Die To­po­gra­fie der Fa­mi­li­en­ge­schich­te

Gra­zer Wis­sen­schaf­ter vi­sua­li­sie­ren Fa­mi­li­en­stamm­bäu­me als to­po­gra­fi­sche Kar­ten mit un­ter­schied­li­chen Hö­hen­be­rei­chen und Farb­schat­tie­run­gen.

Der Standard - - FORSCHUNG SPEZIAL - Rai­mund Lang

Ei­gent­lich woll­te Rein­hold Pr­ei­ner nur ein we­nig Licht in sei­nen Fa­mi­li­en­stamm­baum brin­gen. Da­zu stö­ber­te er in den be­kann­ten ge­nea­lo­gi­schen Da­ten­ban­ken und trug die ge­fun­de­nen In­for­ma­tio­nen in han­dels­üb­li­che Ge­nea­lo­gie-Soft­ware ein. Bald um­fass­te sei­ne Ah­nen­rei­he rund 400 Per­so­nen. Doch an die­sem Punkt er­kann­te Pr­ei­ner ein grund­sätz­li­ches Pro­blem ge­nea­lo­gi­scher For­schung: Mit stei­gen­der Grö­ße des Da­ten­sat­zes wird des­sen Darstel­lung hoff­nungs­los un­über­sicht­lich. Glück­li­cher­wei­se ist Pr­ei­ner Ex­per­te für Vi­sua­li­sie­rung. Und so mach­te der Mit­ar­bei­ter des In­sti­tuts für Com­pu­ter­gra­fik und Wis­sens­vi­sua­li­sie­rung der TU Graz sein per­sön­li­ches Pro­jekt kur­zer­hand zu ei­nem be­ruf­li­chen. Das Re­sul­tat ist ei­ne völ­lig neue Art der Vi­sua­li­sie­rung ge­nea­lo­gi­scher Da­ten. Im Mai die­ses Jah­res wur­de sie auf der Fach­kon­fe­renz Eu­ro­vis der wis­sen­schaft­li­chen Com­mu­ni­ty prä­sen­tiert.

Der klas­si­sche Stamm­baum

Klas­si­scher­wei­se stellt man der­ar­ti­ge Da­ten als Stamm­baum dar. Die­se Form der Vi­sua­li­sie­rung ist in­tui­tiv, da sie den zeit­li­chen Ver­lauf deut­lich ver­an­schau­licht: Wer im Baum wei­ter oben steht, ist spä­ter ge­bo­ren als dar­un­ter ste­hen­de Per­so­nen. Au­ßer­dem ist leicht er­kenn­bar, wie vie­le Ge­ne­ra­tio­nen zwi­schen zwei Per­so­nen lie­gen. Den­noch ist der Stamm­baum in sei­ner An­wend­bar­keit be­grenzt. Nicht nur des­halb, weil je­des Kind ei­nen neu­en Ast er­for­dert und die Darstel­lung bei kin­der­rei­chen Fa­mi­li­en un­über­sicht­lich wird. „Das Pro­blem beim klas­si­schen Stamm­baum ist, dass er die rea­len Ver­hält­nis­se häu­fig sehr na­iv ver­ein­facht“, sagt Pr­ei­ner. „Wenn man weit in der Zeit zu­rück­geht, stellt man oft fest, dass der ver­meint­li­che Baum gar kein Baum ist.“So fin­den sich bei ge­naue­rer Be­trach­tung in Ah­nen­reih­gen oft zy­kli­sche Ver­bin­dun­gen. Zu­dem gibt es nicht sel­ten kom­ple­xe Qu­er­be­zie­hun­gen zwi­schen Fa­mi­li­en­zwei­gen, die sich im Stamm­baum nicht sinn­voll dar­stel­len las­sen.

Ma­the­ma­tisch ge­spro­chen ist ein Stamm­baum ein Graph, al­so ei­ne Struk­tur, die aus Kno­ten und die­se ver­bin­den­den Kan­ten be­steht. Die Kno­ten re­prä­sen­tie­ren Per­so­nen, wäh­rend die Kan­ten für die El­tern-Kind-Re­la­ti­on ste­hen. Da die­se Re­la­ti­on nicht um­kehr­bar ist, wer­den die Kan­ten als Pfeil dar­ge­stellt, der zum Kind zeigt. Auch Pr­ei­ners neu­er An­satz ba­siert auf die­ser Graph-Struk­tur. Der ers­te Schritt ist al­so, die Da­ten als mög­lichst über­sicht­li­chen Graph dar­zu­stel­len. Da­für gibt es be­währ­te Al­go­rith­men, wel­che die Da­ten au­to­ma­tisch so in ei­ner zwei­di­men­sio­na­len Ebe­ne ver­tei­len, dass die Un­ter­schie­de der ein­zel­nen Kan­ten­län­gen mög­lichst ge­ring sind und es au­ßer­dem mög­lichst we­ni­ge Kan­ten­über­kreu­zun­gen gibt.

Die­se Ver­tei­lung heißt in der Fach­spra­che Lay­out. „Das Haupt­pro­blem ist jetzt, wie man bei ei­nem ge­ge­be­nen Lay­out in­tui­tiv ver­an­schau­li­chen kann, was frü­her und was spä­ter

war“, so Pr­ei­ner. Da­für er­stel­len die Gra­zer For­scher ein so­ge­nann­tes Hö­hen­feld und le­gen es un­ter das Lay­out.

Man kennt das aus to­po­gra­fi­schen Wan­der­kar­ten, in de­nen die Hö­he des je­wei­li­gen Ge­län­des durch Hö­hen­li­ni­en und farb­lich un­ter­schied­li­che Be­rei­che ge­kenn­zeich­net ist. Mög­lich ist das bei ge­nea­lo­gi­schen Da­ten, weil je­der Kno­ten, der ja für ei­ne rea­le, his­to­ri­sche Per­son steht, mit ei­ner Zahl as­so­zi­iert wer­den kann, näm­lich de­ren je­wei­li­gem Ge­burts­jahr. Ent­schei­det man sich bei­spiels­wei­se für ei­ne zeit­li­che Auf­lö­sung von zehn Jah­ren, lie­gen al­le Per­so­nen, die in­ner­halb die­ser De­ka­de ge­bo­ren wur­den in dem­sel­ben, durch zwei Hö­hen­li­ni­en ab­ge­grenz­ten Be­reich. Zur bes­se­ren Über­sicht­lich­keit wer­den die ver­schie­de­nen Hö­hen­be­rei­che zu­sätz­lich durch un­ter­schied­li­che Farb­schat­tie­run­gen mar­kiert. „Wir stel­len al­so die Zeit als Land­schaft dar, die aus den punk­tu­el­len Zeit­in­for­ma­tio­nen an den Kno­ten ge­ne­riert wird“, er­klärt Pr­ei­ner.

Da­mit ist al­ler­dings ein Pro­blem noch nicht ge­löst: Die zeit­li­che In­for­ma­ti­on ist ge­nau ge­nom­men nur in den ein­zel­nen Per­so­nen ge­spei­chert, eben als de­ren Ge­burts­jahr. Die Be­rei­che da­zwi­schen sind un­de­fi­niert. Die Gra­zer Wis­sen­schaf­ter ha­ben des­halb ein Ver­fah­ren ent­wi­ckelt, um die „lee­ren“Be­rei­che zwi­schen den Kno­ten sinn­voll mit Zeit­in­for­ma­tio­nen zu fül­len. Da­für wer­den die Li­ni­en zwi­schen zwei Kno­ten als mo­no­ton stei­gend oder fal­lend ge­zeich­net. Um­gangs­sprach­lich ge­spro­chen sind die Hö­hen­li­ni­en al­so „ge­glät­tet“, es gibt kei­ne plötz­li­chen Ber­ge oder Tä­ler. „Die Grund­idee un­se­res An­sat­zes ist sehr sim­pel, aber in der prak­ti­schen Um­set­zung gab es ei­ni­ge Pro­ble­me zu lö­sen“, so Pr­ei­ner. Wie geht man mit sich kreu­zen­den Kan­ten um, die meh­re­re De­ka­den aus­ein­an­der­lie­gen­de Per­so­nen ver­bin­den? Hier­bei ha­ben sich die For­scher eben­falls ei­ner to­po­gra­fi­schen Ka­te­go­rie be­dient, in die­sem Fall je­ner des Tun­nels: „Wenn ei­ne äl­te­re Kan­te un­ter ei­ner jün­ge­ren Kan­te liegt, dann schüt­ten wir das Ge­län­de auf. So hat die jün­ge­re Kan­te ei­nen ebe­nen Bo­den und die frü­he­re Kan­te wird als Tun­nel dar­un­ter durch­ge­führt.“

Gro­ße Ver­ein­fa­chung

Der Da­ten­satz, mit dem Pr­ei­ner und sei­ne Kol­le­gen ge­ar­bei­tet ha­ben, um­fasst 5000 Per­so­nen aus 1000 Fa­mi­li­en. Der Gra­zer Ge­nea­lo­ge Gerd He­rud hat ihn den Wis­sen­schaf­tern zur Ver­fü­gung ge­stellt. Für Ver­tre­ter die­ser Hilfs­wis­sen­schaft in der Fa­mi­li­en­for­schung bie­tet die neue Vi­sua­li­sie­rungs­form ei­ne gro­ße Ver­ein­fa­chung. Sie er­hal­ten nicht nur ei­nen in­tui­ti­ven Ge­samt­über­blick über ih­re Da­ten. Sie kön­nen au­ßer­dem Teil­clus­ter von be­son­de­rer Re­le­vanz so­fort lo­ka­li­sie­ren. Man den­ke nur an iso­lier­te Be­rei­che, bei de­nen es noch kei­ne, oder erst we­ni­ge Kan­ten gibt, weil die fa­mi­liä­ren Be­zie­hun­gen noch nicht auf­ge­klärt sind. Ge­nea­lo­gen kom­men da­durch we­sent­lich schnel­ler mit der Er­stel­lung von Ah­nen­rei­hen vor­an.

Fein ver­äs­telt wie Wan­der­kar­ten: die Fa­mi­li­en­stamm­bäu­me der TU Graz.

Ab­bild des di­rek­ten Ah­nen­bau­mes von Ma­rie-An­toi­net­te, Toch­ter von Ma­ria The­re­sia von Habs­burg.

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