczewski 1999). Als halb-strukturiert gilt ein Problem dann, wenn es keiner eindeutigen, determinierten Lösung zugeführt werden kann, andererseits aber mindestens partiell formalisiert werden kann. Eine Mehrdeutigkeit besteht beispielsweise dann, wenn zwei Entscheidungsträger verschiedene Entscheidungskriterien unterschiedlich gewichten würden. Die Entwicklung von SDSS geht zurück auf nicht-räumliche Entscheidungsunterstützungssysteme (Decision Support Systems, DSS), die wiederum in den 1970er Jahren aus Management-Informationssystemen entstanden sind. Eine wichtige Komponente von DSS sind diejenigen Funktionen, die der Herbeiführung einer Entscheidungsempfehlung dienen. Das sind oft Algorithmen, die aus Attributwerten eine Rangfolge von Entscheidungsalternativen ableiten. Zu diesen Algorithmen gehören mehrkriterielle Bewertungsverfahren wie Weighted Linear Combination und Analytical Hierarchy Process. Seit Mitte der 1990er Jahre sind mit DSS und GIS beide Ursprünge von SDSS mit dem Internet und dem World-Wide Web in Verbindung gebracht worden. Bhargava & Power (2001) liefern einen Statusbericht über die Nutzung von Web-Technologien für DSS. Plewe (1997) und Green & Bossomaier (2002) geben einen Überblick über Technik und Anwendungen von Online GIS zum jeweiligen Erscheinungszeitpunkt. Obwohl es nahe zu liegen scheint, sich mit dem Thema Web-basierter räumlicher Entscheidungsunterstützungssysteme (WebSDSS) zu befassen, ist dies in der Fachliteratur und in praktischen Umsetzungen bisher nur vereinzelt geschehen. Dieser Reader unternimmt den Versuch, bestehende Arbeiten vorzustellen, zu systematisieren und aktuelle Entwicklungstrends aufzuzeigen. Zu diesem Zweck haben wir in einem Seminar des Hauptstudiums Geoinformatik eine Analyse englischsprachiger Artikel mit explizitem Bezug zu WebSDSS unternommen. Eine Reihe typischer Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wird im folgenden detailliert vorgestellt. Dabei unterscheiden wir drei Kategorien von WebSDSS-Arbeiten:
Zu jeder besprochenen Anwendung haben wir uns insbesondere gefragt,
In Abschnitt 5 stellen wir beispielhaft mögliche Anforderungen eines Anwendungsbereichs an WebSDSS vor. Die einzelnen WebSDSS-Artikel wurden von je ein oder zwei Studierenden bearbeitet. Die eingereichten Hausarbeiten sind über die Links in den folgenden Abschnitten abzurufen. Die Referenzen zu den bearbeiteten Artikeln sind in den einzelnen PDF-Dokumenten aufgeführt. 2. "Klassische" WebSDSS-AnwendungenDieses Kapitel stellt eine Auswahl früher Arbeiten vor. Allen vorgestellten Artikeln ist gemeinsam, dass sie eine Vorreiter-Funktion im Bereich WebSDSS besitzen. Eines der klassischsten WebSDSS, "Open Spatial Decision Making on the Internet (OSDM)" aus dem Centre for Computational Geography der University of Leeds, wurde im Seminar von Claus Rinner präsentiert. In der ersten Hausarbeit wird von Michael Ripperda und Stefan Schumacher der Prototyp "Multi-Criteria GIS" vorgestellt, der zur Standortfindung am Beispiel der Lombardei-Region eingesetzt wird. Der Beitrag von Kay Kamphans und Norman Rengers beschreibt einen Prototyp zur Unterstützung der Routen-Optimierung für den Besuch von Entsorgungsstationen für verschiedene Recycling-Materialien ("RecyclingDSS"). Daran schließt sich die Darstellung von Simon Jirka und Susanne Rademacher an, in der "Pl@nteInfo", ein DSS zur Beantwortung verschiedenster agrartechnischer Fragestellungen mit bedingtem räumlichem Bezug, präsentiert wird. Mit dem Analytical Hierarchy Process wird von Daniel Höggemann und Tino Miegel ein mathematisches Modell zur mehrkriteriellen Entscheidungsfindung vorgestellt. Eine Java-Implementierung (JavaAHP) findet Einsatz im Prototyp "VegMan", einem WebSDSS zum VegetationsManagement in Australien.
3. WebSDSS und Public GISDie drei Beiträge zu diesem Abschnitt haben ihren Schwerpunkt in der Web-basierten Entscheidungsunterstützung für Gruppen, i.d.R. im Bereich der räumlichen Planung. Die Ausführungen von Johannes Brauner und Martin Rapp befassen sich mit dem Projekt "Virtual Slaithwaite", das eine mögliche Web-basierte Einflussnahme von Bürgern in der lokalen Planung als Ergänzung zur konventionellen Bürgerbeteiligung darstellt. Der Vortrag von Grzegorz Jablonowski im Seminar beschrieb Design und Implementierung von Web-basierten kollaborativen räumlichen Entscheidungsunterstützungssystemen. Als Beispiel für den Bereich der Landnutzungsplanung wurde "GEO-ELCA" untersucht. Die Arbeit von Monika Nientiedt fasst das Projekt "Spatial Discourse" des Fraunhofer-Instituts AiS zusammen, das eine Kombination aus Public GIS und Diskussionsportal unter Zuhilfenahme zweier unabhängiger Softwaretools behandelt. Diese dienten zur Entscheidungsunterstützung bei der Diskussion und Auswahl von Standorten. 4. Spezielle Methoden in WebSDSSDie Autoren der beiden ersten Zusammenfassungen dieses Abschnitts haben sich mit den Arbeiten des Fraunhofer-Instituts AiS zum Forschungsgebiet der Entscheidungsunterstützung mit neuartigen intelligenten Visualisierungs- und Analysemethoden beschäftigt. Basis dieser Entwicklungen ist die Software CommonGIS. Carsten Keßler und Sascha Tegtmeyer stellen einen kartenorientierten Ansatz zur räumlichen mehrkriteriellen Bewertung vor, wobei der Schwerpunkt auf der interaktiven dynamischen Visualisierung liegt. Johannes Echterhoff und Jana Poll-Wolbeck beschreiben eine Weiterentwicklung, die "Utility Signs" und eine intelligente Benutzerführung für die Entscheidungsunterstützung zur Verfügung stellt. Weiterhin hat im Seminar Claus Rinner die Umsetzung einer speziellen mehrkriteriellen Bewertungsmethode, Ordered Weighted Averaging, im interaktiven Kontext von CommonGIS vorgestellt. Nicole Ostländer hat einen Artikel über die räumliche mehrkriterielle Bewertung in Geodienste-Infrastrukturen präsentiert. 5. WebSDSS-Anwendungsszenario ArchäologieIm abschließenden fünften Abschnitt wird ein möglicher zukünftiger Anwendungsbereich von WebSDSS vorgestellt. Der Beitrag von Ulf Röttger entwickelt einen konzeptionellen Ansatz zum Web-basierten Einsatz entscheidungsunterstützender Methoden für archäologische Fragestellungen. Referenzen
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