基于儿童认知特点的电子地图符号设计

杨玲莉 ， 闫浩文，王小平，刘 涛 ，王中辉

（1.兰州交通大学测绘与地理信息学院，甘肃 兰州 730070；2.甘肃省地理国情监测工程实验室，甘肃 兰州 730070）

目前，以儿童认知为前提的电子地图符号系统的研究相对较少，且符号形式单一。以5～6岁儿童为研究对象，将儿童认知导入地图符号设计中，通过对研究对象进行具体的地图符号认知和实验，提出基于儿童认知特点的地图符号设计原则及要求［1-4］。

1 5～6岁儿童对地图符号的认知特点

科学、系统的符号设计和运用是地图发挥作用的基础和前提［5］。传统的地图符号主要以色彩、文字标注等表示地理信息的数量、质量和内容。随着多媒体技术以及三维显示等技术的发展，出现电子地图符号。而这种进步与现实生活的需要相联系，就产生了专业化的电子地图和电子地图符号，儿童电子地图是科学技术进步和现代地图学发展的产物。

1.1 色彩、图形认知特点

相比黑白的电子地图符号元素来说，5～6岁儿童更加喜欢色彩鲜艳、明快的颜色。其次，抽象的电子地图符号不会让5～6岁儿童领会所表示的地理信息的含义，他们对形象化的符号元素，尤其是他们所熟悉的卡通类的形象化符号元素接受更快，认知更加深刻。张增慧、林仲贤［6］对 5～6 岁的学前儿童所进行的颜色命名及颜色再认的实验结果表明，此年龄段的孩子在色彩上较为偏好红色、黄色，其次是橙色、蓝色。因此，设计者应充分利用这一特点， 在符合客观事物基本色彩的基础上，选择活泼、明快的色调来引起儿童的兴趣。图形作为一种视觉符号，可以最直观地传达地图的相关信息。当面对图形时，他们会将地图上的图形与他们见过的客观事物联系起来，并将二者联系起来认知。Stevenson［7］对 3～6岁的儿童进行不同维度结构的图形辨认实验（立体的、平面的、画的），结果也表明，儿童对立体图形的辨认度最高。

1.2 文字符号的认知特点

儿童对事物的认知具有阶段性和连续性特点。儿童在不断成长的同时，其大脑和生理在逐步向成熟阶段发展，儿童对文字的认知也随之发展。但是5～6岁儿童对文字的认知度还不够成熟，更是无法辨别识别性不强的文字。由于对文字的认知能力有限，他们对文字化的电子地图符号元素的掌握明显低于多媒体电子地图符号元素。所以，在地图符号的文字设计上，文字结构要严谨，字形要清晰可见。

1.3 三维符号的认知特点

采用三维立体效果，能更加形象生动地展示地图信息，可以给孩子留下更加具体的印象，也加深了儿童的记忆能力。根据5～6岁儿童认知特点，这个年龄段的儿童对于形象事物的认知能力远高于平面事物。因此，在设计儿童电子地图符号时，也应该充分使用3D技术，实现电子地图的立体化，使儿童对电子地图符号提供的信息有更好的感知效果。

2 5～6岁儿童电子地图符号设计原则

传统的地图符号单调且抽象，抽象化的表现方式可以在有限的地图上展示出无限的地理信息数据，但是需要一定的专业知识基础才能够充分理解和应用［8］。而对于5～6岁儿童来说，在设计电子地图符号时首先应充分了解儿童地图符号认知特点与理解水平，地图符号要真正适合儿童的需要。其次，儿童电子地图符号设计原则应从点状、线状、面状符号及专题信息几方面进行考虑。

2.1 点状符号设计

儿童电子地图符号设计应减少平面地图符号的应用［9］。5～6岁儿童的形象思维和记忆能力明显要高于抽象思维，因此点符号设计尽可能选择三维立体符号，实现电子地图的立体化，从而提高儿童学习地理知识的兴趣。此外，可以更多地使用儿童更加熟悉的卡通人物或者动物、植物的形象，激发儿童探究地理信息的欲望，如图1所示。

图1 几种点状符号

2.2 线状符号设计

5～6岁儿童虽然能够控制自己的注意力，但对一件事物的关注仍不能持续太久，且对复杂事物的兴趣都不是很高。因此，线状符号的设计应该尽量简单明了，使儿童能愉快地产生地图认知体验。线状符号的周期性变化除了可产生实线、间断线以外，还可以用定向、组合和叠加的方式，组成线状地图符号系列，例如围墙、一般铁路、加固斜坡、国界线等。

2.3 面状符号设计

儿童对色彩的感受能力很强，因而他们对色彩的熟知程度要比图形高，所以有色彩的图更能吸引儿童的注意。在设计面状符号时，地图符号的色彩应活泼、鲜明，激发其阅读兴趣。比如用棕色代表地貌、用蓝色代表水域、用绿色代表植被。此外，面状地图符号可以用网纹变化来表示在同一类别中的不同制图对象。

2.4 专题信息设计

通常，儿童电子地图当中包含了专题、底图、科普知识等内容，并且底图要求能大致反映出绿地、主干道、地标等区域环境。专题内容是最重要的，要结合5～6岁儿童的关注点，选择将学校、游乐园、玩具店等重点详细表达。比例尺等级多在3～5级，用于满足儿童的日常生活用途需求，包括公园地图、城市地图等；内容信息不需要全面综合，重点突出儿童关心的内容信息，不要求精准的经纬度，显示大概位置就可以，培养儿童整体空间认知能力［10］。

3 实验与分析

根据以上设计原则及要求，以儿童喜爱的上海迪士尼乐园为例，进行了具体的地图符号设计实验，如图2所示。

在兰州市选取1所幼儿园，分别对幼儿园小、中、大班的儿童(共3个班，总人数86人，其中男孩46人，女孩40人）对设计作品进行电子地图符号认知特点的专项测试。表1是儿童对地图符号的判别正确率统计数据。

图2 设计作品展示

表1 儿童对地图符号的判别正确率统计表

经测试结果显示，儿童对图2中三维地图符号的认知情况普遍要高于平面图形。95%以上的儿童对酒店、公交站、湖泊都能进行正确的认知,对于农庄、生态园等大多数儿童经过提示也得到了正确的认知。总体来说，在这个测试环节中，儿童的关注度和兴趣都很高，大部分儿童对以上这些符号所展示的地理信息都有良好的认知。

4 结 语

通过对5～6岁儿童进行电子地图符号认知的实验，可以得出结论，本文所提出的观点符合儿童的心理认知发展规律及欣赏水平。对于这个年龄段的儿童来说，已经有了很好的空间意识，且对抽象事物的认知也开始萌芽。在此认知特点的基础上，适合这个年龄段儿童的电子地图符号设计应该使用颜色鲜艳的地图符号体系，大量应用动漫技术，将儿童熟悉的卡通形象等引入到电子地图符号信息中，加大对三维立体符号的使用，从平面到立体，从立体到智能，建立适合儿童认知特点的电子地图符号库，使儿童电子地图真正实现其功能和价值。

[1] 刘亚平．基于三维空间认知的电子地图符号设计[J]．中学地理教学参考,2014(24):28-29

[2] 张彦丽,闫浩文．儿童电子地图特征及基本设计原则[J]．测绘科学,2007,32(3):134-136

[3] 王长森，易利珠．儿童地图方兴未艾[J]．地图,1997(4):59-60

[4] 田学红,方格． 国外有关儿童对地图表征的认知发展研究[J]．心理科学进展,2000, 8(2):14-20

[5] 张为成． GIS中地图符号的研究[D]．长春:吉林大学,2006

[6] 张增慧,林仲贤． 3～6岁儿童颜色及图形视觉辨认实验研究[J]．心理学报,1983,15(4):461-468

[7] Stevenson H W, Mcbee G． The Learning of Object and Pattern Discriminations by Children [J]．Journal of Comparative &Physiological Psychology, 1958, 51(6):752

[8] 李兵． 地图符号库系统的研究与实现[D]．北京：中国农业大学,2005

[9] 陈业夫． 地理信息系统点状符号库的设计与实现[D]．哈尔滨：哈尔滨工程大学,2004

[10] 石英． 浅谈地图设计中应注意的几个问题[J]．测绘与空间地理信息, 2011, 34(4):214-215