Correcting distortion errors in memory of object locations: the example of grid line spacing in topographic maps

ABSTRACT

The omnipresence of orientation, wayfinding and navigation tasks in everyday life calls for high-quality cartographic media that help people to solve their tasks in the best possible way. Modern maps should not only consider modern visualization techniques and design approaches but also knowledge on the map user’s cognitive processing. Previous studies of cognitive cartography and spatial cognition identified grids as suitable cartographic elements that can enhance the accuracy of cognitive representations of geographic space. Grid lines form grid cells and these cells subdivide a map layout into different regions. These regions seem to contribute to a categorization of cartographically represented contents. The categorical organization of a map provides a superordinate spatial structure that can improve the recall of object locations. An important parameter influencing categorization is the distance between grid lines (spacing/separation). A previous study suggested 5 cm (paper distance) spacing as being suitable for an accurate performance in recalling object locations in topographic maps. Based on a recall-memory-paradigm adopted from experimental studies in cognitive psychology, the experiments reported in the present study take up this value and aim at specifying the ideal value of grid line spacing for object location memory. The results show that previous findings can be extended. The results allow the proposal of ideal grid line spacing in a 6.5-7.5 cm range. These spacing values help to reduce spatial distortion errors in the memory of object locations, especially in maps with a low amount of visual details.

RÉSUMÉ

L’omniprésence des tâches d’orientation et de navigation dans la vie de tous les jours demande des supports cartographiques de grande qualité afin d’aider les gens à résoudre ces tâches de la meilleure façon possible. Les cartes modernes devraient non seulement intégrer les techniques de visualisation et les approches de conception modernes mais aussi des connaissances sur les processus cognitifs des utilisateurs des cartes. Des études passées sur la cartographie cognitive et sur la cognition spatiale ont identifié les grilles comme des éléments cartographiques pertinents pour améliorer la précision des représentations cognitives de l’espace géographique. Les lignes des grilles forment des cellules et ces cellules subdivisent l’espace cartographié en différentes régions. Ces régions semblent contribuer à une catégorisation des contenus représentés cartographiquement L’organisation en catégorie de la carte fournit une structure spatiale subordonnée qui peut améliorer la mémorisation de la localisation des objets. Un paramètre important qui influence la catégorisation est la distance entre les lignes de la grille (espacement / séparation). Une étude précédente suggérait d’utiliser un espacement de 5cm (en distance papier) comme étant une distance adaptée pour une bonne performance de mémorisation de la localisation des objets sur les cartes topographiques. En se basant sur le paradigme de mémorisation / récupération utilisé lors des études expérimentales en psychologie cognitive, les expériences présentées dans ce papier reprennent cette valeur et cherche à trouver la valeur idéale d’espacement des grilles pour la mémorisation de la localisation des objets. Les résultats montrent que les résultats précédents peuvent être étendus. Les résultats permettent de proposer une grille avec un espacement idéal entre 6,5 et 7,5 cm. Ces valeurs d’espacement aident à réduire les erreurs de distorsions spatiales dans la mémorisation de la localisation des objets, en particulier dans le cas des cartes ayant une faible quantité de détails visuels.

KEYWORDS:

• Cognitive cartography
• spatial cognition
• object location memory
• map grids
• grid line spacing

Acknowledgements

The authors wish to give many thanks to the district government of Cologne (‘Bezirksregierung Köln’), for providing the ATKIS® data sets (available as open data) used in this study. Figures 1 and 2 include graphic material derived from ATKIS® Basis-DLM (https://www.bezreg-koeln.nrw.de/brk_internet/geobasis/landschaftsmodelle/basis_dlm/index.html). The data can be used under the ‘Data licence Germany - attribution - version 2.0’ (licence text available at: https://www.govdata.de/dl-de/by-2-0).

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.

Notes on contributors

Dr Dennis Edler is a senior lecturer of Cartography and GIS at the Geography Department of the Ruhr University Bochum (RUB). His current research interests are related to cognitive cartography, experimental methods and multimedia cartography.

Julian Keil, M.Sc., is a psychologist who works as a research fellow at the Geography Department of Ruhr University Bochum (RUB). His major research interests are user studies related to cognitive aspects of map use as well as 3D-modelling of virtual landscapes.

Dr Lars Kuchinke is Professor of Psychological Methods and Evaluation at the International Psychoanalytical University (IPU) Berlin, where he lectures courses on statistics and psychological methods. His main interests are mental representations of spatial information and neural processing of emotional stimuli.

Dr Frank Dickmann is Professor of Cartography and GI Science at the Ruhr University Bochum (RUB), where he lectures on geography and cartography. His major interests are 3D cartography, cognitive cartography, and exploring map efficiency using integrated media.

ORCID

Dennis Edler http://orcid.org/0000-0002-2260-9103

Julian Keil http://orcid.org/0000-0002-5284-2002

Lars Kuchinke http://orcid.org/0000-0001-8248-1167

Frank Dickmann http://orcid.org/0000-0002-9012-9419

Additional information

Funding

This work was supported by Deutsche Forschungsgemeinschaft: [Grant Number DFG, DI 771/7-2, DI 771/11-1; KU 2872/4-2; KU 2872/6-1].