The effects of grids in topographic maps on cognitive

Zusammenfassung (German Summary)
Erkenntnisse aus der Experimentalforschung zur Raumkognition belegen, dass
kognitive Raumrepräsentationen, die auf der Behaltensleistung von Informationen
aus Karten basieren, kognitionspsychologischen Prinzipien und damit – zumindest
teilweise – voraussehbaren Einflüssen unterliegen. Diese räumlichen Verzerrungsmuster im kognitiven Abbild einer Karte können sowohl in der Wahrnehmung
(Gestaltgesetze) als auch im räumlichen Gedächtnis (Enkodierung und / oder Abruf)
entstehen. Um Objektpositionen und -relationen der Karte mit geringeren
Verzerrungen im räumlichen Gedächtnis behalten zu können, wie es zur
Unterstützung alltäglicher Navigations- und Orientierungsaufgaben wünschenswert
wäre, eignet sich u.a. der Eintrag von aufliegenden Gitterstrukturen in die
Kartengraphik. Die grundlegende Hypothese dieser Arbeit ist, dass Gitter im
Verarbeitungsprozess räumlicher Karteninformationen korrigierend wirken können,
in dem sie dem Gedächtnis durch die Aufteilung des Kartenbildes in gleichmäßige
Regionen eine räumliche Referenzierungsshilfe bieten.
Auf der Grundlage eines in der Raumkognitionsforschung etablierten Paradigmas zur
Untersuchung des räumlichen Gedächtnisses (Enkodierung und Abruf) war es in
dieser Arbeit das Ziel, die korrigierende Wirkung von Gittern in topographischen
Karten auf das menschliche Positionsgedächtnis zu überprüfen. Als quantitative
Messgrößen dienten dabei die Trefferrate (prozentualer Anteil korrekt abgerufener
Objektposition) und die räumliche Genauigkeit (durchschnittliche Abweichung
korrekt abgerufener Objektpositionen von der Position des zu lernenden Objekts).
Für die Überprüfung der Gittereffekte auf das Positionsgedächtnis wurden im
Rahmen dieser Arbeit, eingebettet in ein interdisziplinäres DFG-Forschungsprojekt
der Fachbereiche Geomatik / Kartographie und Experimentelle Psychologie und
Methodenlehre der Ruhr-Universität Bochum (RUB), fünf kartenexperimentelle
Studien durchgeführt. Mit der ersten dieser Studien wurde untersucht, ob Gitter, in
gängigen Darstellungsformen der amtlichen kartographischen Praxis, generell
Verzerrungsfehler im menschlichen Positionsgedächtnis reduzieren können. Diese
einleitende Studie belegte, dass Gitter in Topographischen Karten (im Maßstab
1:10.000), bestehend aus geschlossenen oder gestrichelten Linien oder aus
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Gitterkreuzen, die Trefferrate und räumliche Genauigkeit, im Vergleich zu einer
„ohne Gitter“-Bedingung signifikant verbessern.
Anknüpfend an diese Ergebnisse wurden vier weitere empirische Studien konzipiert
und durchgeführt, die auf die räumlichen Gedächtniseffekte ausgewählter Darstellungsparameter von Gittern abzielten. Die zweite Studie verdeutlichte, dass eine
geringere Opazität von Gitterkreuzen in topographischen Karten (20 %, verglichen
mit 60 % und den in Studie 1 eingesetzten 100 %) zu keinen signifikanten Nachteilen
hinsichtlich der Trefferrate und räumlichen Genauigkeit im menschlichen Positionsgedächtnis führt. Die dritte Studie zeigte, dass in einer topographischen Karte
die Platzierung von geschlossenen Gitterlinien im Abstand von 5,0 cm14 (im
Vergleich zu 2,5 cm und den in Studie 1 eingesetzten 10,0 cm) zu einer verbesserten
Trefferrate und räumlichen Genauigkeit im Positionsgedächtnis führt. Aufbauend auf
den Ergebnissen der ersten und dritten Studie basierte die vierte Studie technisch auf
der Möglichkeit, mit autostereoskopischen Bildschirmen „Echt-3D“-Tiefeneffekte in
Karten einzubauen. Die Studie zeigte, dass das dreidimensionale Hervorheben von
Gittern (5,0 cm Erhöhung im Vergleich zur Basiskarte; 5,0 cm Gitterlinienabstand)
einen weiteren signifikanten Vorteil für die räumliche Genauigkeit des Positionsgedächtnisses bewirkt. Die fünfte Studie belegte, dass auch die Farbe von
Gitterlinien (5,0 cm Gitterlinienabstand) die räumliche Genauigkeit des Positionsgedächtnisses signifikant verbessern kann. Im Vergleich zu in der kartographischen
Praxis gängigen schwarzen und dunkelbraunen Gitterfarben, verursachte eine blaue
Färbung der Gitter diesen Vorteil.
Die in diesen fünf Studien empirisch ermittelten Ergebnisse weisen darauf hin, dass
Kartographen durch die Wahl der Kartengraphik – in diesem Fall von Topographischen Karten (im Maßstab 1:10.000) unterschiedlicher Komplexität – Einfluss
auf die Qualität des räumlichen Gedächtnisses der Kartennutzer nehmen können.
Durch das Auflegen von Gittern können Kartographen die Nutzer unterstützen sich
in Karten repräsentierte Rauminformation vollständiger und genauer zu merken.
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5 cm Distanz auf der Karte entsprechen bei einem Maßstab von 1:10.000 500 m Realdistanz.
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Aufbauend
auf
diesen
Ergebnissen
sollten
die
ermittelten
graphischen
Einflussparameter von Gittern (Opazität, Separation, Tiefenversatz und Farbe) weiter
zur optimalen Wirkung hin quantifiziert werden. Ferner sollte in zukünftiger
Forschung, bspw. durch moderne Verfahren der Blickbewegungsmessung, nach
Zusammenhängen zwischen den ermittelten Effekten und der Wahrnehmung bzw.
dem Lesen von Karteninformation untersucht werden.
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