復(fù)雜環(huán)境下不同心理旋轉(zhuǎn)能力人群步行導(dǎo)航行為研究

黃薇，馬穎玉，吳劍鋒，矯東芳，彭程

(1.浙江工業(yè)大學(xué) 設(shè)計(jì)與建筑學(xué)院，杭州 310023；2.浙江工業(yè)大學(xué) 工業(yè)設(shè)計(jì)研究院，杭州 310023)

1 引言

尋路指在一定的目的和動(dòng)機(jī)下，定向地從某一點(diǎn)到指定目的地的搜索過(guò)程[1]。在完備的尋路過(guò)程中，用戶能夠在知曉自身和目的地位置的基礎(chǔ)上，正確辨別方向并通過(guò)最優(yōu)路線或可行路線到達(dá)目的地[2]。得益于移動(dòng)定位和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)端導(dǎo)航地圖在步行場(chǎng)景下相對(duì)于傳統(tǒng)地圖能為用戶提供更為優(yōu)化便捷的尋路輔助[3]。但與秩序性好、視野開(kāi)闊的典型城市環(huán)境不同，在復(fù)雜的空間環(huán)境中，分散的道路、多層建筑、分散的設(shè)施等特征容易導(dǎo)致用戶繞路、迷航[4]，在這種環(huán)境下使用導(dǎo)航地圖進(jìn)行步行尋路存在更多的困難。

移動(dòng)端導(dǎo)航地圖使用及優(yōu)化的現(xiàn)有研究主要從三個(gè)角度展開(kāi)：第一，從理論角度，研究人們對(duì)導(dǎo)航地圖的空間認(rèn)知特征、思維過(guò)程和認(rèn)知策略[5-6]。研究指出不同空間認(rèn)知能力的人使用導(dǎo)航地圖具有不一樣的思維過(guò)程和認(rèn)知策略[5]。個(gè)體的空間認(rèn)知能力水平越高，越能有效的借助于地圖構(gòu)建地理環(huán)境的“心理空間”，操作也越準(zhǔn)確和迅速；第二，從工效學(xué)評(píng)價(jià)的角度，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究尋路績(jī)效的影響因素?，F(xiàn)有研究表明尋路策略、空間定向能力、現(xiàn)實(shí)與虛擬空間、空間焦慮水平、不同地圖顯示方式等因素都對(duì)尋路績(jī)效具有一定的影響[7-8]。第三，從設(shè)計(jì)實(shí)踐角度，通過(guò)尋路行為實(shí)驗(yàn)，并配合觀察、問(wèn)卷調(diào)查、訪談等方法，開(kāi)展可用性評(píng)價(jià)或環(huán)境、空間導(dǎo)視、導(dǎo)航地圖的設(shè)計(jì)和優(yōu)化策略研究[9-11]，以優(yōu)化用戶體驗(yàn)。

上述研究多以典型城市道路為對(duì)象，針對(duì)復(fù)雜環(huán)境的尋路行為研究較少，尤其是最常見(jiàn)的小區(qū)環(huán)境。同時(shí)，心理旋轉(zhuǎn)能力作為一種想象客體或自我旋轉(zhuǎn)的空間表征轉(zhuǎn)換能力，是衡量空間能力的重要標(biāo)尺之一，已有研究證明心理旋轉(zhuǎn)能力強(qiáng)弱對(duì)個(gè)體尋路績(jī)效存在預(yù)測(cè)作用[12]，而移動(dòng)導(dǎo)航地圖作為尋路輔助工具，能夠彌補(bǔ)這種空間能力上的差異[13]，提升個(gè)體的尋路績(jī)效，但在復(fù)雜環(huán)境下導(dǎo)航地圖是否能彌補(bǔ)心理旋轉(zhuǎn)能力的差異的研究缺少。

因此，本研究擬通過(guò)真實(shí)復(fù)雜小區(qū)環(huán)境下的尋路實(shí)驗(yàn)，分析不同心理旋轉(zhuǎn)能力人群在使用導(dǎo)航地圖尋路過(guò)程中存在的行為差異，并探索心理旋轉(zhuǎn)能力對(duì)尋路任務(wù)績(jī)效的影響。相關(guān)研究結(jié)果不僅可以豐富不同人群尋路差異性的研究，也可以為復(fù)雜環(huán)境下導(dǎo)航地圖的使用效率與體驗(yàn)的優(yōu)化提供參考。

2 對(duì)象與方法

2.1 被試選擇

在浙江工業(yè)大學(xué)招募了60名藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)的碩士生為被試，讓其在安靜的環(huán)境中填寫(xiě)心理旋轉(zhuǎn)能力測(cè)試(MRT)[14]的前測(cè)問(wèn)卷，根據(jù)得分排名篩選出前25%和后25%的被試分成A、B兩組，每組15人，A組的男女比接近1:1，B組的男女比為1:4。所有被試的專業(yè)水平、文化程度基本相同，視、聽(tīng)力正常，均為右利手，年齡范圍在22-26歲之間，且均未去過(guò)實(shí)驗(yàn)環(huán)境以及未參加過(guò)類似實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)實(shí)生活中有使用手機(jī)端移動(dòng)導(dǎo)航地圖的經(jīng)歷。

將上述2組心理旋轉(zhuǎn)能力評(píng)分導(dǎo)入SPSS 16.0 軟件進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。P值<0.05，證明心理旋轉(zhuǎn)能力的分組情況有顯著差異。

表1 兩組心理旋轉(zhuǎn)能力的t檢驗(yàn)

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與環(huán)境

本實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備了1臺(tái)安卓手機(jī)(系統(tǒng)版本為Android 10)給被試用于完成導(dǎo)航尋路任務(wù)，其上預(yù)先安裝高德地圖APP(版本為10.76.1.2878)。在出發(fā)前確認(rèn)錄屏、錄音功能是否運(yùn)行正常；以及設(shè)備內(nèi)存是否充足，確保用戶數(shù)據(jù)記錄正常與流暢；并將輸入法調(diào)至被試熟悉的輸入法。錄屏功能和點(diǎn)按操作反饋功能分別用于記錄出聲思考內(nèi)容和被試在手機(jī)界面上的實(shí)際操作過(guò)程(如圖1所示)，用于后期分析被試使用導(dǎo)航地圖界面的使用行為。另外，提供1臺(tái)蘋(píng)果手機(jī)(系統(tǒng)版本為iOS 14)給實(shí)驗(yàn)者，用于全程拍攝被試的尋路行為，以便于實(shí)驗(yàn)結(jié)束后讓被試回溯尋路行為視頻，進(jìn)行半結(jié)構(gòu)化的回顧性訪談。

圖1 安卓手機(jī)自帶的錄屏功能和點(diǎn)按操作反饋功能示意圖

尋路任務(wù)選擇在一個(gè)環(huán)境較為復(fù)雜的小區(qū)進(jìn)行，環(huán)境復(fù)雜性表現(xiàn)為道路分散且有較多導(dǎo)航地圖中未顯示的小路、周圍建筑相似度高、多層建筑與綠化的視線遮擋導(dǎo)致導(dǎo)航地圖中顯示的標(biāo)志物不在視線范圍內(nèi)等，如圖2所示。

圖2 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的實(shí)景照片

正式實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前先進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，預(yù)實(shí)驗(yàn)的目的一方面是為了讓所有被試熟悉設(shè)備，另一方面是為了確保正式實(shí)驗(yàn)是在完全陌生的環(huán)境下進(jìn)行，不會(huì)影響正式實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)效果。預(yù)實(shí)驗(yàn)中尋路路線較容易且路程較短，導(dǎo)航顯示用時(shí)1 min，路程40米，無(wú)岔路口，路線如圖3所示。正式實(shí)驗(yàn)路線相對(duì)復(fù)雜，導(dǎo)航顯示用時(shí)3 min，138米，岔路口3個(gè)(如圖4紅色圈出所示)。為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性與生態(tài)效度，實(shí)驗(yàn)有一定的自由度，要求被試根據(jù)自己的使用習(xí)慣來(lái)使用導(dǎo)航地圖。訪談地點(diǎn)選擇在小區(qū)門(mén)口的咖啡店內(nèi)，環(huán)境較為安靜舒適。

圖3 預(yù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)地圖

圖4 正式實(shí)驗(yàn)任務(wù)地圖

2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)移動(dòng)導(dǎo)航使用實(shí)際情況，將實(shí)驗(yàn)任務(wù)分為導(dǎo)航搜索階段和導(dǎo)航尋路階段。導(dǎo)航搜索階段是指從打開(kāi)APP到成功進(jìn)入正確的導(dǎo)航系統(tǒng)；導(dǎo)航尋路階段是指進(jìn)入導(dǎo)航系統(tǒng)后尋找目的地的一整個(gè)過(guò)程，具體表現(xiàn)為方向判斷、轉(zhuǎn)彎任務(wù)、尋找目的地等。尋路實(shí)驗(yàn)的自變量與因變量設(shè)計(jì)如表2所示。

2.4 實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)共分為4個(gè)步驟。

(1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，向被試介紹實(shí)驗(yàn)規(guī)范與流程。實(shí)驗(yàn)者分別把每位被試帶到“中國(guó)蘭州拉面”門(mén)口，要求被試通過(guò)給定的高德地圖APP進(jìn)行目的地的搜索與導(dǎo)航，并在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中，用出聲思考的方式說(shuō)出自己的操作和思考的內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)者提前打開(kāi)手機(jī)的錄屏、錄音功能。

(2)進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)者告知第一個(gè)尋路任務(wù)：“請(qǐng)?jiān)趯?dǎo)航界面搜索豐銀房產(chǎn)，找到后和我確認(rèn)”。隨后，讓被試獨(dú)立進(jìn)行導(dǎo)航尋路任務(wù)。實(shí)驗(yàn)者在一旁跟隨，不加干擾，全程觀察并拍攝記錄被試的尋路行為。被試找到目的地后，預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

(3)進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)者告知第二個(gè)尋路任務(wù)：“請(qǐng)?jiān)趯?dǎo)航界面搜索找到素麥披薩店，找到后和我確認(rèn)”，隨后，同樣讓被試獨(dú)立進(jìn)行導(dǎo)航尋路任務(wù)，基本流程和預(yù)實(shí)驗(yàn)相同，任務(wù)執(zhí)行無(wú)時(shí)間限制，被試找到目的地或選擇放棄后告知實(shí)驗(yàn)者，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

(4)回顧式訪談。實(shí)驗(yàn)者帶被試來(lái)到小區(qū)門(mén)口的咖啡廳，根據(jù)準(zhǔn)備好的訪談提綱和視頻材料進(jìn)行半結(jié)構(gòu)化的回顧式訪談，訪談的目的與主要問(wèn)題如表3所示。

表2 尋路實(shí)驗(yàn)的自變量與因變量

表3 訪談目的與訪談提綱

3 結(jié)果

3.1 任務(wù)完成情況

任務(wù)完成情況如表4所示，30名被試均完成尋路任務(wù)。從平均用時(shí)、腳步停頓總數(shù)、出錯(cuò)總數(shù)、回退次數(shù)來(lái)看，A組各數(shù)據(jù)均值B組。

表4 兩組被試任務(wù)用時(shí)統(tǒng)計(jì)結(jié)果(M±SD)

3.2 心理旋轉(zhuǎn)能力對(duì)各指標(biāo)的影響

將心理旋轉(zhuǎn)能力分組情況、任務(wù)用時(shí)、出錯(cuò)次數(shù)、腳步停頓次數(shù)、回退次數(shù)、低頭抬頭次數(shù)的數(shù)據(jù)按照兩個(gè)任務(wù)階段分別進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果如表5所示。

表5 兩個(gè)階段心理旋轉(zhuǎn)能力對(duì)被試出錯(cuò)次數(shù)和腳步停頓次數(shù)影響的t檢驗(yàn)結(jié)果

t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，在導(dǎo)航搜索階段，A組的任務(wù)用時(shí)均值>B組(MA=15.60，SDA=7.753；MB=13.80，SDB=6.190)。A、B兩組出錯(cuò)次數(shù)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差吻合(MA=0.07，SDA=0.258；MB=0.07，SDB=0.258)，原因是因?yàn)閮山M中均有1名被試誤入車輛導(dǎo)航系統(tǒng)，并全程用車輛導(dǎo)航進(jìn)行尋路。但兩組間任務(wù)用時(shí)和出錯(cuò)次數(shù)主效應(yīng)都不顯著(P>0.05)。

導(dǎo)航尋路階段中，A組的任務(wù)用時(shí)均值0.05)。

3.3 心理旋轉(zhuǎn)能力與導(dǎo)航尋路行為差異的關(guān)系

被試用到的移動(dòng)端導(dǎo)航地圖界面有以下四種，如圖5所示。界面一是目的地確認(rèn)的頁(yè)面，在該頁(yè)面下無(wú)規(guī)劃路線。用戶可以看到目的地所在區(qū)域的全局地圖，使用這個(gè)界面進(jìn)行尋路需要獲取定位點(diǎn)的定位和方向指示信息。點(diǎn)擊界面一中的“路線”按鈕即可進(jìn)入到界面二的探路模式，系統(tǒng)自動(dòng)規(guī)劃路線。使用這個(gè)界面進(jìn)行尋路更適合觀察路線框架，要看到細(xì)節(jié)信息需要進(jìn)行放大的手勢(shì)操作。點(diǎn)擊界面二中的“開(kāi)始導(dǎo)航”按鈕即會(huì)因?qū)Ш较到y(tǒng)預(yù)設(shè)進(jìn)入到界面三的步行導(dǎo)航系統(tǒng)，會(huì)自動(dòng)顯示當(dāng)前定位的視角，有更多的細(xì)節(jié)提示信息，也可以獲取語(yǔ)音的提醒。點(diǎn)擊界面一中的“導(dǎo)航”按鈕即會(huì)因?qū)Ш较到y(tǒng)預(yù)設(shè)而進(jìn)入界面四的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)，該界面下當(dāng)前路段的行進(jìn)方向指示不會(huì)隨著手機(jī)朝向的變化進(jìn)行對(duì)應(yīng)變化，也無(wú)法看到細(xì)節(jié)信息；而且提供的路線是供車輛行駛的道路，與步行路線不同。

圖5 被試導(dǎo)航地圖使用頁(yè)面

從各被試使用地圖導(dǎo)航的方式來(lái)看，有3人使用界面一進(jìn)行尋路，其中A組2人，B組1人；有6人使用界面二，其中A組2人，B組4人；有19人使用了界面三，其中A組10人，B組9人；2人使用了界面四，其中A組1人，B組1人。

從對(duì)地圖導(dǎo)航規(guī)劃路線的遵守程度上來(lái)看，有17人表現(xiàn)為按照規(guī)劃路線走，其中A組8人，B組9人；有13人則沒(méi)有嚴(yán)格按照導(dǎo)航規(guī)劃路線進(jìn)行尋路，其中A組7人，B組6人，步行路線圖與人數(shù)分布如圖6所示。結(jié)合訪談數(shù)據(jù)、尋路視頻、錄音數(shù)據(jù)分析后可知，未按照導(dǎo)航規(guī)劃路線走的13人中，有2個(gè)A組被試和1個(gè)B組被試是主動(dòng)創(chuàng)新路線，其中1人選擇路線C，2人選擇路線D，其余9人受到導(dǎo)航地圖精度因素的影響而走錯(cuò)路或繞遠(yuǎn)路。

圖6 未按照導(dǎo)航路線的步行路線圖

對(duì)以上被試的行為特征進(jìn)行分類，可以總結(jié)出被試對(duì)于導(dǎo)航的使用策略可以分為遵守型、參考型、自由型三種類型，如表6所示。

表6 被試的導(dǎo)航使用策略分析

為了比較不同導(dǎo)航使用策略下的任務(wù)效率是否存在差異，將導(dǎo)航尋路階段30名被試的導(dǎo)航使用策略、任務(wù)用時(shí)、出錯(cuò)次數(shù)、腳步停頓次數(shù)、回退次數(shù)、低頭抬頭次數(shù)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS，繪制箱線圖，比較不同導(dǎo)航使用策略的完成任務(wù)的效率，結(jié)果如圖7所示。由于心理旋轉(zhuǎn)能力與三種導(dǎo)航使用策略無(wú)關(guān)，因此本分析不再分組討論。

不同導(dǎo)航使用策略下各指標(biāo)差異如圖7所示，圖表A顯示了不同使用策略下，遵守型的任務(wù)用時(shí)均值最大(M=218.27，SD=141.185)，自由型其次(M=150.67，SD=18.771)，參考型最小(M=149.5，SD=105.415)。圖表B顯示了不同使用策略下，遵守型的出錯(cuò)次數(shù)均值最大(M=4.73，SD=2.154)，參考型其次(M=1.67，SD=2.015)，自由型最小(M=0.33，SD=0.577)。圖表C顯示了不同使用策略下，遵守型的腳步停頓次數(shù)均值最大(M=5.40，SD=3.582)，參考型其次(M=1.92，SD=2.314)，自由型最小(M=0.67，SD=1.155)。圖表D顯示了不同使用策略下，遵守型的回退次數(shù)最多(M=2.53，SD=2.475)，參考型其次(M=0.92，SD=2.314)，自由型最少(M=0，SD=0)。圖表E顯示了不同使用策略下，遵守型的低頭抬頭次數(shù)次數(shù)最多(M=20.2，SD=8.89)，自由型其次(M=20，SD=8.185)，參考型最少(M=17.5，SD=8.13)。綜合上述數(shù)據(jù)可以看出，遵守型策略的整體尋路效率較差，表現(xiàn)為任務(wù)用時(shí)、出錯(cuò)次數(shù)、腳步停頓次數(shù)、回退次數(shù)和低頭抬頭次數(shù)較多。參考型和自由型策略的尋路效率則相對(duì)較高，其中參考型策略在任務(wù)用時(shí)、低頭抬頭次數(shù)上最少，自由型策略的出錯(cuò)次數(shù)、腳步停頓次數(shù)、回退次數(shù)最少。

圖7 不同導(dǎo)航使用策略下各指標(biāo)差異對(duì)比

為了進(jìn)一步探索三種不同的導(dǎo)航使用策略與心理旋轉(zhuǎn)能力之間的關(guān)系，將導(dǎo)航尋路階段的心理旋轉(zhuǎn)能力分組、導(dǎo)航使用策略類型、心理旋轉(zhuǎn)能力分組情況、任務(wù)用時(shí)、出錯(cuò)次數(shù)、腳步停頓次數(shù)、回退次數(shù)、低頭抬頭次數(shù)的數(shù)據(jù)分布進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果如表7所示。

表7 三種導(dǎo)航使用策略下的各指標(biāo)與心理旋轉(zhuǎn)能力之間的關(guān)系

t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，不同尋路策略在不同指標(biāo)對(duì)比上呈現(xiàn)一定的差異，例如：采用遵守型策略的被試在所有指標(biāo)上，A組均值均B組；自由型策略的被試在任務(wù)用時(shí)、出錯(cuò)次數(shù)、低頭抬頭次數(shù)上A組均值>B組，在腳步停頓次數(shù)上A組均值0.05)，顯示導(dǎo)航使用策略與心理旋轉(zhuǎn)能力強(qiáng)弱無(wú)顯著差異性。

4 討論

4.1 復(fù)雜環(huán)境下不同心理旋轉(zhuǎn)能力對(duì)導(dǎo)航尋路任務(wù)效率的影響

數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，導(dǎo)航搜索階段中，兩組被試在各指標(biāo)上無(wú)明顯差異。其主要原因可能是因?yàn)樵撾A段被試的主要行為都集中在界面交互上，出錯(cuò)次數(shù)與導(dǎo)航界面可用性因素有關(guān)，與心理旋轉(zhuǎn)能力能力強(qiáng)弱無(wú)關(guān)。在這一階段中，A組和B組各有一名被試誤入了車輛導(dǎo)航系統(tǒng)并全程使用車輛導(dǎo)航進(jìn)行尋路。根據(jù)被試自我陳述，其誤用車輛導(dǎo)航的原因與導(dǎo)航界面的可用性因素有關(guān)，如圖5的界面一所示，車輛導(dǎo)航和步行導(dǎo)航的入口的“導(dǎo)航”和“路線”入口，易造成認(rèn)知混淆，被試容易把“導(dǎo)航”誤認(rèn)為步行導(dǎo)航，從而誤入車輛導(dǎo)航系統(tǒng)，這一現(xiàn)象與吳丹的研究發(fā)現(xiàn)一致[15]。在誤入車輛導(dǎo)航系統(tǒng)后還全程用其進(jìn)行尋路的原因在于車輛導(dǎo)航界面與步行導(dǎo)航界面差異不明確，用戶識(shí)別度不高，無(wú)駕駛經(jīng)驗(yàn)的用戶無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)車輛導(dǎo)航和步行導(dǎo)航的區(qū)別。另外，車輛導(dǎo)航界面在當(dāng)前路段的行進(jìn)方向指示上不會(huì)隨著手機(jī)朝向的變化進(jìn)行對(duì)應(yīng)的方向指示，在步行時(shí)使用會(huì)造成更多的出錯(cuò)。

在導(dǎo)航尋路階段中，心理旋轉(zhuǎn)能力的強(qiáng)弱對(duì)尋路任務(wù)效率有較為顯著的影響，體現(xiàn)在出錯(cuò)次數(shù)和回退次數(shù)上的顯著差異(P<0.05)，以及腳步停頓次數(shù)上的邊緣顯著(P=0.073)。

兩組在出錯(cuò)次數(shù)上差異顯著，且弱組的均值>強(qiáng)組，其原因可能是因?yàn)槿踅M受導(dǎo)航精度問(wèn)題影響更為嚴(yán)重，并且在復(fù)雜環(huán)境下弱組對(duì)地圖與實(shí)際的比例、方位關(guān)系、標(biāo)志物位置等空間關(guān)系較難把握，因此出錯(cuò)次數(shù)比強(qiáng)組更多。兩組在回退次數(shù)上差異顯著，弱組的均值>強(qiáng)組，原因可能是因?yàn)樾睦硇D(zhuǎn)能力弱組的方向感相對(duì)強(qiáng)組較弱，對(duì)于地圖信息的判斷也會(huì)更為猶豫，這一差異體現(xiàn)在了腳步回退次數(shù)上。在腳步停頓次數(shù)指標(biāo)上，兩組雖均值有較大差異，但僅呈現(xiàn)邊緣顯著的原因，可能是與本實(shí)驗(yàn)路程短、尋路任務(wù)不夠復(fù)雜有關(guān)，尚不足以讓心理旋轉(zhuǎn)能力得以充分發(fā)揮。

為了進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)框架變革，深度發(fā)掘農(nóng)業(yè)潛力，需要注重培育工作，按照科教興農(nóng)新戰(zhàn)略思路發(fā)展。而新型培育思路的重點(diǎn)是注重技術(shù)、文化、經(jīng)營(yíng)、人才和扶貧等一體化發(fā)展。

任務(wù)用時(shí)上強(qiáng)組的均值<弱組，但無(wú)顯著差異的原因可能是因?yàn)殡m然心理旋轉(zhuǎn)能力強(qiáng)的人尋路效率會(huì)更高，但在實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜環(huán)境中，強(qiáng)組在對(duì)環(huán)境的匹配等問(wèn)題上也遇到了一定的困難，需要不斷觀察外界環(huán)境，結(jié)合地圖進(jìn)行判斷，從而增加了尋路任務(wù)的用時(shí)；同時(shí)，在導(dǎo)航地圖的輔助下，弱組也能夠在一定程度上提高自己的尋路效率[13]。前人的研究指出，行人導(dǎo)航實(shí)際上是利用視覺(jué)信息對(duì)距離和角度等空間位置的再整合，其整合的過(guò)程和結(jié)果與其空間感知能力相關(guān)[2]。本研究中強(qiáng)組被試在低頭抬頭次數(shù)上的均值>弱組的結(jié)果進(jìn)一步表明，心理旋轉(zhuǎn)能力在尋路過(guò)程中的發(fā)揮，需要持續(xù)關(guān)注周圍環(huán)境，并與環(huán)境進(jìn)行匹配。但二者無(wú)顯著性差異的原因，可能是因?yàn)槿踅M被試隨出錯(cuò)次數(shù)的增多被迫增加其與環(huán)境被動(dòng)匹配的次數(shù)，從而導(dǎo)致兩組之間差異的不顯著。

4.2 復(fù)雜環(huán)境下的導(dǎo)航尋路行為差異

根據(jù)被試行為特征的分類，可以看出不同用戶在步行尋路時(shí)的地圖導(dǎo)航的使用方式、對(duì)導(dǎo)航規(guī)劃路線的遵守程度、主動(dòng)創(chuàng)新路線的可能性上存在一定的差異。根據(jù)這幾類差異對(duì)被試行為進(jìn)行歸類后發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)航尋路階段存在遵守型、參考型、自由型3種類型的導(dǎo)航使用策略。

采用遵守型策略的被試尋路過(guò)程中出錯(cuò)次數(shù)較多。這是因?yàn)?，遵守型策略表現(xiàn)為在陌生環(huán)境下使用導(dǎo)航地圖時(shí)需要規(guī)劃路線，并且會(huì)嚴(yán)格按照規(guī)劃路線走，完全依賴地圖的定位與指向提示。而如果GPS定位功能受城市復(fù)雜環(huán)境影響而引起導(dǎo)航精度降低[15]，就會(huì)造成被試因過(guò)度依賴導(dǎo)航定位而與真實(shí)環(huán)境定位不匹配，并導(dǎo)致其走錯(cuò)路[2,16]。本研究中有9名被試是因?yàn)閷?dǎo)航地圖精度問(wèn)題而客觀上走錯(cuò)路或繞遠(yuǎn)路的。

采用參考型策略的被試在尋路過(guò)程中出錯(cuò)次數(shù)相對(duì)較少。主要因?yàn)檫@種策略對(duì)導(dǎo)航的依賴度一般，表現(xiàn)為在陌生環(huán)境下使用地圖時(shí)需要規(guī)劃路線，但在關(guān)注地圖上給出的參考定位與指向的基礎(chǔ)上，會(huì)進(jìn)一步關(guān)注實(shí)際道路、周圍環(huán)境，并預(yù)判整體路線，能較好的把握方向感。采用這種策略的被試雖然會(huì)在地圖與真實(shí)環(huán)境不匹配時(shí)出錯(cuò)，也會(huì)由于對(duì)環(huán)境過(guò)多觀察而錯(cuò)過(guò)地圖中的一些關(guān)鍵信息。但多數(shù)被試能夠在導(dǎo)航地圖與真實(shí)環(huán)境產(chǎn)生差異時(shí)，適時(shí)脫離地圖，按照環(huán)境因素判斷方位，甚至進(jìn)行路線創(chuàng)新。

使用自由型策略的被試出錯(cuò)次數(shù)最少。這種策略對(duì)地圖的依賴度最低，表現(xiàn)在陌生環(huán)境下使用地圖時(shí)不需要規(guī)劃路線，能夠靈活自由的參考地圖和實(shí)際環(huán)境道路情況，根據(jù)導(dǎo)航的實(shí)時(shí)定位與方向，主動(dòng)匹配標(biāo)志物進(jìn)行尋路。但是，使用這樣的策略需要被試能夠準(zhǔn)確的將實(shí)際環(huán)境與導(dǎo)航地圖信息進(jìn)行匹配，部分被試會(huì)在現(xiàn)實(shí)中找不到地圖中的標(biāo)志物時(shí)出現(xiàn)地圖和現(xiàn)實(shí)匹配困難而影響其尋路的進(jìn)展。

需要指出的是，在復(fù)雜環(huán)境中采用的導(dǎo)航使用策略不是固定不變的。從對(duì)被試的訪談中可以發(fā)現(xiàn)，即便是同一被試，其導(dǎo)航使用策略都可能隨尋路的進(jìn)程而改變。具體會(huì)采用何種策略，與被試對(duì)導(dǎo)航的依賴度、道路環(huán)境實(shí)際復(fù)雜程度以及個(gè)人的使用習(xí)慣等因素有關(guān)。

本研究顯示，不同導(dǎo)航使用策略的任務(wù)完成效率不同。遵守型策略的尋路效率較差，表現(xiàn)為任務(wù)用時(shí)、出錯(cuò)次數(shù)、腳步停頓次數(shù)、回退次數(shù)和低頭抬頭次數(shù)較多，原因主要是因?yàn)樽袷匦筒呗暂^為關(guān)注導(dǎo)航地圖的定位與指向[15]，對(duì)環(huán)境的觀察較少，較少運(yùn)用自身的空間能力，因此各指標(biāo)都偏低。參考型和自由型策略的尋路效率則相對(duì)較高，其中參考型策略在任務(wù)用時(shí)、低頭抬頭次數(shù)上最少，原因主要是因?yàn)閰⒖夹筒呗詫?duì)環(huán)境的觀察時(shí)間會(huì)比關(guān)注地圖的時(shí)間多，在導(dǎo)航地圖所提供的最短路線提示下能夠結(jié)合自身的空間知識(shí)較快的處理信息進(jìn)行高效的尋路；自由型策略的出錯(cuò)次數(shù)、腳步停頓次數(shù)、回退次數(shù)最少，原因是在無(wú)導(dǎo)航提示固定路線的情況下，尋路的自由度較高，受導(dǎo)航精度問(wèn)題的影響較弱，需要較多的利用自身空間能力進(jìn)行信息的處理。已有學(xué)者證明個(gè)體尋路策略存在定向策略與路線策略的差異，定向策略使用者主要關(guān)注整體框架，以東南西北或自然參照物等作為方向的參照，注意地點(diǎn)與地點(diǎn)之間的方位關(guān)系，并易形成關(guān)于全局的認(rèn)知地圖，而路線策略使用者則主要依據(jù)前后左右或主要的路標(biāo)建筑為參照，與定向策略相比，路線策略相對(duì)不靈活，當(dāng)位置發(fā)生改變，周圍失去了熟悉的參照信息時(shí)，路線策略使用者將更容易迷路[17]，并且定向策略的尋路績(jī)效優(yōu)于路線策略[18]。本研究中被試采用的自由型策略可以近似視為定向策略，遵守型策略可以視為路線策略，參考型策略可以近似視為定向與路線策略的結(jié)合，三種導(dǎo)航使用策略與尋路績(jī)效的關(guān)系與前人的研究結(jié)果一致[18]。

三種導(dǎo)航使用策略和心理旋轉(zhuǎn)能力關(guān)系的進(jìn)一步數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，導(dǎo)航使用策略的差異與心理旋轉(zhuǎn)能力強(qiáng)弱無(wú)顯著相關(guān)性(P>0.05)。雖然心理旋轉(zhuǎn)能力強(qiáng)組的個(gè)體具有較好的空間知識(shí)，對(duì)復(fù)雜空間信息的各方面的處理效率相對(duì)優(yōu)于弱組，并且不同地標(biāo)的存在能夠促進(jìn)其對(duì)環(huán)境的理解從而提高尋路效率[19]，但是在本研究的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，道路分散且有較多導(dǎo)航地圖中未顯示的小路、周圍建筑相似度高、多層建筑與綠化的視線遮擋導(dǎo)致導(dǎo)航地圖中顯示的標(biāo)志物不在視線范圍內(nèi)，這些消極的影響因素導(dǎo)致心理旋轉(zhuǎn)能力較強(qiáng)的被試無(wú)法從外界環(huán)境中獲取足夠的有用信息，因此強(qiáng)化了其對(duì)導(dǎo)航地圖界面視覺(jué)信息和聽(tīng)覺(jué)信息的依賴，在一定程度上影響其對(duì)自身空間認(rèn)知能力的運(yùn)用[20]。

4.3 移動(dòng)端導(dǎo)航地圖界面使用差異性

從導(dǎo)航地圖使用界面的差異來(lái)看，采用遵守型策略的被試多使用界面三，因?yàn)榻缑嫒懈菀钻P(guān)注到地圖中更多的細(xì)節(jié)，語(yǔ)音的提示也較為方便。也正是由于界面三具有豐富的信息提示，被試在該界面下更容易嚴(yán)格遵守導(dǎo)航路線規(guī)劃，重點(diǎn)關(guān)注當(dāng)前自身位置周圍環(huán)境與地圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系，缺少對(duì)路線的整體把握。采用參考型策略的被試多使用界面二，因?yàn)榻缑娑匾曊w路線框架，被試能可視化的看到自己的位置，了解自己已經(jīng)大概走了多少路、還要走多久等較為整體的概括信息。但由于全局地圖只提供較少的地標(biāo)信息，因此使用界面二的被試容易錯(cuò)過(guò)關(guān)鍵地標(biāo)。采用自由型策略的被試多使用界面一，因?yàn)檫@個(gè)界面更適合看該區(qū)域的全局地圖，更容易把握方向，路線決策也更為自由。但該界面缺少細(xì)節(jié)信息、無(wú)最近路線推薦，需要被試具備更多的匹配地圖與環(huán)境信息的能力，容易造成被試錯(cuò)過(guò)關(guān)鍵地標(biāo)，導(dǎo)致繞路和走錯(cuò)誤路線(例如死路等)的行為。

本研究結(jié)果顯示，雖然大部分被試會(huì)遵守規(guī)劃路線，但有一些被試表示會(huì)探索看起來(lái)更近的路或者較為安全的大路從而創(chuàng)新路線。這一行為可以用Agrawal的研究成果來(lái)解釋[21]。即步行距離和安全因素可能是行人選擇步行路線時(shí)考慮的主要因素。

4.4 對(duì)移動(dòng)端導(dǎo)航地圖設(shè)計(jì)的建議

(1)根據(jù)不同人群的差異性需求優(yōu)化界面信息內(nèi)容

從人群差異性來(lái)看，移動(dòng)端導(dǎo)航地圖作為尋路輔助工具，應(yīng)該要考慮到不同導(dǎo)航地圖使用策略的用戶在復(fù)雜場(chǎng)景中尋路的行為差異，增強(qiáng)復(fù)雜環(huán)境下導(dǎo)航地圖使用績(jī)效和使用體驗(yàn)。針對(duì)遵守型用戶，除了增強(qiáng)導(dǎo)航地圖的精度以外，還可以考慮參考游戲地圖的方式，在界面三中增加可以觀察到全局視角的小地圖，便于在提供細(xì)節(jié)信息的同時(shí)，也能讓使用者關(guān)注到整體路線，一方面可以有效增強(qiáng)使用者自身位置、周圍標(biāo)志信息以及對(duì)目的地的方向感知，另一方面也能在一定程度上減少使用者放大縮小的手勢(shì)操作；針對(duì)參考型用戶，可以在界面二的全局視角中增加關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的信息，如目的地附近的關(guān)鍵地標(biāo)、正確轉(zhuǎn)彎路口的識(shí)別度等；針對(duì)自由型用戶，可以在界面一上提示關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的信息、最短路線等。

(2)優(yōu)化影響尋路效率的界面可用性問(wèn)題

從導(dǎo)航地圖界面可用性來(lái)看，針對(duì)誤入車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的問(wèn)題，可以為車輛導(dǎo)航與步行導(dǎo)航入口的文字搭配相應(yīng)圖標(biāo)，降低進(jìn)入不匹配系統(tǒng)的概率，也可以在車輛導(dǎo)航和步行導(dǎo)航過(guò)程中設(shè)置明顯的標(biāo)示以供用戶了解當(dāng)前導(dǎo)航模式，并設(shè)置方便兩種導(dǎo)航切換的方式。針對(duì)導(dǎo)航結(jié)束尋找目的地困難的問(wèn)題，步行導(dǎo)航與車輛導(dǎo)航系統(tǒng)都應(yīng)該要進(jìn)一步給予更具體的方位指引信息，并增強(qiáng)界面上的目的地信息提示，直到用戶找到目的地。此外，也有被試提到之前經(jīng)歷過(guò)地圖顯示位置出錯(cuò)的情況，因此也可以提供地圖信息錯(cuò)誤申報(bào)入口，避免其余人的重復(fù)出錯(cuò)。當(dāng)然，定位精度不夠作為可用性差的主要影響因素，如何在當(dāng)前定位精度尚不能有效提高的條件下，如何通過(guò)設(shè)計(jì)增強(qiáng)導(dǎo)航地圖使用體驗(yàn)方法對(duì)設(shè)計(jì)師提出了挑戰(zhàn)。

4.5 研究不足與展望

受到研究條件限制，本研究主要存在以下幾點(diǎn)不足：(1)測(cè)試群體單一。本研究的測(cè)試用戶均為大學(xué)生，缺乏不同群體的評(píng)估數(shù)據(jù)。(2)心理旋轉(zhuǎn)能力強(qiáng)弱組別中男性樣本較少，無(wú)法進(jìn)一步進(jìn)行性別之間的比較。(3)自由型的被試數(shù)量較少，無(wú)法深入分析這一數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)意義。移動(dòng)端導(dǎo)航地圖的使用效率與用戶行為仍需深入解析，除了豐富被試群體外，后續(xù)研究還可以借助眼動(dòng)儀等設(shè)備獲取更精細(xì)的行為數(shù)據(jù)，從微觀層面探索移動(dòng)端導(dǎo)航地圖輔助下的用戶的尋路表現(xiàn)和認(rèn)知特點(diǎn)。

5 結(jié)論

(1)復(fù)雜環(huán)境下，不同心理旋轉(zhuǎn)能力被試在導(dǎo)航地圖的輔助下全部可以完成尋路任務(wù)(完成率為100%)，且心理旋轉(zhuǎn)能力強(qiáng)的被試尋路效率相對(duì)更高，主要體現(xiàn)為出錯(cuò)次數(shù)和回退次數(shù)低(P<0.05)。

(2)不同心理旋轉(zhuǎn)能力被試在尋路過(guò)程中會(huì)采用遵守型、參考型、自由型三種典型的導(dǎo)航使用策略，但心理旋轉(zhuǎn)能力強(qiáng)弱與策略的選用之間沒(méi)有明顯的差異性(P>0.05)。

(3)復(fù)雜環(huán)境下人們對(duì)導(dǎo)航地圖的使用策略和尋路績(jī)效均有不同，可根據(jù)其行為差異在導(dǎo)航路徑設(shè)計(jì)、定位信息、全局視角和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)信息等角度對(duì)導(dǎo)航界面進(jìn)行優(yōu)化。