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空間的文脈認識は、個人またはセンサーの位置、活動、時刻、他者、物体、デバイスとの距離といった文脈情報を関連付けます。[ 1 ] また、空間環境、認知エージェント、地図から得られる情報の関係性および統合としても定義されます。空間環境とは、方向感覚や道案内のタスクが行われる物理的な空間であり、認知エージェントとはタスクを完了する責任を負う人または組織であり、地図とはタスクを完了するためのツールとして使用される環境の表現です。[ 2 ]
空間的文脈認識を不完全な形で捉えると、それは単に文脈認識の一要素、あるいは地球上の特定の点の位置を特定するもの、と捉えられてしまう。この狭義の定義は、複雑な地理システムに関与する個々の認知機能や計算機能を除外している。文脈に寄与する無数の潜在的要因を定義するのではなく、認知プロセスの観点から定義される空間的文脈認識は、「概念化によって空間構造に意味が付与される」という、ユーザー中心の独自の視点を可能にする。[ 2 ]
コンテキストアウェアネス、地理アウェアネス、そしてユビキタス地図作成、あるいはユビキタス地理情報（UBGI）は、いずれも空間コンテキストアウェアネスの理解に貢献します。これらは、地図ベース、位置情報サービス（LBS）の重要な要素でもあります。LBSのユーザーインターフェースが地図である場合、空間コンテキストをユーザーに効果的に伝えるためには、地図作成上の設計課題に対処する必要があります。
空間コンテキスト認識は、現在のコンテキスト（現在の時間と場所におけるユーザーの環境）や将来のコンテキスト（ユーザーがどこに行きたいか、そして近づいてくる空間環境において何に興味を持つか）を記述することができます。一部の位置情報サービスは、将来のコンテキストを予測できるプロアクティブシステムです。[ 3 ]拡張現実（AR）は、ユーザーが現実空間を移動する際に視覚系 に空間コンテキスト情報を表示することで、現在のコンテキストから将来のコンテキストへとユーザーを誘導するアプリケーションです。 [ 4 ]
空間コンテキスト認識を活用する能力を必要とするLBSユーザーレベルソフトウェアパッケージ（アプリケーション）の例は数多く存在します。これらのアプリケーションは一般の人々から需要があり、地図が個人によってどのように利用され、世界をより深く理解し、日常の意思決定に役立っているかを示す例です。[ 5 ]
コンテキスト認識
コンテキスト認識は、ユビキタス コンピューティング、または、静的なコンピュータ システムと環境の変化を関連付けることを目指す、いわゆるパーベイシブ コンピューティング から生まれた用語です。
コンテキストは様々な方法で定義されますが、多くの場合、位置が基盤となります。ある情報源では「位置と、近くにいる人や物のアイデンティティ」と定義されています。また別の情報源では「位置、アイデンティティ、環境、時間」と説明されています。[ 6 ] しかし、コンテキスト認識は位置よりも包括的であると認識されている定義もあります。
デイ[ 7 ]はより広いアプローチを採用した。「コンテキストとは、エンティティの状況を特徴付けるために使用できるあらゆる情報であり、エンティティとは、ユーザーとアプリケーション（ユーザーとアプリケーション自体を含む）間の相互作用に関連する人物、場所、またはオブジェクトを意味します。」同じ著者は、「コンテキストを使用してユーザーに関連する情報やサービスを提供する場合、その関連性はユーザーのタスクに依存するシステムをコンテキスト対応であると定義しました。」[ 7 ]
関連性の概念は、コンテキスト認識の以下の定義で説明されています。「アプリケーションの動作を決定する、またはアプリケーションイベントが発生し、ユーザーにとって興味深い状況となる環境状態と設定の集合」[ 1 ] 。 コンテキストには、低レベルと高レベルの2つのレベルがあります。低レベルのコンテキストは、時間、場所、ネットワーク帯域幅、および方向で構成されます。高レベルのコンテキストは、ユーザーの現在の活動と社会的コンテキストで構成されます[ 1 ] 。
コンテキスト認識の3段階モデル（図1）は、静的コンテキスト、動的コンテキスト、内部コンテキストの寄与を区別することで、環境の変化可能な性質を考慮している。[ 8 ]
- 静的コンテキスト - ユーザーの環境に影響を与える可能性のある保存されたデジタル地理情報
- 動的コンテキスト - センサー/情報サービスによって取得され、リアルタイムで提供されるユーザー環境の変化可能な側面に関する情報（例：天気予報、交通情報）
- 内部コンテキスト - 個人の好み、場所、速度、方向などのユーザー情報
静的コンテンツは保存された情報によって駆動され、動的コンテンツはセンサーによって提供および更新されます。
モバイルマップのコンテキストカテゴリーは、パイロットユーザーテストを通じて特定されました。この表のカテゴリーは、モバイルマップサービスに有用であると判断されました。[ 9 ]
| 一般的なコンテキストカテゴリ | モバイルマップのコンテキストカテゴリ | 特徴 |
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地理認識
地理認識（空間コンテキスト認識の別名）は、コンテキストの空間的および地理的側面を明確にします。単に現在位置を認識するだけでなく、他の次元とそれらの相互依存性も考慮する必要があります。図2は、Li [ 8 ]によるコンテキスト認識の構成要素を示し、複数の地理参照系に重ね合わせています。LBSアプリケーションが効果的に機能するには、異なる参照系を含む異種空間で動作できる必要があります。LBSのユーザーは、ユークリッド空間（直交参照空間）から線形参照空間（LRS）、そして屋内空間（フロア、ウィング、廊下、部屋番号などを含む）へとシームレスに変換できる必要があります。[ 10 ]
ユビキタス地理情報（UBGI）/ユビキタス地図作成
ユビキタス地理情報（UBGI）とは、通信機器を通じて、いつでもどこでもユーザーまたはシステムに提供される地理情報です。UBGIを理解する上で重要なのは、提供される情報がユーザーのコンテキストに基づいていることです。UBGIは単なるデータではありません。一般の人々が利用できるアプリケーションのための空間情報および地理情報と処理に関する一連の概念、実践、および標準が含まれています。[ 10 ]
UBGIは、ユーザー、つまり認知エージェントの状況と目的も考慮する必要があります。そのため、ユビキタスコンピューティングのコンセプトでは、センサーを用いてユーザーの位置や環境パラメータに関するデータを収集します。[ 2 ]
ユビキタス・カートグラフィとは、「ユーザーがいつでもどこでも地図を作成し、利用して地理空間の問題を解決できる能力」です。[ 11 ] これらの地図のユーザーや作成者は、高度な訓練を受けた地理学者や地図製作者だけでなく、一般市民も含まれます。1980年代初頭、地理空間情報は一般ユーザーやシステムにとって異なり、アクセスできないため、多くの人が個別の技術を主張したGISコミュニティのエリート主義とは対照的に、今日のユビキタスの目標は、 GIS対応デバイスのユーザーエクスペリエンスを直感的でシンプルなものにすることです。 [ 12 ]これらのデバイスやその他のマルチメディア・カートグラフィ・ツールは、「地図を一般大衆に広める」取り組みにおいて重要な役割を果たしており、高度に専門化された地理情報システム を操作する専門の地図ユーザーだけが利用できる視覚化形式として地図を完成させるという、許されない慣習に終止符を打っています。[ 5 ]
ユビキタス地図作成の「使いやすさ」という目標は、地理情報の進化における第4世代と見ることができます。UBGIに先立って、インターネット地図の容易なアクセスと、LBSおよびモバイルマッピングによるコンテキスト情報の追加が行われました。デジタル地理情報は、アクセスしやすいモバイル地図の不可欠な前身であり、これらの進歩はすべて、第一世代の紙地図と、世界をより良く表現し視覚化するための努力の成果です（図3）。[ 10 ]
位置情報サービス（LBS）
位置情報サービス(LBS) は、モバイル ネットワークを介してモバイル デバイスからアクセスでき、モバイル デバイスの地理的位置を活用する機能を活用した 情報およびエンターテイメント サービスです。
LBSサービスは、健康、仕事、私生活など、様々な場面で活用できます。LBSサービスには、最寄りの銀行のATMや友人や従業員の居場所など、人や物の位置を特定するサービスが含まれます。LBSサービスには、荷物追跡サービスや車両追跡サービスも含まれます。LBSには、顧客の現在地に基づいてクーポンや広告を配信するモバイルコマースも含まれます。パーソナライズされた天気予報サービスや位置情報ゲームなどもLBSに含まれます。これらは通信融合の一例です。
位置情報サービスは、ユーザーまたは情報機器の位置に関する情報を活用する能力を持っています。機器の出力が単純なテキストメッセージであろうと、インタラクティブなグラフィックマップであろうと、ユーザーとユーザーの位置情報は何らかの形でシステム全体に組み込まれます。[ 11 ]
LBSの他の特徴としては以下が挙げられる: [ 6 ]
- 通常、移動中のユーザー向けにパーソナライズされたサービスを提供する
- インターネット、GIS、位置認識デバイス、通信サービスを活用した多様なハードウェアおよびソフトウェアプラットフォームに基づいて
- さまざまなソース、センサー、システムからデータを受信する
- データをリアルタイムで統合・処理する必要がある
- ユーザーの位置は常に変化する可能性があるため、視覚化には特有の課題がある。
LBSは、ユーザーの質問に答えるために使用できます。これらの質問は、位置、近接性、ナビゲーション、イベントの4つの一般的なカテゴリに分類できます。例としては、以下のものがあります。[ 13 ]
- 私はどこにいる？目的地はどこですか？[場所]
- 最寄りのバス停またはファーストフード店はどこですか？[近接]
- 目的地までの最適なルートは何ですか？[ナビゲーション]
- 地元の映画館で最新の映画が上映されていますか？[イベント]
もう一つのカテゴリーは「測定」で、目的地までの距離はどれくらいかという質問に答えるものです。[ 9 ] これは個人用自動車ナビゲーション装置の通常の機能です。
LBSがユーザーに代わって回答できる質問の種類は、革新的な新技術によって増え続けています。例えば、コンピュータービジョンとオブジェクトベースインデックスは、物体を識別し、その場所からユーザーが移動する際に役立ちます。空間コンテキスト認識はこのプロセスにおいて重要な役割を果たします。空間コンテキスト認識は、物体認識プロセスを管理可能な程度まで簡素化しながら、場所の初期地理参照情報を提供するからです。[ 14 ] このLBSの用途は「識別」と呼ばれ、「それは何ですか？」という質問に答えます。
地図作成上の課題
LBSにおいて空間コンテキスト認識を必要とするアプリケーション（ユーザーレベルソフトウェアパッケージ）は、地図作成に関する様々な課題と意思決定に直面します。これらの課題の一部は、一般的なPDAのユーザーインターフェースの画面サイズが小さいことや、その使用方法に起因しています。[ 15 ] また、関連する可能性のあるコンテキストデータが大量にあることから、表示する最も重要なコンテンツについて難しい選択を迫られるという問題も生じます。[ 16 ]
こうした課題の一部を以下に挙げます。
- モビリティ – モバイルプラットフォーム上の地図は、状況の変化に合わせて急速に変化します。そのため、シーンが変わる前に地図情報を表示する時間が限られる場合があります。[ 17 ]
- 適応性 – 「柔軟なシステムが特定の要件を満たすためにユーザーまたはシステムによって変更される能力」を指します。ユーザーは、自分の知識や環境への慣れに応じてコンテンツを表示できるように、ディスプレイをパーソナライズできなければなりません[ 17 ]
- アクセシビリティ – 「人々の情報やサービスのニーズと、その情報やサービスに対する知的・感覚的な関わり、そしてそれらを制御する上でのニーズや嗜好を一致させること」[ 18 ] サービスニーズには、地図表示を確認するために道路から目を離すことができないドライバーや、LBSプロバイダーの音声指示の言語を理解できない外国からの訪問者などが含まれる。
- 一般化 – 「モバイルデバイスの表示領域が非常に小さいため、モバイルマップは極めて一般化される必要がある。」デザインは可能な限りシンプルで簡潔、かつ自明であり、すぐに使えるものでなければならない。「これは、完全性よりも関連性を優先し、情報密度を下げることを意味する。」[ 17 ]
- スケーリング – 地図の表示は通常非常に小さいため、十分な面積と情報を表示するためにスケーリング機能が必要ですが、詳細を適切に表示するために十分な大きさのスケールが必要です。
- 関連性 - 「必要な情報だけを、そして必要な情報だけを提示する」[ 16 ] 「必要な」情報とは、ユーザーの特定の空間的コンテキストに効果的なコンテンツのことである。
- 提示形式 – マルチメディアマップには、複数の表示媒体の選択肢があります。ユーザーのメンタルマップを最も効果的に作成できるものを選ぶべきです。代表的なシンボルを用いたグラフィックマップなどの視覚媒体に加え、テキストや音声による提示も検討すべき選択肢です。[ 19 ]
- 視覚変数 – 色は、異なる種類またはクラスの質的特徴を表現する際に適切な主要なグラフィック要素です。[ 20 ] 色は、異なる画面要素を区別するのに役立つため、製品の使いやすさに大きく貢献します。[ 21 ]コントラスト が高く、調和のとれた色は、素早い認識と、明るい画面表示による目の疲労を軽減するために考慮する必要があります。[ 22 ]
- メタデータ – 優れたメタデータは、参照されるデータのソースと品質に関する情報をユーザーに提供し、信頼性、正確性、真正性などを提供します。マルチメディアアプリケーションのためのより有用で高品質なメタデータは、常に存在する課題です。地理情報については国際標準が策定されていますが、これらは「マルチメディア地図作成で使用される写真、動画、画像、テキスト、その他の要素の情報オブジェクトメタデータ標準に拡張され、リンクされる必要がある」とされています。[ 23 ]
- ナビゲーションビュー – ユーザーのナビゲーションを支援するための最適な地図表示方法の決定。考慮すべき事項としては、様々な縮尺で利用可能な概観図、ユーザーが移動している際に自動的に拡大表示すること、常に北を表示した自己中心的地図位置の維持などが挙げられる。[ 24 ]
ユーザーレベルのソフトウェアパッケージ
- OpenStreetMap：世界中のコミュニティが編集可能な無料の地球地図で、さまざまなユーザーレベルのクライアントが用意されています[ 25 ]
- モバイル版Google マップ: 無料でダウンロードして、地図や衛星画像の表示、現在地の確認、ビジネス検索、運転ルート、交通情報などを利用できます。
- Streamspin: 加入者のコンテキストとメタデータに基づいて情報とサービスを配信および受信するためのモバイル サービス プラットフォーム。
- ローカル ロケーション アシスタント (Lol@): 外国人観光客がユーザーの入力と好みに基づいてルートに沿ってセルフガイド ツアーを実行できる、ユニバーサル モバイル テレコミュニケーション システム向けの位置情報ベースのマルチメディア サービスのプロトタイプ。
- IPointer（インテリジェント空間技術）：拡張現実（AR）エンジンをベースに、ローカルモバイルクライアント検索機能を提供し、ユーザーに周囲の情報を提供します。位置情報と放射方向に基づいて、興味のあるランドマークを特定し、情報コンテンツをストリーミングします。
- Signpost：コンピュータビジョン技術を用いて基準マーカーを追跡し、広域屋内トラッキングを実現する位置認識型ガイドユーティリティ。Signpostは、携帯電話を使って会議参加者を会場内を案内します。
参照
参考文献
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外部リンク
