饼状_柱状分区统计地图参数设置界面优化_许帆.pdf

第 48 卷第 1 期2023 年 2 月Vol.48 No.1Feb.2023测绘地理信息Journal of Geomatics饼状/柱状分区统计地图参数设置界面优化许帆1 曾招财1 李铭1 程昊1 杨乃21 长江生态环保集团有限公司，湖北 武汉，4300622 中国地质大学（武汉）地理与信息工程学院，湖北 武汉，430074Optimization of Parameter Setting Interface of Pie/Column Graduated Symbol MapsXUFan1 ZENGZhaocai1 LIMing1 CHENGHao1 YANGNai21 Yangtze Ecology and Environment Co.，Ltd.，Wuhan 430062，China2 School of Geography and Information Engineering，China University of Geosciences，Wuhan 430074，China摘要：当前国内外在线专题地图制图平台模板式制图流程的视觉变量设计中缺乏对用户使用习惯和关注焦点的研究，难以有效满足用户灵活广泛的个性化需求。设计了一套在线饼状/柱状分区统计地图参数设置原型系统，以问卷调查的方式对该系统进行评价，首先获取用户对参数设置面板的位置偏好，然后通过层次分析法获取面板参数权重，由此提出在线饼状/柱状分区统计地图参数设计优化方案，以此作为改进原型系统界面设计的依据。关键词：柱状统计图；饼状统计图；参数优化设计；差异性分析；层次分析法中图分类号：P28；P208文献标志码：AAbstract：There is a lack of research on users habits and focus in the design of visual variable of template mapping process on the current online thematic mapping platforms at home and abroad，which makes them difficult to effectively meet the flexible and extensive personalized needs.Therefore，we design a prototype system for parameter setting of online pie/column graduated symbol maps，which is evaluated by a questionnaire survey.First，we obtain the users preferences for the location setting of the parameter setting panel.Second，we obtain the parameter weights of the interactive panel by hierarchical analysis，and thus propose an optimized scheme for the parameter design of online pie/column graduated symbol maps，which is used as a basis for improving the design of the proposed prototype system.Key words：column charts；pie charts；parameter optimization design；analysis of variance；hierarchical analysis大数据时代下，互联网用户网络检索、社交沟通、购物出行等行为产生了包含地理位置的海量数据1，专题地图作为最能直观展示和传达视觉刺激的表达载体之一，在深入挖掘空间数据核心价值、高效传达信息内涵中发挥了重要作用。当前，专题地图的理论研究倾向于构建知识库、规则库，以专家经验知识构建专题制图模型，指导制图流程2-4，而技术方面则以基于模板的制图方式为主5-8。在相关理论的指导下，在线专题地图制作平台有了长足发展。在多数制图平台中，用户通过选择预设专题模板，导入符合标准规范的业务数据，主观地调整视觉变量参数设置，进行定制化专题地图的制作9，10。但平台在视觉变量传达和交互设计方面还存在不足，致使在线专题制图过程中对用户使用习惯和关注焦点的关注度不足，难以有效满足用户灵活广泛的个性化需求。鉴于在线分区统计地图在疾病预测、动态演进、风险感知及个人防护等领域的广泛应用11，本文研发了一套饼状/柱状在线分区统计地图绘制原型系统，综合运用问卷调查法和层次分析法研究参数设置面板位置及内容设置优化，为国内外在线专题制图平台制图提供一定参考。1 原型系统设计与实现本文提取当前在线专题地图制图平台中有关饼状和柱状分区统计地图的通用视觉变量。视觉变量分为简单变量和复合变量，所以将其分为一级视觉DOI：10.14188/j.2095-6045.2021528文章编号：2095-6045（2023）01-0118-04引用格式：许帆，曾招财，李铭，等.饼状/柱状分区统计地图参数设置界面优化 J.测绘地理信息，2023，48（1）：118-121（XUFan，ZENG Zhaocai，LI Ming，et al.Optimization of Parameter Setting Interface of Pie/Column Graduated Symbol Maps J.Journal of Geomatics，2023，48（1）：118-121）基金项目：国家自然科学基金（42171438）。第 48 卷第 1 期许帆等：饼状/柱状分区统计地图参数设置界面优化变量和二级视觉变量两类。其中，饼状符号一级视觉变量包含尺寸、形状、色彩和轮廓，轮廓包含的二级变量为轮廓宽度和轮廓色彩；柱状符号一级视觉变量包含尺寸、色彩、轮廓，尺寸包含的二级视觉变量为尺寸宽度、尺寸计算方式、尺寸间距，轮廓包含的二级视觉变量为轮廓色彩和轮廓宽度。在线制图平台中，用户通过设置不同的视觉变量来改变地图符号的视觉效果，表现地理现象之间的差异。本文采用模板化参数制图流程，将视觉变量的设置集成到参数设置面板中，研发了一套饼状/柱状在线分区统计地图绘制原型系统（简称原型系统）。1.1数据库设计原型系统专题数据来源于 中国统计年鉴 2020摘要，使用 MySQL 5.5.53数据库存储。以生产总值制图模板数据结构设计为例，其数据库主要存储统计图表符号的唯一标识 ID、图表描述特征属性（行政区划、坐标经度、坐标纬度、第一产业产值、第二产业产值、第三产业产值）、图表渲染特征属性（符号类型、符号尺寸、符号尺寸宽度、符号尺寸计算方式、符号尺寸间距、符号色彩、符号轮廓、符号轮廓宽度、符号轮廓色彩）3类表数据。1.2系统设计与实现原型系统制图流程如图 1所示，主要包括 Leaflet底图服务获取、专题数据与制图模板融合、统计专题地图符号生成等步骤。用 Leaflet 应用程序接口（application program interface，API）加载天地图，并将其作为底图服务；将制图模板与专题数据通过相同的唯一标识 ID 建立联系，动态融合形成 JSON 格式的制图模板文件，并将该文件传递给 D3.js；利用D3.js解析相应的绘制参数和样式参数，生成相应比例尺的地图统计图表符号，再通过 Web墨卡托投影规则将其映射至地图上，实现在线分区统计地图的绘制、渲染和更新。原型系统用户界面主要可划分为 Leaflet底图、专题地图制图名称、参数设置面板和图例等区块。用户通过参数设置面板设置地图统计符号的视觉变量参数（如形状、尺寸、颜色、轮廓等），实现专题地图符号的动态更新。2 参数设置面板位置优化本文通过文献阅读法12-16和专家讨论研究得出在线制图过程中用户自身的性别、年龄、学历、是否使用过类似系统均会对用户制图过程造成一定程度的影响，从而影响复杂处理任务的理解和执行。2.1调查问卷设计1）用户影响因素可靠性问卷调查设计。基于上述影响因素设计调查问卷一，每个问题均采用李克特 5 分量表衡量，用户可选择完全没影响、没影响、无所谓、有影响、有显著影响，其分值依次为 1 分、2分、3分、4分、5分。2）用户影响因素显著性问卷调查设计。通过对当前主流在线专题地图制图平台的调研，将参数设置面板的位置分为左上、左下、右上、右下 4个位置，基于此生成问卷二。2.2问卷样本收集与处理在 2021-01-072021-01-10 期间，通过问卷星网 站 发 放 问 卷，得 到 83 份 有 效 问 卷，导 入 IBM SPSS Statistics 21.0 中进行分析，问卷样本被试性别、年龄、学历层次、是否使用过类似的系统等问题的回答较为分散，其中，调查用户学历以本科、硕士、博士等高层次学历为主。2.3用户影响因素可靠性分析经过 SPSS 可靠性检验，问卷一样本信度系数=0.737，大于 0.7，说明上述因素对交互式面板摆放位置的选取均有显著影响。2.4用户影响因素显著性研究本文采用差异性分析方法检验各因素对用户选择交互式模板位置是否存在显著性影响。差异性分析主要分为方差分析和 T 检验分析。通过文献研究17-21，确定性别、是否使用过类似系统应采取 T 检验分析，而年龄层次和学历层次应当使用方差分析。2.4.1用户性别影响显著性分析对问卷二样本进行独立样本 T 检验，得到显著性为 0.173，大于 0.05，说明该问卷样本数据通过方图 1原型系统制图流程Fig.1Mapping Flow Chart in the Prototype System119测绘地理信息2023 年 2 月差齐性检验。T 检验中双侧显著性为 0.721，大于0.05，说明在置信区间内，用户性别对参数设置面板摆放位置的选择倾向于没有显著性影响。2.4.2用户学历影响显著性分析对问卷二样本进行方差分析，得到统计结果，方差齐性检验中显著性为 0.038，小于 0.05，说明本次分析方差齐性不符合单因素方差分析条件，用户学历对参数设置面板摆放位置的选择倾向于没有显著性影响。2.4.3用户年龄影响显著性分析对问卷二样本进行方差分析，得到统计结果，方差齐性检验中显著性为 0.238，大于 0.05，说明可以使用单因素方差分析来分析方差齐性。方差分析显著性为 0.614，大于 0.05，说明用户年龄层次对参数设置面板摆放位置的选择倾向于没有显著性影响。2.4.4用户是否使用过类似系统影响显著性研究对问卷二样本进行独立样本 T 检验，得到的显著性为 0.601，大于 0.05，说明该问卷样本数据通过方差齐性检验。T检验中双侧显著性为 0.388，大于0.05，说明在置信区间内，用户是否使用过类似系统对参数设置面板摆放位置的选择倾向于没有显著性影响。2.5交互式面板最佳位置设置用户性别、年龄层次、学历层次、是否使用过类似的系统等因素都未表现出统计意义上的显著性影响。因此，本文对样本数据进行分析。选择“左上”的有 23份，占样本的 27.71%；选择左下的有 4份，占样 本 的 4.82%；选 择 右 上 的 有 26 份，占 样 本 的31.33%；选择右下的有 30 份，占样本的 36.14%。综上所述，建议参数设置面板位置设在右下。3 参数设置面板内容设置优化3.1参数设置面板内容设置问卷设计采用层次分析法进行饼状分区统计地图和柱状分区统计地图的通用视觉变量参数权重评价，对同一准则层的要素两两比较，构造判断矩阵，采用 Saaty 一致性矩阵量表获得各要素的权重，从而确定同一准则层各要素的优先级排序。基于此生成调查问卷三，其部分内容见表 1。3.2问卷样本收集与处理在 2021-01-1