B 3.3 Informations-Wissen-Transformation

3.3 Informations-Wissen-Transformation

Das Ziel kartographischer Wahrnehmung ist die Gewinnung von georäumlichen Informationen. Ein wichtiger Faktor der Informationsgewinnung ist das Wissen, das aus diesen Informationen  gedanklich abgeleitet werden kann. Die Struktur des Wissens (vgl. Bollmann 2002l) ergibt sich u.a. aus dem Gehalt der zugrundeliegenden Daten und Informationen, wie Lagepositionen, Grundrissgeometrien, geometrische und substantielle Merkmale sowie deren georäumlichen Beziehungen. Dabei kann aus der sich ergebenden Struktur des Wissens auf die visuell-kognitiven Prozesse geschlossen werden, mit deren Hilfe das Wissen transformiert wurde und es gegebenenfalls im Wahrnehmungsprozess weiterverarbeitet werden soll. Kartographisches Wissen unterscheidet sich in räumlich-geometrische, substanzielle und Beziehungsmerkmale.
So werden zum Beispiel bei der Erfassung von linearen oder von Umrandungen flächiger Konstrukte in Karten in der Regel eine große Anzahl visueller Stützpunkte gedanklich extrahiert, in Beziehung gestellt und zu Mustern verknüpft. Dabei ist die vollständige Extraktion, vor allem aber die kurzfristige Speicherung dieser Informationen, aufgrund eingeschränkter Kapazitäten des sogenannten „sensorischen Speichers“ oder des „Arbeitsgedächtnisses“, nur begrenzt möglich. Die gedankliche Verarbeitung und Speicherung von visuellen Stützpunkten als Informationen ist nur eingeschränkt möglich.

informationen_wissen_geometrische_objekte

Abb. 33.1
Informationen und Informationseinheiten zur Wissensbildung bei Objekten mit linearem Grundriss

Neben der großen Anzahl von geometrischen Merkmalen sind zur näheren Bestimmung von georäumliche Konstrukten euklidische und topologische Relationen und Eigenschaften relevant. Diese können so verschiedenartig ausfallen, dass zu ihrer Kennzeichnung häufig keine angemessenen sprachlichen Bezeichnungen existieren. Selbst bei der Annahme, dass die geometrischen Merkmale und Relationen ressourcensparend in bildlicher Form gedanklich gespeichert werden, scheint dies beispielsweise bei einem detaillierten „Flussverlauf“ aufgrund der großen Anzahl von Informationen nur begrenzt möglich zu sein (vgl. Abb. 33.1). Das gleiche gilt für “Küstenverläufe“, „unregelmäßige Straßennetze“, „Grenzverläufe“ aber auch für Gitterstrukturen, die optisch z.B. als „Gestufte Gittersignaturen“ (vgl. Abb. 33.3) angeboten werden. Informationen von “mäandrierenden Flüssen“, „unregelmäßigen Straßennetzen“ und „Grenzverläufen“ sind besonders speicherintensiv.
In enger Beziehung zur Informationsstrukturierung steht die Frage, in welcher Form und mit welchen Zielen aus Informationen Wissen gedanklich abgeleitet werden kann. Dieser Vorgang der „Informations-Wissen-Transformation“ entscheidet mit darüber, welche Informationselemente bei der Ableitung von Wissen gedanklich erhalten bleiben und welche Informationen gegebenenfalls aufgrund begrenzter Speichermöglichkeiten sofort wieder vergessen werden (vgl. Teil A Kap. 4.1.1 und Brainerd et al. 1990). Die „Beziehungseigenschaften“ (Relationen) von Informationselementen werden als Wissen abgeleitet, die Elemente selbst werden aber in der Regel nicht mit gedanklich übernommen (behalten).
Im Wahrnehmungsprozess wirken sämtliche abgebildeten graphischen Elemente als visuelle Reize bzw. Information und werden gegebenenfalls erst  bei ihrer Enkodierung visuell-gedanklich nach ihren verschiedenen Übertragungseigenschaften unterschieden. Für kartographische Präsentationen ergibt sich die Situation, dass repräsentierte Objekte (Gebäude, Straßen, Waldflächen u.ä.) aufgrund ihrer zugeordneten geometrischen und substanziellen Attribute über eine große Anzahl informationstragender Merkmale verfügen können. Dies trifft besonders für Objekte mit linienhaften und flächenhaften Grundrissen zu, bei denen jedem einzelnen Stützpunkt ein eigenes Informationspotential zukommt. Im Folgenden wird diese Menge von Elementen eines Objektes als „Informationseinheit“ bezeichnet. Dieser Bezeichnung  lässt sich gleichfalls auf eine Menge informationstragender Objekte oder Zeichen übertragen, die isoliert in der Kartenebene positioniert sind. Auch diese können aufgrund ihrer geometrischen und substanziellen Beziehungen eine Informationseinheit bilden und werden entsprechend im Wahrnehmungsprozess in einem Zusammenhang wahrgenommen und verarbeitet. Im Wahrnehmungsprozess wirken sämtliche abgebildeten graphischen Elemente als visuelle Reize bzw. Information und werden gegebenenfalls erst  bei ihrer Enkodierung visuell-gedanklich nach ihren verschiedenen Übertragungseigenschaften unterschieden.

Objekte (Gebäude, Straßen, Waldflächen u.ä.) verfügen häufig über eine große Anzahl informationstragender Merkmale.

Bei der Gewinnung von Wissen in kartographischen Szenarien lassen sich danach folgende Kategorien von Elementen  bzw. Informationen unterscheiden:
  1. Elemente, die als Informationseinheiten unmittelbar Wissen repräsentieren;
  2. Elemente, die als eigenständige Informationseinheiten und zusätzlich als Merkmale einer übergeordneten Klasse Wissen repräsentieren.
  3. Elemente, die der graphischen Kodierung von Informationen dienen, die aber auch zusätzlich Wissen repräsentieren.
  4. Elemente, die der graphischen Kodierung von Informationen dienen, die aber selbst kein Wissen (keine Informationen) repräsentieren.
Bei der 1. Elementkategorie wird aus einer Informationseinheit unmittelbar die entsprechende Bedeutung (Information, Wissen) abgeleitet. Der visuell-gedankliche Enkodierungsprozess konzentriert sich allein auf diese Einheit. Das heiß, dass sich die Bedeutung bzw. das Wissen des graphischen Konstruktes oder Zeichens z.B. durch symbolische Analogiebildungen, ikonische Assoziationen etc. oder durch textliche Erläuterungen ergibt (vgl. Teil A Kap. 4.1). Bei der 1. Elementkategorie wird aus einer Informationseinheit unmittelbar die zugehörige Bedeutung (Information, Wissen) abgeleitet.
Bei der 2. Elementkategorie sind Elemente zusammengefasst, die einzeln oder im Zusammenhang enkodiert werden. Der visuell-gedankliche Zusammenhang der Elemente entsteht einerseits aus ihrem konstruktiven Zusammenwirken als Elemente eines Objektes oder andererseits aus einer zielgerichteten Ausrichtung der Aufmerksamkeit, nach der die Elemente als zusammengehörige Informationseinheit aufgefasst werden. In der 2. Elementkategorie sind Elemente zusammengefasst, die einzeln oder im Zusammenhang enkodiert werden können.

 

Dieser Zusammenhang kann am Beispiel von „Topographischen Karten“ gut verdeutlicht werden. Dort werden in der Regel große Mengen georäumlicher Informationen isoliert oder als Einheit repräsentiert, wie etwa als Siedlungen mit einer großen Anzahl von Einzelgebäuden („Einzelhausdarstellung“). Bei einer strukturellen Analyse solcher Siedlungen, werden die zugehörigen Gebäude zielorientiert in Form einer Informationseinheit (Klasse) visuell-gedanklich behandelt. Aus den Lagebeziehungen, den Grundrissformen etc. der einzelnen Gebäude wird beispielsweise die übergeordnete Bedeutung „Innenstadtbebauung“  abgeleitet. Dabei müssen die einzelnen Elemente nur bis zur „Wissensfindung“ gedanklich zur Verfügung stehen bzw. nicht länger gespeichert werden. Natürlich können auch „Einzelhäuser“ als „selbständige“ Reize oder Informationen extrahiert werden. Sie können einzeln selektiert und beispielsweise als Informations- oder Wissenselemente – mit den aus der maßstabsbedingten Siedlungsgeneralisierung bekannten Einschränkungen –   im Rahmen eines Kommunikationsprozesses als “ lokaler Hinweise“ ausgetauscht werden. Beispiel Topographische Karten:

Einzelgebäuden einer Siedlung können in Form einer Informationseinheit (Klasse) selektiert und gedanklich verarbeitet werden.

Aus den Lagebeziehungen, den Grundrissformen der Gebäude kann die Bedeutung „Innenstadtbebauung“  abgeleitet werden.

Die 3. Elementkategorie umfasst keine selbständigen Informationseinheiten,  sondern graphische Elemente, die zur Abbildung von bestimmten Modellformen oder Zeichenkonstrukten Verwendung finden (vgl. „Darstellungscodes“ bei Weidenmann 1994b, S. 12ff). Im Wesentlichen handelt es sich um Liniengerüste, Farben, Texturen und Schattierungen. Es sind nicht nur reale Objektelemente, sondern auch  abstrakte Konstrukte Kartographischer Modellformen. Ihre Wirkung besteht darin, dass aus ihnen „Detailbedeutungen“ von  Objekten oder Konstrukten abgeleitet werden können. Die 3. Elementkategorie stellt keine selbständige Informationseinheit dar, sondern umfasst graphische Elemente, die zur Abbildung von Zeichen beitragen. Dies sind Liniengerüste, Farben, Texturen und Schattierungen, die „Details“ bestimmter realer Objekt repräsentieren.

Abb. 33.2
Beispiele für Elemente Kartographischer Modellformen

Als 4. Elementkategorie werden neben den genannten bedeutungstragenden Elementen, graphische Elemente von Konstrukten oder Zeichen abgebildet, denen unmittelbar keine Bedeutung zukommt. Es sind Elemente, aus denen Kartographische Modellformen konstruiert werden, wie etwa Grundflächen von Signaturen, Diagramm- und Pfeilkörper, Gitter oder Bänder. Sie unterstützen das visuelle Angebot von bedeutungstragenden Elementen und ermöglichen, wie bei den meisten Diagrammformen, gegebenenfalls den Vergleich oder die Analyse von repräsentierten Werten. Sie führen selbst aber nicht zur Vorstellung von Zeichenbedeutungen bzw. von georäumlichen Informationen (vgl. Abb. 33.2). Bestimmte graphische Elemente von Kartographischen Modellformen führen nicht unmittelbar zur Vorstellung von Zeichenbedeutungen bzw. von Wissen.
Bei der Verknüpfung von Konstruktionselementen werden zwei unterschiedliche bedeutungstragende Kategorien verwendet. Die Elemente der einen Kategorie werden durch textliche Erläuterungen (in der Legend) mittelbar zu “informationstragenden Zeichen“, wie bei Unterscheidungen von Formen und Texturen oder Abstufungen von Größen, Farben und Helligkeiten (Graphische Variablen; vgl. Kap. 1.2.2). Die zweite Kategorie umfasst bedeutungstragende Zeichen, aus denen mit Hilfe von ikonischen, symbolischen und indexikalischen  Assoziationen und Analogiebildungen unmittelbar visuell-gedanklich Informationen abgeleitet werden können (vgl. Teil A, Kap. 1.1.2ff). Verknüpfung von Konstruktionselementen:
Elemente werden durch Zuordnung von begrifflichen Bedeutungen zu Zeichen,
aus denen z.B. mit Hilfe von Assoziationen und Analogien Informationen abgeleitet werden.
Bei der Wahrnehmung von Relationen (Beziehungen) von Elementen, als weiterer und wichtiger Aspekt Kartographischer Modellformen, kann die graphische Konstruktion bestimmter Modellformen dazu führen, dass sich  widersprüchliche Informationen oder Wissenskonstrukte ergeben, indem die visuell-gedankliche Elementzuordnung und -positionierung „nicht eindeutig“ oder „vage“ ausfällt. Dies betrifft besonders die Strukturen von Standort-, Linien- und Flächendiagrammen sowie von  Dichtepunkten und Gittermodellen (vgl. dazu Abb. 13.1 bis 13.3). Diese Unsicherheit bei der Informationsgewinnung wird bei der Transformation in Wissen noch verstärkt, wenn z.B. bestimmte „räumliche Wertausprägungen“ abgeleitet oder diese an verschiedenen Positionen verglichen werden. Insgesamt können diese Strukturen nur dann mit Erfolg verarbeitet werden, wenn Erfahrungen vorliegen oder entsprechende konventionalisierte Methoden  gedanklich zur Verfügung stehen. Aus „Relationseigenschaften“ von informationstragenden Elementen wird Wissen abgeleitet, obwohl die räumliche Zuordnung oder Positionierung der Elemente häufig nicht eindeutig ist oder sogar „willkürlich“ sein kann.

3.3.1 „Stationäre“ Wissenstransformation

Wie angedeutet wurde, sind verschiedene Formen von Transformationen zwischen Informationen und Wissen sowie zwischen unterschiedlichen  Informationsformen möglich. Dazu wird im Folgenden die „Phase eines Blickverlaufs“ modellhaft  vorgestellt. In dieser Phase werden in einer bestimmten Blickposition Element bzw. Reizkonstrukte extrahiert und verarbeitet, die z.B. als physikalische oder kognitive Stimuli die Aufmerksamkeit angeregt und damit die Blickausrichtung und die Fokussierung beeinflusst haben. Hinzu kommt die Annahme, dass die visuelle Extraktion und Verarbeitung der Reizkonstrukte durch den Abgleich mit verfügbarem Wissen unterstützt wird. Auf einem „isolierten räumlichen Standort sind  graphische Elemente platziert, die als Stimuli die Aufmerksamkeit aktivieren sowie die Blickrichtung und die Fokussierung beeinflussen.
Für das Szenarium werden vier Varianten von Transformationen unterschieden (vgl. Abb. 33.3 und Kap. 2.3.2): Vier Varianten von Transformationen:

Abb. 33.3
Gedankliche Informations-Wissen-Transformationen
(zentraler Sehbereich – fovea centralis)

  • Bei der ersten Variante werden die unmittelbar wirkenden Reizelemente extrahiert und als Informationen gespeichert. Sie stehen allein für Folgeprozesse zur Verfügung. Dabei kann den Elementen gedanklich ein bestimmter „Stellenwert“ (Priorität) zukommen, und damit  für Weiterverarbeitungsprozesse zur Verfügung stehen. Diese gedankliche Betonung oder Herausstellung von Informationsmerkmalen kann z.B. aus reizbasierten „Stimuluswirkungen“ oder dem gedanklichen Einbringen von externem Wissen resultieren.
Bei der ersten Variante werden lediglich die unmittelbar wirkenden Reize von Elementen extrahiert und als Informationen gespeichert.
  • Bei der zweiten Variante werden ausgewählte Elemente als Informationen extrahiert und daraus, noch in  „unsicherer Form“, Wirkungsmerkmale als Wissen abgeleitet (vgl. Teil A, Kap. 4.1). Es besteht durch die doppelte Verfügbarkeit von Informationen und Wissen die Möglichkeit, Überprüfungen, Vergleiche und Musterbildungen auf der Grundlage von Ausgangsinformationen und den erst hypothetisch abgeleiteten Wissenselementen durchzuführen. Die gedanklichen Ressourcen werden durch diese „Doppelspeicherung“ zwar erheblich belastet, die Elemente können damit aber z. B. besser auf eine flexible und dynamische Variation von zielorientierten Fragestellungen ausgerichtet werden.
Bei der zweiten Variante werden die Merkmale von Elementen als Informationen und zusätzlich  zentrale Bedeutungsmerkmale abgeleitet.
  • Bei der dritten Variante werden die unmittelbar wirkenden Reizmerkmale als repräsentierte Informationen zur Wissensbildung verwendet und daraus bestimmte Wirkungseigenschaften einschließlich ihrer Positionen als Wissen abstrahiert. Dies können Eigenschaften wie etwa „kleine“, „mittlere“ und „große Häufung“ sein, die für nachfolgende visuell-gedankliche Prozesse zur Verfügung stehen und aus denen beispielsweise Wertkategorien abgeleitet werden können. Zentrale Informationsmerkmale stehen nur noch eingeschränkt zur Verfügung, können aber gegebenenfalls für Folgeprozesse in einer Karte wieder relativ leicht visuell und gedanklich aktiviert und in Weiterverarbeitungsprozesse integriert werden.
Bei der dritten Variante werden repräsentierte Informationen zur Wissensbildung verwendet und in Form bestimmter Bedeutungseigenschaften abstrahiert. Zentrale Informationsmerkmale stehen nur noch „andeutungsweise“ zur Verfügung.
  • Bei der vierten Variante werden aus den repräsentierten Informationskonstrukten, z.B. im Abgleich mit erinnertem Wissen, strukturierte Merkmale und Eigenschaften abgeleitet. Den einzelnen Informationselementen kommen dabei nur noch „Arbeitsfunktionen“ zu. Das abgeleitete Wissen wird in eine sprachliche bzw. begriffliche Form transformiert. Es bleibt in unterschiedlicher Konkretheit  räumlich zugeordnet und wird gegebenenfalls der gedanklichen oder kommunikativen Struktur eines problemorientierten Handlungszusammenhangs und -ablaufs angenähert.
Bei der vierten Variante wird allein Wissen  abgeleitet bzw. abstrahiert. Das abgeleitete Wissen wird in eine sprachliche bzw. begriffliche Form transformiert.
Insgesamt stellen die vier Transformationsvarianten eine „gedankliche Abstufung“ dar. Es werden, wie in Abbildung 33.3 gezeigt ist, bei der ersten Variante lediglich repräsentierte Informationen abgeleitet und beispielweise für Vergleichsoperationen mit anderen Konstrukten in der Präsentation zur Verfügung gestellt. Bei einer großen Anzahl von Informationen muss evtl. der Extraktionsprozess mehrfach wiederholt werden, um einen sicheren Vergleich von Informationen zu gewährleisten.  Bei der zweiten und der dritten Variante sind die verfügbaren Informations- und Wissensstrukturen vor allem auf „höhere“ visuelle und gedankliche Operationen in der jeweiligen Präsentation ausgerichtet. So können besonders bei der dritten Variante, direkte Vergleiche zwischen  Informationsstrukturen nur noch eingeschränkt vorgenommen werden, dagegen ist ein unmittelbarer Vergleich von Wissensmerkmalen möglich. Die vierte Variante führt vermutlich gedanklich zu einem kontextuellen Handlungszusammenhang, in dem Vergleiche mit andern Wissenseinheiten vorgenommen werden. Erschwert ist dann die visuell-gedankliche Rückführung von Informationen und Wissen auf die jeweilige „Ausgangspräsentation“. Ist dies aber erforderlich, müssen visuelle Positionierungen und  gedankliche Einstellungen neu initiiert und ausgerichtet werden. Abgeleitete Informations- und Wissensstrukturen werden auf weitere visuelle und gedankliche Operationen in der jeweiligen Präsentation oder auf den zugehörigen Handlungszusammenhang  ausgerichtet.

3.3.2 „Periphere“ Wissenstransformation

Die im vorigen Kapitel angenommene Situation eines „feststehenden Standortes“ ist in einem realen Wahrnehmungsprozess eigentlich nicht denkbar. Wie in Teil A, Kap. 3.3 unter „Blickbewegungen“ ausgeführt wurde, wird die Blickrichtung permanent, entweder selektiv oder wie bei Mikrosakendenbewegungen automatisch, verändert, um mit Hilfe von Fixationen neue Informationen aufzunehmen oder diese im Blickfeld zu erhalten. Insofern implizieren besonders die erste und zweite Transformationsvariante, dass, ausgehend von dem vorgestellten „Modellstandort“, weitere Blickrichtungswechsel und damit informationsverarbeitende Prozesse erfolgen. Im Gegensatz zu der Situation bei der „stationären“  Wissenstransformation, wird die Blickrichtung in der Regel permanent verändert.
Georäumliche Daten repräsentieren vor allem Grundrissformen und Verteilungen von Objekten und Sachverhalten sowie sich im Wahrnehmungsverlauf kontinuierlich verändernde Elementformen und Elementrelationen. Es muss dabei der Blick entweder einer Linie, einer Flächenumrandung oder einer flächigen Ausbreitung folgen, um deren geometrische und innere Struktur extrahieren und gegebenenfalls gedanklich verarbeiten zu können. Der Blick folgt bei isoliert platzierten Elementen, also bei Unterbrechung des Reizangebotes („Reizsenke“), im wesentlich aufgrund der Ausrichtung der Aufmerksamkeit. Die Verfolgung von Linienverläufen oder von über den fovealen Blickbereich hinausgehende Reizkonstrukte werden dabei nach Platen (2009) durch zwei parallel wirkende Systeme der Augen aktiv: Bei der Verfolgung von Linienverläufen oder von über den fovealen Blickbereich hinausgehende flächige Reizkonstrukte sind zwei parallel wirkende Systeme der Augen aktiviert:
  • „Das zentrale Sehen entspricht der visuellen Wahrnehmung, die aus der Projektion von Lichtreizen auf die Fovea centralis resultiert, und deckt einen Sehwinkel von ca. 2° ab.
  • Der übrige Teil der Netzhaut, die Netzhautperipherie, entspricht dem Bereich, der für das periphere Sehen verantwortlich ist. Zentrales wie peripheres Sehen wirken je nach Art der visuellen Reizung sowie physiologischen, psychischen und kognitiven Aspekten der Wahrnehmung unterschiedlich an dem tatsächlich entstehenden visuellen (Gesamt-) Eindruck der Umwelt mit.“ [Gliederung, Verf.]
Das zentrale Sehen erfolgt über  die Fovea centralis.

 

Das periphere Sehen erfolgt über die Netzhautperipherie.

Abb. 33.4
Zentrales und peripheres Sehen

Aufgrund dieser Unterscheidung von zentralem und peripherem Sehfeldbereich und dem relativ kleinen Bereich des Scharfsehens (fovea centralis), ist bei der Wahrnehmung eines größeren graphischen Elements eine kontinuierliche Neuorientierung der Augen durch Blickrichtungswechsel erforderlich. Dabei werden durch peripheres Sehen schon Hinweise gegeben, nach der der Richtung, einer in der vorher fokussierten Stellung peripher wahrgenommener Fortsetzung eines Elements, zu folgen ist (vgl. Abb. 33.4; Teil A Kap. 3.2.5.1).
Es wird natürlich nicht nur die Richtung vorbestimmt, sondern es können vor allem auch Merkmale peripher entdeckt („detektiert“) werden, denen im Folgenden visuell nachgegangen wird und die gegebenenfalls den Stellenwert der zu erwartenden Elementstruktur bestimmen (vgl. dazu auch Hunziker 2006).
Bei der Wahrnehmung eines  graphischen Elements ist eine kontinuierliche Neuorientierung der Augen durch Blickrichtungswechsel erforderlich.
Die ständig in der Gesichtsfeldperipherie aufgenommenen Informationen führen dabei entweder zu einer selektiven, also durch Aufmerksamkeit beeinflussten oder zu einer reflektorischen Neuorientierung von Fixationsorten. Die reflektorische Ausrichtung tritt vor allem dann ein, wenn in der Netzhautperipherie Elemente entweder „plötzlich“ oder in „schneller Bewegung“ auftreten oder den Elementen ein „neuer“ oder „überraschender“ Stellenwert zukommt, so dass die zentrale Wahrnehmung zugunsten der Informationen aus der Peripherie unterdrückt und die Aufmerksamkeit auf das neue Detail gelenkt wird. Die selektive Ausrichtung von Fixationsorten kann in unterschiedlichen Zeitintervallen („Latenzzeiten“) erfolgen. Sie tritt nicht als automatische Reaktion auf, wie bei der reflektorischen Ausrichtung, so dass kognitive Entscheidungen möglich sind, die zu bestimmten Verzögerungen und zur Lenkung der Aufmerksamkeit beim Blickrichtungswechsel führen können. Die in der Gesichtsfeldperipherie aufgenommenen Informationen führen dabei zu einer selektiven  oder zu einer reflektorischen Neuorientierung von Fixationsorten.
Damit besteht für den Bereich der „peripheren Wissenstransformation“ durchaus die Möglichkeit, dass extrahierte Reize entweder als Informationen gespeichert und „kontinuierlich“ zur Fortsetzung für den weiteren Blickverlauf verwendet werden oder das von bestimmten Informationsmerkmalen abstrahiert wird und zusätzlich Bedeutungsaspekte für die Entscheidung zu weiteren Blickoperationen zum Tragen kommen. Der Verlauf eines Wahrnehmungsprozesses ist dabei zum einen abhängig von der optischen Ausbreitung, Verteilung und Verknüpfung präsentierter Element, also ob es differenzierte und verzweigte Linien oder Flächen sind, ob die Linienelemente isoliert platziert sind oder geschichtete Haufen bilden, ob sie Klassen oder wahrnehmbare Relationen bilden, ob mehrere Elemente ein graphisches oder inhaltliches Konstrukt ergeben u. ä.. Zum anderen kommt es auf die Fragestellung, also das sachbezogene Wahrnehmungsziel an, durch dessen Einfluss besonders die Ausrichtung der Aufmerksamkeit beeinflusst wird. Bei der „peripheren Wissenstransformation“ werden extrahierte Reize entweder als Informationen gespeichert und „kontinuierlich“ zur Fortsetzung des weiteren Blickverlaufs verwendet oder es werden Bedeutungsaspekte abgeleitet und diese (zusätzlich) für weitere  Blickbewegungs-Entscheidungen verwendet.
Es kann insgesamt angenommen werden, dass im Zusammenhang mit der „peripheren Wissenstransformation“ und bei der visuellen Erfassung eines („großflächigen“) Konstruktes, Transformationen zwischen Informationen und Wissen eher zu Beginn und zum Abschluss des Prozesses und weniger im Ablauf selbst eine Rolle spielen. Dazu kommt, dass die lineare oder flächige Erfassung eines „zusammenhängenden“ Elements zwar aufgrund diskreter Sakkadenschritte und Fixationen erfolgt, diese diskreten Schrittwechsel aber aufgrund ihrer möglichen hohen Geschwindigkeit als kontinuierliche Bewegung „empfunden“ werden, so dass auch in dieser Situation keine mittelbaren Einflussnahmen auf den Ablauf erforderlich oder möglich sind. Bei der „peripheren Wissenstransformation“ spielen die Transformationen von Wissen eher zu Beginn und zum Abschluss einer Wahrnehmungsoperation eine Rolle und weniger im Ablauf selbst.
Allerdings besteht die Möglichkeit, dass der Verlauf eines „selektiven Wahrnehmungsprozesses“ durch interne Wissensaspekte in einer ganz bestimmten Form beeinflusst wird („Invariantenbildung“; vgl. dazu Kap.4). Spezielle oder „typische“ Formenmerkmale, die als Erfahrungswissen verfügbar sind (als sog. „mentales Modell“; vgl. Kap. 4), können danach zur Wirkung kommen, wenn im Wahrnehmungsprozess Reizstrukturen angeboten werden, die diesen Formenmerkmalen gleichen oder ihnen in der Vorstellung widersprechen. Im letzteren Fall ist eine visuell-gedankliche „Unterdrückung“ oder „Korrektur“ dieser Reize und damit eine Angleichung der graphisch repräsentierten an die zu erwartende Struktur eines Elements möglich. Beispielsweise wird bei der Wahrnehmung einer Linie, als Repräsentant eines Flussgrundrisses, ein kodiertes Informationselement gedanklich nicht als „Linie“ verfolgt, sondern als vorgestellter „natürlicher Flusslauf“, da dessen Bedeutung  im Wahrnehmungsprozess gedanklich zur Verfügung steht. Dies ist beispielsweise relevant, wenn digitalisierte Flussläufe „scharfe Knicke“ aufweisen, die nicht dem Formenverlauf eines  natürlichen Flusses entsprechen, und dadurch gegebenenfalls bei der Extraktion nivelliert („vernachlässigt“) werden. Der Verlauf eines „selektiven Wahrnehmungsprozesses“ kann durch Wissensaspekte beeinflusst werden („Invariantenbildung“; vgl. dazu Kap.4).

 

Bei der Wahrnehmung einer Linie, kann nicht nur der „Linienverlauf“, sondern dieser auch als „vorgestellter Flussverlauf“ verfolgt werden.

Das bedeutet, dass der kartographische Wahrnehmungsprozess zwar in der Regel auf der Ebene von „Kodierungsmerkmalen“ verläuft, aber das Wahrnehmung in Verbindung mit der Bedeutungsebene und vor allem auf der Basis von verfügbarem Wissen vorgenommen wird. Inwieweit dieser zweite Fall, also die zweite Transformationsvariante, eine Rolle spielt, ist dann zusätzlich u.a. von der Struktur des Reizkonstruktes und vor allen von einer vorgegebenen Fragestellung abhängig.  Der Wahrnehmungsprozess verläuft auf der Ebene von „Kodierungsmerkmalen“, er wird aber auch zusätzlich durch deren Bedeutung und verfügbarem  Wissen beeinflusst.

3.3.3 „Kontextuelle“ Wissenstransformation

Für die visuell-gedankliche Umsetzung von Fragestellungen, die im Rahmen der Wahrnehmung in Karten gestellt werden, müssen durch fortschreitenden Blickrichtungswechsel Informationen verschiedener Standorte extrahiert werden, um diese z.B. gedanklich zu verknüpfen, um Irrtümer auszuschließen oder um Informationen zu speichern, die durch Vergleichsoperationen zu Wissen verarbeitet werden. Der Wechsel der Blickrichtung bei inhaltlich und optisch zusammenhängenden Konstrukten stellt sich als „Normalfall“ eines kartographischen Wahrnehmungsprozesses dar. Die Veränderung der Blickposition, in Abhängigkeit von der Ausrichtung der Aufmerksamkeit, erfolgt vermutlich relativ kontinuierlich, da, wie beschrieben, die Reizstruktur der jeweils folgenden Position schon in der vorhergehenden Position peripher wahrgenommen wird und ein entsprechender Hinweis erfolgt ist.  Das bedeutet, dass nur sehr kurze Zeiträume zwischen der kontinuierlichen Verarbeitung von jeweils folgenden Reizkonstrukten liegen können. In der Regel findet bei der Wahrnehmung eines zusammenhängenden Konstruktes ein Blickrichtungswechsel statt. Dabei verläuft dieser Wechsel in Abhängigkeit von der Ausrichtung der Aufmerksamkeit vermutlich relativ kontinuierlich.
Wenn „Mustereigenschaften“ aus einer Folge von isoliert positionierten Konstrukten als Wissensform abstrahiert werden, erfolgen phasenhaft Blickfokussierungen im Bereich der einzelnen Reizkonstrukte (vgl. Teil A, Kap.4.2.1). Zur Ableitung von Mustereigenschaften müssen die angebotenen Reizkonstrukte  –  gegebenenfalls wiederholt – solange visuell extrahiert und gespeichert werden, bis durch Vergleich mit vorgestellten oder mit im Wahrnehmungsprozess verglichenen Formen  ein „Formenmuster“ (als Wissen) gedanklich abgeleitet werden kann. Danach werden dieses Wissen und nicht die zugrundeliegenden Reizkonstrukte (Informationen) mit neu zu extrahierenden Elementen verarbeitet. Bei diesen Prozessen spielen häufig langfristig verfügbare gedankliche Wissensstrukturen oder Wissen aus dem peripheren Umfeld bzw. dem fokussierten Konstrukt selbst, wie etwa Klassenrelationen und allgemeine Bedeutungsmerkmale, eine Rolle (vgl. Kap. 3.1.2). Wie Blickbewegungsmessungen gezeigt haben, sind dabei in der Regel mehrere, sich wiederholende Blickbewegungen und Extraktionen von Reizen erforderlich. Bei der Wissensbildung spielen gedanklich verfügbare Wissensstrukturen aus dem peripheren Umfeld oder aus dem Zusammenhang des fokussierten Konstruktes selbst eine Rolle.
Im Gegensatz zu dem angenommenen „kontinuierlichen“ Verlauf von Blickbewegungen bei separaten Reizkonstrukten, gliedert sich ein kartographischer Wahrnehmungsprozess, der zielorientiert in einen Handlungszusammenhang eingebettet ist, in der Regel in eine größere Anzahl von (Einzel-) Phasen. Dabei zeichnen sich bestimmte Phasen dadurch aus, dass sie besonders durch die Wahrnehmung der Verteilung von Reizen oder von zusammengehörigen Reizkonstrukten im Gesichtsfeld bestimmt werden, also im Wesentlichen bottom-up geleitet sind. Zum anderen gibt es Phasen, die besonders durch das Einbringen oder das Ableiten und Verarbeitung von Informationen und Wissen beeinflusst werden, also im Wesentlichen top-down geleitet sind. Beide Phasen stellen sich wiederrum nicht als „homogene Abschnitte“ dar, sondern können  jeweils durch kurze Reizaufnahmen bzw. durch  wiederholtes Einbringen von Informations- und Wissenssegmenten unterbrochen und damit beeinflusst und gesteuert werden. Ein kartographischer Wahrnehmungsprozess, der zielorientiert in einen Handlungszusammenhang eingebettet ist, gliedert sich in eine größere Anzahl von (Einzel-) Phasen
Dieser, für die kartographische Wahrnehmung entscheidender Zusammenhang wird für allgemeine Wahrnehmungssituationen im Lexikon der Neurowissenschaft (2000b) folgendermaßen beschrieben:

„Die Informationsverarbeitung beim Wahrnehmen stellt ein zyklisches Geschehen dar, wobei sich die bottom-up- und die top-down-Vorgänge ergänzen. Der Vorgang der Selektion, geleitet von der direkten Erfahrung der sensorischen Information, wird als datengesteuerte (bottom-up = „aufsteigende“) Verarbeitung bezeichnet. Sie nimmt ihren Ausgang vom sensorischen Speicher mit dem Extrahieren einzelner elementarer Merkmale (physikalische Eigenschaften wie Helligkeit, Farbe, Form etc.) – ein Entscheidungsvorgang, der unter Aufmerksamkeits-Zuwendung erfolgt. Die mögliche Interpretation eines Gegenstands und die Deutung der Daten ist jedoch wiederum ein top-down-Vorgang, bei dem auf ein begriffliches Konzept oder auf Vorwissen zurückgegriffen wird; die Interpretation steht mit den Erfahrungen und dem Wissen von der Welt im Einklang.“

 

 

 

„Die Informationsverarbeitung beim Wahrnehmen stellt ein zyklisches Geschehen dar, wobei sich die bottom-up- und die top-down-Vorgänge ergänzen.“

Im Kartographischen Wahrnehmungsprozess finden also ein steter Wechsel zwischen Prozessen der sensorischen Reizverarbeitung sowie, meist unbewusst, durch „Aufmerksamkeits-Zuwendungen“ initiierter und durch Wissen gesteuerte Prozesse der Informationsaufnahme statt. In beide Formen von Prozessen sind Erfahrungs- und Lernabschnitte eingebunden, in denen  durch abgeleitete Informationen der verfügbare Wissensstand sukzessive oder sogar deutlich neu ausgerichtet wird und damit eventuell zu neuen Wahrnehmungszielen führt. Zum anderen werden, ausgerichtet auf den jeweiligen gedanklichen Bedarf, Wahrnehmungsfähigkeiten aktiviert und ausgeweitet, die eventuell andere Vorgehensweise im Rahmen des jeweiligen Wahrnehmungsprozesses anregen. Dabei lassen sich in einem solchen Wahrnehmungsverlauf zwei Arten von „Unterbrechungen“ feststellen. Zum einen kann eine deutliche zeitliche Unterbrechung im visuellen Prozess selbst erfolgen, verbunden mit einer verbleibenden Ausrichtung auf das momentane Reizangebot oder der zu verarbeitenden Informationen. Damit müssen das Blickverhalten und die parallelverlaufenden gedanklichen Operationen, bei Fortsetzung des visuellen Prozesses, nicht vollständig neu „justiert“ werden. Dies kann sich ergeben, wenn z.B.  interessante Informationen entdeckt werden oder sich bei der Wissensbildung Widersprüche ergeben. Im Kartographischen Wahrnehmungsprozess finden ein steter Wechsel zwischen Prozessen der sensorischen Reizverarbeitung sowie meist unbewussten, durch „Aufmerksamkeits-Zuwendungen“ initiierten und durch Wissen gesteuerten Prozesse der Informationsaufnahme statt.
Zum anderen sind Vorgänge im Wahrnehmungsverlauf denkbar, die sich nicht mehr unmittelbar auf den ablaufenden Prozess beziehen. In diesem Fall erfolgt eine visuelle und gedankliche „Lösung“ von der jeweiligen graphischen Repräsentation, so dass, wenn ein neuer Wahrnehmungsabschnitt initiiert wird, die „visuelle Ausrichtung“ im Gesichtsfeld zum großen Teil wieder neu initiiert werden muss. Dies kann auftreten, wenn beispielsweise der gesamte Inhalt einer Fragestellung durch Vergleich mit gewonnenem Wissen nicht mehr plausibel erscheint und daher zur Klärung neues externes Wissen oder eine längere gedankliche Unterbrechung erforderlich ist. Es sind Vorgänge im Wahrnehmungsverlauf denkbar, die sich nicht mehr unmittelbar auf den ablaufenden Prozess beziehen.
Insgesamt stellen sich die diskutierten kartographischen Wahrnehmungsprozesse als komplexe Abläufe dar, die besonders durch  verschiedene gedankliche „Einflüsse“ zu einer kaum nachvollziehbaren Segmentierung des visuell-gedanklichen Vorgangs führen. Besonders bei gedanklichen Faktoren, die sich nicht unmittelbar selbst auf diesen Vorgang beziehen, also beispielsweise bei der Aufnahme von kontextuellem Wissen, das aus dem Handlungszusammenhang resultiert, führt dies zu erhöhten Anforderungen an Gedächtnisleistungen und gegebenenfalls zu einer deutlichen Unterbrechung im Wahrnehmungsverlauf. Besonders bei der Transformation von Informationen in Wissen kann dieser Vorgang zu einer erhöhten Beanspruchung von gedanklichen Ressourcen führen. Kartographische Wahrnehmungsprozesse stellen sich als komplexe Abläufe dar, die besonders durch gedankliche „Einflussnahmen“ zu kaum nachvollziehbaren Segmentierungen des eigentlichen visuell-sensorischen Vorgangs führen.

3.3.4 Zusammenfassung

Zu diesem zentralen Bereich der Kartographischen Wahrnehmung existieren zur Klärung des prozessualen Ablaufs nur wenige konkrete wissenschaftliche Erkenntnisse. Zum hier entwickelten Wahrnehmungskonzept ist allerdings noch offen, inwieweit Merkmale von reizbestimmten Informationen bei den genannten visuell-gedanklichen Operationen erhalten bleiben und inwieweit die im Zeichenraum unmittelbar fortschreitenden Vorgänge durch Informations-Wissens-Transformationen zielorientiert beeinflusst werden. Aus diesen Kenntnissen ließe sich ableiten, in welchem Umfang und in welcher Form durch entsprechende Transformationen die Strukturen von Informationen so verändert werden, dass sie sich gedanklich den zu erwartenden Wissensstrukturen im Handlungszusammenhang annähern. Insgesamt stellt sich die Frage, inwieweit Merkmale von reizbestimmten Informationen bei visuell-gedanklichen Operationen erhalten bleiben oder ob durch Transformationen Wissen entsteht, das den Wissenstrukturen im Handlungszusammenhang angenähert ist.