Virtuelle Bergwanderer. Mit Computermodellen Verhalten zeigen

zeigen

Virtuelle Bergwanderer

Mithilfe eines Computermodells studiert man am Institut für Compu- tational Science der ETH Zürich das Verhalten von virtuellen Bergwande- rern, so genannten « Agenten ». Erste Ergebnisse dieser Simulationen zei- gen, dass bereits geringe lokale Ver- änderungen sich erstaunlich stark auf das Verhalten dieser Gruppen auswirken.

Folgen einer Entscheidung abzuschät- zen, sind besonders schwierig, wenn sie das komplexe Verhalten von Menschen betreffen. Seit einiger Zeit werden in der Landschaftsplanung Computermodelle verwendet, um zukünftige Szenarien zu evaluieren. Diese Simulationen beziehen sich allerdings eher auf grosse Bereiche wie Städte und Regionen. Auch basieren sie auf abstrakten Konzepten wie z.B. auf Flächennutzungsplänen, Verkehrsüssen oder ökonomischen Entwicklun- gen. Es wird jedoch vermutet, dass die Planungsentscheidungen, die den gröss- ten Einfl uss auf die Bevölkerung haben, sich eher auf einen kleinen Massstab be- ziehen und daher auch einen geografi sch beschränkten Einfl uss haben.

Lokale Veränderungen mit grossen Auswirkungen In diesem kleineren Massstab – Täler, Dörfer oder gar einzelne Felder und Lichtungen – sind visuelle Elemente und die allgemeine visuelle Qualität sehr wichtig. Dies gilt vor allem in Regionen, die vom Tourismus abhängig sind, da Wanderer die Wahl des Ortes oftmals von der Qualität der Landschaft abhän- gig machen. Solche ästhetischen Aspekte sind schwierig, in Nummern zu fassen, was aber eine Voraussetzung ist, damit ein Computermodell damit umgehen kann.

Dieser Bereich wurde in der Wissen- schaft weitgehend ignoriert, nicht zu- letzt, weil visuelle Eindrücke als sehr subjektiv gelten. Es ist jedoch wichtig zu sehen, dass kleine lokale Änderungen ei- nen sehr starken Einfl uss auf die gesamte Qualität einer Region haben können. Das am Institut für Computational Science der Eidgenössischen Techni- schen Hochschule Zürich erstellte Mo- dell verbindet ästhetische Qualitäten mit anderen Faktoren wie z.B. der Verfüg- barkeit von Freizeiteinrichtungen. 1 Ziel des vom Schweizerischen Nationalfondsnanzierten Projektes ist, Bergwanderer zu simulieren und sie dazu zu bringen, auf visuelle Eindrücke zu reagieren.

Soziophysik Die Soziophysik versucht, das Verhalten von Menschen in Gruppen durch einfa- che physikalische Modelle zu beschrei- ben. Erforscht wird, wie Menschen ihre Ziele wählen, basierend auf ihren Fähig- keiten, Erwartungen und nicht zuletzt ihrer Umgebung. In diesen Modellen werden Menschen durch « Agenten », d.h. intelligente, weitgehend selbststän- So sieht die simulierte Welt durch den dreidimensionalen Viewer aus. Die Agenten ( in Rot ) wandern von Schönried auf das Rellerli. Damit man sie auf diese Distanz überhaupt erkennt, weisen sie eine Grösse von ca. 10 m auf. In der Simulation kann die reale Welt verändert werden, um zu testen, wie die Wanderer reagieren. Blick vom Rellerli auf die Hornfl ue ohne Zeichen von Zivilisation und mit viel gleich-mässigeren Waldfl ächen 1 Dieses Modell wird am Institut für Computational Science der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich von Kai Nagel und Christian Gloor, dem Autor dieses Beitrags, erstellt. 2 Duncan Cavens, Eckart Lange und Willy Schmid vom Institut für Raum- und Landschaftsentwicklung der ETH konnten dies bestätigen, als sie im Sommer 2002 eine Befragung der Wanderer durchführten. Am meisten geschätzt werden schöne und vor allem abwechslungsreiche Landschaften.

> Fotos: Christian Gloor D I E A L P E N 9/2005 dige Software-Objekte mit individuellen Eigenschaften und Erwartungen, verkör- pert. In den letzten Jahren wurden diese in verschiedenen Bereichen erfolgreich angewendet wie in der Simulation von Massenpaniken, Verkehrsstaus oder Ver- halten von Händlern an der Börse. Im Gegensatz zu einer Simulation einer Massenpanik, in der die « Agenten » mög- lichst schnell ein Gebäude zu verlassen haben, ist beim Wandern gerade der Weg das Ziel. Jeder Agent hat gewisse Erwar- tungen an eine Wanderung: schöne Aus- sicht geniessen, sportliche Aktivität aus- üben oder durch liebliche Wälder schlendern. So wandern diese « Agenten » durch die Bergwelt und werden beispiels- weise langsamer, wenn der Weg schwie- riger wird, oder schneller, wenn sie ein Restaurant sehen.

« Agenten»-Bergwanderer Der Schwerpunkt liegt bei Bergwande- rern im Sommer. Als Testregion wurde ein Tal der Gstaad-Saanenland-Region gewählt. Die Dörfer Schönried und Saa- nenmöser bilden die Begrenzungen ent- lang des Tales, die Berge Rellerli und Hornfl üh schränken das Gebiet auf bei- den Seiten ein. Die meisten Touristen sind hier im Winter und auf der Skipiste anzutreffen, die Ökonomie des Tales ba- siert auf ihnen.

Langfristig zwingt die Klimaverände- rung die Region jedoch, umzudenken und mehr Abwechslung zu bieten. Aber schon jetzt ist der Ruf der Region als Wandergebiet wichtig: Das Tal mit sei- nem markanten Alpenpanorama und den abwechslungsreichen Wanderrouten über Wiesen und durch Wälder bietet für jeden Geschmack etwas. Diese Wege sind gut zugänglich, nicht zuletzt dank der Erschliessung durch Sessellifte und Seilbahnen. Und so sind in der Haupt- saison die beiden grossen Parkplätze in Schönried meist besetzt. Eine Studie zeigte, dass die grössten Attraktionen für Sommertouristen im Berner Oberland die landschaftlichen Qualitäten sind. 2 Es genügt dabei allerdings nicht, dass die « Agenten » zufällig in der Simulation umhergehen. Für realistische Anwen- dungen ist es notwendig, ihnen plausible Routen zuzuteilen, denn nicht der kür- zeste Weg von A nach B zählt. Auch die vorhandenen Einrichtungen wie Stras- sen, Wanderwege, Bahn, Sessel- und Seilbahnen müssen miteinbezogen wer- den sowie Aufenthalte in Restaurants oder auf Bergspitzen. Virtuell wandern mit einem « Agenten » Eine mögliche Route könnte beim Hotel beginnen. Nach einer kurzen Strecke auf der Strasse wird die Talstation der Seil- bahn Rellerli erreicht. Ein paar Minuten vergehen beim Anstehen am Schaltervielleicht könnte dies ja verhindert wer- den, wenn man früher aufstehen würde. Auf der Bergspitze wird nach einem klei- nen Rundgang das Mittagessen im Res- taurant mit der schönen Aussicht einge- nommen. Danach folgt der Abstieg durch die Nadelwälder in Richtung Saa- nenmöser über das gestufte Gelände. Immer wieder führt der Weg in ein klei- nes Tobel, wo ein Bach ins Tal fl iesst. Und wenn die Aussicht nicht durch die Schatten spendenden Bäume verdeckt wird, erblickt man über den nahen Ber- gen ein wunderbares Alpenpanorama.

Den « Agenten » werden also Wander- routen zugeteilt. Dabei werden sie in die Simulation gesetzt, ohne dass sie ein A-priori-Wissen über die Region haben. Sie versuchen nun, die ihnen zugeteilten Routen zu absolvieren und erhalten da- bei ein Feedback von der Umgebung, während sie sich durch die Landschaft bewegen. Am Ende eines jeden Tages werden die ausgeführten Aktivitäten mit den Erwartungen der « Agenten » vergli- chen. Dabei zählt für die einen z.B. die schöne Aussicht mehr als ruhige Wälder. Bei Nebel hat der Aussichtspunkt sicher weniger Wert als das warme Restaurant. Erfüllt eine ausgeführte Route diese Er- wartungen nicht, wird sie für den nächs- ten Tag geringfügig modifi ziert. So kön- nen die « Agenten » nicht nur aus ihren direkten Erlebnissen lernen, sondern, falls die Routen von verschiedenen « Agenten » leicht vermischt werden, von den kollektiven Erfahrungen profi tieren. Es braucht viele aufwändige Simulations- durchgänge, in denen die Eingaben ver- ändert und die Resultate überprüft wer- den, bis sichtbar wird, wie die virtuellen Wanderer darauf reagieren.

Vertiefte Beobachtung Um den Ausgang der Simulation zu be- obachten, wurden so genannte « Viewer » entwickelt. Diese erlauben den Wissen- schaftlern, durch eine Kamera direkt in die Simulation zu schauen und das Ge- schehen zu beobachten. Es gibt einen zweidimensionalen « Viewer », der Daten Reale Aufnahme desselben Ausschnittes mit Schönried und Rellerli D I E A L P E N 9/2005 aufzeichnet und Vergleiche erfasst. Dabei können nicht nur die Wanderer als Punkte auf einer Karte dargestellt wer- den, sondern ähnlich wie bei einem Ra- darsystem auch die aktuellen Werte jedes Wanderers: Hunger, Müdigkeit und Zu- friedenheit. Zusätzlich wurde ein dreidi- mensionaler « Viewer » entwickelt, mit dem eine Gruppe Wanderer aus der Vo- gelperspektive beobachtet wird. Weiter kann man aber auch direkt die Welt durch die Augen eines Wanderers be- trachten und so eine Wanderung miter- leben.

Folgen sichtbar machen Mit dieser Simulation kann nun gezeigt werden, was passieren würde, wenn bei- spielsweise der Staat die Subventionen für die Milchviehhaltung halbierte und 60% des Weidelands in Wald übergingen. Die Touristen blieben nicht etwa daher aus, weil sie keine Kühe mehr weiden se- hen könnten. Vielmehr würden die neu gewachsenen Bäume die Aussicht von den Wanderwegen versperren und so ei- nen Vorteil der Region zunichte machen.

Würde eine Seilbahn ihren Betrieb einstellen, weil sie wegen der ausbleiben- den Wintertouristen nicht mehr rentabel betrieben werden könnte, hätte das einen Einfl uss auf die gesamte Region: Weil die Bergwanderer nun zu Fuss auf diesen Gipfel gelangen müssten, würden sie künftig diese Destination meiden und vielleicht auf die Talseite mit noch in Betrieb stehender Seilbahn ausweichen oder aber der gesamten Region fernblei- ben. Gegenwärtig zeigt dieser Prototyp, wie man ein Werkzeug für die Land- schaftsplaner und Entscheidungsträger in den Touristenregionen erstellen könnte, um Auswirkungen von Ent- scheidungen besser abzuschätzen. 3 Der Aufwand für das Zusammenstellen von Wanderungen nach individuellen Be- dürfnissen ist gegenwärtig noch zu gross. Es ist aber nicht auszuschliessen, dass in Zukunft ein Webinterface entwickelt wird, in dem die « perfekte persönliche » Wanderroute abrufbar wird. a Christian Gloor, ETH Zürich 3 Damit könnte man auf teure Experimente in der realen Welt verzichten und das vorhandene Geld gezielter einsetzen, was schliesslich den Touristen wieder zugute kommen würde.

Ein Beispiel für offene Stellen, gemischt mit Wäldern, die zwar die Aussicht verhindern, aber durch ihre begrenzende Wirkung die Attraktivität des Weges fördern Der Ursprung dieser Schneise ist nicht bekannt. Sie wirkt aber wie eine Art Fenster. Gezielt angelegt, könnte sie die Attraktivität eines Wanderwegs steigern. Der schöne Blick auf das Alpenpanorama trägt neben den abwechslungsreichen Wanderwegen bestimmend zur Qualität einer Wanderregion bei.

Abwechslung wird vom Wanderer als interessant empfunden. In der Region um den Lauenensee Fo tos: Christian Gloor D I E A L P E N 9 / 2 0 0 5

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