LBS移动导航地图的空间认知研究.pdf

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·3·地矿测绘2013，29(3)：3—5CN53—1124／TDISSN1007—9394SurveyingandMappingofGeologyandMinerMResourcesLBS移动导航地图的空间认知研究张晓楠，江南，冯长强，张晶(信息工程大学地理空间信息学院，河南郑州450052)摘要：阐述LBS移动导航地图的概念及其特点，分析LBS移动导航地图的服务模式，以地图空间认知理论为指导，提出LBS移动导航地图的空间认知模型，从使用环境、内容选取、可视化表达、可用性等4个方面详细分析LBS移动导航地图的空间认知特性。最后，探讨LBS移动导航地图的认知设计原则，对新技术条件下的地图认知理论进行补充完善的尝试。关键词：LBS；移动导航地图；地图服务；空间认知中图分类号：P208文献标识码：A文章编号：1007—9394(2013)03—0003—03ResearchonSpatialCognitionofLBSMobileNavigationMapZHANGXiao—nan，JIANGNan，FENGChang—qiang，ZHANGJing(InstituteofGeographicSpaceInformation，ThePL4InformationEngineeringUniveniq，Zhengzhouttenan450052，China)Abstract：Firstly，theconceptandcharacteristicsofLBSmobilenavigationmapareelaborated，andtheservicemodeisanalyzed．Secondly，withtheguidanceofmapspatialcognitiontheory，thespatialcognitionmodelofLBSmobilenavigationmapisproposed．Thenthespatialcognitioncharacteristicsareanalyzedindetailfromfouraspectsincludingtheuseenvironment，contentsection，visualexpressionandusabilityandSOon．Finally，thecognitionprinciplesaredis—cussedasanattemptforsupplementtomapcognitivetheoryunderthenewtechnicalconditions．Keywords：LBS(1ocationbasedservice)；mobilenavigationmap；mapservice；spatialcognition过程是怎样的，设计上应遵循哪些特定的原则，就成为了当前急0引言需解决的关键问题。本文从普通用户的角度出发，对以上问题近年来，随着无线通信技术的迅猛发展，智能手机、PDA、Wi进行了探讨并给出结论。—Fi终端等移动设备的广泛普及，移动位置服务(Location1LBS移动导航地图BasedService，LBS)应用逐渐成为了现代信息服务业新的亮点。LBS是一门新兴的技术，它是指通过电信移动运营商的网络获1．1LBS移动导航地图的概念取移动终端用户的位置信息，在电子地图平台的支持下，为用户作为电子地图的一种全新的应用模式，移动导航地图最早提供相应信息服务的一种增值业务⋯。早期的LBS主要应用出现于地图应用领域，是指在移动定位技术支持下以提供导航于紧急情况下的快速定位以实施救援，如美国的E911系统和欧服务为目的的电子地图系统，它是计算机地图制图技术、地理信洲的El12系统J。现今的LBS则广泛应用于工业、医疗、科息系统技术、嵌入式技术、通信技术、移动定位技术综合应用的研、交通等日常生活的各个领域，如车辆导航系统、物流监控系产物。本文研究的对象LBS移动导航地图，更加注重于位置统、商场导购系统等。LBS呈现给用户的表现形式多种多样，其服务与地理信息可视化的集成，包括各种移动导航地图(车载、中移动导航地图以其直观、内容丰富、使用便捷的特点成为了最船载、机载等)，以及各种基于移动通信设备的电子地图(手机主要和最常用的应用模式。但是，目前的LBS移动导航地图仍地图、PDA地图等)，可以看作是基于位置的地图服务。LBS移沿袭常规大屏幕电子地图的设计原则，很少考虑到LBS实际的动导航地图依据分析用户需求，规划不同的服务类别，制定相应应用需求，这不但加重了用户的认知负担，还在一定程度上限制的服务内容以实施移动导航地图服务，使得不同的用户得到个了移动导航地图的应用与发展，阻碍了LBS的普及化与大众性化的服务。化。随着人们对空间认知的需求越来越大，弄清楚用户到底是1．2LBS移动导航地图的特点如何使用LBS移动导航地图的，以及LBS移动导航地图的认知同传统的电子地图相比，LBS移动导航地图具有以下几个}收稿日期：2013—03—31基金项目：载负量约束下的导航电子地图内容主动表达(41271450) ·d·地矿测绘2013年9月突出的特点：置以后，向用户反馈指定的相关服务信息，具体服务内容由移动1)具有广泛的用户群，可读性高。相对于普通的电子地定位服务中心提供。具体服务模式，如图1所示。图，LBS移动导航地图的用户群体更加广泛，但大多面向普通的地图用户(包括儿童、老人、残疾人等)，具有专业地图知识的人中心数据不多，尤其在移动的环境下。LBS移动导航地图在设计上强调、、—————／用户的中心地位，操作便捷，容易被其用户群阅读、理解和使用。2)提供个性化的服务，交互性强。LBS移动导航地图能够移根据用户的不同需求，提供不同类别的服务内容，包括用户定位动圉／丽岿一定信息的显示，目的地相对位置的查询，最优路径的辅助选取，沿位途特定区域的显示与查询，自动导航提示等。用户通过有选择丝塑基服务性地显示地图要素，改变其显示方式，如放大、缩小、漫游、改变用户。＼中心色彩、线型等，进行有条件的查询、分析等操作，建立与地图和现实世界的交互，完成现实地理空间的认知。图1LBS移动导航地图服务模式3)突出关键的认知信息，可用性好。LBS移动导航地图采Fig．1ServicemodeofLBSmobilenavigationmap取高度综合的方式，只显示关键的认知信息，对于与用户相关性不大或不相关的信息简化显示或不显示。比如，在保证图面各2LBS移动导航地图的空间认知特性分析要素拓扑关系正确的前提下，对道路进行一些简化处理，放宽对2．1LBS移动导航地图的空间认知模型道路的长度、角度、弯曲形状等要求，这样能够增强其可用性，有地图既是人类空间认知的结果，又是人类空间认知的工助于关键信息的表达与传输，大大减轻用户的认知负担。具J。LBS移动导航地图最大的作用在于其能够帮助用户在移1．3LBS移动导航地图的服务模式动条件下熟悉周边的地理环境，为用户提供与位置相关的服务在LBS移动导航地图的服务模式中，用户不仅是信息的发信息。从这一点来看，它承载信息，帮助人们进行空间认知的作起者，还是信息的接受者；LBS移动导航地图则作为信息的中继用与传统电子地图的作用是一致的。然而，它移动的使用环境，者参与信息的传输。用户确定自身的服务需求后，通过移动定不同的承受载体，多图幅、单任务的应用模式，决定了其在空间位终端发送位置服务申请，请求移动定位服务中心响应。申请认知功能上具有自身的特殊性。通过对LBS移动导航地图特通过通信网关后，用户开始基于位置的互动，同时允许服务中心点和服务模式的分析，本文提出了LBS移动导航地图的空间认发布自身的位置信息，并提供查询。待服务中心确定用户的位知模型，如图2所示。图2LBS移动导航地图的空间认知模型Fig．2Spmi~cognitionmodelofLBSmobilenavigationmap从普通用户的角度出发，可以得知LBS移动导航地图的认认知客观世界的目的。知过程：地图制图者根据自身的知识背景和对现实世界的认识，从本质上来说，空间认知的过程可以理解为空间信息传输抽象概括以用户为中心的地理数据，提供用户接口，即LBS移中加工的过程J。从以上LBS移动导航地图的空间认知模型动导航地图，它支持用户请求的反馈并实时为用户提供所需的可以看出，在LBS用户空间认知的过程中，外部环境的影响、移位置服务。地图使用者即LBS移动导航地图的用户首先根据动速度的快慢、终端设备性能的好坏以及LBS移动导航地图的自己的任务需求观察他希望得到的地理信息，并在头脑中形成设计等因素都直接影响空间认知的过程，下面分别进行阐述。初步的心象地图。然后，由于终端设备的限制和移动速度的影2．2LBS移动导航地图使用环境对空间认知的影响响，用户会对初步形成的心象地图进行判断，当符合自己已有的LBS移动导航地图使用环境的特殊性，给用户的空间认知知识时，就形成加强的心象地图。最后，结合外部环境和地图本过程带来了影响。内部环境来说，移动终端设备的硬件资源有身的设计，用户按照加强的心象地图对涉及到的地理信息进行限(内存和计算能力等)，屏幕尺寸较小，分辨率较低，信息的载再次扫描，确认无误后，形成最终的心象地图，放人大脑中，达到负量低，在一定程度上限制了用户对空间信息的获取。外部环 第29卷第3期张晓楠，江南，冯长强，张晶：LBS移动导航地图的空间认知研究·5·境来讲，移动速度使得用户所处环境改变的速度不尽相同，容易人性化的要求较高。针对用户的不同需求，其操作界面的设计造成用户接收信息的速度与用户的移动速度不一致，从而影响既不能过多地占用屏幕空间，又要方便用户的实时调用。可以用户获取和使用空问信息。再者，移动状态下，用户行为多态性设计一些弹出式菜单，也可以设定一些简单易懂的快捷键、工具的特点(驾车、避让行人、观察交通标识等)造成了用户注意力条等。总之，在对界面的各个构成要素进行组合时，要注意它们难以集中，而只能专注于与其任务相关的信息，影响对所处环境之间的轻重、大小、多少等对比因素，加强视觉力度，做到简洁却的空间认知。又不失界面的整体吸引力。2．3LBS移动导航地图内容选取对空间认知的影响3．3分析功能要实用认知心理学的研究成果和现实生活经验表明。。』，对寻路LBS移动导航地图经常要为用户提供类似于路径分析的位或导航过程有空间认知价值的地理信息是路线经过的每一路段置服务，以帮助用户进行辅助决策，通常包括跟踪导航、最优路的名字、拐弯点的数据资料以及沿途的路标资料，而路段长度、径选取、以及根据已知信息进行与位置相关的查询分析等。这角度和形状等几何数据对移动用户导航并不重要。因此，LBS些分析功能不一定很复杂，但是必须要实用。比如，提供以用户移动导航地图在内容选取上至关重要，必须体现出以用户为中为中心的周边3km之内的酒店信息等，查询分析结果不仅要准心的服务理念，尤其需要表现用户关心的经过路段的名称以及确及时，还要求以醒目突出的显示方式给用户以提示，满足对用路段相互间的拓扑关系。这样才能在局限的使用环境下详细反映户的实用价值。出用户所处环境的结构特点，增强用户的视觉感受和认知效果。3．4信息传输要高效2．4LBS移动导航地图可视化表达对空间认知的影响移动状态下，用户对地图的浏览时间是有限的，这就要求通LBS移动导航地图在可视化表达方面，其视觉变量的选择过LBS移动导航地图能够迅速地获取当前位置和周围地理环和使用尤为关键。受到使用环境的制约，对于符号化的过程来境的特点。因此，LBS移动导航地图的设计必须采用更加丰富说，色彩这一视觉变量的运用相对于形状、尺寸等其他变量更显的表现手法(音频、开窗显示等)，突出强调的地理目标，给用户重要。设计上，色相的使用数量不宜过多，以免妨碍用户对主要留下深刻的印象。此外，LBS移动导航地图应能够实时根据用信息的把握，应多采用纯色来区分地图要素的不同层次，突出重户当前位置更新地图显示内容，并以较大比例尺进行显示，满足点要素。视觉效果上，必须清晰简洁，给用户以直观的感受。此处理和显示数据的效率要求，达到服务信息高效传输的目的。外，一些感知变量的有效利用，例如采用音频的方式返回用4结束语户查询分析的结果，更具人性化的同时，还可以加强地图显示与用户认知的一致性。LBS移动导航地图作为一种全新的电子地图应用模式，其2．5LBS移动导航地图可用性对空间认知的影响应用的理论与技术研究还有待深入。要真正地享受它所带来的在LBS移动导航地图的使用过程中，用户最希望得到的是随时随地的位置服务，必须重视LBS移动导航地图的空间认知以自己为中心的位置及信息服务，从而支持或指导用户完成与理论研究。本文提出LBS移动导航地图的空间认知模型，用以移动目的有关的任务。也就是说，LBS移动导航地图必须提指导LBS移动导航地图的设计，是新技术条件下对地图认知理供易交互的可视化环境，它要能够根据用户位置的实时变化，准论进行补充完善的一种尝试。确地提供用户的定位和定向，并且符合用户的思维认知习惯。比如定向中要么保持地图的上北下南左西右东，要么保持与用[参考文献]户的行进方向一致。定位中不应该是提供准确的经纬坐标，而[1]胡海波．基于LBS的移动政务个性化信息服务[J]．信息资源管理应该提供有具体含义的地址。此外，地图界面的设计及操作风学报，2012(2)：75—79．格，应该适合不同用户的特点，让用户能够更加自由地选择需要[2]周傲英，杨彬，金澈清，等．基于位置的服务：架构与进展[J]．计算的服务，提高用户的满意度。机学报，2011，34(7)：1155—1171．[3]龙毅，温永宁，盛业华．电子地图学[M]．北京：科学出版社，2006：3LBS移动导航地图的认知设计原则149—198．[4]王家耀，陈毓芬．理论地图学[M]．北京：解放军出版社，2000：145LBS移动导航地图的设计应该从人脑中心向地图的建立和—185．用户的思维过程出发，使得设计更易被用户接受和理解，更易满[5]宋龙，夏青，李之歆．移动电子地图空间认知与信息传输的研究足具体需求，更易提供多样的基于位置的地图服务。以地图空[J]．地理信息世界，2011，9(3)：38—40．间认知理论为指导，在分析前述影响LBS移动导航地图空间认[6]陈毓芬．地图空间认知理论的研究[D]．郑州：中国人民解放军信知不同因素的基础上，本文认为LBS移动导航地图的认知设计息工程大学，2000：46—80．原则应该有如下几点：[7]MDenis．Thedescriptionofmutes：Acognitiveapproachtotheproduc—3．1显示效果要清晰tionofspatialdiscourse[J]．CahiersdePsychologicCognitive，1997，地图的显示效果取决于地图内容的选取和表达两方面。针16(4)：409—458．对LBS移动导航地图，在内容选取方面，要注意简明扼要，只选[8]江南，聂斌，曹亚妮．动画地图中感知变量初探[J]．地理信息世取与定位导航相关的地理要素。通常选取道路、居民地、地名要界，2009，7(4)：29—32．素等，次要或不表示水系、植被和地形特征要素。在要素表示的[9]高博，万方杰，宋国民，等．基于位置服务的空间信息传输模型详细程度上，以适合应用需求为佳。在内容表达方面，选取适宜[J]．测绘科学技术学报，2009，26(1)：12一l4．的可视化方法，一般以简单形象的符号系统为主，符号设计不能太复杂，色彩选择不宜过多，但要求对比强烈，显示效果明显。作者简介：张晓楠(1986一)，男，甘肃兰州人，博士研究生。3．2操作界面要简洁现主要从事GIS的研究与开发方面的工作。LBS移动导航地图大多具有特定的使用目的，对可用性和