劉 斐 楊璐嘉 陳韻卿 王 正

（華東師范大學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)院，上海 200062）

0 引言

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航地圖已經(jīng)成為人們獲取空間地理信息的重要媒介。隨著導(dǎo)航地圖使用人群和應(yīng)用場(chǎng)景的日趨多元化，導(dǎo)航地圖的使用需求也在不斷地提高，以終點(diǎn)導(dǎo)航為目的的簡(jiǎn)單需求正逐步向建立有效空間認(rèn)知，追求情境體驗(yàn)的復(fù)雜需求層面轉(zhuǎn)化。當(dāng)前旅游出行導(dǎo)航主要選擇使用百度、高德、騰訊、搜狗等綜合類導(dǎo)航地圖，其時(shí)效性強(qiáng)，信息集成度高，已逐步發(fā)展成為以地理信息為基礎(chǔ)，整合多種服務(wù)資源的綜合平臺(tái)?，F(xiàn)有導(dǎo)航地圖強(qiáng)調(diào)了關(guān)于決策點(diǎn)的轉(zhuǎn)向行動(dòng)的明確信息，卻忽略了對(duì)環(huán)境整體空間信息的合理可視化設(shè)計(jì)（Münzer et al.，2012），尤其是在旅游出行這一特定情境導(dǎo)航過(guò)程中，對(duì)以旅游導(dǎo)航地圖為工具的地理空間認(rèn)知過(guò)程的關(guān)注還比較少（張本昀等，2006），具有針對(duì)性的導(dǎo)航交互設(shè)計(jì)研究與開發(fā)還顯不足。

空間認(rèn)知來(lái)源于認(rèn)知心理學(xué)，被認(rèn)為是個(gè)體獲取、加工、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)換、應(yīng)用及交流信息的過(guò)程（加洛蒂，2005），1948 年心理學(xué)家Tolman（1948）首次提出“cognitive maps”的概念；直到20世紀(jì)60年代，Lynch（1960）提出空間認(rèn)知五要素，空間認(rèn)知從此進(jìn)入地理學(xué)研究領(lǐng)域。地圖作為空間認(rèn)知的媒介，到20世紀(jì)70年代才受到廣泛關(guān)注，研究涉及地圖的符號(hào)和要素對(duì)認(rèn)知的影響（Dent，1972），地圖的不同參照系表征方式對(duì)認(rèn)知的影響（Wickens et al.，1994），地圖學(xué)習(xí)的過(guò)程對(duì)認(rèn)知的影響（Lloyd，1994），個(gè)體差異對(duì)地圖認(rèn)知的影響（Fontaine，2001）等。20世紀(jì)90年代，高俊院士率先在國(guó)內(nèi)開展地圖空間認(rèn)知研究，提出了地圖空間認(rèn)知理論（高俊等，1991）。2001 年王家耀和陳毓芬在《理論地圖學(xué)》一書中闡述了地圖空間認(rèn)知的基本過(guò)程，即感知過(guò)程、表象過(guò)程、記憶過(guò)程和思維過(guò)程（王家耀等，2001）。21 世紀(jì)隨著旅游業(yè)的興起，旅游者空間認(rèn)知地圖開始受到關(guān)注，馬耀峰等（2008）首次對(duì)旅游者地理空間認(rèn)知模式進(jìn)行研究，探討了旅游者空間認(rèn)知的基本過(guò)程（馬耀峰等，2008）。彼時(shí)相關(guān)研究不僅涉及旅游者空間認(rèn)知模式和過(guò)程（楊瑾等，2012），還包括認(rèn)知地圖對(duì)旅游決策的影響（白凱等，2008），旅游地圖符號(hào)設(shè)計(jì)與認(rèn)知（何光旭等，2004；韓用順等，2006）等。當(dāng)前基于空間認(rèn)知理論的旅游地圖設(shè)計(jì)研究多集中于以提高導(dǎo)航效率為目的的地圖符號(hào)化、視覺化元素設(shè)計(jì)，包括符號(hào)類型、形狀、顏色等（Mersey，1990；Aretz，1991；韓用順 等，2006；王銳君 等，2009；鄧毅博 等，2013），較少涉及導(dǎo)航中整體空間信息的獲取過(guò)程。錨點(diǎn)作為理解空間地理信息的重要元素（戈列奇，2013），在旅游地圖中如何影響使用者空間認(rèn)知過(guò)程的相關(guān)研究還很少。參照系作為空間信息的表征方式，影響空間認(rèn)知過(guò)程（克里斯托弗，2014），參照系與錨點(diǎn)的交互作用對(duì)使用者空間認(rèn)知過(guò)程的影響情況還有待研究。本文選擇旅游出行導(dǎo)航場(chǎng)景，以錨點(diǎn)和參照系為自變量，討論錨點(diǎn)和參照系及他們的交互作用對(duì)使用者空間認(rèn)知過(guò)程產(chǎn)生的影響。

旅游導(dǎo)航地圖需要根據(jù)旅游者導(dǎo)游、導(dǎo)餐、導(dǎo)住、導(dǎo)行、導(dǎo)購(gòu)等不同的目的需求，通過(guò)突出制圖區(qū)域旅游要素，將旅游點(diǎn)分布、旅游設(shè)施分布等地理空間信息，交通情況、服務(wù)項(xiàng)目信息等予以呈現(xiàn)（吳增紅等，2007）。這些在現(xiàn)有導(dǎo)航地圖中正逐步得到完善，但除了以上信息層面的獲得需求外，導(dǎo)航過(guò)程對(duì)景區(qū)空間認(rèn)知狀態(tài)影響也是旅游者高質(zhì)量旅游體驗(yàn)的重要組成部分，這在現(xiàn)有的導(dǎo)航地圖設(shè)計(jì)中還沒有得到足夠的關(guān)注。空間認(rèn)知是人們對(duì)空間中事物位置、存在形式、空間關(guān)系、變化方式等認(rèn)識(shí)的過(guò)程（王銳君等，2009）。Michael（1957）等將空間認(rèn)知能力分為：空間視覺化能力和空間定向能力。Thurstone（1979）將空間認(rèn)知能力分為不同角度辨認(rèn)對(duì)象的能力、想象對(duì)象運(yùn)動(dòng)變化的能力、觀察者與空間物體相對(duì)關(guān)系的判斷力等?？臻g想象、心理旋轉(zhuǎn)、空間定向等能力及其實(shí)踐完成度是空間認(rèn)知過(guò)程重要的評(píng)價(jià)角度。導(dǎo)航地圖是將人、地理環(huán)境、地圖數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)信息等進(jìn)行整合，通過(guò)多元交互通道讓使用者獲得目標(biāo)信息，并與實(shí)地空間環(huán)境參照對(duì)比、適應(yīng)調(diào)整，完成空間信息的認(rèn)知（李婭，2015）。

研究者發(fā)現(xiàn)，掌握空間地標(biāo)知識(shí)、路線知識(shí)、全景知識(shí)等有助于優(yōu)化導(dǎo)航和理解空間特征（Thorndyke et al.，1982）。戈列奇（2013）認(rèn)為空間認(rèn)知是一個(gè)分階段、分層次的過(guò)程，人們會(huì)捕捉空間中重要地標(biāo)等認(rèn)知標(biāo)志即錨點(diǎn)，并連接主要的錨點(diǎn)，當(dāng)錨點(diǎn)間沿著路徑相互作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生溢出或擴(kuò)散效應(yīng)，形成鄰里、社區(qū)、區(qū)域及其他地區(qū)概念，進(jìn)而增強(qiáng)個(gè)體的環(huán)境意象。錨點(diǎn)能夠有效構(gòu)建地理空間區(qū)域特征，這為導(dǎo)航地圖如何精簡(jiǎn)、分層、漸進(jìn)呈現(xiàn)復(fù)雜地理信息提供了很好的啟示。然而將錨點(diǎn)設(shè)置在動(dòng)態(tài)導(dǎo)航地圖中，以局部地圖呈現(xiàn)的方式動(dòng)態(tài)顯示在移動(dòng)終端的屏幕上，是否具有增強(qiáng)環(huán)境空間認(rèn)知的效果，目前相關(guān)研究較少（陶偉等，2020）。動(dòng)態(tài)導(dǎo)航過(guò)程中影響導(dǎo)航效果的因素綜合復(fù)雜，會(huì)隨著信息獲取目的的變化產(chǎn)生較大差異。本文選擇錨點(diǎn)作為條件變量之一，嘗試討論旅游導(dǎo)航地圖動(dòng)態(tài)導(dǎo)航過(guò)程中有無(wú)錨點(diǎn)設(shè)置對(duì)地理空間想象、認(rèn)知效率、體驗(yàn)狀態(tài)的綜合影響。

參照系的選擇是導(dǎo)航過(guò)程中另一個(gè)影響空間認(rèn)知效率的重要因素。參照系一般被分為自我參照系（ego-referenced frame）和環(huán)境參照系（world referenced frame），即相對(duì)參照系和絕對(duì)參照系。當(dāng)參照系一致時(shí)有助于提高工作績(jī)效；當(dāng)參照系不一致時(shí)則需要進(jìn)行參照系轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生心理旋轉(zhuǎn)從而增加認(rèn)知負(fù)荷（克里斯托弗，2014），但隨著信息獲取目的的變化，心理旋轉(zhuǎn)的作用也會(huì)不同，并影響整個(gè)導(dǎo)航過(guò)程的空間認(rèn)知。本文將參照系作為條件變量之一，分別在有錨點(diǎn)設(shè)置和無(wú)錨點(diǎn)設(shè)置的情況下，嘗試分析使用者在不同參照系條件下的地理空間心理模型（克里斯托弗，2014）特征，分析錨點(diǎn)與參照系的交互效應(yīng)，討論參照系對(duì)空間想象、心理旋轉(zhuǎn)、空間定向等空間認(rèn)知過(guò)程的影響。

本文將采用眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)與問(wèn)卷、測(cè)試、訪談相結(jié)合的方式，根據(jù)相關(guān)的研究（張本昀等，2006），通過(guò)注視時(shí)長(zhǎng)、注視次數(shù)、視點(diǎn)熱力圖等眼動(dòng)數(shù)據(jù)與測(cè)試準(zhǔn)確率、默繪情況、訪談相結(jié)合進(jìn)行分析，判斷錨點(diǎn)和參照系在不同條件下對(duì)空間認(rèn)知過(guò)程中信息注意與加工的影響，進(jìn)而歸納出提高旅游導(dǎo)航地圖空間認(rèn)知體驗(yàn)的有效途徑。

1 研究思路

影響地理空間認(rèn)知的因素包括：地形、距離、轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)量、交叉點(diǎn)數(shù)量、地點(diǎn)規(guī)模、地點(diǎn)結(jié)構(gòu)、標(biāo)志物數(shù)量、旅行距離、交通流量、旅行模式、旅行時(shí)間等因素（顧漸萍等，2019）。本次實(shí)驗(yàn)提取上海田子坊景區(qū)某路段的距離特征、轉(zhuǎn)折點(diǎn)特征、地點(diǎn)特征、標(biāo)志物特征等一般性基礎(chǔ)環(huán)境要素繪制了虛擬導(dǎo)航地圖。其中按照地圖局部區(qū)域動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)順序，依次在轉(zhuǎn)折點(diǎn)處、轉(zhuǎn)彎處、區(qū)域中心、標(biāo)志物處設(shè)置錨點(diǎn)，將重要空間信息以錨點(diǎn)形式進(jìn)行標(biāo)注，凸顯空間標(biāo)志性信息。導(dǎo)航地圖按照有無(wú)錨點(diǎn)和參照系不同共設(shè)有4 種動(dòng)態(tài)導(dǎo)航模式，根據(jù)導(dǎo)航地圖制作了相應(yīng)導(dǎo)航模擬動(dòng)畫，被試在隨機(jī)分配的實(shí)驗(yàn)條件下觀看導(dǎo)航動(dòng)畫，完成模擬導(dǎo)航過(guò)程。

本次眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)中將導(dǎo)航路線設(shè)定為興趣區(qū)，將注視次數(shù)和注視時(shí)間等數(shù)據(jù)指標(biāo)與線路理解情況對(duì)照，分析不同實(shí)驗(yàn)條件下人們對(duì)路線信息的加工特征。注視時(shí)間和注視次數(shù)（包括回視）是興趣區(qū)持續(xù)注意的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)（丁錦紅等，2000），能夠反映被試對(duì)相關(guān)信息的加工情況。工作記憶決定著導(dǎo)航過(guò)程中路線等空間知識(shí)學(xué)習(xí)的有效性（Munzer et al.，2012），選擇性持續(xù)注意是空間工作記憶中信息復(fù)述的主要機(jī)制，復(fù)述是工作記憶轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)時(shí)記憶的重要環(huán)節(jié)（張明等，2007），因此實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)測(cè)量被試持續(xù)性注意情況，來(lái)反映被試對(duì)地圖相關(guān)信息的掌握情況。

被試在完成眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)后需完成一份測(cè)試題目，以檢測(cè)在不同實(shí)驗(yàn)條件下被試的空間認(rèn)知情況。常見的空間定向能力測(cè)試任務(wù)包括：路標(biāo)路線記憶、方向指認(rèn)、地圖繪制、距離估計(jì)、路線描述、路線反轉(zhuǎn)等（Coluccia et al.，2004）。本實(shí)驗(yàn)依此編制了測(cè)試題目，在測(cè)試后將被試正確率、注視時(shí)間、注視次數(shù)、默繪情況及自我評(píng)估等（高雪原等，2016）評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析。

實(shí)驗(yàn)的默繪部分能夠較全面、直觀地反映出被試環(huán)境心理模型（克里斯托弗，2014）建立情況，即對(duì)空間的理解情況。本實(shí)驗(yàn)對(duì)默繪題目進(jìn)行了專家打分，對(duì)每位被試的默繪圖分別從路標(biāo)路線記憶、方向掌握、距離掌握、全局掌握4 個(gè)角度進(jìn)行打分（Coluccia et al.，2004），進(jìn)而分析有無(wú)錨點(diǎn)和不同參照系條件下被試認(rèn)知過(guò)程特征。

2 實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)方案

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本次實(shí)驗(yàn)采用2×2 被試間設(shè)計(jì)，自變量錨點(diǎn)兩個(gè)水平分別為：有設(shè)置錨點(diǎn)、無(wú)設(shè)置錨點(diǎn)。

自變量空間參照系兩個(gè)水平分別為：絕對(duì)參照系、相對(duì)參照系。將40 名被試隨機(jī)分配到4 個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)條件下，每種水平下保證有10 名被試。采用眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)方法和傳統(tǒng)定性方法相結(jié)合的方式，通過(guò)眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行定量化數(shù)據(jù)采集，其后通過(guò)測(cè)試問(wèn)卷了解被試對(duì)空間信息的掌握情況，基于眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)試準(zhǔn)確率，綜合分析得出結(jié)論。

2.2 參與者與測(cè)試工具

本實(shí)驗(yàn)選擇40名被試進(jìn)行眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)，均為在讀碩士研究生，男女比例1∶1。并且要求其裸眼或矯正視力均達(dá)到1.0以上正常水平，無(wú)色盲、色弱，未參加過(guò)類似眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)使用Tobii Pro Nano 眼動(dòng)儀，采樣頻率60赫茲。顯示器采用戴爾臺(tái)式計(jì)算機(jī)，23 英寸，分辨率為1920×1080 像素，Windows 10 操作系統(tǒng)。使用ADOBE AFTER EFFECTS CS4與ADOBE PHOTOSHOP CC 軟件繪制地圖和導(dǎo)航視頻材料。

2.3 實(shí)驗(yàn)材料制作

實(shí)驗(yàn)選取上海田子坊1 公里范圍內(nèi)區(qū)塊地圖作為依據(jù)，設(shè)計(jì)出本次實(shí)驗(yàn)的地圖文本，根據(jù)路況復(fù)雜程度進(jìn)行了一定的簡(jiǎn)化，保留了基本路線特征。該導(dǎo)航路線將距離特征、轉(zhuǎn)折點(diǎn)特征、地點(diǎn)特征、標(biāo)志物特征等要素作為本次實(shí)驗(yàn)的主要關(guān)注點(diǎn)，并將相關(guān)信息標(biāo)識(shí)為相應(yīng)的錨點(diǎn)和路徑信息（見圖1）。實(shí)驗(yàn)依據(jù)導(dǎo)航路線變化特征選取標(biāo)志性節(jié)點(diǎn)設(shè)置錨點(diǎn)，如圖2 所示，使用AE 軟件制作出模擬電子地圖導(dǎo)航過(guò)程視頻。圖3和圖4顯示了在相對(duì)參照系中，保持前進(jìn)方向與使用者一致情況下，有無(wú)錨點(diǎn)地圖的動(dòng)態(tài)導(dǎo)航狀態(tài)；圖5和圖6則顯示了在絕對(duì)參照系中，保持絕對(duì)參考方向不變情況下，有無(wú)錨點(diǎn)地圖的動(dòng)態(tài)導(dǎo)航狀態(tài)。

圖1 上海田子坊1公里范圍內(nèi)區(qū)塊地圖

圖2 導(dǎo)航地圖設(shè)計(jì)

圖3 相對(duì)參照系+無(wú)錨點(diǎn)導(dǎo)航動(dòng)態(tài)演示

圖4 相對(duì)參照系+有錨點(diǎn)導(dǎo)航動(dòng)態(tài)演示

圖5 絕對(duì)參照系+無(wú)錨點(diǎn)導(dǎo)航動(dòng)態(tài)演示

圖6 絕對(duì)參照系+有錨點(diǎn)導(dǎo)航動(dòng)態(tài)演示

2.4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

使用眼動(dòng)儀記錄被試觀看不同導(dǎo)航動(dòng)態(tài)地圖材料時(shí)的眼動(dòng)軌跡，通過(guò)分析熱力圖和注視點(diǎn)圖，結(jié)合被試觀看不同地圖后的測(cè)試結(jié)果，綜合分析被試使用不同地圖的空間認(rèn)知和體驗(yàn)情況，從而得出錨點(diǎn)的設(shè)置和空間參照系的不同對(duì)被試空間認(rèn)知過(guò)程的影響差異。

首先主試向被試介紹眼動(dòng)儀的原理和注意事項(xiàng)，校準(zhǔn)完成后開始正式實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)任務(wù)包括：（1）觀看相應(yīng)地圖導(dǎo)航模擬視頻；（2）回憶與重現(xiàn)任務(wù)，即回憶觀看的視頻，重現(xiàn)視頻中相關(guān)空間信息；（3）回答問(wèn)題，完成一份與導(dǎo)航地圖相關(guān)的測(cè)試。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 試卷正確率分析

在實(shí)驗(yàn)中，試卷是根據(jù)地圖的空間特征和信息進(jìn)行編寫的，目的是考察被試的空間信息掌握準(zhǔn)確率，反映被試對(duì)于地圖的記憶及空間心理模型建立情況，對(duì)正確率的研究有助于判斷在不同條件下錨點(diǎn)和參照系對(duì)被試地圖記憶和空間認(rèn)知的影響。以錨點(diǎn)和參照系為自變量，試卷正確率為因變量，檢驗(yàn)自變量對(duì)因變量的影響。測(cè)試結(jié)果的描述性統(tǒng)計(jì)如表1 所示。從表1 可以看出有錨點(diǎn)的導(dǎo)航地圖試卷正確率更高，同時(shí)絕對(duì)參照系條件下的試卷正確率更高，說(shuō)明設(shè)置錨點(diǎn)和絕對(duì)參照系有利于提高被試試卷正確率，但對(duì)試卷正確率的影響是否達(dá)到顯著，需要通過(guò)方差分析進(jìn)行驗(yàn)證，雙因素方差分析結(jié)果如表2所示?？梢钥闯觯^點(diǎn)對(duì)試卷正確率影響顯著（F=38.035，p＜0.05），空間參照系對(duì)試卷正確率影響顯著（F=10.176，p＜0.05），錨點(diǎn)與空間參照系對(duì)試卷正確率的交互作用顯著（F=7.643，p＜0.05）。為進(jìn)一步分析錨點(diǎn)和空間參照系產(chǎn)生的交互效應(yīng)如何影響試卷正確率。做簡(jiǎn)單效應(yīng)分析（見表3）發(fā)現(xiàn)，錨點(diǎn)在任一參照系水平上差異都很顯著，而參照系只有在有錨點(diǎn)條件水平下差異顯著。說(shuō)明設(shè)置錨點(diǎn)有利于提升被試正確率，絕對(duì)參照系只有在有錨點(diǎn)條件下有助于提升被試正確率。這一結(jié)果說(shuō)明錨點(diǎn)有助于被試認(rèn)知和記憶地圖；在有錨點(diǎn)條件下，絕對(duì)參照系呈現(xiàn)的地圖更有利于被試對(duì)地圖的認(rèn)知和記憶。

表1 各種測(cè)試條件下正確率結(jié)果描述性統(tǒng)計(jì)

表2 各種測(cè)試條件下正確率雙因素方差分析結(jié)果

表3 錨點(diǎn)和參照系簡(jiǎn)單效應(yīng)分析之成對(duì)比較

3.2 AOI注視持續(xù)時(shí)間與AOI注視次數(shù)

注視一個(gè)興趣區(qū)的持續(xù)時(shí)間是指從進(jìn)入一個(gè)區(qū)域到退出該區(qū)域的時(shí)間總和，注視次數(shù)即興趣區(qū)的被注視次數(shù)，AOI 注視持續(xù)時(shí)間和AOI 注視次數(shù)都能作為興趣程度和心理加工程度的測(cè)量指標(biāo)，本實(shí)驗(yàn)將路線區(qū)域作為興趣區(qū)，以AOI注視持續(xù)時(shí)間和AOI注視次數(shù)為測(cè)量指標(biāo)，探究被試對(duì)路線區(qū)域的注意和加工情況。

3.2.1 AOI注視持續(xù)時(shí)間

以錨點(diǎn)和參照系為自變量，AOI注視持續(xù)時(shí)間為因變量，檢驗(yàn)自變量對(duì)因變量的影響，測(cè)試結(jié)果如表4所示。可以看出，有錨點(diǎn)實(shí)驗(yàn)條件下的興趣區(qū)注視總時(shí)間高于無(wú)錨點(diǎn)實(shí)驗(yàn)條件下的興趣區(qū)注視總時(shí)間，絕對(duì)參照系和相對(duì)參照系下興趣區(qū)的注視持續(xù)時(shí)間差異不大。進(jìn)一步采用雙因素方差分析檢驗(yàn)錨點(diǎn)和參照系對(duì)AOI注視持續(xù)時(shí)間影響是否達(dá)到顯著水平（見表5）。從表5可以看出，錨點(diǎn)對(duì)AOI注視持續(xù)時(shí)間影響顯著（F=43.113，p＜0.05），空間參照系對(duì)AOI 注視持續(xù)時(shí)間影響顯著（F=4.612，p＜0.05），錨點(diǎn)與空間參照系對(duì)AOI 注視持續(xù)時(shí)間的交互作用顯著（F=11.000，p＜0.05）。簡(jiǎn)單效應(yīng)分析（見表6）發(fā)現(xiàn)，在有錨點(diǎn)前提下，絕對(duì)參照系A(chǔ)OI注視持續(xù)時(shí)間顯著高于相對(duì)參照系；兩種參照系條件下，有錨點(diǎn)的地圖AOI注視持續(xù)時(shí)間都顯著長(zhǎng)于無(wú)錨點(diǎn)的地圖。興趣區(qū)注視持續(xù)時(shí)間受到錨點(diǎn)和參照系的交互作用影響：包含錨點(diǎn)的導(dǎo)航地圖，被試注意力更為集中，更能夠聚焦于興趣區(qū)內(nèi)專注于地圖路線。無(wú)錨點(diǎn)導(dǎo)航地圖中用戶非興趣區(qū)注視時(shí)間更多，導(dǎo)航目標(biāo)不聚焦，注意力容易分散。如圖7～圖12 所示，各條件下注視時(shí)間熱力圖也直觀反映出這一特征。在有錨點(diǎn)的條件下，絕對(duì)參照系更有助于使用者專注于地圖路線，使導(dǎo)航目標(biāo)更聚焦。

圖7 有錨點(diǎn)條件下注視時(shí)間熱力圖（兩參考系疊加）

圖8 無(wú)錨點(diǎn)條件下注視時(shí)間熱力圖（兩參考系疊加）

圖9 無(wú)錨點(diǎn)×絕對(duì)參照系條件下注視時(shí)間熱力圖

圖10 無(wú)錨點(diǎn)×相對(duì)參照系條件下注視時(shí)間熱力圖

圖11 有錨點(diǎn)×絕對(duì)參照系條件下注視時(shí)間熱力圖

圖12 有錨點(diǎn)×相對(duì)參照系條件下注視時(shí)間熱力圖

表4 各種測(cè)試條件下AOI注視持續(xù)時(shí)間描述性統(tǒng)計(jì)

表5 各種測(cè)試條件下AOI注視持續(xù)時(shí)間雙因素方差分析結(jié)果

表6 錨點(diǎn)與參照系簡(jiǎn)單效應(yīng)分析之成對(duì)比較

3.3.2 AOI注視次數(shù)

以錨點(diǎn)和參照系為自變量，AOI注視次數(shù)為因變量，檢驗(yàn)自變量對(duì)因變量的影響。測(cè)試結(jié)果的描述性統(tǒng)計(jì)如表7 所示，可以看出有錨點(diǎn)實(shí)驗(yàn)條件下的興趣區(qū)注視總次數(shù)更高，而絕對(duì)參照系和相對(duì)參照系下興趣區(qū)的注視總次數(shù)差異并不大。進(jìn)一步采用雙因素方差分析，如表8 所示，錨點(diǎn)對(duì)AOI 注視次數(shù)影響顯著（F=46.613，p＜0.05），空間參照系對(duì)興趣區(qū)注視次數(shù)影響不顯著（F=0.032，p=0.859），錨點(diǎn)與空間參照系對(duì)興趣區(qū)注視次數(shù)的交互作用不顯著（F=2.985，p=0.093）。如圖13～圖18所示，各條件下注視次數(shù)分布圖也直觀反映出這一特征。有錨點(diǎn)實(shí)驗(yàn)條件下的興趣區(qū)注視總次數(shù)顯著高于無(wú)錨點(diǎn)實(shí)驗(yàn)條件下的興趣區(qū)注視點(diǎn)次數(shù)，說(shuō)明包含錨點(diǎn)的導(dǎo)航地圖，興趣區(qū)內(nèi)更能夠吸引注意，引導(dǎo)視線關(guān)注。錨點(diǎn)有助于人將注意力集中在路徑上。

表7 各種測(cè)試條件下AOI注視次數(shù)描述性統(tǒng)計(jì)

表8 各種測(cè)試條件下AOI注視次數(shù)雙因素方差分析結(jié)果

圖13 有錨點(diǎn)條件下注視點(diǎn)分布圖（兩參考系疊加）

圖14 無(wú)錨點(diǎn)條件下注視點(diǎn)分布圖（兩參考系疊加）

圖15 無(wú)錨點(diǎn)×絕對(duì)參照系條件下注視點(diǎn)分布圖

圖16 無(wú)錨點(diǎn)×相對(duì)參照系條件下注視點(diǎn)分布圖

圖17 有錨點(diǎn)×絕對(duì)參照系條件下注視點(diǎn)分布圖

圖18 有錨點(diǎn)×相對(duì)參照系條件下注視點(diǎn)分布圖

3.4 導(dǎo)航地圖默繪結(jié)果分析

為進(jìn)一步了解不同條件下導(dǎo)航地圖使用者對(duì)地圖記憶及空間特征理解情況，實(shí)驗(yàn)設(shè)置了憑借記憶默繪導(dǎo)航地圖測(cè)試內(nèi)容。并邀請(qǐng)了3 位專家（高校地理與設(shè)計(jì)專業(yè)教師）結(jié)合測(cè)試題目，對(duì)默繪圖分別從路標(biāo)路線記憶（評(píng)分點(diǎn)：6個(gè)錨點(diǎn)、4個(gè)直角轉(zhuǎn)彎、3 個(gè)弧形轉(zhuǎn)彎）、方向掌握（評(píng)分點(diǎn)：相較地圖所繪每個(gè)路段整體方向偏差在40 度范圍內(nèi)都認(rèn)為正確）、距離掌握（評(píng)分依據(jù)：相較地圖所繪每個(gè)路段長(zhǎng)度比例偏差大?。?、全局掌握（評(píng)分依據(jù)：相較地圖所繪全局圖的準(zhǔn)確度）等方面進(jìn)行打分（Munzer et al.，2012），每個(gè)指標(biāo)項(xiàng)滿分100 分，按照實(shí)驗(yàn)條件類別取平均分后統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表9所示。

表9 不同實(shí)驗(yàn)組別默繪評(píng)分（平均分）統(tǒng)計(jì)表

圖19～圖22 為默繪情況舉例，結(jié)合評(píng)分情況，我們可以清楚地了解到有錨點(diǎn)情況下，被試對(duì)地圖中路標(biāo)路線記憶、方向、距離及全局特征掌握得都相對(duì)較好。相對(duì)參照系條件下，被試各項(xiàng)評(píng)測(cè)指標(biāo)相較于絕對(duì)參照系條件下得分較低，默繪圖顯示該條件下被試多將自己的主體前進(jìn)方向確定為空間絕對(duì)方向。相反，絕對(duì)參照系條件下，被試對(duì)空間實(shí)際方向的認(rèn)知較為準(zhǔn)確。

圖19 無(wú)錨點(diǎn)×相對(duì)參照系條件下默繪導(dǎo)航地圖舉例

圖20 無(wú)錨點(diǎn)×絕對(duì)參照系條件下默繪導(dǎo)航地圖舉例

圖21 有錨點(diǎn)×相對(duì)參照系條件下默繪導(dǎo)航地圖舉例

圖22 有錨點(diǎn)×絕對(duì)參照系條件下默繪導(dǎo)航地圖舉例

4 結(jié)論與討論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，含錨點(diǎn)地圖在不同參照系水平上測(cè)試準(zhǔn)確率都顯著高于無(wú)錨點(diǎn)地圖。這說(shuō)明在導(dǎo)航路徑引導(dǎo)區(qū)域內(nèi)設(shè)置錨點(diǎn)，會(huì)使人們對(duì)方向、路線特征、錨點(diǎn)分布、全景特征等空間信息記憶得更為準(zhǔn)確，更好地掌握空間中地標(biāo)知識(shí)、路線知識(shí)、全景知識(shí)等，從而有助于優(yōu)化導(dǎo)航和理解空間特征，進(jìn)而提升人們的空間認(rèn)知水平。參照系與錨點(diǎn)存在交互效應(yīng)，有錨點(diǎn)情況下絕對(duì)參照系更有助于空間知識(shí)的理解和記憶，測(cè)試正確率更高；無(wú)錨點(diǎn)情況下，絕對(duì)參照系與相對(duì)參照系交互作用不顯著。相對(duì)參照系是“目的地”導(dǎo)航過(guò)程中普遍使用的模式，地圖隨著路線的變化做相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)調(diào)整，讓導(dǎo)航地圖引導(dǎo)方向始終與使用者前進(jìn)方向保持一致，從而減少使用者心理旋轉(zhuǎn)過(guò)程，一定程度上降低了認(rèn)知負(fù)荷，但這一空間信息加工過(guò)程也讓使用者對(duì)整個(gè)路徑的地理空間信息掌握度變低，進(jìn)而影響使用者對(duì)空間的整體理解及其空間認(rèn)知體驗(yàn)。在旅游地圖導(dǎo)航過(guò)程中，獲取信息的行為、目的出現(xiàn)變化，不僅僅是單純的到達(dá)目的導(dǎo)航，隨著空間認(rèn)知需求的提高，陳述性、程序性、結(jié)構(gòu)性等空間知識(shí)（Golledge et al.，2013）的疊加，空間信息載荷增大，這時(shí)絕對(duì)參照系的影響效應(yīng)開始凸顯。局部的自適應(yīng)心理旋轉(zhuǎn)過(guò)程，在絕對(duì)參照系條件下的全景認(rèn)知過(guò)程中表現(xiàn)出加深空間理解的積極作用。

AOI 興趣區(qū)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，設(shè)置錨點(diǎn)的導(dǎo)航地圖興趣區(qū)注視持續(xù)時(shí)間和注視次數(shù)顯著高于無(wú)錨點(diǎn)導(dǎo)航地圖。對(duì)興趣區(qū)持續(xù)注意的時(shí)間反映使用者對(duì)空間信息的加工情況，綜合前面準(zhǔn)確率分析，有錨點(diǎn)導(dǎo)航地圖測(cè)試準(zhǔn)確率更高，可見興趣區(qū)長(zhǎng)時(shí)間的注意能夠加強(qiáng)相關(guān)空間信息的加工過(guò)程，提高空間知識(shí)的掌握程度，從而促進(jìn)對(duì)環(huán)境空間的認(rèn)知。錨點(diǎn)與參照系存在交互效應(yīng)，有錨點(diǎn)的條件下，絕對(duì)參照系興趣區(qū)中注視持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。通過(guò)注視時(shí)間熱力圖（圖7～圖12）和注視點(diǎn)分布圖（圖13～圖18）可以清晰地看到，有錨點(diǎn)條件下（特別是絕對(duì)參照系中）的導(dǎo)航地圖更能夠引導(dǎo)使用者視線，使用者的注意力更多集中于線路區(qū)域內(nèi)，更聚焦于導(dǎo)航路徑信息。比較集中的注意與持續(xù)注意時(shí)間讓相應(yīng)信息得到了更深層次的加工，有助于使用者環(huán)境空間心理模型的構(gòu)建，進(jìn)而增強(qiáng)其對(duì)環(huán)境空間的理解。在旅游導(dǎo)航地圖交互設(shè)計(jì)中有效利用錨點(diǎn)的特征，可以避免大量信息負(fù)荷壓力，讓導(dǎo)航過(guò)程更具指向性、明確性，進(jìn)而增強(qiáng)旅游者對(duì)景區(qū)空間的理解，提高其對(duì)環(huán)境空間認(rèn)知的水平，優(yōu)化旅游體驗(yàn)。

默繪評(píng)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。默繪圖比較全面、直觀地反映出錨點(diǎn)與參照系不同條件下，被試對(duì)空間信息的理解，即心理模型構(gòu)建情況。默繪結(jié)果表明，相對(duì)參照系下被試方向判斷準(zhǔn)確率低，絕對(duì)參照系有利于全景方向的判斷。相對(duì)參照系由于地圖的旋轉(zhuǎn)調(diào)整，減少了使用者心理旋轉(zhuǎn)的加工過(guò)程，使得使用者對(duì)空間方向感減弱。相反，絕對(duì)參照系通過(guò)一定負(fù)荷的心理旋轉(zhuǎn)過(guò)程，強(qiáng)化了對(duì)全景信息的記憶，從而能夠更準(zhǔn)確判斷路線的空間走向。從默繪圖中可以看到，有錨點(diǎn)的條件下，被試能夠更好地掌握路線特征，對(duì)距離的判斷也更為準(zhǔn)確，空間全局特征的掌握也更好。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后我們對(duì)使用者空間認(rèn)知情況，以及在導(dǎo)航過(guò)程中和相關(guān)測(cè)試環(huán)節(jié)遇到的難點(diǎn)等問(wèn)題進(jìn)行了訪談，訪談結(jié)論與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果一致：絕對(duì)參照系更有利于對(duì)空間方向的判斷，包含錨點(diǎn)的地圖導(dǎo)航指向性更加明確，使被試更容易掌握導(dǎo)航過(guò)程中的路徑信息，更有利于被試空間心理模型的建立。

電子導(dǎo)航地圖在不同的使用場(chǎng)景下，由于行為目的的不同，使用者對(duì)導(dǎo)航效率、空間認(rèn)知體驗(yàn)等的要求也不同。單純的“到達(dá)”目的導(dǎo)航過(guò)程中對(duì)導(dǎo)航效率、低認(rèn)知負(fù)荷的要求占據(jù)首要位置；而在休閑場(chǎng)景下，尤其是旅游地圖導(dǎo)航過(guò)程中，在具有導(dǎo)航效率的同時(shí)對(duì)空間認(rèn)知體驗(yàn)的要求隨之提高。需要導(dǎo)航地圖在平衡適當(dāng)認(rèn)知負(fù)荷下提高認(rèn)知效率，同時(shí)帶來(lái)更好的空間認(rèn)知體驗(yàn)。在目前地圖地理信息已廣泛嵌入各類服務(wù)APP 的情況下，提升導(dǎo)航地圖在出行過(guò)程中的空間認(rèn)知體驗(yàn)感的要求愈發(fā)凸顯。結(jié)合本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們可以得出結(jié)論：旅游導(dǎo)航地圖在設(shè)置有效錨點(diǎn)的情況下，能夠增強(qiáng)用戶對(duì)地標(biāo)知識(shí)、路線知識(shí)、全景知識(shí)的記憶和理解，優(yōu)化其空間視覺構(gòu)建與空間定向過(guò)程，進(jìn)而提高其空間認(rèn)知效率和水平，提升空間認(rèn)知體驗(yàn)。錨點(diǎn)是導(dǎo)航地理區(qū)域內(nèi)重要的特征節(jié)點(diǎn)，可以是標(biāo)志性的路段、建筑、重要的公共設(shè)施、景觀等。本次實(shí)驗(yàn)證明了錨點(diǎn)在動(dòng)態(tài)導(dǎo)航過(guò)程中的有效性，以及有錨點(diǎn)條件下絕對(duì)參照系對(duì)其作用的強(qiáng)化。這為后續(xù)錨點(diǎn)類型及其設(shè)置方法研究建立了基礎(chǔ)。結(jié)合不同場(chǎng)景和任務(wù)目的設(shè)置錨點(diǎn)的形式與內(nèi)容，能夠增強(qiáng)地圖的知識(shí)性，空間方位的明確性，有利于提高人們對(duì)路線本身在地屬性的理解。

本次實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝌?yàn)證錨點(diǎn)在動(dòng)態(tài)導(dǎo)航過(guò)程中對(duì)空間認(rèn)知的積極影響，這為后續(xù)地圖交互界面設(shè)計(jì)，尤其是地圖信息的分層呈現(xiàn)方式、錨點(diǎn)設(shè)計(jì)等研究提供有益參考。但本次實(shí)驗(yàn)仍然存在著一定的局限性，如樣本的選取，可以更大范圍開展實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的普遍性、代表性。此外，針對(duì)錨點(diǎn)的形式和設(shè)計(jì)方法，以及認(rèn)知負(fù)荷的平衡標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題，后續(xù)的實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行深入研究，不斷完善電子導(dǎo)航地圖錨點(diǎn)設(shè)置的相關(guān)理論原則與設(shè)計(jì)方法，為日益普遍嵌入的地圖位置導(dǎo)航服務(wù)提升空間認(rèn)知體驗(yàn)質(zhì)量。