民生地圖認知因素模型構建和人群適合度評估

耿恬然,于江珮,譚仁春

(武漢市測繪研究院,湖北 武漢 430022)

0 引 言

民生地圖是以泛在國情數據為數據源,以地圖為載體向大眾傳播文化、歷史、事件、休閑娛樂和宏觀政策等信息。它的主要制圖目的是增強公眾對復雜問題的理解,滿足居民“學、知、吃、喝、玩、樂、行”的基本需求。隨著城市化的推進,民生地圖在我國越來越普及,在社會生活的各方面都發揮著重要作用。近年來國內在地圖認知方面的研究有很多,吳增紅,陳毓芬等(2010)對地圖學認知實驗方法進行了總結,主要包括心物學方法、操作與提問測試法、眼動實驗法、出聲思維法、功能性磁共振成像以及將這些方法結合應用的組合式方法[1];王夢娟在《地圖空間認知的眼動研究》(2011)中,通過眼動實驗研究了空間能力和不同類型地圖對地理空間的不同表達模式對地理空間認知的影響[2];鄭束蕾(2015)進行了個性化地圖的認知機理研究,通過問卷調查法構建了個性化地圖認知因素模型,并通過眼動實驗對個性化地圖認知適合度評估方法進行了驗證[3];王琨(2018)通過眼動追蹤實驗對在線制圖用戶的認知特征與行為機制進行了分析[4]。目前還沒有針對民生地圖進行的認知研究。地圖用戶的生理特征、知識背景、興趣偏好等存在個體差異,大腦對不同地圖要素的信息加工方式也有所不同,如果不了解人對民生地圖的感覺、知覺、思維、想象等一系列認知過程、影響認知過程的因素以及由其導致的認知差異,就不可能從根本上提高民生地圖的可用性,民生地圖設計和表達的研究也難以進行,因此本文進行了民生地圖認知因素的研究。

本文在地圖認知相關理論研究的基礎上,利用問卷調查法,設計并發放了對民生地圖認知因素進行調查的問卷1和對地圖要素設計偏好進行調查的問卷2,使用SPSS軟件通過多元統計分析方法對問卷調查結果進行分析,構建了民生地圖認知因素模型、并針對某一特定人群進行了地圖要素適合度評估。

1 理論基礎與方法體系

1.1 理論基礎

民生地圖認知因素研究的理論基礎主要包括地圖感受論、地圖信息傳輸論、地圖空間認知理論和認知語境論。地圖感受論指出,視覺是人類在進行地圖認知時最重要的信息獲取通道。地圖感受研究主要包括視覺變量和視覺感受效果兩方面,六個基本的視覺變量包括:形狀、尺寸、方向、色彩、亮度和密度[5],視覺變量的不同會產生多種視覺感受效果,包括整體感、等級感、數量感、質量感、動態感和立體感[6]。地圖信息傳輸論指出,地圖制圖者通過自己對制圖對象的認識,將相關的概念轉化為地圖符號、通過地圖的形式傳達給用圖者,這說明地圖信息傳輸與制圖者和用圖者雙方的認知特點、知識背景等都存在關系。地圖空間認知理論指出,用戶在進行空間認知的過程中需要建立心象地圖。心象地圖指人通過多種手段獲取地理空間信息后,通過視覺思維過程在頭腦中建立起的關于空間的抽象替代物[7]。認知語境論指出,認知結果受認知對象、認知主體和認知條件諸因素的影響,具有三者的屬性,任何認知結果都是三者共同作用的產物[8]。

1.2 實驗分析方法

(1)問卷調查法

問卷調查法是社會調查中常用的一種方法,主要用于測量人的行為特征、態度、心理活動等。本文所使用的兩個問卷中,問卷1為李克特五分量表。李克特量表是評分加總式量表的一種,由圍繞某一主題的一組問題構成,被調查者回答時會給每個問題一定的分數,通過計算量表的各題得分和總分的各個統計量,可得到被調查者對該主題某一維度的看法和對調查主題的綜合態度。李克特量表的尺度最常見的是五級量表[9]。問卷2為非量表問卷。

(2)多元統計分析法

本文用到的統計分析方法主要有信效度分析、描述性統計分析、雙變量相關性分析、因子分析、K個獨立樣本檢驗、聚類分析。描述性統計分析是對一組數據的各種特征進行分析、從而描述測量樣本及其所代表的總體的各種特征,描述性統計分析的項目一般包括數據的集中趨勢、離散趨勢和分布情況。因子分析是對測量變量進行降維、化簡的一種分析方法,可以將量表中的眾多因子綜合為少數幾個公因子,對原有測量變量信息進行最大程度上的概括和解釋,從而揭示事物的本質。K個獨立樣本檢驗是非參數檢驗的一種[10]。與參數檢驗相比,非參數檢驗對總體的分布形態沒有要求,因此使用范圍更加廣泛,K個獨立樣本檢驗中的克魯斯卡爾-沃利斯檢驗用于比較各獨立組的秩的平均值是否有顯著的差異。聚類分析就是把全體數據依據某種內在結構上的特征分為幾個相似組,每個組之內的數據具有很大的相似性,各個組之間的數據具有很大的差異性[10]。

2 民生地圖認知因素簡化與模型構建

利用問卷調查法和多元統計分析進行民生地圖認知因素簡化與模型構建,主要包括:影響民生地圖認知的要素分析、民生地圖認知因素初始模型的構建、民生地圖認知因素初始模型的檢驗與優化、民生地圖認知因素優化模型的構建。

2.1 影響民生地圖認知的因素分析

根據認知語境論,影響認知的因素有認知對象、認知主體和認知條件[8]。對民生地圖而言,認知對象即民生地圖本身,認知主體即地圖用戶、包括地圖用戶本身的各種屬性,認知條件即使用民生地圖時的客觀條件。通過從這三個方面進行分析歸納,最終確定了27個可能影響民生地圖認知的因素。根據分析結果構建出的民生地圖認知因素初始模型如圖1所示。

圖1 民生地圖認知因素初始模型

2.2 民生地圖認知因素初始模型的檢驗與優化

本文采取了李克特五分量表的形式設計了問卷1,通過27個不同的問題調查用戶對初始模型中影響民生地圖認知的各個因素的重要性評價。問卷1設計編碼表如表1所示。

表1 問卷1設計編碼表

對搜集到的問卷進行分析,先通過克隆巴赫Alpha系數、KMO和Bartlett球形檢驗對問卷信效度進行檢驗。在確定問卷有較好的信效度后,通過描述性統計分析確定各要素對民生地圖的認知是有一定影響的,在本問卷中每個問題得分平均值小于2.5表示反對,2.5-3.5表示中立,大于3.5表示贊同[10],均值大小代表變量的重要性,方差和標準差表示被試意見的分散程度。再進行雙變量相關性分析,確定各要素之間的相關性,很多變量之間都存在顯著的相關關系,說明有必要對變量進行歸類化簡。最后通過因子分析提取公因子,因子分析總方差解釋表如表2所示。一般而言,累積方差解釋率達到60%以上比較理想[11],因此本文提取了7個公因子。

表2 總方差解釋(部分)

根據每個公因子所含變量對其命名,并將7個公因子進一步歸類化簡,最終可以得到一個新的民生地圖認知因素模型,民生地圖認知因素優化模型如圖2所示。

圖2 民生地圖認知因素優化模型

3 針對某一特定人群的民生地圖認知適合度分析

一般而言,民生地圖的受眾非常廣泛,用戶屬性千變萬化,由地圖信息傳輸論可知,地圖的認知結果是與用圖者自身的各種屬性息息相關的,因此如何根據用戶屬性設計出更適合某個群體的民生地圖就成了非常重要的問題,本文設計了問卷2試圖對這一問題提出解決方法。

3.1 問卷2的設計

問卷1已經構建出了民生地圖認知因素模型,問卷2在問卷1的基礎上,選取幾個較為典型的變量作為認知適合度評估指標、被調查者需要選擇出自己最喜歡的要素設計類型,同時對問卷填寫者的用戶屬性進行了調查。問卷2設計編碼表如表3所示。

表3 問卷2設計編碼表(部分)

3.2 問卷2調查結果分析

首先通過對問卷設計過程的描述對信效度進行分析,再通過K個獨立樣本的檢驗確定問卷中的用戶屬性是否會對地圖要素的選擇產生影響。通過聚類分析可以按照用戶屬性的不同將用戶分為四類,以某一類用戶群體為研究對象,根據K個獨立樣本的檢驗結果可以確定對某一地圖要素的選擇有顯著影響的用戶屬性包括哪些,通過交叉表分析進行單一用戶屬性與單一地圖要素的匹配,將地圖要素各變量出現的次數作為其與該用戶群體的匹配度[3],最終可以得到該群體的用戶屬性與所有地圖要素的匹配結果,如表4所示。

表4 Class 3用戶屬性與地圖要素的匹配(部分)

3.3 民生地圖的認知適合度評估

選取三幅地圖(如圖3所示)作為認知適合度評估的對象,選擇問卷2的某一群體作為認知主體。根據問卷2的結果可以得到各民生地圖對各地圖要素指標的匹配度,如表5所示。

表5 各民生地圖對指標的匹配結果

圖3 參與認知適合度評估的民生地圖

對匹配度進行歸一化處理,將其作為各民生地圖對各地圖要素指標的權重R[3],則:

根據問卷1因子分析的結果可以得到各因子的特征值,對其進行歸一化處理,將結果作為各地圖要素指標對總指標的權重[3],記為W,則:

W=(0.756 0.089 0.155)

最終各民生地圖的認知適合度記為Q,由線性加權法可得[3]:

Q=W×R=(0.252 0.329 0.418)

可以看到T1、T2、T3對Class3的認知適合度分別為0.252、0.329、0.418,認知適合度排序為T3>T2>T1。

4 結 論

本文研究了民生地圖認知機理相關理論,在此基礎上總結出了可能影響民生地圖認知的因素、并構建出民生地圖認知因素初始模型;研究了民生地圖認知機理實驗方法,包括問卷調查法和多元統計分析法;設計并發放了問卷1,對調查結果進行了數據分析,從地圖用戶的視角出發,對總結出的民生地圖認知因素進行驗證,并通過因子分析等方法對初始模型進行改進、構建出民生地圖認知因素優化模型;設計并發放了問卷2,通過聚類分析、交叉匹配分析等方法,研究了如何針對某一群體進行民生地圖認知適合度評估。該研究對民生地圖認知機理進行了初步探索,明確了影響民生地圖認知的因素,解決了如何根據用戶屬性進行民生地圖適合度評估的問題,對提高民生地圖的可用性、更好地實現民生地圖的信息傳輸功能具有一定意義。