1.2　研究背景

在Web 2.0大数据环境下，新技术的应用、研究维度的扩展、新型地图的出现不断“刷新”着地图和地图学的概念。千篇一律的地图设计样式已经不能满足用户需求。一方面，众包数据、泛在制图使用户的角色发生迁移，由于用户的个人特征、文化背景、专业知识、心理状态等不尽相同，非专业用户自发设计的地图在内容、符号、色彩、布局、风格等方面千差万别，所以专业知识的匮乏使地图设计具有盲目性，亟须个性化地图理论的指导；所以另一方面，人们渴望得到更加精细化、自动化、个性化的地图设计与服务，期待地图学家能够真正理解他们的个性化需求，并提供满足当下需要的地图。地图可视化是地图传输与认知理论的接口［12］。地图可用性与地图设计研究都以提高地图传输效率为目的，同时这也是地图学研究的热点。地图可用性与地图设计研究是同一个问题的两个方面，交汇于地图认知。地图认知具有个性化的特点，是地图可用性研究的核心，也是地图可视化设计的依据。下面通过对需求背景、经验背景、方法背景、技术背景的分析，说明个性化地图认知机理研究的必然性和可行性。

（1）需求背景——地图应用范围的扩展促使了个性化分化的出现。地图学研究已经进入了“新地图学”（NeoCartography）时代。共性发展到一定阶段就会出现个性分化，而自发性的个性化发展到一定阶段就需要标准化的理论指导，从而实现专业理论规范框架内有序的个性化。地图认知的发展也呈现出普适化、个性化与标准化交叉上升的特点。从时空维度上看，地图学的研究对象正在由二维、静态、纸质、单一环境下的地图向三维、动态、多介质、网络化，甚至四维、实时复杂环境下的新型地图扩展［24］；从感官通道上看，地图感受的途径不再仅仅是视觉，还逐渐包括了听觉和触觉［25］，它们丰富了地图设计和认知手段；从显示载体上看，移动地图、网络地图、触摸屏地图的显示介质具有不同的特点和要求。

（2）经验背景——其他行业的个性化应用为地图学积累了经验。当今时代，个性化技术广泛应用于电子商务、新闻订制、移动通信、视频网站、在线教育、汽车设计等领域，产品可用性、用户体验、敏捷体验、场景设计、响应式设计、设计认知、设计思维、情感化设计、市场细分等研究为个性化地图的设计与实现积累了宝贵经验。例如，海尔冰箱、尚品宅配衣柜、中国各大网络运营商、日本机床企业、中国知网等分别提供了用户交互与设计修改、用户兴趣聚类与动态更新、用户模板选择等服务。情境获取技术、数据库技术、多媒体技术、协同过滤技术、关联规则技术、内容分析技术、知识推荐技术、迭代寻优算法、标签系统技术、定制技术、模板技术、自适应技术等都可以为地图学所借鉴。

（3）方法背景——实验心理学的发展为个性化地图认知研究提供了可能。实验心理学研究的热点从认知感受评价转向认知思维过程监测，为地图认知过程的研究提供了实验方法和监测手段。地图学实验方法和心理学实验方法一样，经历了从简单的心物学实验到出声思维（Think Aloud）法、眼动实验法、脑电等生物信息方法，以及它们的联合实验方法；从初级视觉感受发展到高级认知任务；从面向共性的群体特点研究到面向个性的个体认知差异的研究阶段。

（4）技术背景——眼动技术在地图学中的应用已取得了进展。视觉是获取信息的最强感官通道，是地图可视化效果的感受基础，眼动规律能够反映出用户的心理状态和认知过程。眼动实验法作为地图学理论研究的新方法，能够同时提供定性和定量的实验依据，有利于我们根据各种眼动参数和视线轨迹探究用户对地图认知的心理过程。眼动实验法已经成功应用于地图感受效果评价等研究，并在实验设计、数据分析等方面积累了一定经验。目前地图学眼动研究的重点逐渐由“看什么”向“怎么看”迁移，也就是由地图感受效果评价转向对地图认知机制的高级研究。眼动技术在地图学的应用范围逐渐扩大，其准确性和生态性逐渐提高，已经成为地图感受、地图可用性、地图设计等地图学领域的研究热点之一。

为此，国家自然科学基金委员会立项“个性化地图可视化表达机理与设计理论研究”，科学技术部863计划“大规模复杂地理空间数据可视化与自适应制图技术研究”的子课题“个性化空间知识地图服务机制研究”，都鼓励采用眼动实验法对个性化地图进行研究。本书是以上课题的研究成果之一，重点研究二维电子屏幕显示环境下的个性化地图的认知机理。