[發明專利]顧及用戶視覺處理的應急地圖設計方案

在審

• 申請號: 202011184402.3
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112182136A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 杜萍;劉濤;李鼎凱;張黎明;閆浩文
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06T11/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

顧及用戶視覺處理的應急地圖設計方案，針對認知負荷影響應急地圖用戶讀圖效率的問題，本發明分析了應急情境下用戶認知負荷的壓力源，探討了應急地圖認知中人類視覺信息的處理過程。在此基礎上，提出顧及用戶視覺信息處理的應急地圖設計原則，通過降低用戶的認知負荷，提高應急情境下用戶的讀圖效率。根據本發明提出的應急地圖設計原則和方法，設計了消防應急救援路線圖，并利用Itti視覺顯著計算模型對所設計的應急地圖進行評估，結果顯示該圖能夠快速吸引用戶的視覺注意力，激發用戶自下而上的信息加工過程，在高壓力、高風險的應急情境下能夠有效降低用戶的認知負荷，有助于用戶快速讀圖。

技術領域

本發明屬于地圖學與地理信息系統技術領域，涉及一種顧及用戶視覺處理的應急地圖設計方案。

背景技術

由于地圖能夠通過可視化手段為用戶提供直觀、可靠的地理空間信息，因此在防災救災和災害處置等方面發揮了越來越重要的作用。當前，針對應急地圖的研究大多以提高制圖效率為目標，主要關注傳統制圖的相關步驟，如制圖的符號、數據、模板、工具及制圖方法等，較少考慮用戶對應急地圖載負信息的處理效率，導致一些地圖在應急情境下令用戶難以辨識和理解。由于人類視覺能力有限，如果應急地圖的信息載負量過大，將會加重用戶的地圖認知負荷，影響其對地理信息的處理效率，不利于地圖應急測繪保障作用的發揮。

應急地圖使用環境的特殊性和應急任務的緊迫性都會影響用戶的地圖認知水平。與常規用圖環境不同，應急情境下高喚起的情緒會降低用戶的認知能力。在這種高風險、高壓力的環境下，人們往往更多地依賴對風險的最初印象和直覺感受，而不是對危險和風險信息的詳細分析和評估。應急地圖捕捉用戶視覺注意和風險信息的可視化方式往往會對空間決策產生重大影響。因此，理解用戶讀圖時的視覺信息處理過程，有效控制地圖的信息載負量，設計應急情境下更為易讀的應急地圖具有重要的意義。

本發明結合視覺注意力機制與認知負荷，提出了一種顧及用戶視覺處理的應急地圖設計方案，實現應急情境下的地圖的設計。

發明內容

有鑒于此，本發明分析了應急情境下增加用戶地圖認知負荷的壓力源，基于人類視覺注意力的神經學原理和視覺顯著性理論，探討了應急情境下地圖認知的過程中，視覺變量在人類大腦中的處理方式和主要路徑，確立了基于視覺顯著性的應急地圖設計原則，并將尺寸、色彩和透明度三個主要的視覺變量及其組合應用于應急地圖的設計之中，以減輕用戶的地圖認知負荷，最后利用Itti模型對地圖顯著性進行評估，驗證了應急地圖設計原則和設計方法的有效性和可行性。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

顧及用戶視覺處理的應急地圖設計方案，包括：應急地圖認知模型設計和應急地圖設計兩部分；

應急地圖認知模型設計步驟如下：

S1：本發明當中，應急情境是災害發生的地理位置、時間、溫度、應急主體、災害處置等狀態的集合，了解應急情境對用戶地圖認知有著及其重要的影響；

S2：應急情境下增加用戶地圖認知負荷的壓力源分析，主要包括外部壓力源和內部壓力源；

S3：通過注意力機制和視覺顯著性設計減少人類視覺處理的數據量，從而降低用戶地圖認知負荷；

S4：綜合以上所有的應急地圖認知影響因子，生成基于視覺信息處理的地圖認知模型；

應急地圖設計步驟如下：

S5：基于應急地圖設計過程中的相關性原則，完成對專題地圖主題與地圖內容之間的相關性判定；

S6：通過應急地圖認知模型選擇應急地圖設計的視覺變量，進一步提升應急地圖的視覺顯著性；

S7：顧及應急地圖設計過程中的地圖的色彩因子與地圖要素因子，完成對應急地圖上下文信息層設計和主題要素設計；