Wie benutzerfreundlich ist ArcGIS im Kontext der universitären Ausbildung? Wo liegen die Stärken und Potenziale der Software? Mit diesen Fragen haben sich unsere Gastautorin Christin Henzen und ihr Kollege Pierre Karrasch vom Lehrstuhl für Geoinformatik der TU Dresden in einer Usability-Studie beschäftigt.

Die ArcGIS-Produktfamilie stellt im Bereich der Geodatenverarbeitung wichtige Werkzeuge zur Verfügung und wird deshalb häufig in der universitären Ausbildung eingesetzt (z.B. von Geografen, Geodäten, Hydrologen, Förster).

Dabei muss sie sich günstig in das Spannungsfeld zwischen umfangreicher Expertenfunktionalität und guter Usability einordnen, um einen möglichst breiten Nutzerkreis bei der Erstellung, Bearbeitung und Interpretation von Geodaten zu unterstützen.

Eyetracking-Experiment: So arbeiten Studierende mit ArcGIS

Die Anforderung: In der Lehre soll ArcGIS zunächst robust gegenüber Fehlern neuer Nutzer sein und professionelle Arbeitsabläufe unterstützen, die die Studierenden im späteren Berufsleben durchführen.

Eyetracking-Heatmap: Wohin und wie häufig schaut der Nutzer auf den Bildschirm?

Über die Studie: Mit einer Nutzerstudie sollten die Nutzerfreundlichkeit von ArcGIS in der universitären Ausbildung und die Qualität der Lehre an der TU Dresden mit dem damit verbundenen Wissensstand der Studierenden im Studienfach Geoinformatik untersucht werden. 36 Studierende im Bachelorstudiengang Geografie nahmen nach einer zweisemestrigen Ausbildung in der Geoinformatik an einer Eyetracking-Studie teil.

Die Aufgabe: Ihre Aufgabe während der Studie bestand im Wesentlichen darin, verschiedene Berechnungen, z.B. verschiedene Interpolationen und deren Abweichungen, auf einem Punktdatensatz zur mittleren Lufttemperatur in Deutschland durchzuführen und das Ergebnis als Karte im PDF-Format zu speichern. Alle Teilschritte der Aufgabe, z.B. die Nutzung des Geostatistical Wizards oder der Spatial Analyst Toolbox, waren den Studierenden bereits aus den Lehrveranstaltungen bekannt – wenn auch mitunter zur Durchführung anderer Berechnungen.

Das Ziel: Mit dem Eyetracking kann ermittelt werden, wann, wohin und wie lange der Nutzer auf den Bildschirm schaut. Das heißt: Es lässt sich feststellen, welche Elemente einer Anwendung wahrgenommen werden und welche zunächst nicht. Daraus lässt sich ableiten, in welcher Reihenfolge der Nutzer Elemente einer Nutzeroberfläche erfasst, welche Pfade er bei der Bewältigung einer Aufgabe wählt und ob sich benötigte Informationen und Funktionen ohne aufwendiges Suchen finden lassen.

Wann, wohin und wie lange schaut der Nutzer auf den Bildschirm?

Über die Methode: Je häufiger der Blick des Nutzers dabei auf dem Bildschirm verharrt (Fixation) und dann weiter springt (Sakkade), desto schwerer fällt ihm die Arbeit mit der untersuchten Oberfläche. Die Ursachen dafür können beim Nutzer, z.B. durch nicht ausreichende Vorbereitung, oder bei der genutzten Software liegen, z.B. durch die ungünstige Anordnung von Funktionen.

Das bedeutet: Bei der Arbeit mit ArcGIS ist in jedem Fall die Betrachtung und Interpretation der Geodaten separat vom Umgang mit den Bedienelementen auszuwerten. Bei einer Studie mit Studierenden beeinflussen zusätzliche Aspekte die Forschungsergebnisse: Darunter die Nervosität aufgrund der prüfungsähnlichen Situation oder das unterschiedliche Vorwissen.

Bei der Auswertung erfolgt die Betrachtung und Interpretation der Geodaten separat vom Umgang mit den Bedienelementen.

Gute Noten in Sachen Usability

Die Auswertung der aufgenommenen Eyetracking-Daten und der Beobachtungen der Studierenden ergab, dass ArcGIS eine Vielzahl einfach zu nutzender Funktionen anbietet und somit ein praktisches Werkzeug für die Geowissenschaften darstellt. Regelmäßige Updates und Softwareoptimierungen unterstützen die Nutzer zudem bei der Verwendung der umfangreichen Expertenfunktionen.

Die Ergebnisse im Detail:

  • Besonders leicht fielen den Studierenden die Integration der Geodaten, das Arbeiten mit der Attributtabelle und das Erstellen von Karten als PDF.
  • Einige Studierende brauchten mehrere Anläufe beim Erstellen eines Histogramms, beim Anpassen der Farbe nach einer vorgegebenen Klassifizierungsmethode sowie beim Ablesen der Fehlerparameter bei der Interpolation.
  • Die größte Herausforderung bestand in der Erweiterung und Anpassung eines Layer. Das wiederum erschwerte das anschließende Clipping auf ein vorgegebenes Shapefile sowie die Suche eines passenden Tools für die Berechnung einer Abweichung.

Entwicklungsmöglichkeiten von ArcGIS Pro

Unser Fazit: Die Studie zeigte künftige Forschungs- und Entwicklungsmöglichkeiten der ArcGIS-Produktfamilie auf. Um noch genauer auf die unterschiedlichen Anforderungen und Gebrauchsweisen des Nutzerkreises einzugehen, wären vordefinierte Nutzungsmodi für Anfänger, Intermediates und Fortgeschrittene hilfreich, in denen verschiedene Funktionen und Optionen zunächst aus- und dann schrittweise eingeblendet werden. Ebenso würden Wizards das geführte Abarbeiten der mehrschrittigen Prozesse und den Umgang mit dem Expertenwerkzeug ArcGIS weiter vereinfachen.

Folgestudien am Lehrstuhl für Geoinformatik

Mit ArcGIS Pro hat Esri jedoch nicht nur funktionell, sondern auch bezüglich der Usability einen neuen Maßstab für moderne GIS-Werkzeuge gesetzt. Folgestudien mit Studierenden der nächsten Jahrgänge sollen die Nutzungsvorteile und -potenziale gegenüber ArcMap genauer analysieren.

Die Usability von Geoanwendungen umfasst einen von verschiedenen Forschungsschwerpunkten am Lehrstuhl für Geoinformatik, der in den kommenden Jahren weiter gestärkt wird. Sowohl in Forschungsprojekten, als auch in der universitären Ausbildung steht ein Team für künftige Kooperationen zur Verfügung.

Verfasserin: Dr. Ing. Christin Henzen (TU Dresden)