基于模糊綜合評(píng)測(cè)法的移動(dòng)電子地圖分析研究

李 響，張 晶，江 南，孫慶輝

(信息工程大學(xué)，河南 鄭州 450000)

一、引 言

移動(dòng)電子地圖是顯示在無(wú)線移動(dòng)通信設(shè)施上的電子地圖，它既具有電子地圖的基本特點(diǎn)，還具有其他電子地圖所沒(méi)有的特征：如移動(dòng)性和便攜性等。目前移動(dòng)電子地圖最典型的應(yīng)用是導(dǎo)航儀上的導(dǎo)航電子地圖和手機(jī)中的手機(jī)電子地圖。它們成為向大眾提供與地理環(huán)境相關(guān)信息服務(wù)的重要載體，極大地方便了人們的生活，但其在智能化、個(gè)性化和實(shí)用化等方面仍需要進(jìn)一步改進(jìn)。

本文基于模糊綜合評(píng)測(cè)方法，對(duì)移動(dòng)電子地圖功能指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析，旨在為改進(jìn)移動(dòng)電子地圖的功能、提高移動(dòng)電子地圖的服務(wù)能力和用戶選擇移動(dòng)電子地圖品種提供參考依據(jù)。

二、移動(dòng)電子地圖的主要評(píng)測(cè)指標(biāo)

本文通過(guò)對(duì)多種移動(dòng)電子地圖的使用和問(wèn)卷調(diào)查，考慮到用戶使用移動(dòng)電子地圖的各種情況，分析了影響移動(dòng)電子地圖使用效能發(fā)揮的各種因素，并選取數(shù)據(jù)質(zhì)量、地圖服務(wù)、導(dǎo)航功能、查詢功能、搜索功能、其他服務(wù)和操作界面共7個(gè)評(píng)測(cè)指標(biāo)。

1. 數(shù)據(jù)質(zhì)量

數(shù)據(jù)質(zhì)量是電子地圖應(yīng)用的基礎(chǔ)，其好壞直接影響電子地圖應(yīng)用的廣度及深度[1]。數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)測(cè)指標(biāo)主要包括數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度、縮放級(jí)數(shù)、信息豐富程度、最大分辨率、圖面質(zhì)量和更新周期6個(gè)指標(biāo)[2]。

1) 準(zhǔn)確度主要用來(lái)評(píng)價(jià)移動(dòng)電子地圖提供信息的準(zhǔn)確程度。

2) 空間分辨率主要用來(lái)衡量移動(dòng)電子地圖的數(shù)據(jù)詳細(xì)程度，最大分辨率相當(dāng)于在最大比例尺下地圖要素的詳細(xì)程度。

3) 縮放級(jí)數(shù)用來(lái)評(píng)價(jià)移動(dòng)電子地圖的比例尺變化范圍，在多比例尺顯示或變比例尺顯示時(shí)，縮放級(jí)數(shù)的多少對(duì)地圖要素的分級(jí)顯示有著重要影響。

4) 信息豐富度用來(lái)衡量地圖一定區(qū)域內(nèi)地理信息及其相關(guān)信息的豐富程度，在地圖中并不是數(shù)據(jù)量越大越好，還應(yīng)該控制載負(fù)量，合理確定某一尺度下的信息量。

5) 更新周期用來(lái)衡量數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性，只有保證數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性才能為用戶提供準(zhǔn)確的服務(wù)。

2. 地圖服務(wù)

地圖服務(wù)評(píng)測(cè)指標(biāo)主要包括二維線劃圖、三維仿真地圖、衛(wèi)星影像圖、實(shí)景圖及圖面質(zhì)量五項(xiàng)指標(biāo)。通過(guò)對(duì)二維線劃圖、三維仿真地圖、衛(wèi)星影像圖、實(shí)景圖的評(píng)測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)不同類(lèi)型地圖各自的特點(diǎn)和完成某一項(xiàng)工作的對(duì)比情況。

圖面質(zhì)量主要用于評(píng)價(jià)地圖色彩搭配和符號(hào)設(shè)計(jì)是否符合大眾的視覺(jué)和心理要求、地圖載負(fù)量控制是否合理、關(guān)鍵比例尺設(shè)定是否科學(xué)，以及地圖內(nèi)容是否恰當(dāng)。

3. 導(dǎo)航服務(wù)

導(dǎo)航服務(wù)是移動(dòng)電子地圖的最重要功能之一。導(dǎo)航服務(wù)主要評(píng)測(cè)指標(biāo)包括定位的準(zhǔn)確性、語(yǔ)音提示的及時(shí)性、交通路口顯示的清晰性、限速提醒的準(zhǔn)確性、路徑重新規(guī)劃的快速性，以及跟隨模式的靈活性等。

在導(dǎo)航模式下，電子地圖突出表達(dá)道路信息及其附屬要素信息，通過(guò)GPS定位顯示當(dāng)前位置，通過(guò)語(yǔ)音、交通路口放大顯示等完成導(dǎo)航。路徑重新規(guī)劃是評(píng)測(cè)導(dǎo)航過(guò)程中如若出現(xiàn)錯(cuò)誤或臨時(shí)改變路線，電子地圖的路徑重新規(guī)劃能力。跟隨模式主要有正南正北模式和車(chē)隨路轉(zhuǎn)模式，用戶可以根據(jù)自身習(xí)慣選擇，體現(xiàn)了以用戶為中心的思想。

4. 查詢功能

查詢服務(wù)是在非導(dǎo)航模式下用戶經(jīng)常使用的一種功能。移動(dòng)電子地圖查詢功能主要包括興趣點(diǎn)查詢、公交地鐵查詢、路況查詢、步行線路查詢、自駕線路查詢(為用戶提供最短路徑、最快路徑、推薦路徑、費(fèi)用最低路徑)。用戶可以根據(jù)自身需要搜索目標(biāo)，同時(shí)可以將其設(shè)置為終點(diǎn)，通過(guò)選擇公交路線、自駕路線或步行路線，移動(dòng)電子地圖會(huì)自動(dòng)生成規(guī)劃方案，給出乘車(chē)車(chē)次、換乘站次等信息，為用戶及時(shí)提供合理可靠的信息。

5. 搜索功能

用戶根據(jù)需要輸入關(guān)鍵詞在地圖上搜索感興趣的目標(biāo)，搜索功能主要評(píng)測(cè)指標(biāo)包括搜索速度、搜索結(jié)果準(zhǔn)確度、搜索結(jié)果數(shù)目和相關(guān)性。其中搜索速度評(píng)測(cè)用戶進(jìn)行搜索查詢時(shí)地圖的加載響應(yīng)快慢。自然語(yǔ)義搜索用來(lái)評(píng)測(cè)移動(dòng)電子地圖設(shè)計(jì)的人性化程度，搜索越準(zhǔn)確則說(shuō)明人性化程度越高，反之，越低。搜索的數(shù)目和相關(guān)性用于評(píng)測(cè)模糊搜索的信息量和要素之間的相關(guān)度[3]。

6. 其他服務(wù)

移動(dòng)電子地圖提供的其他服務(wù)主要包括打車(chē)費(fèi)用計(jì)算(一般根據(jù)距離來(lái)計(jì)算)、熱門(mén)推薦、地圖輸出、興趣點(diǎn)評(píng)價(jià)、反饋糾錯(cuò)等功能。用戶通過(guò)設(shè)定目的地、起點(diǎn)，并根據(jù)個(gè)人需要選擇路徑、最快路徑、費(fèi)用最低路徑或刻意回避某些路段，選擇合適道路。地圖根據(jù)距離給出相應(yīng)打車(chē)費(fèi)用作為參考，避免出租車(chē)?yán)@路亂收費(fèi)現(xiàn)象。移動(dòng)電子地圖與網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲得興趣點(diǎn)的詳細(xì)信息及用戶的留言評(píng)價(jià)作為參考。網(wǎng)站根據(jù)用戶位置主動(dòng)推薦周?chē)脩艨赡芨信d趣的信息(如團(tuán)購(gòu)信息、景點(diǎn)等)。用戶如果對(duì)某一地區(qū)地圖使用頻繁，為了避免多次加載造成時(shí)間和流量上的浪費(fèi)，可以根據(jù)需要輸出相應(yīng)地圖進(jìn)行收藏。反饋糾錯(cuò)主要用于對(duì)信息的收集，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析不斷完善移動(dòng)電子地圖設(shè)計(jì)，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。

7. 操作界面

操作界面是用戶與軟件進(jìn)行交互的接口，一份好的移動(dòng)電子地圖的操作界面應(yīng)該簡(jiǎn)潔、美觀，具有良好的可用性。操作界面主要包括工具條、地圖顯示區(qū)、信息提示區(qū)、圖面的布局、功能菜單和API(應(yīng)用程序編程接口)等。通過(guò)對(duì)界面的美觀度、清晰度、功能的完備性、操作方便性和API幾個(gè)評(píng)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)操作界面色彩搭配是否合理，工具布局是否符合用戶的行為習(xí)慣，操作是否簡(jiǎn)單，是否符合人性化設(shè)計(jì)的要求。

三、基于模糊綜合評(píng)測(cè)法評(píng)價(jià)移動(dòng)電子地圖

模糊綜合評(píng)測(cè)法是根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度，把定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)的方法。它能較好地解決模糊的、難以量化的問(wèn)題，適合各種非確定性問(wèn)題的解決[4]。本文選擇基于二級(jí)模糊綜合評(píng)測(cè)法對(duì)移動(dòng)電子地圖的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。其基本步驟如下：

1) 設(shè)定各級(jí)評(píng)測(cè)因素；

2) 設(shè)定評(píng)語(yǔ)集；

3) 設(shè)定各級(jí)評(píng)測(cè)因素的權(quán)重；

4) 確定各級(jí)評(píng)測(cè)決策矩陣；

5) 計(jì)算獲得綜合評(píng)測(cè)結(jié)果和綜合評(píng)測(cè)代數(shù)結(jié)果。

1. 設(shè)定各級(jí)評(píng)測(cè)因素

本文選擇了二級(jí)評(píng)測(cè)模型，具體評(píng)測(cè)指標(biāo)如圖1所示。

圖1 移動(dòng)電子地圖綜合評(píng)測(cè)指標(biāo)體系

第一級(jí)評(píng)測(cè)指標(biāo)設(shè)定為數(shù)據(jù)質(zhì)量、導(dǎo)航服務(wù)、查詢功能等7個(gè)要素，其要素集表示為F={f1,f2,f3，…，f7}。對(duì)應(yīng)第一級(jí)評(píng)測(cè)指標(biāo)設(shè)定相應(yīng)的第二級(jí)評(píng)測(cè)指標(biāo)如f1={f11,f12,…,f15}={準(zhǔn)確度，縮放級(jí)數(shù)，…，更新周期}。

2. 確定評(píng)語(yǔ)級(jí)

評(píng)語(yǔ)集用V表示，V= {V1,V2,V3,V4}= {優(yōu)，良，及格，差}，其中Vi表示對(duì)應(yīng)的評(píng)判等級(jí)中每個(gè)評(píng)測(cè)指標(biāo)的評(píng)測(cè)結(jié)果，其對(duì)應(yīng)的權(quán)重矩陣C=[100 80 60 30]T。

3. 確定權(quán)重值

確定移動(dòng)電子地圖評(píng)測(cè)指標(biāo)權(quán)重的方法有很多種，本文利用統(tǒng)計(jì)分析的方法對(duì)調(diào)查表的反饋信息加以處理，確定各層指標(biāo)權(quán)重值。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)173名用戶進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，參與調(diào)查的人群根據(jù)其工作或所學(xué)專(zhuān)業(yè)分為制圖專(zhuān)業(yè)、測(cè)繪非制圖專(zhuān)業(yè)和其他專(zhuān)業(yè)，其所占比例分別為9.09%、23.38%、67.53%。參與調(diào)查用戶人群學(xué)歷主要為本科和碩士，所占比例為63.64%、31.17%。這些人群具有較高學(xué)歷、較強(qiáng)接受新鮮事物的能力，日常生活中使用移動(dòng)電子地圖頻率較多。

不同用戶類(lèi)型對(duì)移動(dòng)電子地圖關(guān)注的內(nèi)容不同，以一級(jí)評(píng)測(cè)的7個(gè)指標(biāo)為例，3種用戶的關(guān)注度如圖2所示。

圖2 三種用戶對(duì)不同指標(biāo)關(guān)注圖

由圖2可知，專(zhuān)業(yè)制圖人士對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量和操作界面關(guān)注度較高，他們從專(zhuān)業(yè)的角度評(píng)價(jià)移動(dòng)電子地圖，以便為用戶提供更好服務(wù)；普通用戶則更加注重功能的操作實(shí)現(xiàn)。這基本上符合用戶認(rèn)知的實(shí)際情況。

通過(guò)分析樣本數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)得到用戶對(duì)不同要素的關(guān)注程度，其結(jié)果如圖3—圖10所示。

圖3 用戶總體各類(lèi)評(píng)測(cè)指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果

圖4 數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果

圖5 地圖類(lèi)型評(píng)價(jià)結(jié)果

圖6 導(dǎo)航應(yīng)用評(píng)價(jià)結(jié)果

圖7 搜索功能評(píng)價(jià)結(jié)果

圖8 查詢功能評(píng)價(jià)結(jié)果

圖9 其他服務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)果

圖10 界面操作評(píng)價(jià)結(jié)果

在此筆者用“指標(biāo)標(biāo)注法”來(lái)確定指標(biāo)權(quán)重集Qi。“指標(biāo)標(biāo)注法”即利用非參數(shù)統(tǒng)計(jì)原理，根據(jù)調(diào)查得到用戶對(duì)評(píng)測(cè)指標(biāo)的關(guān)注程度或重要程度標(biāo)注的頻數(shù)分布求得指標(biāo)權(quán)重集[5]。各個(gè)評(píng)測(cè)指標(biāo)的權(quán)重值如下：

Q={0.14,0.10,0.19,0.20,0.17,0.09,0.11}

Q1={0.27,0.16,0.26,0.14,0.17}

Q2={0.20,0.17,0.08,0.11,0.44}

Q3={0.29,0.14,0.18,0.06,0.13,0.20}

Q4={0.34,0.19,0.19,0.28}

Q5={0.12,0.33,0.21,0.21,0.13}

Q6={0.27,0.16,0.27,0.23,0.07}

Q7={0.29,0.11,0.26,0.06,0.28}

4. 確定決策矩陣

本文評(píng)測(cè)的對(duì)象為目前市場(chǎng)主流導(dǎo)航電子地圖和手機(jī)電子地圖，其中導(dǎo)航電子地圖主要包括凱立德、四維圖新、道道通、高德；手機(jī)電子地圖主要包括百度地圖、老虎地圖和谷歌地圖。在此以凱立德導(dǎo)航電子地圖為例，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和主觀經(jīng)驗(yàn)法，獲取二級(jí)評(píng)測(cè)指標(biāo)的決策矩陣[6]。

一級(jí)評(píng)測(cè)指標(biāo)的決策矩陣為

5. 最終評(píng)判的結(jié)果

綜合評(píng)測(cè)結(jié)果為

綜合評(píng)測(cè)代數(shù)結(jié)果為

T=EC=75.5

根據(jù)綜合評(píng)測(cè)代數(shù)結(jié)果可知,導(dǎo)航電子地圖最終評(píng)測(cè)結(jié)果為及格。利用同樣方法對(duì)其他幾種電子地圖進(jìn)行評(píng)測(cè)，其最終評(píng)測(cè)代數(shù)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 移動(dòng)電子地圖綜合評(píng)測(cè)結(jié)果

6. 結(jié)論及分析

由表1綜合評(píng)測(cè)代數(shù)結(jié)果可以看出，手機(jī)電子地圖評(píng)測(cè)要優(yōu)于導(dǎo)航電子地圖，主要原因是：

1) 手機(jī)電子地圖功能比較完善，如查詢功能、搜索功能。

2) 手機(jī)電子地圖支持網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，信息量更豐富。

3) 地圖類(lèi)型較多，除了二維線劃圖、三維仿真地圖，還具有星影像圖、室內(nèi)圖、主題圖等。

雖然導(dǎo)航電子地圖評(píng)分較低但也具有自身優(yōu)勢(shì)。導(dǎo)航服務(wù)能夠?yàn)橛脩籼峁┰敿?xì)、清晰、準(zhǔn)確的語(yǔ)音提示，在交通復(fù)雜的道路口提供放大的三維仿真圖。

綜上所述，移動(dòng)電子地圖存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1) 載負(fù)量控制不夠科學(xué)：由于屏幕尺寸有限，對(duì)地圖的載負(fù)量控制提出了更高要求，為了控制載負(fù)量,目前移動(dòng)電子地圖興趣點(diǎn)比較少，導(dǎo)致了興趣點(diǎn)的缺失。

2) 缺乏個(gè)性化設(shè)計(jì)：目前移動(dòng)電子地圖模式多為白天模式和夜間模式，沒(méi)有考慮不同用途、不同用戶使用的多樣性。

3) 智能化水平較低：缺乏針對(duì)性，不能根據(jù)用戶的位置和類(lèi)型進(jìn)行有選擇的重點(diǎn)推送。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文采用二級(jí)模糊綜合評(píng)測(cè)法，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查形式客觀、合理地確定了評(píng)測(cè)指標(biāo)的權(quán)重集，對(duì)目前比較流行的幾種移動(dòng)電子地圖進(jìn)行了評(píng)測(cè)研究。其評(píng)測(cè)結(jié)果具有較強(qiáng)的科學(xué)性，為移動(dòng)電子地圖的優(yōu)化提供了參考，對(duì)用戶選擇移動(dòng)電子地圖提供了指導(dǎo)。

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