[发明专利]顾及用户视觉处理的应急地图设计方案

说明书

顾及用户视觉处理的应急地图设计方案，针对认知负荷影响应急地图用户读图效率的问题，本发明分析了应急情境下用户认知负荷的压力源，探讨了应急地图认知中人类视觉信息的处理过程。在此基础上，提出顾及用户视觉信息处理的应急地图设计原则，通过降低用户的认知负荷，提高应急情境下用户的读图效率。根据本发明提出的应急地图设计原则和方法，设计了消防应急救援路线图，并利用Itti视觉显著计算模型对所设计的应急地图进行评估，结果显示该图能够快速吸引用户的视觉注意力，激发用户自下而上的信息加工过程，在高压力、高风险的应急情境下能够有效降低用户的认知负荷，有助于用户快速读图。

技术领域

本发明属于地图学与地理信息系统技术领域，涉及一种顾及用户视觉处理的应急地图设计方案。

背景技术

由于地图能够通过可视化手段为用户提供直观、可靠的地理空间信息，因此在防灾救灾和灾害处置等方面发挥了越来越重要的作用。当前，针对应急地图的研究大多以提高制图效率为目标，主要关注传统制图的相关步骤，如制图的符号、数据、模板、工具及制图方法等，较少考虑用户对应急地图载负信息的处理效率，导致一些地图在应急情境下令用户难以辨识和理解。由于人类视觉能力有限，如果应急地图的信息载负量过大，将会加重用户的地图认知负荷，影响其对地理信息的处理效率，不利于地图应急测绘保障作用的发挥。

应急地图使用环境的特殊性和应急任务的紧迫性都会影响用户的地图认知水平。与常规用图环境不同，应急情境下高唤起的情绪会降低用户的认知能力。在这种高风险、高压力的环境下，人们往往更多地依赖对风险的最初印象和直觉感受，而不是对危险和风险信息的详细分析和评估。应急地图捕捉用户视觉注意和风险信息的可视化方式往往会对空间决策产生重大影响。因此，理解用户读图时的视觉信息处理过程，有效控制地图的信息载负量，设计应急情境下更为易读的应急地图具有重要的意义。

本发明结合视觉注意力机制与认知负荷，提出了一种顾及用户视觉处理的应急地图设计方案，实现应急情境下的地图的设计。

发明内容

有鉴于此，本发明分析了应急情境下增加用户地图认知负荷的压力源，基于人类视觉注意力的神经学原理和视觉显著性理论，探讨了应急情境下地图认知的过程中，视觉变量在人类大脑中的处理方式和主要路径，确立了基于视觉显著性的应急地图设计原则，并将尺寸、色彩和透明度三个主要的视觉变量及其组合应用于应急地图的设计之中，以减轻用户的地图认知负荷，最后利用Itti模型对地图显著性进行评估，验证了应急地图设计原则和设计方法的有效性和可行性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

顾及用户视觉处理的应急地图设计方案，包括：应急地图认知模型设计和应急地图设计两部分；

应急地图认知模型设计步骤如下：

S1：本发明当中，应急情境是灾害发生的地理位置、时间、温度、应急主体、灾害处置等状态的集合，了解应急情境对用户地图认知有着及其重要的影响；

S2：应急情境下增加用户地图认知负荷的压力源分析，主要包括外部压力源和内部压力源；

S3：通过注意力机制和视觉显著性设计减少人类视觉处理的数据量，从而降低用户地图认知负荷；

S4：综合以上所有的应急地图认知影响因子，生成基于视觉信息处理的地图认知模型；

应急地图设计步骤如下：

S5：基于应急地图设计过程中的相关性原则，完成对专题地图主题与地图内容之间的相关性判定；

S6：通过应急地图认知模型选择应急地图设计的视觉变量，进一步提升应急地图的视觉显著性；

S7：顾及应急地图设计过程中的地图的色彩因子与地图要素因子，完成对应急地图上下文信息层设计和主题要素设计；