The University of Sheffield
Department of Landscape

Evaluating scenarios of future landscape change by comparing static vs. dynamic visualisations in immersive environments

EU, Sixth Framework, Marie Curie Action
Duration: 3/2006 – 1/2009
Project Partners: Professor Eckart Lange, Professor Carys Swanwick, CPRE, National Trust, National Park Authority, Forestry Commission
Visualisation Software: simmetry3d

Research

Planning and design proposals are still mostly communicated with abstracted information of our three-dimensional environment. The integration of advanced 3D visualisation technologies into the planning process is increasingly becoming recognized as an effective and informative means of communication. The current state of the art in terms of 3D landscape visualisation is to use predominantly still images, assuming a static observer. However, humans experience their environment in motion. Similarly our visual experience is a dynamic one.

The research concentrates on the question whether there is a difference in evaluating static scenes compared with movement through a virtual landscape.

The Case Study Site

Case study Image 1

The case study site is the Alport Valley in the Peak District National Park, UK. Between the 1930s and 1982 the Alport Valley was planted mainly with non-native conifers. UK forest policies nowadays are promoting native woodland. The National Trust produced together with the Forestry Commission a management plan, in which all relevant stakeholders participated. The plan is to gradually replace the existing coniferous plantations during the next several decades by new native deciduous woodlands.
Over the next decades the conifer plantations will be gradually converted by natural regeneration to upland oak-birch woodland of varying density.

Virtual Models of the Alport Valley

Valley image 1

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Workshops

For the comparison of the three different presentation modes – static images, animations and real time navigation - two workshops were conducted. The workshops included a structured survey with a short questionnaire followed by a semi-structured part with the possibility for the stakeholders to navigate through the virtual landscape model.

workshop pics

The Reflex Studio, an immersive environment facility at the Department of Computer Science, provides viewers with the freedom to roam in the virtual landscape using devices such as joysticks and crystal eyes glasses.

The static images, pre-recorded walkthroughs along an animation path and free navigation in a 3D stereo environment are explored and assessed through stakeholder involvement in an immersive environment facility.

Publikationen

BÖCKER, R., S. HEHL, E. LANGE & M. STÖHR 1988: Vegetationskundliche Grundlagenunter-suchungen im Bereich der Panke Berlin-Wedding. Vegetation, Flora, Versiegelung, Gehölze, Nutzungen. Gutachten im Auftrag des Bezirksamts Wedding von Berlin. Systemforschung und Landschaftsplanung, 53 p.
HEHL, S. & E. LANGE 1988: Erstellen und Überprüfen EDV-erzeugter Vegetationskarten. TU Berlin, Landschaftsentwicklung und Umweltforschung, Sonderheft 2, 81 S.
HEHL, S. & H. SUKOPP 1988: Untersuchung der ruderalen Trocken- und Halbtrockenrasen Berlins zur Klärung der syntaxonomischen Gliederung der Klasse Agropyretea – Pflege- und Entwicklungsmöglichkeiten. Forschungsantrag, 20 S.
HEHL-LANGE, S. 1992: Teilbereich Sichtbarkeitsanalyse, Umweltverträglichkeitsbericht `Ausbau der Wasserkräfte im oberen Puschlav´. Bände 2, 4-VIII und 5b-VIII.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 1996: Pilotstudie Braunkohle in der Niederlausitz. Dynamische visuelle Simulation Rekultivierung Tagebau Jänschwalde. Bericht im Auftrag des Ministeriums für Umwelt, Naturschutz und Raumordnung des Landes Brandenburg, 72 p.
HEHL-LANGE, S. 1998: Funktionen und Wirkungen von Lebensraumtypen und deren Bedeutung für die Ökologische Planung – GIS-gestützte Analyse und Visualisierung eines potentiellen Fledermaus-Jagdhabitats. Natur und Landschaft, 73, 256–260.
HEHL-LANGE, S. 1999: GIS-based analysis and 3D-visualization of a potential foraging habitat of the Greater Mouse-Eared Bat (Myotis myotis). Proc. IALE '99. International Association for Landscape Ecology, 5th World Congress, Snowmass Village, Colorado, July 29–August 3, 1999.
HEHL-LANGE, S. 1999: Ökologische Funktionen sichtbar gemacht. Garten & Landschaft 11, 39–40.
HEHL-LANGE, S. 2000: GIS-gestützte Analyse und 3D-Visualisierung der Funktionen naturnaher Lebensraumtypen und die sie beeinflussenden Wirkungen ausgewählter Landnutzungen. Diss. ETH Zürich, 162 S.
HEHL-LANGE, S. 2000: Habitat fragmentation due to transportation infrastructure. COST Projekt 341 European Manual / State-of-the-Art-Report. Chapter 8.4 Models to predict fragmentation by new infrastructures.
HEHL-LANGE, S. 2001: GIS-gestützte Habitatmodellierung und 3D-Visualisierung räumlich-funktionaler Beziehungen in der Landschaft. ORL-Bericht 108, Vdf, Zürich, 164 S.
HEHL-LANGE, S. 2001: Structural elements of the visual landscape and their ecological functions. In: Lange, E. & I. Bishop (Hrsg.): Visual resource management. Special Issue, Landscape and Urban Planning, Elsevier, 54, 105-113.
HEHL-LANGE, S. 2001: Verkehrswege als Barrieren. In: OGGIER, P., RIGHETTI, A. & L. BONNARD: Zerschneidung von Lebensräumen durch Verkehrsinfrastukturen COST 341. Schriftenreihe Umwelt 332, 35-37.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 1991: 700 years in 21 miles. Landscape Architecture Vol. 81, No. 10, 62.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 1992: Landschaft heute – Landschaft morgen? In: Umweltprojekte `92. ETH Zürich, 71–72.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 1993: Landschaft heute – Landschaft morgen? Computergestützte visuelle Simulation in der Umweltverträglichkeitsprüfung. In: A. Kohler & R. Böcker (Hrsg.): Die Zukunft der Kulturlandschaft. Margraf, Weikersheim, 187–194.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 1993: 2D3D4D. Anthos 2, 12–16.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 1993: Digitale und analoge Visualisierung als Entscheidungshilfe in der Planung. Informationshefte Raumplanung 3–4, 24–27.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 1993: Computerized visual simulation and future landscape change. GIS World, Vol. 6, No. 12, Titelseite.
HEHL-LANGE. S. & E. LANGE 2003: The survey in Zürich. Survey analyses in the GREENSPACE project. EU-Project GREENSPACE. The Contribution of Urban Greenspace to Quality of Life, 19 p.
HEHL-LANGE S. & E. LANGE 1996: Visuelle Simulation UVP Brusio. SI+A, Schweizer Ingenieur und Architekt, Nr. 5, 25.1.96, Titelseite.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 1997: Virtuelle Bergbaufolgelandschaften. In: U. Arndt, R. Böcker & A. Kohler (Hrsg.): Abbau von Bodenschätzen und Wiederherstellung der Landschaft. Heimbach, Ostfildern, 195–198.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 1997: GIS-gestützte Computeranimation von Braunkohlelandschaften am Beispiel des Tagebaus Jänschwalde. In: F. Dollinger & J. Strobl (Hrsg.): Angewandte geographische Informationsverarbeitung. Salzburger Geographische Materialien 26. Inst. f. Geogr., Salzburg, 443–444.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 1997: Visualization of brown coal surface mining in the Niederlausitz from 1940 – 1995 – 2010 – 2030. Proc. Data Visualization `97. St. Louis, 8.–10. Okt. http://www.datavis97.geoplace.com/Proceedings/DC970900Lange.html
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 1998: Visualizing virtual brown coal landscapes by merging GIS and remote sensing data. Proc. GIS `98 / RT `98. Toronto 6.–9. Apr. 1998, 76–77.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 1999: Planen mit virtuellen Braunkohlelandschaften. Naturschutz und Landschaftsplanung 31 (10), 301–307.
HEHL-LANGE. S. & E. LANGE 2003: The survey in Zürich. Survey analyses in the GREENSPACE project. EU-Project GREENSPACE. The Contribution of Urban Greenspace to Quality of Life. 15-19.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 2003: Aesthetic, recreational and ecological value of a rural landscape on the edge of town: Incorporating the view of the public using 3D-visualization technology. Proc. CELA Conference (Council of Educators in Landscape Architecture), Charleston SC USA, 24. - 27. September 2003, 65-66.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 2004: Inszenierte Sturmwürfe für Wissbegierige: Der Lothar-Pfad im Nordschwarzwald ist eine Attraktion. Neue Zürcher Zeitung, 22. April 2004, 65.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 2005: Computer-based visualisation in Zürich to incorporate the citizen´s view of alternative futures for peri-urban GREEN SPACE, Greenspace, Final Report, 48-53.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 2005: Ein partizipativer, computergestützter Planungsansatz für ein Windenergieprojekt. Natur & Landschaft 4,148-153.
HEHL-LANGE, S., E. LANGE, I. MAMBRETTI & S. GRAEFE 2001: Greenspace in Zürich. Case Study Inventory. EU-Project GREENSPACE. The Contribution of Urban Greenspace to Quality of Life. 33 S., Anhang.
HEHL-LANGE, S., E. LANGE, R. LOVERIDGE & I. MAMBRETTI 2002: Visualization for use in focus groups and survey. EU-Project GREENSPACE. The Contribution of Urban Greenspace to Quality of Life. 15 S.
HEHL-LANGE, S. & W. A. SCHMID 2000: Analysis and visualization of spatial functional relationships for different habitats. Proceedings, Third international Workshop on Sustainable Land Use Planning, Wageningen, 18.–21. Juni 2000.
LANGE, E., S. HEHL-LANGE & I. MAMBRETTI 2003: Assessment of urban greenspace qualities by means of 3D-visualization. In: M. Koll-Schretzenmayr, M. Keiner & G. Nussbaumer (Hrsg.) The real and virtual world of planning. Springer, Berlin, 185-198.
LANGE, E. & S. HEHL-LANGE 2005: Perception of future scenarios of peri-urban green space. In: Bishop, I. & E. Lange (eds.): Visualization in Landscape and Environmental Planning. Spon Press, Taylor & Francis, London, 195-202.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 2005: Ein partizipativer, computergestützter Planungsansatz für ein Windenergieprojekt mit Hilfe eines virtuellen Landschaftsmodells. Natur & Landschaft, 80 (4), 148-153.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 2005: Perceived Qualities of Future Landscapes as Represented in Virtual Environments. In: E. Lange & D. Miller (eds.) Our shared landscape. Integrating ecological, socio-economic and aesthetic aspects in landscape planning and management. NSL, Zürich, 52-53.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 2005: Visual Simulation Lago Bianco. Fundamentals of Geographic Information Systems 3rd ed., M. N. DeMers, John Wiley & Sons, Front Page.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 2007: Virtuelle Landschaftsmodelle in partizipativen Planungsansätzen. Jahrbuch für Naturschutz und Landschaftspflege, Vol. 56/1, 258-264.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 2008: Eine Zeitreise durch das Alport Valley. Ber. Inst. Landschafts- Pflanzenökologie Univ. Hohenheim, Stuttgart, Heft 17, 165-170.
LANGE, E. & S. HEHL-LANGE 2005: Combining a Participatory Planning Approach with a Virtual Landscape Model for the Siting of Wind Turbines. Journal of Environmental Planning and Management 48 (6), 833-852.
LANGE, E. & S. HEHL-LANGE 2005: The Changing Role of 3D-Visualization for Communication and Conflict Resolution in Designing and Planning Landscapes of Power. In: E. Lange & D. Miller (eds.) Our shared landscape. Integrating ecological, socio-economic and aesthetic aspects in landscape planning and management. NSL, Zürich, 142-143.
LANGE, E. & S. HEHL-LANGE 2005: Experiencing the landscape in Japan, a foreigner´s perspective. In: Y. Aoki (ed.) Experiences of Japanese Landscapes. A summary of the impressions of foreign researchers who stayed at NIES until 2004 regarding the landscape planning in Japan. Research Report from the National Institute for Environmental Studies, Japan, No. 190, 30-34.
LANGE, E. & S. HEHL-LANGE 2005: Future scenarios of peri-urban green space. In: Bishop, I. & E. Lange 2005 (eds.): Visualization in Landscape and Environmental Planning. Technology and applications. Taylor & Francis, London, New York, 195-202.
LANGE, E. & S. HEHL-LANGE 2006: Integrating 3D Visualisation in Landscape Design and Environmental Planning. GAIA 15 (3), 195–199.
LANGE, E. & S. HEHL-LANGE 2007: Making visions visible. In: R.G.H. Bunce, R.H.G. Jongman, L. Hojas & S. Weel (eds.): 25 years of Landscape Ecology. Scientific Principles in Practice. Proc. 7th IALE World Congress 8-12 July Wageningen, The Netherlands, IALE Publication Series 4, 1006-1007.
LANGE, E. & S. HEHL-LANGE 2009: Citizen participation in the conservation and use of rural landscapes in Britain. Landscape and Ecological Engineering (accepted).
LANGE, E. & S. HEHL-LANGE 2010: Looking into the future. Making visions visible. Futures (accepted).

LANGE, E., S. HEHL-LANGE & M. J. Brewer 2008: Scenario-visualization for the assessment of perceived green space qualities at the urban-rural fringe. Journal of Environmental Management 89 (3), 245-256.
MAMBRETTI, I., S. HEHL-LANGE & E. LANGE 2003: Visualization in the Greenspace Project. EU-Project GREENSPACE. The Contribution of Urban Greenspace to Quality of Life. 41 S.
NZZ 1998: Wo jagen die Grossen Mausohren? Neue Zürcher Zeitung Nr. 202, Forschung und Technik, S. 67.
SCHMID, W. A., S. HEHL-LANGE & E. LANGE 1994: Ökologische Planung, Visualisierung von Landschaftsveränderungen. Bulletin, Magazin der ETH Zürich, Nr. 252, 15–17.

Bilddokumente

HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 1992: Umweltverträglichkeits-Bericht 'Erneuerung und Ausbau der Wasserkräfte im oberen Puschlav', Computer-Generiertes Video Betacam, 15 Min.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 1992: Luftschadstoffe im Bündner Rheintal. Computer-Generiertes Video, S-VHS, 2 Min.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 1992: Kiesabbau und Rekultivierung im Rafzer Feld. Computer-Generiertes Video, S-VHS, 2 Min.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 1996: Pilotstudie Braunkohle in der Niederlausitz. Dynamische visuelle Simulation Rekultivierung Tagebau Jänschwalde. Computer-Generiertes Video im Auftrag des Ministeriums für Umwelt, Naturschutz und Raumordnung des Landes Brandenburg, Betacam, 12 Min.
HEHL-LANGE, S. & E. LANGE 1998: Computeranimationen für NANO-BABIES. Bachim Film, 35mm (Cinemascope), 45 min. Science-Fiction essay on babies of high-tech researchers for SFDRS/3SAT.
HEHL-LANGE, S. 1999: Virtueller Fledermausflug. Computer-Generiertes Video Betacam, 3 Min.

Publikationen in Vorbereitung

HEHL-LANGE, S. & E. LANGE (in Vorb.): Dreidimensionale Visualisierung in Naturschutz und Landschaftspflege. In: W. Konold, R. Böcker & U. Hampicke (Hrsg.): Handbuch Naturschutz und Landschaftspflege. Kompendium zu Schutz und Entwicklung von Lebensräumen und Landschaften. Ecomed, Landsberg am Lech.