Space Usage Rules. Neele Halbur, Helge Spieker InformatiCup März 2015

Transkript

1 Space Usage Rules? InformatiCup

2 Agenda 1. Vorstellung des Teams 2. Entwicklungsprozess und Umsetzung 3. Verbesserung der Strategien 4. Auswertung der Strategien 5. Ausblick 6. Fazit 2

3 Vorstellung des Teams Neele Halbur Universität Bielefeld Grundschullehramt mit integrierter Sonderpädagogik Master 2. Semester Helge Spieker Hochschule Bonn- Rhein- Sieg InformaEk Master 3. Semester 3

4 Entwicklungsprozess Analyse der Regeln Fehleranalyse Anforderungs- definieon EvaluaEon Lösungsstrategie Entwicklung Lösungsstrategie 4

5 Analyse der Regeln Erkennung und Zusammenfassung von Mustern Keine eindeuege Vorgehensweise besemmbar Entwurf einer HeurisEk als Ausgangsbasis Fehleranalyse EvaluaEon Lösungsstrategie Analyse der Regeln Anforderungs- definieon Entwicklung Lösungsstrategie 5

6 AnforderungsdefiniEon: Au\au der So]ware Konfigurierbare Kommandozeilenanwendung Einheitliche Schni^stelle und Rahmenwerk Austauschbare Lösungsstrategien AutomaEsierte Verarbeitung der Testdaten Weboberfläche zur EvaluaEon und Analyse Fehleranalyse EvaluaEon Lösungsstrategie Analyse der Regeln Anforderungs- definieon Entwicklung Lösungsstrategie 6

7 AnforderungsdefiniEon: Au\au der So]ware Steuerung und Verwaltung Ein- und Ausgabe Lösungsstrategien Umgang mit Kartenmaterial Strategie A Strategie B Strategie C 7

8 Entwicklung der Lösungsstrategie: BesEmmung des Geltungsbereiches 1. Umgebungsdaten abrufen und filtern 2. LösungsheurisEk zusammenstellen 3. Kartenobjekte bewerten 4. Rangliste erstellen Gewichtung nach HeurisEk Distanz zur AufnahmeposiEon Umgibt AufnahmeposiEon? 8

9 EvaluaEon & Fehleranalyse: AutomaEsierte Tests Analyse der Regeln Fehleranalyse Anforderungs- definieon EvaluaEon Lösungsstrategie Entwicklung Lösungsstrategie 9

10 EvaluaEon & Fehleranalyse: Prototypische Weboberfläche InformaECup 2015 Space Usage Rules 19. März 2015 Neele Halbur, Helge Spieker 10

11 Fehleranalyse: Externe Einflussfaktoren Qualität der Daten von OpenStreetMap Existenz des Objekts im Kartenmaterial Genauigkeit der AufnahmeposiEon Zuverlässigkeit der Aufnahmerichtung Analyse der Regeln Fehleranalyse Anforderungs- definieon EvaluaEon Lösungsstrategie Entwicklung Lösungsstrategie 11

12 Verbesserung der Strategien: Herausforderungen Rückfallebene bei mangelha]en Daten Anforderungen eigener Regeln Klassifizierung von Kartenobjekten 12

13 Verbesserung der Strategien: Rückfallebene bei mangelha]en Daten 13

14 Verbesserung der Strategien: Anforderungen eigener Regeln Objekte in OpenStreetMap nicht einheitlich Nutzung von RelaEonen und MulEpolygonen Kein Vorkommen in Musterlösungen Komplexerer Algorithmus zur Erkennung 14

15 Verbesserung der Strategien: Klassifizierung von Kartenobjekten Erkennung Gebäude, Fläche und Wasser BesEmmung anhand OSM- A^ributen Ansatz: Manuelle Pflege von A^ributlisten Problem: Zuverlässigkeit und Komplexität 15

16 Verbesserung der Strategien: Klassifizierung von Kartenobjekten Lösung: Maschinelles Lernverfahren Klassifizierung durch Support Vector Machine Erstellung einer Liste von Trainingsdaten 350 Trainingsdatensätze und 950 Merkmale Erreichte Zuverlässigkeit von über 90% 16

17 Korrekt bes3mmte Geltungsbereiche in % Auswertung der Strategien Box Nearest Category1 Category2 Category3 Category4 Basierend auf 96 Testdatensätzen aus der Aufgabenstellung und 44 eigenen Regeln 17

18 Ausblick InformaEonssystem für Space Usage Rules Anreicherung der OpenStreetMap Erweiterung um Wege und Routen Weitere Verbesserung der Lösungsstrategie 18

19 Fazit Herausfordernde Aufgabenstellung Hoher Lerneffekt Sensibilisierung für Space Usage Rules PotenEal und Basis für weitere Projekte Viel Spaß bei der Lösung und Umsetzung 19

20 Quellenangaben Produktlogos h^p:// h^p://python.org/ h^p:// h^p://scikit- learn.org/ Grafiken h^p://thinknook.com/wp- content/uploads/2013/01/network.gif h^p://i253.photobucket.com/albums/hh72/teddypossum/teddypossum %20II/man- with- finish- flag.gif h^p://sr.photos2.fotosearch.com/bthumb/csp/csp711/k jpg h^p:// content/uploads/2011/10/ Fotolia_ _SubscripEon_XL.jpg 20

21 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Zeit für Fragen 21