數(shù)字化農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)：理論、方法與實(shí)踐

摘要：在數(shù)字鄉(xiāng)村戰(zhàn)略實(shí)施的背景下，我國(guó)農(nóng)業(yè)科普事業(yè)的快速發(fā)展，但有效傳遞科普信息還存在不足。本研究以數(shù)字化農(nóng)業(yè)為發(fā)展契機(jī)，普及科學(xué)知識(shí)為目標(biāo)，為農(nóng)業(yè)科普提供信息可視化設(shè)計(jì)方法與實(shí)踐參考。通過對(duì)農(nóng)業(yè)科普信息特征和需求的分析，從信息可視化基本理論概念出發(fā)，構(gòu)建了一套適用于農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)的方法流程，主要包括信息傳播與認(rèn)知理論、可視化設(shè)計(jì)理論與技術(shù)、數(shù)據(jù)收集與處理、用戶研究與體驗(yàn)，以及效果評(píng)估為主要環(huán)節(jié)的技術(shù)體系。該方法流程和應(yīng)用路徑，為農(nóng)業(yè)科普事業(yè)的發(fā)展提供了有益的參考和指導(dǎo)，有助于推動(dòng)數(shù)字化和智能化技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。推動(dòng)了可視化設(shè)計(jì)與農(nóng)業(yè)科普事業(yè)的深度融合及具體應(yīng)用，為后續(xù)具體農(nóng)業(yè)科普實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計(jì)，提供了相應(yīng)的理論指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)科普；信息可視化；設(shè)計(jì)方法；科學(xué)素養(yǎng)；數(shù)字農(nóng)業(yè)

中圖分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2024）20-0022-04

引言

數(shù)字化轉(zhuǎn)型為農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)提供了契機(jī)，并推動(dòng)了數(shù)字農(nóng)業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展。在2018 年，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018-2022）》文件，明確提出了“大力發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè)，實(shí)施智慧農(nóng)業(yè)工程”的任務(wù)[1]，以促進(jìn)數(shù)字化應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廣泛推廣。農(nóng)民作為農(nóng)業(yè)的主要參與者，應(yīng)承擔(dān)起主體責(zé)任。然而，在新的“十四五”規(guī)劃期間，隨著數(shù)字化和智能化技術(shù)的迅猛發(fā)展，農(nóng)業(yè)科學(xué)知識(shí)發(fā)生了巨大變化，農(nóng)民面臨的新問題也逐漸浮現(xiàn)。在適應(yīng)數(shù)字化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式時(shí)，農(nóng)民面臨著新技術(shù)和數(shù)字信息的抽象性難以理解的問題，很難跨越“科學(xué)素質(zhì)鴻溝”。這表明農(nóng)民對(duì)數(shù)字化新農(nóng)業(yè)的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用相對(duì)薄弱。農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)與農(nóng)業(yè)知識(shí)內(nèi)容緊密相關(guān)，對(duì)于推動(dòng)農(nóng)業(yè)科普傳播起到重要的推動(dòng)作用。這不僅有效促進(jìn)農(nóng)業(yè)知識(shí)的普及，還能解決實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的問題。為了解決農(nóng)業(yè)科學(xué)普及、倡導(dǎo)科學(xué)方法、傳播科學(xué)思想，必須提高農(nóng)民科學(xué)素養(yǎng)問題，彌補(bǔ)制約農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的短板[2]。因此，農(nóng)業(yè)科普信息的可視化設(shè)計(jì)應(yīng)受到重視，突破傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)科普宣傳過于側(cè)重內(nèi)容，而忽視設(shè)計(jì)問題的現(xiàn)狀。

一、農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)

（一）概念：在1989 年，著名人機(jī)交互專家斯圖爾特·卡特等人提出了信息可視化的概念，并逐漸被學(xué)界認(rèn)可[3]。信息可視化是通過視覺感知和加工信息的過程，將抽象的概念、數(shù)據(jù)或思想轉(zhuǎn)化為可見的圖像，便于人們更容易理解、記憶和處理信息[4]。這種方法有助于減輕認(rèn)知負(fù)荷，促進(jìn)決策和推理。心理學(xué)研究表明，人類80% 以上的學(xué)習(xí)記憶是通過視覺完成的[5]。當(dāng)前，農(nóng)業(yè)科普信息存在碎片化、分散化、冗余化等特點(diǎn)，在海量的數(shù)字化信息中，農(nóng)民需要一種更有效的信息可視化傳播方法。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)科普中的文字、數(shù)據(jù)和圖表，通過視覺化的設(shè)計(jì)表現(xiàn)，使農(nóng)業(yè)科普知識(shí)更加直觀、易于理解，提供豐富的視覺語言。在數(shù)字化的轉(zhuǎn)型背景下，信息可視化設(shè)計(jì)作為一種傳播工具，能夠彌補(bǔ)農(nóng)民在數(shù)字化背景下面臨的“技術(shù)溝”和“信息溝”的問題[6]，滿足數(shù)字化時(shí)代科普的更多受眾需求。

（二）基本理論：農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)的基本理論，涵蓋了設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)中的因果關(guān)系、邏輯關(guān)系和關(guān)聯(lián)關(guān)系，以及其中的基本前提和原則[7]。這些理論既是設(shè)計(jì)規(guī)律的集合，也是對(duì)規(guī)律的解釋。構(gòu)建設(shè)計(jì)基本理論時(shí)，首先需要明確概念，并通過概念之間的有機(jī)組合深入分析相關(guān)現(xiàn)象。這涉及研究設(shè)計(jì)的因果關(guān)系、評(píng)估設(shè)計(jì)元素和交互方式的合理性的邏輯關(guān)系，以及理解相關(guān)關(guān)聯(lián)和影響關(guān)系。這3 個(gè)方面相互補(bǔ)充，共同構(gòu)成了基本理論。

目前，農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)領(lǐng)域缺乏明確的理論依據(jù)，給基本理論的歸納和總結(jié)帶來了困難。在構(gòu)建基本理論時(shí)，可以借鑒其他相關(guān)領(lǐng)域的理論。首先，數(shù)據(jù)可視化原則涵蓋了數(shù)據(jù)的可視化表示、視覺編碼、視覺解碼、圖形表達(dá)和交互設(shè)計(jì)等方面[8]。這些原則有助于設(shè)計(jì)者選擇適當(dāng)?shù)目梢暬侄魏图夹g(shù)，提升農(nóng)業(yè)科普信息的可視化效果，吸引用戶的關(guān)注。其次，信息傳播理論和認(rèn)知理論可用于研究信息在傳播過程中的接收、處理和理解情況，深入了解農(nóng)民的認(rèn)知特點(diǎn)和信息傳達(dá)的有效性。再次，人機(jī)交互理論關(guān)注農(nóng)民在與技術(shù)交互時(shí)的感知、情感和行為特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)注重用戶界面和交互方式的關(guān)系，關(guān)注軟件的操作流程、信息架構(gòu)和使用方式，提供令人滿意的用戶體驗(yàn)[9]。最后，還應(yīng)考慮可持續(xù)發(fā)展理論的影響，將農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展與本土化相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)科普信息的可持續(xù)傳播目標(biāo)，符合全球可持續(xù)發(fā)展的要求。

總之，通過對(duì)農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)的相關(guān)理論解析，將尚不成體系的要素建構(gòu)出新的理論方法。為設(shè)計(jì)方法論的構(gòu)建提供理論基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，幫助設(shè)計(jì)者在實(shí)踐中，更加系統(tǒng)有效地進(jìn)行設(shè)計(jì)活動(dòng)。

二、農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)要素構(gòu)成

通過基本理論和系統(tǒng)性的方法論研究，有助于構(gòu)建農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)方法。在構(gòu)建過程中涉及多個(gè)學(xué)理鏈，包含了信息傳播與認(rèn)知理論、可視化設(shè)計(jì)理論與技術(shù)、數(shù)據(jù)收集與處理、用戶研究與體驗(yàn)，以及農(nóng)業(yè)科普效果評(píng)估。這些環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)，形成了一個(gè)完整的學(xué)理鏈，為設(shè)計(jì)方法的框架的建立，提供了理論指導(dǎo)。在對(duì)學(xué)理鏈的探索研究下，構(gòu)建的農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，具體如圖1 所示。

（一）需求分析：在農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)中需求分析是首要的環(huán)節(jié)。根據(jù)認(rèn)知心理學(xué)的研究，人們對(duì)信息的處理受到記憶、注意力、思維和感知等心理過程的影響。因此，在了解目標(biāo)受眾的信息需求、認(rèn)知特點(diǎn)和偏好時(shí)，需要考慮到受眾分類和特點(diǎn)。為了深入了解受眾的需求，收集他們的意見、反饋和建議，以及建立多維度的用戶畫像和用戶行為需求模型，可以運(yùn)用問卷調(diào)查、訪談、焦點(diǎn)小組等調(diào)研方法。在農(nóng)業(yè)科普中受眾群體主要是農(nóng)民，而農(nóng)民作為受眾群體的廣泛性和差異性，受到文化背景、知識(shí)水平、技術(shù)能力和信息需求的影響，導(dǎo)致受眾需求的復(fù)雜性。因此，必須將受眾進(jìn)行分類是必要的，這樣可以更好地理解他們的特點(diǎn)和需求，從中發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的設(shè)計(jì)點(diǎn)。

（二）數(shù)據(jù)收集與處理：數(shù)據(jù)是農(nóng)業(yè)科普信息可視化的設(shè)計(jì)素材基礎(chǔ)。早在1966 年，彼得·諾爾（ Peter Naur）就提出了數(shù)據(jù)學(xué)的概念，并將數(shù)據(jù)本身作為研究對(duì)象[10]，為理解用戶意圖和數(shù)據(jù)可視化的視覺表達(dá)提供了可能。數(shù)據(jù)可視化的創(chuàng)建很大程度上，是依賴設(shè)計(jì)者對(duì)大量案例總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，包括對(duì)信息的提煉、數(shù)據(jù)的總結(jié)和數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計(jì)表達(dá)。首先，是對(duì)農(nóng)業(yè)知識(shí)的數(shù)據(jù)收集和處理，要求設(shè)計(jì)者需要選擇合適的工具和技術(shù)，在數(shù)據(jù)方面獲取上主要通過傳感器、監(jiān)測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢等方式。在數(shù)據(jù)分析和處理軟件方面，則是用Python 的數(shù)據(jù)分析庫(kù)（如Pandas、NumPy），用該工具實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)聚合、計(jì)算、轉(zhuǎn)換等操作。然后，通過收集不同類型的數(shù)據(jù)，獲取關(guān)于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的詳細(xì)信息，利用農(nóng)業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)，如土壤質(zhì)量、病蟲害指標(biāo)、農(nóng)藥適用量等，為可視化設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)材料。

（三）設(shè)計(jì)目標(biāo)：明確定義設(shè)計(jì)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)科普可視化設(shè)計(jì)的核心。設(shè)計(jì)目標(biāo)是所追求的境界和目的，旨在實(shí)現(xiàn)預(yù)期的最終結(jié)果。布蘭達(dá)·勞拉提出了依據(jù)具體情境確定設(shè)計(jì)目標(biāo)的方法，強(qiáng)調(diào)明確用戶和目標(biāo)的需求[11]。在該階段，應(yīng)該闡述合理的情境目標(biāo)和所需功能，并確保通過可視化設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)這些功能。根據(jù)農(nóng)民的文化背景、知識(shí)水平、心理需求等因素，設(shè)定相應(yīng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。比如，設(shè)計(jì)目標(biāo)是為農(nóng)民提供實(shí)時(shí)的氣象信息，幫助他們合理安排農(nóng)業(yè)活動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可視化設(shè)計(jì)包括實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)的可視化呈現(xiàn)、天氣趨勢(shì)的圖表展示、農(nóng)業(yè)活動(dòng)推薦等功能。通過該設(shè)計(jì)目標(biāo)的確立，農(nóng)民能夠方便地獲取所需的氣象信息。

（四）設(shè)計(jì)原則：制定設(shè)計(jì)原則是確保設(shè)計(jì)可用性的重要步驟，以下設(shè)計(jì)原則包含了可視化設(shè)計(jì)理論與技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效傳達(dá)信息并方便設(shè)計(jì)者操作使用。

1. 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型設(shè)計(jì)的核心理念。農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)的核心在于以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行決策。在數(shù)字化時(shí)代，數(shù)據(jù)成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重要資源。設(shè)計(jì)者需要收集、分析和運(yùn)用數(shù)據(jù)，將抽象的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為易于理解的可視化圖像，幫助農(nóng)民洞察數(shù)據(jù)中的模式、趨勢(shì)和關(guān)系。這些數(shù)據(jù)圖形的轉(zhuǎn)化描述了認(rèn)知過程的視覺隱喻，包含著本體與喻體之間的關(guān)聯(lián)性，暗示著設(shè)計(jì)者表達(dá)數(shù)據(jù)可視化的想法創(chuàng)意[12]。將數(shù)據(jù)加工成有用的信息，并進(jìn)行相關(guān)的分析、歸納、演繹和創(chuàng)造性的轉(zhuǎn)化。通過視覺設(shè)計(jì)促使數(shù)據(jù)信息變得直觀，農(nóng)民更好地了解農(nóng)業(yè)狀況，并做出農(nóng)事決策。

2. 用戶體驗(yàn)型設(shè)計(jì)的差異化考量。個(gè)性化用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)是滿足農(nóng)民特定需求的關(guān)鍵。農(nóng)民在數(shù)字化應(yīng)用方面存在不足，通過使用智能化技術(shù)，如人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)，根據(jù)農(nóng)民的興趣、偏好和需求，定制信息可視化界面設(shè)計(jì)。這包括工作內(nèi)容的操作流程、信息架構(gòu)、交互方式和操作規(guī)范等方面[13]。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)科普設(shè)計(jì)往往忽視了農(nóng)民對(duì)農(nóng)業(yè)科普的感性需求。只有當(dāng)農(nóng)民感受到設(shè)計(jì)者對(duì)其需求的關(guān)注和理解時(shí)，才會(huì)積極地參與科普活動(dòng)中。

3. 感知整合型設(shè)計(jì)的信息傳達(dá)。感知原理是可視化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，表現(xiàn)為人類感知和認(rèn)知的方式。人類通過五感與外部環(huán)境進(jìn)行交互，并以感覺、知覺和表象形式呈現(xiàn)。感覺屬于生理層面，而知覺則更深層次的發(fā)展。設(shè)計(jì)者需要了解農(nóng)民的感知特點(diǎn)，以提供有效的信息傳達(dá)。作為農(nóng)業(yè)科普信息的主要受眾，農(nóng)民通過表象來感知客觀對(duì)象的再現(xiàn)過程。并運(yùn)用視覺感知來觀察分析農(nóng)業(yè)信息，通過聽覺獲取農(nóng)業(yè)專家的建議，用觸覺感知來獲取植物生長(zhǎng)狀態(tài)和土壤質(zhì)感等反饋。有助于增強(qiáng)情境記憶中的事實(shí)與感覺連接，降低對(duì)信息的認(rèn)知難度和記憶負(fù)荷[14]。

4. 包容本土型設(shè)計(jì)的實(shí)踐方式。包容性和本土化設(shè)計(jì)原則強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)的適用性和廣泛接受度，有利于農(nóng)民在農(nóng)業(yè)科普中的數(shù)字平等性。數(shù)字弱勢(shì)農(nóng)民對(duì)數(shù)字技術(shù)不太熟悉，包容性設(shè)計(jì)原則強(qiáng)調(diào)了將用戶體驗(yàn)置于首位，通過簡(jiǎn)化界面和操作步驟，以及提供清晰易懂的指導(dǎo)，幫助農(nóng)民克服技術(shù)障礙。此外，本土化設(shè)計(jì)原則強(qiáng)調(diào)了與在地農(nóng)業(yè)文化實(shí)踐結(jié)合。這意味著使用當(dāng)?shù)卣Z言、符號(hào)和習(xí)慣來呈現(xiàn)信息，以增加不同農(nóng)民參與度和認(rèn)同感。正如卡西爾所言，“人類所有的精神文化都是符號(hào)活動(dòng)的產(chǎn)物[15]”。通過使用本土化的語言和符號(hào)，農(nóng)民可以更輕松地理解知識(shí)和產(chǎn)生認(rèn)同感。

（五）可視化表達(dá)：在數(shù)字化環(huán)境下分析和理解可視化表達(dá)，強(qiáng)調(diào)的是視覺上的通達(dá)性。數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)在科普領(lǐng)域的應(yīng)用，可追溯至1864 年，John Snow 的醫(yī)生繪制的“倫敦霍亂圖”，這張圖用可視化設(shè)計(jì)表達(dá)了水井污染與疫情暴發(fā)的關(guān)系，對(duì)健康科普起到了重要作用[16]?？梢暬磉_(dá)主要是利用視覺編碼，將數(shù)據(jù)映射到視覺通道，并通過視覺系統(tǒng)快速使人獲取多維信息，建立起信息與用戶間的互動(dòng)閉環(huán)。賈森·蘭蔻認(rèn)為信息可視化設(shè)計(jì)的目的就是傳播，并用一個(gè)坐標(biāo)軸說明了信息傳播的衡量指標(biāo)（如圖2 所示），用X 軸、Y 軸和Z 軸分別表示理解力、吸引力和記憶力[17]，并通過顏色不同比例表達(dá)側(cè)重點(diǎn)。因此，對(duì)于學(xué)術(shù)性、知識(shí)性和科普性的知識(shí)，其內(nèi)容要陳述事實(shí)，用通俗的方式詮釋理論。

在可視化表達(dá)方面，選擇合適的類型來呈現(xiàn)農(nóng)業(yè)知識(shí)信息設(shè)計(jì)至關(guān)重要。人們?cè)谶M(jìn)行視覺觀察時(shí)，傾向于將視覺理解為簡(jiǎn)單的、相連、對(duì)稱的或有序的常規(guī)結(jié)構(gòu)，并將事物視為一個(gè)整體。設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)遵循這些規(guī)律進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)，常見的可視化類型包括圖表、地圖和圖像等。圖表適用于展示農(nóng)業(yè)數(shù)量數(shù)據(jù)、趨勢(shì)和統(tǒng)計(jì)信息，地圖則適合顯示地理分布、空間關(guān)系和區(qū)域特征，而圖像常以靜態(tài)圖形展示。這些可用于表達(dá)農(nóng)作物生長(zhǎng)、農(nóng)機(jī)使用和農(nóng)業(yè)實(shí)踐等方面。

（六）交互設(shè)計(jì)：根據(jù)農(nóng)業(yè)科普信息平臺(tái)的功能范圍，分析現(xiàn)有的人機(jī)交互內(nèi)容，以了解數(shù)字新農(nóng)民的需求和新穎的交互方式。Lee 等人提出了后 WIMP 時(shí)代（post-WIMP）交互的概念，該理念強(qiáng)調(diào)通過自然語言和直接操縱的方式實(shí)現(xiàn)交互，因?yàn)檫@種操作習(xí)慣更符合用戶直觀感受[18]。Valletto 提出一種多模態(tài)的交互方式，結(jié)合了語音、觸控和其他交互方式，實(shí)現(xiàn)了靈活的可視化界面設(shè)計(jì)[19]。當(dāng)使用者的行為與設(shè)計(jì)出現(xiàn)傾向化差異時(shí)，就會(huì)構(gòu)成了人與物的新關(guān)系，這種關(guān)系的物化會(huì)產(chǎn)生新的行為。用戶行為模式有助于理解信息使用方式，例如，提供多模態(tài)的交互體驗(yàn)設(shè)計(jì)，結(jié)合視覺、聲音和觸覺的感知方式，支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新、提醒功能以及語音交互。借助行為模式和用戶目標(biāo)，可以通過環(huán)境和產(chǎn)品建立用戶原型。這種多模態(tài)交互的設(shè)計(jì)能夠滿足農(nóng)民的偏好需求，幫助農(nóng)民用戶更輕松地獲取和應(yīng)用農(nóng)業(yè)科普信息。

（七）效果評(píng)價(jià)：農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)是最后環(huán)節(jié)，參考信息美學(xué)模型的評(píng)估方法。傳統(tǒng)的可視化設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)多采用心理學(xué)與感性工學(xué)的方法，對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，進(jìn)行對(duì)比分析評(píng)價(jià)。而信息美學(xué)模型從數(shù)據(jù)、交互和美學(xué)3 個(gè)方面評(píng)判，并強(qiáng)調(diào)了多感官的參與評(píng)價(jià)方法。首先，評(píng)價(jià)的是農(nóng)業(yè)科普中的數(shù)據(jù)方面，設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確反映農(nóng)業(yè)科普信息的實(shí)際情況，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。其次，用戶的參與度和互動(dòng)性是主要的評(píng)價(jià)指標(biāo)，設(shè)計(jì)應(yīng)提供多元化的交互方式，注重農(nóng)民的多感官體驗(yàn)需求。最后，美學(xué)評(píng)價(jià)關(guān)注設(shè)計(jì)的視覺吸引力、信息表達(dá)設(shè)計(jì)和整體布局設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)應(yīng)具有吸引農(nóng)民的視覺效果，采用合適的顏色、字體和圖形等元素。整體布局應(yīng)合理，以確保信息層次清晰、易于閱讀和理解，這些因素都是驗(yàn)證審美感知的重要指標(biāo)。

總之，在遵循信息美學(xué)模型的原則的基礎(chǔ)上，農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)應(yīng)綜合考慮數(shù)據(jù)、交互和美學(xué)3 個(gè)方面。通過效果評(píng)價(jià)找到其存在的不足，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，有助于提升農(nóng)民的參與度和科普任務(wù)的完成效果。

三、農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)策略

農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)方法的建構(gòu)，其目的是將該方法應(yīng)用到農(nóng)業(yè)實(shí)踐中，為農(nóng)民提供實(shí)用的可視化工具和信息資源。應(yīng)該從設(shè)計(jì)的基本理論和實(shí)踐層面，構(gòu)建完整的設(shè)計(jì)應(yīng)用路徑，具體策略方法如下。

（一）構(gòu)建農(nóng)業(yè)科普信息的可視化結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：系統(tǒng)論強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)與要素之間的相互關(guān)系，形成一個(gè)有機(jī)整體，以展現(xiàn)其特點(diǎn)和功能。由結(jié)構(gòu)和功能構(gòu)成，其中結(jié)構(gòu)指的是空間中各要素之間的聯(lián)系方式，而功能則是系統(tǒng)在環(huán)境作用下所表現(xiàn)出的能力。農(nóng)業(yè)可視化通過建立結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)科普信息的層次性和關(guān)聯(lián)性（如圖3 所示）。該結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主要包括基礎(chǔ)層、框架層和表現(xiàn)層。在農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)層提供了必要的基礎(chǔ)設(shè)施，主要關(guān)注存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算等技術(shù)設(shè)備?？蚣軐觿t起到組織和整合的作用，完成系統(tǒng)的功能邏輯、界面布局和結(jié)構(gòu)分類等層級(jí)任務(wù)。表現(xiàn)層涉及視覺信息的呈現(xiàn)和交互動(dòng)效，體現(xiàn)了可視化設(shè)計(jì)與用戶的交互展示應(yīng)用形式。設(shè)計(jì)過程從基礎(chǔ)層開始，逐步上升并達(dá)到表現(xiàn)層，從概念到最終設(shè)計(jì)的完成。

第一，基礎(chǔ)層提供了支撐可視化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施，包括云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用。這些技術(shù)用于存儲(chǔ)和虛擬化農(nóng)業(yè)科普信息資源，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和計(jì)算任務(wù)?；A(chǔ)層作為系統(tǒng)組成部分，通過不斷升級(jí)和進(jìn)化，促使整個(gè)系統(tǒng)功能的完善?；A(chǔ)層的穩(wěn)定支持，為后續(xù)的設(shè)計(jì)層提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

第二，框架層是可視化設(shè)計(jì)中的核心組成部分。為設(shè)計(jì)對(duì)象提供了一個(gè)結(jié)構(gòu)化的框架，用于組織、展示和導(dǎo)航農(nóng)業(yè)科普信息資源。框架層主要包括農(nóng)業(yè)信息線上資源和科普服務(wù)，反映了農(nóng)業(yè)科普信息資源、服務(wù)和功能之間的內(nèi)在關(guān)系。在框架層中，根據(jù)農(nóng)民的視覺習(xí)慣和認(rèn)知特點(diǎn)，設(shè)計(jì)導(dǎo)航元素和界面布局，以反映內(nèi)在邏輯關(guān)系。此外，框架層還需要建立清晰層次結(jié)構(gòu)分類設(shè)計(jì)，以便農(nóng)民能夠根據(jù)實(shí)際需求，提供直觀的導(dǎo)航設(shè)計(jì)。

第三，表現(xiàn)層是用戶與農(nóng)業(yè)科普信息互動(dòng)的重要手段。在表現(xiàn)層中，設(shè)計(jì)應(yīng)注重感知理論，通過視覺符號(hào)化語言與用戶環(huán)境聯(lián)系。通過界面設(shè)計(jì)和視圖表現(xiàn)設(shè)計(jì)，農(nóng)業(yè)科普信息以易于理解和吸引人的方式展示給用戶。在信息功能定位設(shè)計(jì)中，應(yīng)采用農(nóng)民熟悉的農(nóng)業(yè)術(shù)語和示例，以便用戶能夠快速定位相關(guān)內(nèi)容。界面設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)、色彩設(shè)計(jì)和視覺效果等方面，應(yīng)注重體驗(yàn)的有用性、易用性和美學(xué)性。并考慮數(shù)字弱勢(shì)農(nóng)民群體的需求，提供多樣性選擇和包容性設(shè)計(jì)。

（二）設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)科普信息的模塊可視化架構(gòu)：模塊型可視化架構(gòu)的設(shè)計(jì)，促使農(nóng)業(yè)科普信息自由組合的方式展示。運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)理念，根據(jù)用戶需求進(jìn)行功能分析，然后再將農(nóng)業(yè)科普信息劃分為不同的模塊。由農(nóng)業(yè)科普的基礎(chǔ)功能模塊，用戶根據(jù)自己的需求和興趣，科普系統(tǒng)提供擴(kuò)展功能設(shè)計(jì)，由基礎(chǔ)功能1、擴(kuò)展功能2 到擴(kuò)展功能Y[20]，構(gòu)成可變的模塊屬性，最后，根據(jù)需要完成信息模塊的配置設(shè)計(jì)（如圖4 所示）。

首先，可視化架構(gòu)將農(nóng)業(yè)科普信息劃分為多個(gè)獨(dú)立的模塊。按可視化模塊類別可劃分為農(nóng)業(yè)知識(shí)可視化、農(nóng)業(yè)技能可視化、農(nóng)機(jī)操作可視化等。模塊的獨(dú)立性與靈活性，為農(nóng)業(yè)主題的選擇提供了便利性，如農(nóng)作物種植、農(nóng)藥使用、灌溉管理等不同的模塊主體。這種劃分使得用戶可以根據(jù)自己的興趣，選擇性地瀏覽相關(guān)內(nèi)容，而不必被整個(gè)信息集合所束縛[21]。其次，模塊可視化架構(gòu)應(yīng)具備針對(duì)農(nóng)民的定制性。用戶根據(jù)自己的實(shí)際情況，自由選擇和組合不同的模塊，創(chuàng)建符合自己需求的內(nèi)容展示方式。最后，模塊架構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)具備可持續(xù)發(fā)展的能力，方便新的農(nóng)業(yè)科普信息隨時(shí)添加到現(xiàn)有的架構(gòu)中，這樣才能保持系統(tǒng)與時(shí)俱進(jìn)。

（三）增強(qiáng)農(nóng)業(yè)科普信息可視化功能性設(shè)計(jì)：通過數(shù)字化和智能化技術(shù)，進(jìn)一步增強(qiáng)農(nóng)業(yè)科普信息的可視化功能性。農(nóng)業(yè)科普信息平臺(tái)具有功能型和信息型的性質(zhì)，需從可視化角度增加其功能范圍。

首先，在農(nóng)業(yè)中利用傳感器、監(jiān)測(cè)設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的收集與處理[22]。

通過這些技術(shù)準(zhǔn)確地獲取到農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，如土壤濕度、天氣溫度和病蟲害等指標(biāo)。數(shù)據(jù)通過可視化工具以圖表、熱力圖，以及實(shí)時(shí)監(jiān)控等形式呈現(xiàn)，農(nóng)民能夠直觀地了解到農(nóng)田狀況和作物生長(zhǎng)情況。其次，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，根據(jù)農(nóng)民的需求興趣，提供個(gè)性化的農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)。利用機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，系統(tǒng)依據(jù)農(nóng)民的歷史偏好，以及行為模式，有助于農(nóng)民針對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策。此外，數(shù)字化技術(shù)支持農(nóng)業(yè)培訓(xùn)和教育可視化，通過虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和在線課程平臺(tái)等工具，幫助農(nóng)民進(jìn)入沉浸式的學(xué)習(xí)。運(yùn)用可視化教學(xué)和模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，農(nóng)民可以在虛擬環(huán)境中學(xué)習(xí)，掌握農(nóng)業(yè)技術(shù)方法。最后，數(shù)字化時(shí)代的社交與互動(dòng)設(shè)計(jì)，為農(nóng)業(yè)科普提供了更多交流機(jī)會(huì)。通過在線社區(qū)、問答平臺(tái)和社交媒體等方式，農(nóng)民分享自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，與更多的農(nóng)業(yè)從業(yè)者進(jìn)行交流分享，激發(fā)參與共建科普知識(shí)的持續(xù)意愿，構(gòu)建協(xié)同有序的共建共享機(jī)制，這是農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)的內(nèi)在功能需求。

總之，通過構(gòu)建農(nóng)業(yè)科普信息的可視化結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)科普信息的模塊化可視化架構(gòu)，以及增強(qiáng)農(nóng)業(yè)科普信息的可視化功能性，共同組成了農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)的應(yīng)用路徑（如圖5 所示）。

結(jié)語

隨著數(shù)字化和智能化技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的推進(jìn)，農(nóng)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求日益迫切，信息可視化設(shè)計(jì)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。本研究探究了如何緊密結(jié)合農(nóng)民的需求與數(shù)字設(shè)計(jì)，著力解決農(nóng)民在農(nóng)業(yè)科普知識(shí)儲(chǔ)備方面的薄弱問題。在數(shù)字技術(shù)的支持下，可視化設(shè)計(jì)發(fā)揮著中介作用，為農(nóng)民提供了便捷的學(xué)習(xí)渠道，幫助傳統(tǒng)農(nóng)民向數(shù)字新農(nóng)人的轉(zhuǎn)變。從理論框架強(qiáng)調(diào)了信息傳播理論、可視化理論和人機(jī)交互理論的重要性，并綜合運(yùn)用這些理論與設(shè)計(jì)方法，明確了其在設(shè)計(jì)流程的作用關(guān)系。在實(shí)踐層中，結(jié)合了本土文化、語言和農(nóng)民實(shí)際需求要素，力求構(gòu)建適應(yīng)數(shù)字鄉(xiāng)村的農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)策略。通過從結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可視化架構(gòu)設(shè)計(jì)以及功能性設(shè)計(jì)三大方向，共同推進(jìn)農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)。有助于農(nóng)民能夠更好地理解和應(yīng)用農(nóng)業(yè)知識(shí)，從而提高其科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)科普的普及與提升，推動(dòng)數(shù)字農(nóng)業(yè)在鄉(xiāng)村的全面發(fā)展。

基金項(xiàng)目：本文系2023 年度廣東省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)規(guī)劃青年項(xiàng)目“數(shù)字鄉(xiāng)村下農(nóng)業(yè)科普信息可視化設(shè)計(jì)策略研究”（GD23YYS15）的研究成果之一

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