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Grundwasser, Schwerkraft und Grafikdesign

Informationsdesign und Datenvisualisierung bilden eine Schlüsselbrücke, um akademische Forschung in eine zugängliche (visuelle) Sprache zu bringen. Im letzten Monat hatte diese Verbindung die Form eines 19.000 Quadratmeter großen Bildschirms auf dem Reuters-Gebäude in der Mitte des Times Square, auf dem zehn Jahre lang von Wissenschaftlern der NASA und der Universität gesammelte Forschungsergebnisse als hoch aufragendes technicolor-Display zu sehen waren.

Die 30-Sekunden-Animation war der Gewinner eines von HeadsUp! Times Square und visualizing.org, eine Online-Community von Grafikdesignern, die sich auf Daten spezialisiert haben. Der niederländische Designer Richard Vijgen erstellte die Visualisierung unter Verwendung von Daten, die über NASA-Satelliten im Rahmen der laufenden Forschung am Center for Hydrologic Modeling der University of California unter der Leitung von Dr. James Famiglietti gesammelt wurden. Sehen Sie sich das Video hier an.

Die Forschung von Famiglietti konzentriert sich auf ganzjährige Messungen von zwei Satelliten, die als GRACE bekannt sind und die Erde umkreisen. Dabei werden Gravitationsmessungen basierend auf der Wassermasse auf der Erdoberfläche durchgeführt. Der Abstand zwischen den beiden Raumfahrzeugen ändert sich geringfügig in Bezug auf die Hydrologie unter ihnen. Die Journalistin Felicity Barringer erklärte im vergangenen Jahr in einem Artikel der New York Times: „Wenn die Masse unter dem Pfad des führenden Satelliten zunimmt, weil beispielsweise das untere Mississippibecken voll ist, beschleunigt sich dieser Satellit und die Entfernung zwischen den beiden wächst . Dann zieht die Masse an beiden und die Entfernung verkürzt sich… Die Messung der Entfernung zwischen dem Fahrzeug ergibt eine Messung der Oberflächenmasse in einer bestimmten Region. “

Wenn die Forscher diese Zahlen über einen Zeitraum von zehn Jahren betrachten, können sie Muster erkennen, die belegen, dass sich die Grundwasserspeicher der Erde erschöpfen. In einem Artikel von National Geographic zu seiner Arbeit erklärt Famiglietti, dass das Bevölkerungswachstum und ein schlechtes Ressourcenmanagement für die bevorstehende Krise verantwortlich sind. „Das Bild, das sich abzeichnet, ist einer der tiefgreifenden Fingerabdrücke des menschlichen Wassermanagements bei der globalen Grundwasserspeicherung. Das Grundwasser verschwindet auf 6 der 7 Kontinente, während wir es weiter aus immer größeren Tiefen pumpen, um die Pflanzen für unsere ständig wachsende Bevölkerung zu bewässern. “

Laut Famiglietti ist eine wichtige Frage für die Wissenschaftler derzeit nicht, wie schlimm die Situation ist - sie sind sich sicher, dass es schlimm ist -, sondern wie sie die breite Öffentlichkeit dazu bringen können, die Natur des Problems zu verstehen. Aus diesem Grund hat das UC-Team seine Daten Designern zur Verfügung gestellt, deren Aufgabe (und Leidenschaft) es ist, obskure Ergebnisse in schöne Grafiken umzuwandeln. „Ein großer Prozentsatz der Bevölkerung ist ein visueller Lernender“, erklärt Famigliettis Forschungspartner JT Reager. „Ein Bild sagt mehr als tausend Worte, aber eine wirklich gut gemachte wissenschaftliche Grafik sagt mehr. Tolle Grafiken, wie eine coole Karte, können die Lücke schließen und helfen, das Verständnis wirklich intuitiv zu gestalten. “

Wir haben den Designer Richard Vijgen gefragt, wie er sich dieser Aufgabe gestellt hat:

1) Können Sie die ersten Schritte beschreiben, die Sie unternommen haben, nachdem Sie alle Daten in der Hand hatten, um darüber nachzudenken, wie Sie dieses Material in etwas Visuelles und Verständliches übersetzen können?

Für dieses Projekt wurden zwei Datensätze bereitgestellt, eine 10-Jahres-Anomaliediagramm für jeden Monat für den Grundwasserstand von James Famiglietti und ein Langzeitdiagramm der USGS. Das erste (das GRACE-Dataset) ist sehr detailliert - sowohl zeitlich als auch räumlich - und ermöglicht es Ihnen, ein Phänomen zu „sehen“, das zuvor nicht sichtbar war. Die überwältigende Komplexität der Natur, das Wunder der Fähigkeit der Wissenschaft, sie zu messen, und die alarmierende Botschaft, dass der Grundwasserspiegel in mehreren Gebieten abnimmt, waren alle in diesem einen Datensatz enthalten. Es musste nur visualisiert werden.

Andererseits hat mich die offensichtliche Komplexität natürlicher Phänomene, die sich in den Daten manifestiert, dazu veranlasst, meine Interpretationsfähigkeit in Frage zu stellen. Die Messungen der GRACE-Satellitendaten erstrecken sich nur über 10 Jahre. Aus diesem Grund hatte ich das Gefühl, dass die langfristigen Daten von USGS es mir ermöglichen würden, die GRACE-Daten in Bezug auf die Datenerfassung in einen Kontext zu setzen, aber auch als neues Werkzeug in einer 100-jährigen Tradition der Grundwassererfassung.

Richard Vijgens Visualisierung auf dem Times Square Richard Vijgens Visualisierung auf dem Times Square (Richard Vijgen)

2) Wie haben sich die Funktionen der Site (Times Square) aus gestalterischer Sicht auf die Daten ausgewirkt, mit denen Sie gearbeitet haben?

Obwohl die beiden Bildschirme des Nasdaq- und des Reuters-Gebäudes gleichzeitig verwendet werden, ist es schwierig, beide gleichzeitig zu „lesen“, da sie sich auf der gegenüberliegenden Seite des Platzes befinden. Deshalb habe ich mich entschlossen, den Zusammenhang zwischen saisonalen und langfristigen Veränderungen des Grundwasserspiegels auf beiden Bildschirmen darzustellen. Beide Bildschirme haben jedoch eine eigene Hierarchie in der Art und Weise, wie sie angeordnet und gestaltet sind. In beiden Fällen zeige ich eine Visualisierung der saisonalen Daten, ein komplexes Farb- und Bewegungsspektakel, und versuche es anschließend durch Hinzufügen von Langzeitdaten und erläuterndem Text zu kontextualisieren.

Unter Berücksichtigung von Perspektive und Leserichtung habe ich versucht, auf jedem Gebäude ein anderes Element hervorzuheben und die Aufmerksamkeit des Publikums zu erregen. Im Falle des Reuters-Gebäudes ist dies die hohe „Messlatte“, die langfristige Grundwasserstände anzeigt, die von weitem sichtbar sind. Durch den rechteckigeren Nasdaq-Bildschirm konnte ich die saisonale Weltkarte stärker hervorheben. Sobald die Leute die Visualisierung bemerken, benutze ich die Teile des Bildschirms, die tiefer und näher an der Straße liegen, um sie zu kontextualisieren. Im Falle des Nasdaq-Bildschirms werden im unteren Teil des Bildschirms Langzeitstatistiken für Schlüsselbereiche angezeigt. Im Falle des Reuters-Bildschirms besteht der untere Teil aus neun Bildschirmen mit saisonalen Visualisierungen, die sich auf einzelne Kontinente konzentrieren, sowie einem dynamischen „Tickerband“, auf dem Statistiken zu Städten angezeigt werden, die vom Publikum (über eine mobile Website) auf dem Bildschirm hinzugefügt wurden.

3) Wie haben Sie die Farben ausgewählt?

Die Farben (Magenta und Cyan) repräsentieren Bereiche mit negativen und positiven Schwankungen des Grundwasserspiegels. Magenta für Gebiete, in denen der Wasserstand über mehrere Jahre kontinuierlich sinkt, und Cyan für Gebiete, in denen es zu kurzen Stößen von überschüssigem Grundwasser kommt (hauptsächlich in der Regenzeit am Äquator). Ich wollte die Verwendung von Farben auf diese beiden Grundfarben (CMYK) beschränken, um zu vermeiden, dass die Daten durch Hinzufügen von Ornamenten zu einem Spektakel werden. Versuchen Sie jedoch, die Daten so weit wie möglich für sich selbst sprechen zu lassen und nur auf Über- und Unterversorgung hinzuweisen.

4) Haben Sie im statischen Design gearbeitet und dann animiert, oder stand die Bewegung immer im Mittelpunkt des Designkonzepts?

Wenn ich diese Art von Daten visualisiere, denke ich, dass Zeit (Bewegung) für das Designkonzept von zentraler Bedeutung sein sollte, da sie für die Daten selbst von zentraler Bedeutung ist. Design bedeutet für mich mehr, mit den Informationen umzugehen, als sie zu „dekorieren“. Um die Daten zu verstehen und in den Griff zu bekommen, muss ich von Anfang an Programmcode verwenden und animierte Skizzen auswerten. Das erste, was ich mache, wenn ich mir einen Datensatz anschaue, ist, Algorithmen darauf anzuwenden, um ihn zu manipulieren und ein Gefühl dafür zu bekommen, so wie ein Bildhauer seinen Ton manipuliert.

5) Wenn ein Passant aufblickte und die Animation sah, als er im letzten Monat den Times Square überquerte, was hoffst du, haben sie ihm dann genommen? Welches Wissen könnten sie in 30 Sekunden gewonnen haben, als sie sich diese Arbeit angesehen haben?

Ich hoffe, dass ich durch das Aufstellen der Visualisierung auf den Bildschirmen des Times Square einen kurzen Kontrast zu der üblichen Programmierung auf dem Times Square schaffen kann, bei der es hauptsächlich um Verbrauch und Extraktion geht. Der Times Square wird manchmal als „Kreuzung der Welt“ bezeichnet. Wenn Sie eine Datenvisualisierung auf einem so großen Bildschirm anzeigen, entsteht die Idee, sich im Kontrollraum der Welt zu befinden. Zum ersten Mal können Sie die komplexe Dynamik des langfristigen und saisonalen Grundwasserspiegels beobachten. Wenn ich es auf die Leinwand bringe, hoffe ich, der Öffentlichkeit sowohl das Schauspiel und die Schönheit dieser Dynamik als auch die Erkenntnis zu vermitteln, dass Sie jetzt, da Sie es wissen, auch eine Verantwortung dafür haben.

Grundwasser, Schwerkraft und Grafikdesign