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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-77167
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/7716/


Zhou, Rui

Personalized guide on the web : integrating location- and context-awareness with the world wide web to enable web-based tracking and guiding

Personalisierte Führung mit den Mitteln des World-Wide-Web

Dokument1.pdf (5.104 KB) (md5sum: c020ab423970013a762d91c0e9460d52)

Kurzfassung in Deutsch

Getrieben von der schnellen Entwicklung der Techniken zur Positionsbestimmung und der weiten Verbreitung mobiler Kommunikation, ermöglichen ortsbasierte Dienste spezifische Angebote am Aufenthaltsort des Nutzers. Die meisten zur Zeit existierenden Dienste sind entweder eigenständige Programme für mobile Geräte oder arbeiten im Client-Server Modus. Somit müssen Nutzer für verschiedene Dienste die jeweils notwendige Software installieren. Heutzutage ist das World-Wide-Web die primäre Plattform für Kommunikation, Recherche, Geschäftsabwicklung und vieles mehr. Die Kombination von Ortsbezug und World-Wide-Web ermöglicht die Nutzung verschiedener ortsbezogener Dienste ohne die zusätzliche Software-Installation durch den Nutzer. Die Personalisierung zeigt ihren Nutzen für ortsbezogene Dienste und beweist gleichzeitig die Notwendigkeit ihrer Akzeptanz. Jeder einzelne Nutzer erhält, basierend auf der spezifischen Charakteristik und dem jeweiligen Kontext, diejenigen Informationen, die für ihn am meisten relevant sind.

In dieser Dissertation wird der Prozess einer ortsbasierten und personalisierten Führung mit den Mitteln des World-Wide-Web dargestellt. Dazu werden zunächst übliche Webbrowser und Webserver verwendet, erweitert um die Möglichkeit zur Generierung von ortsbezogenen und personalisierten Inhalten, sowie der Option, diese automatisch dem Nutzer zuzustellen. Dieser Prozess besteht aus einem ortsbezogenen Web-System, der Ortsbestimmung, der Möglichkeit des ortsbezogenen Abrufs von Informationen sowie der personalisierten Darstellung. Das ortsbezogene Web-System bildet dabei die zugrunde liegende Infrastruktur. Diese ermöglicht den Austausch von Ortsinformationen zwischen Browser und Webserver und die automatische Aktualisierung der im Browser angezeigten Webseiten im Falle eines Ortswechsels. Die notwendigen Geräte zur Ortsbestimmung sind üblicherweise auf Seiten des Nutzers zu finden. Damit der Server dem Nutzer in seiner Bewegung folgen kann, müssen die Ortsdaten vom Webbrowser an den Server übermittelt werden. Mit dem Wissen über den Aufenthaltsort des Nutzers, führt das System eine ortsbezogene Inhaltssuche durch und bezieht die relevanten ortsbezogenen Inhalte von einer Datenbank und/oder über das Internet. Diese werden anschließend gefiltert, multimedial aufbereitet und dem Nutzer personalisiert dargestellt.

Basierend auf diesem Prozess, wurde ein Framework zum Verfolgen und Führen eines Nutzers vorgestellt. Dieses besteht aus dem Location Server, Content Server, Guiding Web Server und mobilen Clients. Der Location Server führt die Algorithmen zur Positionsbestimmung aus und ermöglicht ortsbezogene Web-Dienste. Der Content Server beinhaltet eine Datenbank mit Inhalten, auf der räumliche und nicht-räumliche Suchanfragen durchgeführt werden können und ermöglicht inhaltsbezogeneWeb-Dienste. Der Guiding Webserver ist ein üblicher Webserver, der die personalisierten Tracking und Guiding Dienste anbietet. Ein mobiler Client besteht aus einem normalen Webbrowser, der um eine universelle Location Control Komponente erweitert wurde, die die Abfrage von ortsbezogenen Daten aus der Positionierungshardware ermöglicht. Weiterhin werden Techniken zur Personalisierung vorgestellt, die die Modellierung der Nutzercharakteristika beziehungsweise deren Kontext ermöglichen, Inhalte ortsbezogen und personalisiert organisieren, Inhalte auswählen und personenbezogene Vorschläge unterbreiten und zuletzt, dynamische Zusammenstellungen von personalisierten multimedialen Darstellungen ermöglichen.

Eine prototypische Anwendung—der Location-Based Botany Guide—wurde mit Hilfe des vorgestellten Frameworks im Botanischen Garten Freiburg umgesetzt. Diese kann sowohl als ortsbezogenes E-Learning System für Biologiestudenten als auch als digitaler botanischer Führer für Besucher dienen. Nach vorheriger Authentifizierung eines Nutzers, erzeugt das System ein Nutzer- und Kontextmodell zur Personalisierung. Dieses wird während der Nutzung ständig aktualisiert. Zur Positionsbestimmung kommen GPS und Wi-Fi Fingerprinting zum Einsatz. Das System bietet sowohl eine Kartendarstellung als auch ein Angebot zur Wegewahl. Im Kartenmodus erhält der Nutzer eine dynamische und interaktive Karte des Gartens, angereichert mit botanischen Informationen und Markierung des aktuellen Standorts. Im Leitmodus überwacht das System die Position des Nutzes und bietet automatisch personalisierte multimedial aufbereitete Informationen der nächstgelegenen Pflanzen. Das System bietet einen grundsätzlichen Architekturentwurf, der sich für ähnliche Anwendungen einsetzen lässt, und zeigt die Möglichkeit der Integration des Orts- und Kontextbezugs in das World-Wide-Web, um webbasierte personalisierte Tracking und Guiding Systeme zu erstellen.


Kurzfassung in Englisch

Rapid development of positioning technologies and wide deployment of wireless networks have given rise to location-based services, which provide services tailored to user locations. Most existing location-based services are either standalone applications running on mobile devices or software working in client-server mode. The majority of them lack generality. As a consequence, users have to install different software for different location-based services. The World Wide Web is nowadays the primary platform for communication, research, business and many other things. Integrating location-awareness with the World Wide Web allows us to use various location-based services without installing specific software on the user side. Personalization has proved to be of significant value to location-based services and crucial for the acceptance of them. It treats every user as an individual and provides the most relevant information based on the user characteristics and the context.

This dissertation proposes the process of location-based and personalized guide on the Web. It uses common Web servers and common Web browsers, but has the extra ability of generating location-based and personalized Web content and pushing them to the users automatically. The process consists of a location-aware Web system, location determination, location-dependent content retrieval and personalized presentation. The location-aware Web system is the underlying infrastructure. It makes possible the exchange of the location information between the Web browser and the Web server, and the automatic update of the webpages in the Web browser when the location changes. Positioning devices are usually installed on the user side. Location-related parameters must be sent from the Web browser to the Web server so that the server can keep track of the user. With knowledge of user locations, the system then makes location-dependent content queries, and retrieves relevant location-dependent content from the content databases and/or the Internet. The retrieved location-dependent content will be filtered and composed to a personalized multimedia presentation and presented to the user in a personalized way.

Based on the process, a framework of Web-based tracking and guiding is proposed, which is composed of the Location Server, the Content Server, the Guiding Web Server and clients. The Location Server runs the location determination algorithms and provides location Web services. The Content Server runs the content database, executes spatial and non-spatial content search, and provides content Web services. The Guiding Web Server is a common Web server hosting the personalized tracking and guiding services. A client is a common Web browser enhanced with an extension, called the Location Control, which is general-purpose and able to retrieve location-related parameters from the local positioning devices. Personalization techniques are presented, which include modelling user characteristics and context, organizing content taking into consideration location-awareness and personalization, selecting content and making personalized recommendations, as well as dynamic authoring of personalized multimedia presentations.

A prototypical application --- the Location-Based Botany Guide --- is implemented in the Botanical Garden of Freiburg using the proposed framework. It can be used as a location-based e-learning system for biology students as well as an electronic botany guide for visitors. After the authentication of a user, the system sets up his or her user and context model for personalization, and updates the model continuously during the session. GPS and Wi-Fi fingerprinting are adopted for location determination. The system provides the map mode and the guide mode. In the map mode, the user gets a dynamic interactive map of the garden with botanical information embedded and his or her current location marked. In the guide mode, the system keeps track of the user and presents personalized multimedia information of the nearby plants automatically. The system provides a general architecture for similar applications and demonstrates the possibility of integrating location- and context-awareness with the World Wide Web to create personalized tracking and guiding systems on the Web.


SWD-Schlagwörter: Positionierung , World Wide Web , Kontextbezogenes System , GPS , Standortbezogener Dienst
Freie Schlagwörter (englisch): Personalization , Wi-Fi fingerprinting , Botany
Institut: Institut für Informatik
Fakultät: Technische Fakultät (bisher: Fak. f. Angew. Wiss.)
DDC-Sachgruppe: Informatik
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Schneider, Gerhard (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 09.09.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 14.09.2010
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