La conciencia contextual espacial asocia información contextual como la ubicación de un individuo o un sensor, su actividad, la hora del día y la proximidad a otras personas u objetos y dispositivos. [1] También se define como la relación y la síntesis de información obtenida del entorno espacial, un agente cognitivo y un mapa cartográfico. El entorno espacial es el espacio físico en el que se realizará la tarea de orientación o de búsqueda de caminos; el agente cognitivo es la persona o entidad encargada de completar una tarea; y el mapa es la representación del entorno que se utiliza como herramienta para completar la tarea. [2]
Una visión incompleta de la conciencia contextual espacial la consideraría simplemente como un elemento o un contribuyente a la conciencia contextual, es decir, lo que especifica la ubicación de un punto en la Tierra. Esta definición estrecha omite las funciones cognitivas y computacionales individuales involucradas en un sistema geográfico complejo. En lugar de definir la miríada de factores potenciales que contribuyen al contexto, la conciencia contextual espacial definida en términos de procesos cognitivos permite una perspectiva única, centrada en el usuario, en la que "las conceptualizaciones imbuyen de significado a las estructuras espaciales". [2]
La conciencia contextual , la conciencia geográfica y la cartografía ubicua o información geográfica ubicua (UBGI, por sus siglas en inglés) contribuyen a la comprensión de la conciencia contextual espacial. También son elementos clave en un servicio basado en mapas y en la ubicación (LBS, por sus siglas en inglés). En los casos en los que la interfaz de usuario para el LBS es un mapa, se deben abordar los desafíos del diseño cartográfico para comunicar eficazmente el contexto espacial al usuario.
La conciencia contextual espacial puede describir el contexto presente (el entorno del usuario en el momento y lugar actuales) o el de un contexto futuro (el lugar al que el usuario quiere ir y lo que puede ser de su interés en el entorno espacial que se aproxima). Algunos servicios basados en la ubicación son sistemas proactivos que pueden anticipar el contexto futuro. [3] La realidad aumentada es una aplicación que guía al usuario a través del contexto presente y futuro mostrando información contextual espacial en su sistema visual a medida que atraviesa el espacio real. [4]
Existen numerosos ejemplos de paquetes de software (aplicaciones) de nivel de usuario de LBS que requieren la capacidad de aprovechar la conciencia contextual espacial. Estas aplicaciones son demandadas por el público en general y son ejemplos de cómo las personas utilizan los mapas para comprender mejor el mundo y tomar decisiones diarias. [5]
Conciencia del contexto
La conciencia del contexto se originó como un término proveniente de la computación ubicua o como la llamada computación generalizada, que buscaba relacionar los cambios en el entorno con los sistemas informáticos, que de otro modo serían estáticos.
El contexto se define de múltiples maneras, la mayoría de las veces con la ubicación como piedra angular. Una fuente lo define como "la ubicación y la identidad de las personas y los objetos cercanos". Otra lo describe como "ubicación, identidad, entorno y tiempo". [6] Sin embargo, algunas definiciones reconocen que la conciencia del contexto es más inclusiva que la ubicación.
Dey [7] adoptó este enfoque más amplio: "el contexto es cualquier información que pueda utilizarse para caracterizar la situación de una entidad, donde entidad significa una persona, lugar u objeto, que es relevante para la interacción entre un usuario y una aplicación, incluyendo el usuario y las aplicaciones mismas". El mismo autor definió un sistema como "consciente del contexto si utiliza el contexto para proporcionar información y/o servicios relevantes al usuario, en los que la relevancia depende de la tarea del usuario". [7]
Figura 1: [8] Conciencia contextual (diagrama según Li 2007)
El concepto de relevancia se describe en la siguiente definición de conciencia del contexto: "el conjunto de estados y configuraciones ambientales que determinan el comportamiento de una aplicación o en los que se produce un evento de la aplicación y que resulta interesante para el usuario". [1] También se han descrito diferentes niveles de contexto, en términos de nivel bajo y alto. Los contextos de nivel bajo consisten en tiempo, ubicación, ancho de banda de red y orientación. Un contexto de nivel alto consiste en la actividad actual del usuario y el contexto social. [1]
Un modelo de tres niveles de conciencia del contexto (Figura 1) incluye la naturaleza cambiante del entorno al diferenciar entre las contribuciones del contexto estático, dinámico e interno: [8]
Contexto estático: información geográfica digital almacenada que podría afectar el entorno del usuario
Contexto dinámico: información sobre los aspectos cambiantes del entorno del usuario obtenida por sensores/servicios de información y proporcionada en tiempo real (por ejemplo, previsiones meteorológicas, informes de tráfico)
Contexto interno: información del usuario, que incluye preferencias personales, ubicación, velocidad y orientación.
El contenido estático está impulsado por información almacenada, mientras que el contenido dinámico es proporcionado y actualizado por sensores.
Las categorías de contexto para los mapas móviles se han identificado a través de pruebas piloto con usuarios. Las categorías de esta tabla se consideraron útiles para los servicios de mapas móviles: [9]
Conciencia geográfica
Figura 2: [8] Conciencia contextual espacial (o geográfica) (diagrama según Li 2007)
La conciencia geográfica, otro término para la conciencia contextual espacial, aclara los aspectos espaciales y geográficos del contexto. Al ser más que simplemente la ubicación actual, también debe incluir otras dimensiones y sus interdependencias. La Figura 2 muestra los componentes de la conciencia contextual de Li [8] y los superpone en múltiples sistemas de referencia geográfica. Para ser eficaz, una aplicación LBS debe poder operar en un espacio heterogéneo que incluya diferentes sistemas de referencia. Un usuario de un LBS debe poder convertir sin problemas de un espacio euclidiano (espacio de referencia cartesiano) a un espacio de referencia lineal (LRS) y a un espacio interior (que incluya quizás el piso, el ala, el pasillo y el número de la habitación). [10]
La información geográfica ubicua (UBGI, por sus siglas en inglés) es información geográfica que se proporciona en cualquier momento y lugar a usuarios o sistemas a través de dispositivos de comunicación. Un aspecto fundamental para comprender la UBGI es que la información proporcionada se basa en el contexto del usuario. La UBGI es más que datos. Incluye un conjunto de conceptos, prácticas y estándares para la información geográfica y espacial y su procesamiento para aplicaciones accesibles para su uso por el público en general. [10]
La UBGI también debe tener en cuenta la situación y los objetivos del usuario o agente cognitivo. Para ello, los conceptos de computación ubicua emplean sensores para recopilar datos sobre la ubicación del usuario, así como sobre parámetros ambientales. [2]
Figura 3: [10] La evolución de la información geográfica (diagrama según Hong 2008)
La cartografía ubicua es "la capacidad de los usuarios de crear y utilizar mapas en cualquier lugar y en cualquier momento para resolver problemas geoespaciales". [11] Los usuarios y creadores de estos mapas son más que geógrafos y cartógrafos altamente capacitados, sino que incluyen al ciudadano medio. En contraste con el elitismo acusado de la comunidad SIG a principios de los años 80, cuando muchos abogaban por una tecnología separada porque la información geoespacial era diferente e inalcanzable para los usuarios o sistemas comunes, el objetivo actual de la ubicuidad es hacer que la experiencia del usuario con dispositivos habilitados para SIG sea intuitiva y fácil de usar. [12] Estos dispositivos y otras herramientas de cartografía multimedia están desempeñando un papel importante en el esfuerzo por hacer que los "mapas estén disponibles" para el público en general y poner fin a la práctica inexcusable de perfeccionar los mapas como una forma de visualización solo para usuarios expertos en mapas que operan sistemas de información geográfica altamente especializados . [5]
El objetivo de "facilidad de uso" de la cartografía ubicua puede considerarse como la cuarta generación en la evolución de la información geográfica. La cartografía ubicua fue precedida por mapas de Internet de fácil acceso y por la incorporación de información contextual de los sistemas de localización de objetos (LBS) y la cartografía móvil. La información geográfica digital fue un precursor esencial de los mapas accesibles y móviles, y todos estos avances son el resultado de la primera generación de mapas en papel y del esfuerzo por representar y visualizar mejor el mundo (Fig. 3). [10]
Los servicios LBS se pueden utilizar en una variedad de contextos, como la salud, el trabajo, la vida personal, etc. Los servicios LBS incluyen servicios para identificar la ubicación de una persona u objeto, como descubrir el cajero automático bancario más cercano o el paradero de un amigo o empleado. Los servicios LBS incluyen servicios de seguimiento de paquetes y de vehículos . Los LBS pueden incluir el comercio móvil cuando adopta la forma de cupones o publicidad dirigida a los clientes en función de su ubicación actual. Incluyen servicios meteorológicos personalizados e incluso juegos basados en la ubicación. Son un ejemplo de convergencia de telecomunicaciones .
Los servicios basados en la ubicación tienen la capacidad de explotar el conocimiento sobre la ubicación de un usuario o un dispositivo de información. Ya sea que el resultado del dispositivo sea un simple mensaje de texto o un mapa gráfico interactivo, el usuario y su ubicación se incorporan de alguna manera al sistema general. [11]
Otras características distintivas del LBS incluyen: [6]
Generalmente brindan servicios personalizados para un usuario en movimiento.
Basado en diversas plataformas de hardware y software que utilizan Internet, SIG, dispositivos con reconocimiento de ubicación y servicios de telecomunicaciones.
Recibir datos de diversas fuentes, sensores y sistemas.
Debe integrar y procesar datos en tiempo real
Plantean desafíos únicos para la visualización debido a que la ubicación del usuario podría cambiar constantemente.
Los sistemas LBS se pueden utilizar para responder a preguntas de los usuarios que pueden clasificarse en cuatro categorías generales: ubicación, proximidad, navegación y eventos. Algunos ejemplos son: [13]
¿Dónde estoy? ¿Dónde está mi destino? [ubicación]
¿Dónde está la parada de autobús o el restaurante de comida rápida más cercano? [proximidad]
¿Cuál es la mejor ruta para llegar a mi destino? [navegación]
¿Se proyecta la última película en el cine local? [eventos]
Otra categoría es la de “medición”, para responder a la pregunta: ¿a qué distancia está mi destino? [9] Esta es una función rutinaria de los dispositivos de navegación de los automóviles personales.
Se siguen incorporando ideas nuevas e innovadoras a los tipos de preguntas que los LBS pueden responder para un usuario. Por ejemplo, la visión artificial y la indexación basada en objetos se pueden utilizar tanto para identificar un objeto como para ayudar a un usuario a navegar desde la ubicación. La conciencia contextual espacial desempeña un papel clave en este proceso, ya que proporciona una georreferencia inicial de la ubicación y, al mismo tiempo, simplifica el proceso de reconocimiento de objetos hasta un grado manejable. [14] Esta categoría de uso de los LBS se puede llamar "identificación" y responde a la pregunta "¿Qué es?".
Desafíos cartográficos
Las aplicaciones (paquetes de software a nivel de usuario) que requieren el uso de la conciencia contextual espacial en LBS se enfrentan a una multitud de desafíos y decisiones cartográficas. Algunos de estos desafíos se deben a las pequeñas pantallas de la interfaz de usuario de PDA típica y al método de uso. [15] Otros problemas resultan del gran volumen de datos contextuales potencialmente relevantes, ya que es necesario tomar decisiones difíciles sobre el contenido más importante que se debe mostrar. [16]
Algunos de estos desafíos son:
Movilidad: un mapa en una plataforma móvil cambia rápidamente para mantenerse al día con los cambios de contexto; puede ser necesario un tiempo limitado para ver la información del mapa antes de que se produzca un cambio de escena. [17]
Adaptación: se refiere a la “capacidad de los sistemas flexibles de ser modificados por el usuario o el sistema para cumplir con requisitos específicos”. Los usuarios deben poder personalizar la pantalla para presentar contenido adaptable a su sofisticación y familiaridad con el entorno [17].
Accesibilidad: “la adecuación de las necesidades de información y servicios de las personas a sus necesidades y preferencias en términos de compromiso intelectual y sensorial con esa información o servicio, y su control”. [18] Una necesidad de servicio podría incluir a un conductor que no puede apartar la vista de la carretera para estudiar la pantalla de un mapa; o a un visitante en un país extranjero que no puede entender el idioma de las señales audibles de un proveedor de LBS.
Generalización: “Debido a la pequeña superficie de visualización de los dispositivos móviles, los mapas móviles deben ser extremadamente generalizados”. El diseño debe ser lo más simple, conciso y evidente posible y debe poder usarse de inmediato. “Esto significa reducir la densidad de información siguiendo la primacía de la relevancia sobre la completitud” [17]
Escala: la visualización del mapa suele ser muy pequeña, lo que requiere funciones de escala para mostrar suficiente área e información para que sea útil, pero a una escala lo suficientemente grande para mostrar los detalles de manera adecuada.
Relevancia: “Presentar tanta información como sea necesaria y tan poca como sea necesaria”. [16] La información que se “necesita” es el contenido que es efectivo para el contexto espacial particular del usuario.
Forma de presentación: los mapas multimedia ofrecen varias opciones de medios de visualización. La opción seleccionada debe ser la que mejor genere el mapa mental del usuario. Además del medio visual de un mapa gráfico con símbolos representativos, las presentaciones textuales y vocales son opciones a considerar. [19]
Variables visuales: el color es un elemento gráfico primario apropiado para representar diferentes tipos o clases de características cualitativas. [20] El color puede contribuir enormemente a la usabilidad de los productos, ya que ayuda a diferenciar entre diferentes elementos de la pantalla. [21] Se deben considerar colores de alto contraste y combinados armoniosamente para una percepción rápida y para reducir la fatiga ocular resultante de la visualización radiante de la pantalla . [22]
Metadatos: los buenos metadatos proporcionan información al usuario sobre las fuentes y la calidad de los datos a los que se hace referencia, lo que incluye la fiabilidad, la precisión y la autenticidad. La obtención de metadatos más útiles y de mayor calidad para aplicaciones multimedia es un desafío omnipresente. Se han desarrollado estándares internacionales para la información geográfica, sin embargo, estos "deben ampliarse y vincularse con los estándares de metadatos de objetos de información para fotografías, videos, imágenes, texto y otros elementos utilizados en la cartografía multimedia". [23]
Vistas de navegación: determinación de las mejores vistas de mapas para ayudar a la navegación del usuario. Las consideraciones incluyen: mapas generales disponibles en varias escalas; zoom automático a una escala mayor cuando el usuario está en movimiento; mantener la posición egocéntrica del mapa con el norte siempre marcado. [24]
Google Maps para dispositivos móviles: descarga gratuita para ver mapas e imágenes satelitales, determinar la ubicación actual, realizar búsquedas comerciales, obtener indicaciones para llegar en automóvil e informes de tráfico
Streamspin: Plataforma de servicios móviles para la entrega y recepción de información y servicios basados en el contexto del suscriptor y metadatos.
Asistente de Ubicación Local (Lol@): Prototipo de un servicio multimedia basado en ubicación para un Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles en el que un turista extranjero puede realizar un recorrido autoguiado a lo largo de una ruta basada en la información y preferencias del usuario.
IPointer (Intelligent Spatial Technologies): basado en un motor de realidad aumentada que ofrece una búsqueda local en el cliente móvil para proporcionar al usuario información sobre su entorno. Utiliza la ubicación y la dirección radial para identificar un punto de interés y transmitir contenido informativo.
Signpost: una utilidad de guía que reconoce la ubicación y que utiliza tecnología de visión artificial para rastrear marcadores fiduciales para realizar un seguimiento de áreas amplias en interiores. Signpost guía a los asistentes a la conferencia por el lugar mediante el uso de un teléfono celular.
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