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System zur Visualisierung geographischer Migrationspfade von Mobilen Agenten

 
: Beutel, W.
: Pinsdorf, U.

Bingen, 2001
Bingen, FH, Dipl.-Arb., 2001
Deutsch
Diplomarbeit
Fraunhofer IGD ()
animation; texture; tracking; mobile agent; Graphical User Interface (GUI)

Abstract
EARTH ist ein System zur Beobachtung von Mobilen Agenten anhand ihrer geographischen Position. Die Visualisierung der Agentenumgebung wird mit dreidimensionalen Szenemodellen über Java3D realisiert. Die Agentenplattform SeMoA stellt hierbei für das System die erforderliche Infrastruktur und Technologie zur Verfügung.
Bisher war es lediglich möglich gewesen, den Standort eines Mobilen Agenten über die URL des Servers zu bestimmen, auf dem er sich gerade befand. Diese URL enthält jedoch für den Benutzer keine Angaben darüber, wo sich ein Agent geographisch gesehen befindet. Mit dem entstandenen graphischen System, welches ein Modell der Erde zeigt, und auf dem sich Mobile Agenten bewegen können, sind Positionen und Migrationenspfade sehr effizient und anschaulich dargestellbar. Als Orientierungshilfen dienen Informationsobjekte, die zusätzlich zu den Agenten in das jeweilige Modell eingefügt werden können, wie z. B. Ländergrenzen, Städte, Erdtexturen, das Gradnetz der Erde und vieles mehr. Diese werden in Form von Layern auf das Modell gemappt. Als Quelle für digitale Landkarten werden ESRI-Shapefiles verwendet. Sie enthalten zusätzlich noch inhaltliche Informationen über die gespeicherten Formen, z. B. Name des Objekts, Bevölkerungsdichte, Bruttosozialprodukt, usw. Solche Detailinformationen sind innerhalb von EARTH über den Info-Projektor abrufbar. Die Stärken von EARTH liegen in der Bedienerfreundlichkeit und der anspruchsvollen dreidimensionalen Darstellung eines Agentenumfeldes. Die Bedienerfreundlichkeit ergibt sich durch eine klar strukturierte, aufgeräumte Benutzerschnittstelle und durch die einfache und verständliche Bedienbarkeit. Die angezeigte Baumstruktur der Szene sorgt zusätzlich noch für leichte Orientierung und Übersicht innerhalb des Modells. Es wurde an das "Look and Feel" von Dateibrowsern angelehnt. Der 3D-Projektor ist so entwickelt worden, daß der Benutzer nur Modellbewegungen durchführen kann, die nicht zum Verschwinden der Szene führen können. Außerdem sind, zur besseren Orientierung, ein Höhenregler und eine genaue Geopositionsangabe ständig sichtbar. Bei der Entwicklung von EARTH entstand ein Modellmanagement, das es erlaubt, im Modellgraphen bestimmte Objekte zu verändern, ohne daß ihre vorherigen Zustände verloren gehen. Über die sogenannte "Historie" ist es möglich sich Abbilder der Modelle eines definierten Zeitbereichs anzeigen zu lassen. Außerdem wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem es möglich ist, strukturelle Modelländerungen im Java3D Szenegraphen zu ermöglichen, bei dem gleichzeitig die Animationsfähigkeit und eine gewisse Aktualität der Szene erhalten bleiben. Durch seine offene Architektur ergeben sich für EARTH viele Erweiterungsmöglichkeiten, wobei die frei importierbaren Shapefiles eine wichtige Rolle bei der Erschließung von weiteren Anwendungsbereichen spielen. Die Systemarchitektur von EARTH ist so gehalten, daß prinzipiell beliebige bewegliche Objekte beobachten und darstellen werden können. Folglich kann es auch auf anderen Gebieten eingesetzt werden.
Durch die Verwendung von Java und Java3D als Render-Engine ist das System plattformunabhängig und evtl. auch mobil einsetzbar. Die problemspezifische Partitionierung des entwickelten Systemmodells erfolgte in Anlehnung an die Model-View-Control Architektur, was einen modularen Systemsaufbau hervorbrachte und damit eine leichte Wartbarkeit und Erweiterbarkeit ermöglicht.
Die Agentenplattform SeMoA wird durch EARTH um eine zusätzliche Komponenten erweitert, wodurch es den Entwickler und Nutzern zukünftig möglich sein wird, einen interessanten Teil des Systems, nämlich die reale Bewegung der Mobilen Agenten, über eine graphische Beobachtungsschnittstelle zu verfolgen.

 

EARTH is a system to observe mobile agents on the basis of their geographical position. The visualization of the agent environment is implemented with three-dimensional scene models over Java3D. The agent platform SeMoA provides the required infrastructure and technology. So far it had been possible only to determine the location of a mobile agent via the server's URL on which the agent resided at that moment. This URL does not contain any specification concerning an agent geographically position. The graphic system developed shows a model of Earth, and displays how mobile agents move; their positions and migration paths are presented very efficiently and descriptive. As guideline assistance information objects can be inserted additionally along with the agents into the respective model, to reflect e. g. frontiers, cities, earth textures, the graticule of Earth and much more. These are mapped in form of layers over the model. As source for digital maps ESRI-Shapefiles are used. They contain additional contentwise information about the stored forms, e. g. name of the object, population density, gross national product, etc. Such detailed information can be called within EARTH over the info-projector. The advantages of EARTH are situated in user-friendliness and the fastidious three-dimensional representation of an agent's surrounding field. User-friendliness arises from a clearly structured, cleared up user interface and as a result of simple and understandable operability. The displayed tree structure of the scene additionally provides easy orientation and overview within the model. It is similar to the "look and feel" of file browsers. The "3D-projector" was developed in such a way that the user can execute no model movements, which would leave the scene not being visible. Additionally, for better orientation, an altitude control and an exact geoposition indication are visible constantly. With the development of EARTH a model management was created, which permits changes to the model graph objects without losing its previous states. Over a "history" the user is able to display possible model images of a defineded time interval. Additionally a procedure was developed, which allows structural model modifications to the Java3D scene graph which preserves the animation ability and a certain topicality of the scene at the same time.
As a result of its open architecture many expandabilities arise for EARTH, whereby the freely importable Shapefiles play an important role with the development of further ranges of application. The structure of EARTH allows it to represent any mobile object not only mobile agents. Therefore it can be used in other areas also. With the use of Java and Java3D as render engine the system is platform independent and possibly is applicable mobilely. The problem-specific partitioning of the developed system model took place following the "model view control" architecture, structured in a modular system and thus easy maintenance and expandability are guaranteed. EARTH extends the agent platform SeMoA by additional components, whereby in the future it will be possible for developers and users to observe an interesting part of the system, i. e. the real movement of the mobile agents to pursue over a graphic interface.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-8091.html