B 2.2 Kartographischer Wahrnehmungsprozess

2.2 Kartographischer Wahrnehmungsprozess

Im vorigen Kapitel wurde skizziert, welche komplexen georäumlichen Daten- und Informationsstrukturen im Bereich der Kartographie zu verarbeiten sind und welche unterschiedlichen visuell-gedanklichen Anforderungen an die Aufnahme von Informationen inzwischen gestellt werden. Die meisten zur Verfügung stehenden Systeme und Medien unterstützen zwar dazu weitgehend den Nutzer, erfordern aber, unabhängig davon, in vielen Funktions- und Wahrnehmungsbereichen ein hohes Niveau an visuellen und kognitiven Fähigkeiten. Die aufgeführte empirische Untersuchung von Servatius (2009) oder auch beispielsweise die theoretischen Arbeiten von Müller (2000) und Ellsiepen (2004) thematisieren zwar diesen aktuellen Anspruch an Medien und Mediennutzer, sie implizieren aber auch, dass der Prozess der visuellen Wahrnehmung und kartographischen Informationsverarbeitung grundsätzlich funktioniere und mit Erfolg verbunden sei. Davon ist aber sowohl unter Berücksichtigung aktueller kognitionspsychologischer und neurowissenschaftlicher sowie kartographischer Erkenntnisse nur im begrenzten Umfang auszugehen, wie auch in dieser Arbeit gezeigt werden soll. Es wird dargestellt,  wie die  visuelle Wahrnehmung und kartographische Informationsverarbeitung grundsätzlich funktionieren.
Danach ist nicht zu erwarten, dass z. B. Selektions- oder Explorationsprozesse im Rahmen von häufig neu entwickelten Darstellungsformen tatsächlich störungsfrei und erfolgreich verlaufen. Häufig handelt es sich um anspruchsvolle Darstellungen, deren mathematisch oder statistisch basierten Konstruktionen zwar durchaus plausibel erscheinen mögen (vgl. z. B. Rase 2016), deren visuellen Wirkungen aber häufig noch nicht (empirisch) nachgewiesen wurden. Diese Annahme ist mit Entwicklungen in verwandten graphischen Disziplinen, wie der Wissenschaftlichen Visualisierung, dem Graphik-Design oder generell dem Wissenserwerb mit Bildern (vgl. Kap. 4), vergleichbar. In diesen aber auch weiteren Bereichen haben die technologischen Entwicklungen ebenfalls zu einer Ausweitung von Komplexität und Dynamik sowie zu komplizierten interaktiven Eingriffsmöglichkeiten bei Präsentationen geführt. Inwieweit die entstehenden Szenarien tatsächlich visuell und kognitiv verarbeitet werden können, ist  auch dort sicherlich noch nicht abschließend geklärt. In der Wissenschaftlichen Visualisierung und im Graphik-Design haben technologische Entwicklungen zu einer Ausweitung von Komplexität, Dynamik und zu vermehrten interaktiven Eingriffsmöglichkeiten in Graphiken geführt.

2.2.1 Zeichen- und Handlungsbedingungen

Prozesse der kartographischen Wahrnehmung und Informationsverarbeitung unterscheiden sich in verschiedener Hinsicht von Prozessen in anderen Medien, wie etwa von denen in Texten, Graphiken und Fotographien. So ist beispielsweise das Format von konventionellen Karten gegenüber dem von anderen Medien relativ groß, so dass weitverteilte „winzige“ graphische Strukturen, wie etwa von Flusssystemen, Gebirgszügen und Begrenzungen großen Landnutzungsflächen visuell zusammengefasst werden müssen. Dazu sind aufwendige Blickbewegungsaktivitäten erforderlich, mit deren Hilfe spezifische gedankliche Operationen strukturiert werden. So müssen optische Identitäten, Unterschiede,  Ähnlichkeiten,  Zusammenhänge u. ä. durch weit auseinander positionierte und wiederholte Fokussierungen identifiziert werden, so dass die jeweils vorher extrahierten Reizkonstrukte gedanklich zwischengespeichert werden müssen. Dadurch werden besonders an Behaltensleistungen hohe Anforderungen gestellt, da beispielsweise beim Vergleich von Mustern und Objekten mehrfache Rückführungen der Blickposition erforderlich sind. Prozesse der kartographischen Wahrnehmung und Informationsverarbeitung  unterscheiden sich von Prozessen in anderen Medien.

Zur Wahrnehmung von Elementen in großen Formaten sind eine große Anzahl von Blickbewegungen, spezifische gedankliche Operationen und besondere Behaltensleistungen erforderlich.

Ein weiterer Faktor ist die Inhomogenität kartographischer Elemente und Konstrukte. Einerseits  werden an der unteren Wahrnehmungsschwelle liegende informationstragende Zeichen oder Zeichenelemente angeboten, wie etwa Höhenpunkte oder in Flächen verteilte winzige Signaturenelemente. Andererseits kommen Konstrukte zur Abbildung, die die Hälfte des Gesichtsfeldes einnehmen können, wie etwa Meeresabschnitte oder weit verbreitete Landnutzungsflächen. Aufgrund dieser Situation müssen unterschiedliche Dimensionalitäten von Objekten verglichen, bewertet und als Muster zusammengefasst werden, die komplizierte Auswahloperationen und differenzierte Behaltensleistungen erforderlich machen. Ein weiterer Faktor ist die Inhomogenität kartographischer Szenarien: Es müssen besonders kleine Zeichen sowie Konstrukte, die die Hälfte des Gesichtsfeldes einnehmen, gemeinsam verarbeitet werden.
Im Vorfeld eines Wahrnehmungsprozesses sind Vorgänge möglich, die separat vom „eigentlichen“ Wahrnehmungsverlauf stattfinden. (im „Zielraum“, vgl. Kap 1.3.2). Zum einen kann in der Legende die Zuordnung von textlichen Bezeichnungen (Bedeutungen) von Zeichen (Informationen) als „Vorwissen“ visuell-gedanklich aufgenommen, möglichst behalten und gegebenenfalls weiterverarbeitet werden. Zum anderen kann eine visuell-gedankliche „Einstimmung“ auf die graphisch-inhaltlichen Elemente und Strukturen der im Wahrnehmungsprozess wirkenden Medien und Systeme erfolgen („Überblick gewinnen!“). Im Vorfeld der eigentlichen Informationsgewinnung ist die Wahrnehmung von textlichen Erläuterungen von Zeichen in der Legende und eine „Einstimmung“ auf die graphisch-inhaltlichen Elemente einer Karte möglich.
Besonders  der visuell-gedankliche „Einstieg“ in den kartographischen Wahrnehmungsprozess hat einen spezifische Stellenwert für den weiteren Verlauf  der Informationsverarbeitung („Suchraum“, vgl. Kap. 1.3.2). So sind etwa beim Einschwenken der Blickrichtung in die graphische und inhaltliche Szenerie einer durchschnittlich großen – etwa Topographischen Karte – in der Regel aufwendige Orientierungsprozesse im Gesichtsfeld erforderlich, deren Ergebnisse auf eine mittelfristige Weiterverarbeitung und daher systematische Speicherung ausgerichtet werden. Hinzu kommt, dass die Ausrichtung des visuellen Einstiegs beliebig ist, dass heißt, der Blick kann aus sämtlichen georäumlichen oder geometrischen Richtungen erfolgen.  Es kann  vermutet werden, dass sich daraus spezifische gedankliche „Einstiegsszenarien“ ergeben, die sowohl die Ausrichtung der Aufmerksamkeit als auch die verschiedenen Abläufe von Such- und Organisationsvorgängen betreffen. Die Einstiegsphase umfasst den visuell-gedanklichen „Einstieg“ oder „Zugang“ zu einer Präsentation. Die Aktionsphase umfasst die verschiedenen Operationen der visuell-kognitiven Informationsgewinnung.
Zur Ausrichtung der „Einstiegsphase“ werden gedanklich Zielvorstellungen in den Wahrnehmungsprozess eingebracht, womit besonders die Aufmerksamkeit initiiert und damit die Ausrichtung der Blickbewegungen beeinflusst wird. In dieser „Aktionsphase“ erfolgen die zentralen Prozesse und spezifischen Operationen der „Informationsgewinnung“ („Problemraum“, vgl. Kap.1.3.2). Die „Aktionsphase“ ist besonders durch wiederholte und vergleichende Wahrnehmungsoperationen gekennzeichnet, die zur Einprägung von Informationen, zur Absicherung des Wahrnehmungsverlaufs sowie zur Bildung von „mentalen Modellen“ (vgl. Kap. 4) erforderlich sind. „Aktivierungen“ selbst ergeben sich also vor allem aus den genannten gedanklichen Zielvorstellungen, die aus einem Handlungszusammenhang abgeleitet sind, sowie aus visuellen und gedanklichen Stimuli, die bei Fixierungen im Kartenraum ausgelöst werden können. Dabei resultieren „gedankliche Stimuli“ aus Erwartungen, die sich auf den Inhalt oder auf Abbildungsformen der jeweiligen Präsentation beziehen und die beim Entdecken von vergleichbaren Elementen und Informationen zur Intensivierung der Aufmerksamkeit führen. Insgesamt ergeben sich die gedanklichen Initiativen also aus den Bedingungen und Wirkungen der vorliegenden Präsentation, aus dem begleitenden Handlungszusammenhang, der zu Anforderungen und Aufgabenstellungen führt sowie aus dem Wissensbesitz, der gedanklich zur Verfügung steht und insgesamt sowohl die Informationsgewinnung als auch die Einordnung des gewonnenen Wissens prägt. In der „Aktionsphase“ erfolgen die zentralen Prozesse und spezifischen Operationen der „Informationsgewinnung“.

In der Aktionsphase wirken besonders gedankliche Aktivierungen durch
–  Erwartungen,
–  Erinnerungen,
–  Anforderungen,
–  Aufgabenstellungen.

2.2.2 Wirkungsräume

Zum besseren Verständnis werden nun die oben angedeuteten Bereiche der Wahrnehmung und  Informationsverarbeitung in drei „Wirkungsräumen“  modellhaft differenziert. Mit Hilfe dieses Modells soll das prinzipielle Zusammenwirken von Voraussetzungen, Bedingungen und Abläufen kartographischer Wahrnehmungsprozesse verdeutlicht werden (vgl. Abb. 22.1): Prozesse der visuellen Erfassung und  gedanklichen Verarbeitung von Informationen werden in drei „Wirkungsräumen“ modellhaft zusammengefasst.

Abb. 22.1 Wahrnehmungsprozess im Zeichen- und Handlungsraum

Unterschieden werden ein „Zeichenraum“ und ein „Handlungsraum“, von denen u. a. visuelle und gedankliche Anregungen ausgehen und die wechselseitig oder sogar gleichzeitigt den Wahrnehmungsprozess anstoßen und fortschreitend beeinflussen (Abb. 22.1). Außerdem lässt sich ein „Kognitiver Raum“ vorstellen, von dem diese Impulse aufgenommen und verarbeitet werden und in derem Rahmen Informationen und Wissen visuell zugeordnet bzw. gedanklich  übertragen wird. Dabei sind sowohl der Zeichenraum als auch der Handlungsraum nicht als statische Größen zu verstehen, sondern sie sind aktive Einheiten, die in ihren optischen, materiellen und sozialen Umgebungen mit dem kognitiven Raum interagieren und Informationen austauschen: Der visuell-gedankliche Wahrnehmungsprozess vollzieht sich zwischen
–  Zeichenraum,
–  Handlungsraum,
–  Kognitivem Raum.
  • Im Zeichenraum kommen kartographische Medien (Karten) zur Wirkung, die zum Beispiel auf der Basis von Kartographischen Modellformen konzeptuell entstanden sind und gegebenenfalls auf einem Bildschirm statisch präsentiert werden. Im Wahrnehmungsprozess werden die graphischen und inhaltlichen Strukturen diese Karten, entsprechend der angebotenen Reize, sensorisch aufgenommen und visuell verarbeitet. Durch bestimmte optische Effekte, durch die Blickposition des Betrachters und durch weitere Einflüsse werden allerding, wie schon in Abschnitt A der Arbeit gezeigt wurde, die Präsentationen von dem Wahrnehmenden individuell visuell und gedanklich aufgenommen.
Im Zeichenraum wirken Karten, die durch optische Effekte, durch die Stellung zum Betrachter und durch weitere Einflüsse von jedem Wahrnehmenden unterschiedlich empfunden werden.
  • Im Handlungsraum vollzieht sich eine „…räumlich, inhaltlich und zeitlich koordinierte Abfolge von Handlungen, … zu deren Strukturierung, Durchführung und Zielüberprüfung georäumliches Wissen und in der Regel kartographische Informationen erforderlich sind.“ (Uthe et al. 2002). Dabei muss nicht allein von einer materiellen Situation ausgegangen werden, sondern es kann gleichfalls ein „gedanklicher Raum“ gemeint sein, in dem aufgrund von Zielvorstellungen, die beispielsweise aus momentanen Bedürfnissen oder gedanklichen Aktivitäten entstanden sind, die Initiierung eines Wahrnehmungsprozesses erfolgen. Für den Bereich konkreter Handlungen ergibt sich eine Anzahl von Handlungsfeldern, in deren Rahmen spezifische Tätigkeiten, Kommunikationsformen sowie Wissen und Erkenntnisse eine Rolle spielen.
Im Handlungsraum vollzieht sich eine räumlich, inhaltlich und zeitlich koordinierte Abfolge von Handlungen.

Diese Handlungen beziehen sich nicht nur auf eine materielle Situation, sondern können gleichfalls einen gedanklichen Raum bilden, in dem der Wahrnehmungsprozess initiiert wird.

  • Im Kognitiven Raum sind Elemente, Beziehungen und Prozesse des Gehirns, aber auch des sensorischen Apparates und des gesamten Organismus zusammengefasst. Diese unterliegen zum einen den Bedingungen des Zeichen- und Handlungsraums, sie sind zum anderen aber der selbständig agierende und dominierende Part im Wahrnehmungsprozess. Mitbestimmt werden der Ablauf und die Ergebnisse des jeweiligen Wahrnehmungsprozess durch individuelle Fertigkeiten, Fähigkeiten und Automatismen sowie einen verfügbaren Wissensbesitz.
Als Kognitiver Raum sind Elemente, Beziehungen und Prozesse des Gehirns, aber auch des sensorischen Apparates und des gesamten Organismus zusammengefasst.
Der Wahrnehmungsprozess selbst (vgl. im Folgenden Abb. 22.1) wird durch Fragen, Aufgaben und Zielvorstellungen, die sich im Handlungsraum in „präziser“ oder aber in „vager“ bzw. „diffuser“ Form gebildet haben können, initiiert (Handlungseinheit HE(1)). Der Ablauf des Prozesses wird durch Verfahrens- und Methodenwissen gesteuert, das in unterschiedlichem Umfang gedanklich zur Verfügung steht und das eine systematische Identifikation und Verarbeitung von Informationen ermöglicht. Begleitet und beeinflusst wird der Wahrenehmungsprozess durch Erfahrungen, Emotionen und Erwartungen verbunden mit der Ausrichtung der Aufmerksamkeit, die die Stellung des Körpers und der Blickrichtung sowie die gedankliche Fixierung auf die präsentierten  Zielobjekte mitbestimmen. Im Rahmen dieser  „Startoperationen“ (Wahrnehmungsoperation WO(1)) werden Vorstellungen, Assoziationen, Bilder und Muster gedanklich eingebracht, die im Wahrnehmungsprozess als „Vergleichswissen“ zusammen mit den graphisch repräsentierten Zeichen und Muster verarbeitet werden. Dadurch können, als zentrale Wahrnehmungsoperationen, mit Hilfe von Extraktions- und Selektionsprozessen Muster- und Objektbildungen, Informationen und georäumliches Wissen aus dem Zeichenraum visuell-gedanklich abgeleitet werden. In einer ersten Handlungseinheit werden Fragen und Zielvorstellungen initiiert.

Diese führen zu einem sich aus gedanklicher Vorstellung  ergebenden Zielkonstrukt.

Durch  „Aufmerksamkeit“ wird der Blick im Zeichenraum ausgerichtet.

Um die Zielvorstellungen zu erreichen, erfolgen visuell-gedankliche Prozesse der Muster- und Objektbildung.

Der visuell-gedankliche Abgleich oder die Kontrolle von Informationen auf der Basis eingebrachter Zielvorstellungen erfolgt nicht nur im Wechsel zwischen Zeichenraum und Kognitivem Raum, sondern auch durch Einbringung „neuer“ Informationen (Ergebnisse, Perzepte) in den Handlungsraum, aus dem korrigierte oder neue Zielvorstellungen in den Kognitiven Raum zurückfließen (Handlungseinheit HE(x-m)). Zur Musterbildung und ähnlich komplexen Operationen, müssen Ergebnisse in der Regel (im sensorischer Speicher) kurzfristig zwischengespeichert werden. Dabei werden benachbarte oder nicht mehr im Gesichtsfeld befindliche Reizkonstrukte durch weitere Blickbewegungen fixiert und durch Vergleichsoperationen mit den gespeicherten Konstrukten bewertet. Die Ergebnisse dieser Operationen, die durch gedankliche Transformationen weiter verändert werden können, werden gegebenenfalls zur Verwertung im Handlungsraum im Gedächtnis  langfristig gespeichert.

 

Der Wahrnehmungsprozess erfolgt nicht nur im Wechsel zwischen Zeichenraum und kognitivem Raum, sondern auch durch Einbringung von neuen Informationen aus dem Handlungsraum.

Bei komplexen Operationen müssen Ergebnisse  zwischengespeichert werden.