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Gitter als graphisches Korrektiv im Aufbau mentaler Raumrepräsentationen – Eine empirische Fallstudie zur Opazität von Gitterkreuzen in Topographischen Karten

Grids as a Graphic Corrective in Forming Mental Space Representations – An Empirical Case Study on the Opacity of Grid Crosses in Topographic Maps

Dennis Edler, Anne-Kathrin Bestgen, Lars Kuchinke, Frank Dickmann; Bochum

Erkenntnisse aus der Raumkognitionsforschung zeigen, dass mentale Raumrepräsentationen, die auf der Wahrnehmung von Informationen aus Karten beruhen, nicht zufällig verzerrt sind, sondern kognitionspsychologischen Prinzipien und somit teilweise voraussehbaren Einflüssen unterliegen wie z.B. der Wirkung von Landmarks. Um Objektpositionen und -relationen des Kartenbildes jedoch möglichst wenig verzerrt wahrnehmen zu können, etwa im Rahmen von Navigations- oder Orientierungsaufgaben, eignet sich u. a. der Eintrag von Gitterlinien in die Kartengraphik. Gitterlinien können im Verarbeitungsprozess korrigierend wirken, indem sie dem Gedächtnis eine räumliche Referenzierungshilfe (raumreferenzierende Elemente) bieten. Als eine Art „graphisches Korrektiv“ bestehen solche Gitter aus kontinuierlichen Linien. Gleichzeitig drohen sie jedoch andere räumliche Informationen in der Karte zu überlagern. Der korrigierende Effekt bleibt erhalten, auch wenn die Gitter in Gestalt von gestrichelten Linien oder Gitterkreuzen die Gitterkonstruktion nicht vollständig graphisch ausfüllen, sondern lediglich andeuten, repräsentiert werden. Doch gilt dies auch dann noch, wenn Gitterkonstruktionen nicht nur hinsichtlich der Form, sondern auch in ihrer Opazität abgeschwächt werden? Durch höhere Transparenz könnte die graphische Belastung kartographischer Karten, die mit Gittern versehen sind, gering gehalten und eine höhere praktische Anwendbarkeit erzielt werden. Die Ergebnisse einer empirischen Studie machen deutlich, dass die Leistung des räumlichen Gedächtnisses in Abhängigkeit der Gitterkreuze trotz Abschwächung der Opazität in der Darstellung nicht abnimmt.

Research from the field of cognitive psychology has demonstrated that mental representations based on the processing of map information are not randomly distorted. Distortions can be traced back to systematic and predictable influences. An overlaying construction of artificial grids helps to reduce distortions in the map reader’s processing of the positions of object locations and their relations, as required by numerous navigation and orientation tasks. Grids can take corrective measures in map perception by providing an additional reference pattern to spatial memory. As some sort of “graphic corrective”, grids are made up of continuous lines. At the same time, these continuous grids run the risk of overlaying other map information. The corrective effect, however, remains even if grids are made up of dashed lines or crosses, which do not entirely represent, but indicate the orthogonal grid pattern. Is this effect kept up, even if grid crosses are further weakened in terms of opacity? Applying a higher transparency to grid representations in topographic maps could reduce the graphic display and, thus, achieve a higher practical feasibility. The results of an empirical study reported in this paper show that the performance of object location memory does not decrease with a reduction of opacity in grid design.

Die Mapa Sozologiczna – eine komplexe Karte zu Umweltschutz und Umweltbelastung in Polen

The Sozological Map – A Complex Map to Environmental Protection and
Environmental Impact in Poland

Jarosław Kubiak, Radzym Ławniczak; Poznań (Polen)

Im dem Beitrag wird die umweltwissenschaftliche Karte Polens, eine thematische Landeskartierung im Maßstab 1:50.000, sowie deren Konzeption im Maßstab 1:10.000 als komplexe kartographische Darstellung von Umweltschutz und Umweltbelastung dargestellt. Es wird auf die Notwendigkeit der Beobachtung und Erfassung von Änderungen in der Umwelt hingewiesen, die unter dem Einfluss verschiedener Prozesse, darunter auch Handlungen des Menschen, stattfinden, um ein ökologisches Gleichgewicht der Umweltsysteme aufrechtzuerhalten. Es werden umweltwissenschaftliche Grundbegriffe erläutert sowie der Gegenstand der Umweltwissenschaft (Sozologia) und deren Forschungsumfang als einer komplexen Wissenschaft genannt und die Definition der umweltwissenschaftlichen Karte angegeben. Hauptgegenstand der Erörterung sind die Entwicklungsgeschichte seit 1970 und die Beschreibung von Inhalt, Gestaltung und Herstellungstechnologie des Kartenwerks, von dem bisher 600 Blätter vorliegen. Besonderheiten der analogen und der digitalen Form werden herausgestellt sowie Haupteinsatzgebiete der Karten genannt.

This article deals with the scientific environmental map series of Poland as a thematic mapping of the country in the scale 1:50.000 as well as its conception in the scale 1:10.000. The objective of this map series is a complex cartographic representation of environmental protection and ecological damages. Therefore, ecological observation and capturing of environmentally related changes are needed. Different processes such as e.g. human generated changes have an impact on maintaining an ecological balance of the environmental systems. The article clarifies basic terms of environmental science. It defines its subject matter and its scientific mandate in its entire complexity and it clarifies the general function of a scientific environmental map series. It outlines the history of the development of this map series since 1970 and its contents, its design and its manufacturing technology. Up to now 600 sheets of this map series have been finished. The author emphasizes the particular features of this map series in its analogue and digital form and presents its.

Teaching Spatial Competence Today – From Analogue Maps to Geocaching

Raumkompetenz lehren heute – Von der analogen Karte zum Geocaching

Friedrich Barnikel, Heike Ellbrunner, München; Mark Vetter; Karlsruhe

The fast growing popularity of digital media thoroughly changes the way we perceive our environment and the means by which we orientate ourselves. But even though the benefits of digital media are manifold, the problems arising with these changes cannot be ignored. With regards to spatial orientation this means challenges for spatial capabilities and mental rotation, in short: spatial competence. These challenges have to be met by several professions: Teachers at universities or schools, mapmakers and producers of digital media and devices. This paper strives to show one possible way of dealing with the new framework of spatial orientation. It proposes the widespread game of “geocaching” as an apt and at the same time popular way of teaching spatial orientation to students in secondary school education. First results from a school project amongst several schools in the Greater Munich area show that paper (or analogue) maps enable the students to better orientate themselves compared with digital devices. But the project also shows that the use of digital devices (smartphones, GPS devices etc.) within the game of geocaching brings awareness for spatial orientation to the adolescents and, by adding fun to the curriculum, also has further implications for social competence.

Die schnell wachsende Popularität der digitalen Medien verändert unsere Umweltwahrnehmung und Raumorientierung grundlegend. Auch wenn es vielfältige Vorteile durch die Verwendung der digitalen Medien gibt, können auf der anderen Seite etwaige Probleme in diesem Zusammenhang nicht ignoriert werden. In Bezug zur Raumorientierung sind die größten Herausforderungen bei der Raumorientierungsfähigkeit und der mentalen Rotationsfähigkeit zu sehen, kurzum bei der Raumorientierungskompetenz. Diese Herausforderungen werden von verschiedenen Gruppen angenommen. Dazu gehören Lehrkräfte an Hochschulen und Schulen, sowie Kartenproduzenten und Hersteller digitaler Inhalte und Geräte. Die vorliegende Studie zeigt einen Weg, wie mit den neuen Rahmenbedingungen für die Ausbildung der Raumorientierung umgegangen werden kann. Es stellt die Möglichkeiten dar, die sich durch das „Geocaching“ ergeben, ein populäres Spiel für die Ausbildung der Raumorientierung von Schülerinnen und Schülern der Sekundarstufe 2. Erste Ergebnisse eines Projektes mehrerer beteiligter Schulen im Großraum München zeigen, dass die Schülerinnen und Schülern mit (klassischen) Papierkarten eine bessere Orientierung im Raum erlangen können als mit digitalen Geräten (Smartphones, GPS-Geräten etc.). Über das beliebte Spiel Geocaching aber können sie nicht nur Bewusstsein für Raum-orientierung gewinnen, es wird nebenbei auch ein Beitrag zu Erhöhung der Sozialkompetenz geleistet.

Mixed Research Design in Cartography: A Combination of Qualitative and Quantitative Approaches

Gemischtes Forschungsdesign in der Kartographie: Eine Kombination qualitativer und quantitativer Ansätze

Zbynêk Štêrba, Čenêk Šašinka, Zdenêk Stachoň, Petr Kubíček, Brno (Czech Republic); Sascha Tamm, Berlin (Germany)

The contribution deals with methodological issues connected with the evaluation of cartographic materials. A new research design for map evaluation comes from an extensive cooperation between cartographers and psychologists. Contrary to strictly quantitative approaches, we propose a mixed research design, combining the quantitative and qualitative methods, because also the qualitative exploration of the corresponding cognitive strategies is in some cases necessary for an in-depth interpretation of the results. Proposed research design is demonstrated by a sample experiment concerning comparison and evaluation of suitability of two different cartographic approaches to avalanche hazard visualization. The quantitative analysis enables to detect potential differences in the compared visualization methods in the sense of their effectiveness and efficiency, and the qualitative analysis of the eye-movement data might improve our understanding of the ways different cognitive strategies are applied. The experiment was carried on the newly developed interactive assessment tool MUTEP, which substantially increases the reliability of experiments in cognitive cartography. MUTEP enables easy data collection and effective evaluation of the results which could be subsequently analyzed.

Der Beitrag behandelt methodologische Aspekte bei der Evaluierung kartographischen Materials. Basierend auf der engen Zusammenarbeit von Kartographen und Psychologen ist ein neuer Forschungsansatz zur Kartenevaluierung entwickelt worden. Im Gegensatz zu rein quantitativen Ansätzen wird hier ein Forschungsansatz vorgeschlagen, der qualitative und quantitative Methoden vereint, da für eine vertiefte Interpretation der Ergebnisse in einigen Fällen eine qualitative Untersuchung der entsprechenden kognitiven Strategien notwendig ist. Der vorgeschlagene Forschungsansatz wird beispielhaft anhand einer Untersuchung demonstriert, bei der zwei kartographische Ansätze zur Visualisierung des Lawinenrisikos verglichen werden. Die quantitative Analyse deckt dabei potentielle Unterschiede der Visualisierungsmethoden im Hinblick auf ihre Tauglichkeit und Effizienz auf, während die qualitative Analyse der Blickbewegungsdaten unser Verständnis über die verschiedenen angewandten kognitiven Strategien erweitern kann. Die Untersuchung wurde mit Hilfe des neu entwickelten interaktiven Bewertungstools MUTEP durchgeführt, das die Zuverlässigkeit von Experimenten zur kognitiven Kartographie beträchtlich erhöht. MUTEP erleichtert die Datensammlung sowie die effektive Auswertung der Ergebnisse.

Kartographische Techniken raum-zeitlicher Beziehungen für ein zentrisches Straßennetzmodell

Łukasz Wielebski, Poznanń (Poland)

The aim of the study is to determine the effectiveness of cartographic representation methods based on the proportion of correct decisions for each map, as well as users’ perceived effectiveness and their subjective evaluation of the graphical attractiveness of the mapping techniques used to convey information about spatio temporal accessibility. Several visualisations (both traditional and less conventional) are used to show distances between points in an hypothetical centric road network model. The relationships between the starting point and the destination points are considered in three ways: the Euclidean distance, the topographic distance measured along the roads, and the temporal distance. Fifty students were asked to estimate shortest, longest and matching distances and to pick out from the options the most effective and the most graphically attractive method of portrayal. The best result was achieved for two-dimensional mapping techniques with information about accessibility level labelled directly on the map. Students also performed better when seeking the shortest distances between central and destination point, and the best estimation results were achieved for the Euclidean distance.

Das Ziel der diesem Beitrag zugrunde liegenden Studie besteht darin, die Leistungsfähigkeit kartographischer Darstellungsmethoden zu ermitteln. Hierzu wurden die fachlichen Entscheidungen für jede einzelne Karte und die von den Benutzern subjektiv empfundene graphischen Attraktivität der Kartentechniken miteinander verglichen. Bei den Informationen geht es um die Vermittlung raum-zeitlicher Erreichbarkeit. In der Studie wurden verschiedene, sowohl traditionelle wie auch weniger übliche Veranschaulichungen benutzt, um Entfernungen zwischen Punkten in einem hypothetischen zentrischen Straßennetzmodell aufzuzeigen. Die Beziehungen zwischen Start- und Zielpunkt wurden auf drei verschiedenen Wegen betrachtet: der euklidischen Distanz, der topographischen, entlang einer Straße gemessenen Distanz und der zeitlichen Distanz. Bei dem Versuch wurden fünfzig Studenten gebeten, kürzeste, längste und vermittelnde Entfernungen zu schätzen und aus den gegebenen Optionen die effektivste und graphisch attraktivste Veranschaulichungsmethode herauszusuchen. Das beste Ergebnis erzielten zweidimensionale Kartentechniken mit Informationen über das Erreichbarkeitsniveau, die direkt auf der Karte angezeigt worden waren. Auch agierten die Studenten besser, wenn sie die kürzesten Verbindungen zwischen Zentral- und Zielpunkt suchen sollten, wobei das beste Schätzungsergebnis für die Euklidische Distanz ermittelt wurde.