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Lexikon der Kartographie und Geomatik: Empirische Kartographie

Empirische Kartographie
Jürgen Bollmann, Trier
Die Empirische Kartographie ist ein Teilgebiet der Allgemeinen Kartographie. Ihre Aufgabe ist die Erkenntnisgewinnung mit Hilfe empirischer Forschungsmethoden. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen der Modellierung und Optimierung kartographischer Repräsentations- und Präsentationsformen. Die Empirische Kartographie hat sich im Wesentlichen nach 1950 aufgrund des Bedarfs an empirisch überprüfbaren und nachvollziehbaren Erkenntnissen zur Herstellung und Nutzung thematischer Karten entwickelt. Vor allem in den 1970er Jahren entstanden Erkenntnisdefizite im Rahmen der Gestaltung von zunehmend komplexer angelegten Karten in Raumordnung, Planung, Geographie, Geowissenschaften und anderen Anwendungsbereichen der Kartographie. Insgesamt ist der Stellenwert der damals in der Empirischen Kartographie gewonnenen Erkenntnisse relativ gering, da sie in der Regel nur begrenzt auf die Praxis ausgerichtet waren und entsprechende Untersuchungen nur von einer relativ geringen Anzahl Institutionen bzw. Personen weltweit durchgeführt wurden. In der modernen Empirischen Kartographie lassen sich drei methodische Ansätze empirischer Forschung unterscheiden. Beim ersten und am weitesten verbreiteten Ansatz werden theoretisch entwickelte oder in der Praxis entstandene Zeichenmodelle, -systeme, -schemata, -muster usw. in ihrer graphischen Wirkung, semantischen Eignung und pragmatischen Funktion überprüft. Die ermittelten Erkenntnisse beziehen sich dabei häufig nur auf die Wirkungsbedingungen des jeweils untersuchten Musters. Eine Verallgemeinerung der Erkenntnisse ist deshalb nur begrenzt möglich, da die ermittelten Wirkungen nicht eindeutig mit Wirkungen anderer Muster verglichen werden können. Beim zweiten Ansatz werden personenbezogene visuell-kognitive Prozesse der Wahrnehmung und Verarbeitung kartographischer Informationen untersucht und daraus Theorien, Modelle und Konzepte für die kartographische Repräsentation und Präsentation abgeleitet. Die Konzeption, Durchführung und Bewertung der Untersuchungen bzw. Ergebnisse sind, gegenüber dem ersten Ansatz, methodisch anspruchsvoller und bedeutend aufwendiger, aber in der Ergebnisfindung häufig nicht abschließend. Bei einem dritten Ansatz werden Erkenntnisse über Gewohnheiten, Bedürfnisse und Vorstellung von Kartennutzern im Zusammenhang mit den verschiedenen Feldern der Kartenherstellung und -nutzung ermittelt und für die Konzeption und Entwicklung kartographischer Medien und Systeme verwendet. Diese Erkenntnisse bilden zusätzlich eine Basis für die Einschätzung und Berücksichtigung von Verhaltensdispositionen im Rahmen der vorher genannten Forschungsansätze.
Schwerpunkte eher traditionell angelegter experimenteller Untersuchungen liegen u. a. beim Herausfinden optischer Eigenschaften unterschiedlich strukturierter Zeichenmuster, Größen-, Farb- und Helligkeitsreihen, graphisch geschichteter Kartenebenen sowie von graphischen und semantischen Komplexitätsniveaus. Die Untersuchungen zielen auf eine unmittelbare Übertragung von Erkenntnissen auf Regeln und Verfahren der Kartenmodellierung und -herstellung.
Im Zusammenhang mit der Nutzung von Bildschirmkarten hat sich die Situation des Informationsangebotes in Karten und die damit verbundene visuelle Ableitung, gedankliche Repräsentation und handlungsorientierte Weiterverarbeitung georäumlicher Informationen und Erkenntnisse erheblich verändert. Vor diesem Hintergrund werden Untersuchungen einer modernen Empirischen Kartographie zunehmend auf das visuell-kognitive Prozessgeschehen im kartographischen Wahrnehmungsraum ausgerichtet. Ausgehend von extra entwickelten Wahrnehmungs- und Kognitionsmodellen werden prozessbezogene Bedingungen und Gesetzmäßigkeiten untersucht: 1. Prozesse der visuell-kognitiven Ableitung Kartographischer Informationen, 2. Prozesse der Zwischenspeicherung von Informationen im Arbeitsgedächtnis (Gedächtnis), 3. Prozesse der handlungsorientierten Weiterverarbeitung von kartographischem Wissen im Rahmen kartographischer Handlungsfelder sowie 4. Beeinflussung dieser Prozesse durch fähigkeitsbezogene, motivationale und situative Faktoren. Ziel ist, herauszufinden, welche Unterstützungs- und Steuerungsfunktionen kartographischen Zeichen im Rahmen dieser mentalen Prozesse und Bedingungszusammenhänge zukommen und zwar zur Entwicklung von Modellen für die Steuerung von Interaktiven Karten (vgl. Arbeitsgraphik), von animierten Darstellungen (animierte Karte) oder von Aktionen in virtuellen Landschaften (virtual reality).
Die Empirische Kartographie stößt bei der Erfassung mentaler Prozesse auf ein bekanntes Problem der sozial- und verhaltenswissenschaftlichen Forschung: Denk- und Problemlösungsprozesse sind nicht direkt beobachtbar, da Probleminstruktionen über die Wahrnehmung ebenso intern repräsentiert werden wie das zur Lösung benötigte Wissen und die möglichen Operationen. Daraus folgt, dass, je komplexer zu untersuchende kognitive Prozesse sind, desto schwieriger wird es, plausible Theorien zu formulieren und für diese empirische Prüfungsmöglichkeiten aufzuzeigen.
Die Empirische Kartographie kann z. T. auf Forschungserfahrungen anderer Wissenschaften wie der Psychologie, den Medienwissenschaften und den Arbeitswissenschaften aufbauen. Allerdings müssen die zu untersuchenden Sachverhalte unter spezifisch kartographischen Fragestellungen betrachtet werden, so dass ggf. abgeleitete Methoden nur in stark modifizierter Form in der Forschung Verwendung finden (vgl. empirische Forschungsmethoden).
Bei sozialwissenschaftlichen Experimenten, als häufigste Untersuchungsform in der Empirischen Kartographie, werden i. d. R. das Verhalten bzw. die erbrachten gedanklichen Leistungen von Versuchspersonen als Indikator für die Wirkung von dargebotenen Zeichen, Zeichenmustern, Karten oder generell Medien gewertet. Am Beispiel einer einfachen Fragestellung ergibt sich dabei folgende Untersuchungsstruktur: Es wird eine unabhängige Variable in einer Vorlage oder einer gestellten Aufgabe absichtlich verändert (z. B. "Größenunterschied von Kreisen") und der dadurch hervorgerufene Effekt auf eine abhängige Variable ("Anzahl erkannter Unterschiede") beobachtet. Die übrigen, in der Vorlage wirkenden, Variablen (Störvariablen) werden konstant bzw. unter Kontrolle gehalten ("Farben von Kreisen"). Mit Hilfe des Ergebnisses ("Wahrnehmungserfolg, Wahrnehmungsleistungen") wird eine gestellte Hypothese über die Bedeutung der veränderten Variablen verifiziert oder falsifiziert ("je größer der Größenunterschied ist, desto besser sind die Wahrnehmungsleistungen"). Die Darbietung von Vorlagen erfolgt in Form von Testbögen und zunehmend im Rahmen von Testsystemen am Bildschirm. Neben dieser Form der Leistungsmessung können durch Tachistoskopmessungen z. B. Diskriminierungsmöglichkeiten bei Zeichen untersucht werden. Oder als besonders effektives Verfahren werden durch die Registrierung von Blickbewegungen bzw. durch die Interpretation von Fixationen und Saccadenmustern Erkenntnisse über Wahrnehmungsverläufe und damit verbundene Denkprozesse gewonnen (Blickbewegungsregistrierung).
Unterstützt werden diese sog. Fremdbeobachtungen häufig durch Videoaufzeichnungen im Zusammenhang mit der Methode des Lauten Denkens. Diese wird verwendet, um näher reflektierte Angaben über den von der Versuchsperson beobachteten Verlauf seiner eigenen visuell-kognitiven Tätigkeiten zu erhalten. Da die meisten in der Empirischen Kartographie durchgeführten Untersuchungen nicht standardisiert sind, werden Ergebnisse aus der Methode des Lauten Denken auch zur methodischen und verfahrenstechnischen Optimierung von Experimenten genutzt.
Die Durchführung von Befragungen in Form von Interviews, Gruppendiskussionen oder Fragebogen-Erhebungen, als weiterer, aber eher sekundärer Bereich der Empirischen Kartographie, orientiert sich in methodischer Hinsicht häufig an den einschlägigen Sozial- und Gesellschaftswissenschaften. Häufig sind die gefundenen Ergebnisse aufgrund begrenzter Stichprobengröße allerdings nur eingeschränkt repräsentativ.
Die Akzeptanz sämtlicher in der Empirischen Kartographie gewonnenen Erkenntnisse ist noch relativ gering. Ein zunehmendes Interesse entsteht im Zusammenhang mit Untersuchungen zur kartographischen Bildschirmkommunikation (usability engineering), für die neue und komplexe Abbildungs- und Präsentationsformen erforderlich sind und über deren Wirkungen z. T. nur geringe Erkenntnisse vorliegen.

Literatur: [1] BOLLMANN, J. & JOHANN, M. & HEIDMANN, F. (1999): Kartographische Bildschirmkommunikation. In: Beiträge zur kartographischen Informationsverarbeitung, Bd. 13, Universität Trier. [2] HEIDMANN, F. (1999): Aufgaben- und nutzerorientierte Unterstützung kartographischer Kommunikationsprozesse durch Arbeitsgraphik. Herdecke. [3] KOCH, W.G. (1993): Experimentelle Kartographie – nutzbare Ergebnisse und neue Fragestellungen. In: Deutsche Gesellschaft für Kartographie (Hrsg.): Kartographie und Geo-Informationssysteme: Grundlagen, Entwicklungsstand und Trends. (= Kartographische Schriften, Bd. 1, Bonn, 23-31. [4] VANECEK, E. (1980): Experimentelle Beiträge zur Wahrnehmbarkeit kartographischer Signaturen. Wien.

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