基于模糊綜合評測法的移動電子地圖分析研究

李 響，張 晶，江 南，孫慶輝

(信息工程大學，河南 鄭州 450000)

一、引 言

移動電子地圖是顯示在無線移動通信設施上的電子地圖，它既具有電子地圖的基本特點，還具有其他電子地圖所沒有的特征：如移動性和便攜性等。目前移動電子地圖最典型的應用是導航儀上的導航電子地圖和手機中的手機電子地圖。它們成為向大眾提供與地理環境相關信息服務的重要載體，極大地方便了人們的生活，但其在智能化、個性化和實用化等方面仍需要進一步改進。

本文基于模糊綜合評測方法，對移動電子地圖功能指標進行評價和分析，旨在為改進移動電子地圖的功能、提高移動電子地圖的服務能力和用戶選擇移動電子地圖品種提供參考依據。

二、移動電子地圖的主要評測指標

本文通過對多種移動電子地圖的使用和問卷調查，考慮到用戶使用移動電子地圖的各種情況，分析了影響移動電子地圖使用效能發揮的各種因素，并選取數據質量、地圖服務、導航功能、查詢功能、搜索功能、其他服務和操作界面共7個評測指標。

1. 數據質量

數據質量是電子地圖應用的基礎，其好壞直接影響電子地圖應用的廣度及深度[1]。數據質量的評測指標主要包括數據的準確度、縮放級數、信息豐富程度、最大分辨率、圖面質量和更新周期6個指標[2]。

1) 準確度主要用來評價移動電子地圖提供信息的準確程度。

2) 空間分辨率主要用來衡量移動電子地圖的數據詳細程度，最大分辨率相當于在最大比例尺下地圖要素的詳細程度。

3) 縮放級數用來評價移動電子地圖的比例尺變化范圍，在多比例尺顯示或變比例尺顯示時，縮放級數的多少對地圖要素的分級顯示有著重要影響。

4) 信息豐富度用來衡量地圖一定區域內地理信息及其相關信息的豐富程度，在地圖中并不是數據量越大越好，還應該控制載負量，合理確定某一尺度下的信息量。

5) 更新周期用來衡量數據的現勢性，只有保證數據的現勢性才能為用戶提供準確的服務。

2. 地圖服務

地圖服務評測指標主要包括二維線劃圖、三維仿真地圖、衛星影像圖、實景圖及圖面質量五項指標。通過對二維線劃圖、三維仿真地圖、衛星影像圖、實景圖的評測，可以發現不同類型地圖各自的特點和完成某一項工作的對比情況。

圖面質量主要用于評價地圖色彩搭配和符號設計是否符合大眾的視覺和心理要求、地圖載負量控制是否合理、關鍵比例尺設定是否科學，以及地圖內容是否恰當。

3. 導航服務

導航服務是移動電子地圖的最重要功能之一。導航服務主要評測指標包括定位的準確性、語音提示的及時性、交通路口顯示的清晰性、限速提醒的準確性、路徑重新規劃的快速性，以及跟隨模式的靈活性等。

在導航模式下，電子地圖突出表達道路信息及其附屬要素信息，通過GPS定位顯示當前位置，通過語音、交通路口放大顯示等完成導航。路徑重新規劃是評測導航過程中如若出現錯誤或臨時改變路線，電子地圖的路徑重新規劃能力。跟隨模式主要有正南正北模式和車隨路轉模式，用戶可以根據自身習慣選擇，體現了以用戶為中心的思想。

4. 查詢功能

查詢服務是在非導航模式下用戶經常使用的一種功能。移動電子地圖查詢功能主要包括興趣點查詢、公交地鐵查詢、路況查詢、步行線路查詢、自駕線路查詢(為用戶提供最短路徑、最快路徑、推薦路徑、費用最低路徑)。用戶可以根據自身需要搜索目標，同時可以將其設置為終點，通過選擇公交路線、自駕路線或步行路線，移動電子地圖會自動生成規劃方案，給出乘車車次、換乘站次等信息，為用戶及時提供合理可靠的信息。

5. 搜索功能

用戶根據需要輸入關鍵詞在地圖上搜索感興趣的目標，搜索功能主要評測指標包括搜索速度、搜索結果準確度、搜索結果數目和相關性。其中搜索速度評測用戶進行搜索查詢時地圖的加載響應快慢。自然語義搜索用來評測移動電子地圖設計的人性化程度，搜索越準確則說明人性化程度越高，反之，越低。搜索的數目和相關性用于評測模糊搜索的信息量和要素之間的相關度[3]。

6. 其他服務

移動電子地圖提供的其他服務主要包括打車費用計算(一般根據距離來計算)、熱門推薦、地圖輸出、興趣點評價、反饋糾錯等功能。用戶通過設定目的地、起點，并根據個人需要選擇路徑、最快路徑、費用最低路徑或刻意回避某些路段，選擇合適道路。地圖根據距離給出相應打車費用作為參考，避免出租車繞路亂收費現象。移動電子地圖與網絡相結合，通過網絡獲得興趣點的詳細信息及用戶的留言評價作為參考。網站根據用戶位置主動推薦周圍用戶可能感興趣的信息(如團購信息、景點等)。用戶如果對某一地區地圖使用頻繁，為了避免多次加載造成時間和流量上的浪費，可以根據需要輸出相應地圖進行收藏。反饋糾錯主要用于對信息的收集，通過對數據分析不斷完善移動電子地圖設計，保障數據的準確。

7. 操作界面

操作界面是用戶與軟件進行交互的接口，一份好的移動電子地圖的操作界面應該簡潔、美觀，具有良好的可用性。操作界面主要包括工具條、地圖顯示區、信息提示區、圖面的布局、功能菜單和API(應用程序編程接口)等。通過對界面的美觀度、清晰度、功能的完備性、操作方便性和API幾個評測指標進行評價，評價操作界面色彩搭配是否合理，工具布局是否符合用戶的行為習慣，操作是否簡單，是否符合人性化設計的要求。

三、基于模糊綜合評測法評價移動電子地圖

模糊綜合評測法是根據模糊數學的隸屬度，把定性評價轉化為定量評價的方法。它能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決[4]。本文選擇基于二級模糊綜合評測法對移動電子地圖的各項指標進行分析評價。其基本步驟如下：

1) 設定各級評測因素；

2) 設定評語集；

3) 設定各級評測因素的權重；

4) 確定各級評測決策矩陣；

5) 計算獲得綜合評測結果和綜合評測代數結果。

1. 設定各級評測因素

本文選擇了二級評測模型，具體評測指標如圖1所示。

圖1 移動電子地圖綜合評測指標體系

第一級評測指標設定為數據質量、導航服務、查詢功能等7個要素，其要素集表示為F={f1,f2,f3，…，f7}。對應第一級評測指標設定相應的第二級評測指標如f1={f11,f12,…,f15}={準確度，縮放級數，…，更新周期}。

2. 確定評語級

評語集用V表示，V= {V1,V2,V3,V4}= {優，良，及格，差}，其中Vi表示對應的評判等級中每個評測指標的評測結果，其對應的權重矩陣C=[100 80 60 30]T。

3. 確定權重值

確定移動電子地圖評測指標權重的方法有很多種，本文利用統計分析的方法對調查表的反饋信息加以處理，確定各層指標權重值。通過網絡對173名用戶進行問卷調查，參與調查的人群根據其工作或所學專業分為制圖專業、測繪非制圖專業和其他專業，其所占比例分別為9.09%、23.38%、67.53%。參與調查用戶人群學歷主要為本科和碩士，所占比例為63.64%、31.17%。這些人群具有較高學歷、較強接受新鮮事物的能力，日常生活中使用移動電子地圖頻率較多。

不同用戶類型對移動電子地圖關注的內容不同，以一級評測的7個指標為例，3種用戶的關注度如圖2所示。

圖2 三種用戶對不同指標關注圖

由圖2可知，專業制圖人士對數據質量和操作界面關注度較高，他們從專業的角度評價移動電子地圖，以便為用戶提供更好服務；普通用戶則更加注重功能的操作實現。這基本上符合用戶認知的實際情況。

通過分析樣本數據，統計得到用戶對不同要素的關注程度，其結果如圖3—圖10所示。

圖3 用戶總體各類評測指標評價結果

圖4 數據質量評價結果

圖5 地圖類型評價結果

圖6 導航應用評價結果

圖7 搜索功能評價結果

圖8 查詢功能評價結果

圖9 其他服務評價結果

圖10 界面操作評價結果

在此筆者用“指標標注法”來確定指標權重集Qi。“指標標注法”即利用非參數統計原理，根據調查得到用戶對評測指標的關注程度或重要程度標注的頻數分布求得指標權重集[5]。各個評測指標的權重值如下：

Q={0.14,0.10,0.19,0.20,0.17,0.09,0.11}

Q1={0.27,0.16,0.26,0.14,0.17}

Q2={0.20,0.17,0.08,0.11,0.44}

Q3={0.29,0.14,0.18,0.06,0.13,0.20}

Q4={0.34,0.19,0.19,0.28}

Q5={0.12,0.33,0.21,0.21,0.13}

Q6={0.27,0.16,0.27,0.23,0.07}

Q7={0.29,0.11,0.26,0.06,0.28}

4. 確定決策矩陣

本文評測的對象為目前市場主流導航電子地圖和手機電子地圖，其中導航電子地圖主要包括凱立德、四維圖新、道道通、高德；手機電子地圖主要包括百度地圖、老虎地圖和谷歌地圖。在此以凱立德導航電子地圖為例，通過問卷調查數據統計和主觀經驗法，獲取二級評測指標的決策矩陣[6]。

一級評測指標的決策矩陣為

5. 最終評判的結果

綜合評測結果為

綜合評測代數結果為

T=EC=75.5

根據綜合評測代數結果可知,導航電子地圖最終評測結果為及格。利用同樣方法對其他幾種電子地圖進行評測，其最終評測代數結果見表1。

表1 移動電子地圖綜合評測結果

6. 結論及分析

由表1綜合評測代數結果可以看出，手機電子地圖評測要優于導航電子地圖，主要原因是：

1) 手機電子地圖功能比較完善，如查詢功能、搜索功能。

2) 手機電子地圖支持網絡服務，信息量更豐富。

3) 地圖類型較多，除了二維線劃圖、三維仿真地圖，還具有星影像圖、室內圖、主題圖等。

雖然導航電子地圖評分較低但也具有自身優勢。導航服務能夠為用戶提供詳細、清晰、準確的語音提示，在交通復雜的道路口提供放大的三維仿真圖。

綜上所述，移動電子地圖存在的問題主要表現在以下幾個方面：

1) 載負量控制不夠科學：由于屏幕尺寸有限，對地圖的載負量控制提出了更高要求，為了控制載負量,目前移動電子地圖興趣點比較少，導致了興趣點的缺失。

2) 缺乏個性化設計：目前移動電子地圖模式多為白天模式和夜間模式，沒有考慮不同用途、不同用戶使用的多樣性。

3) 智能化水平較低：缺乏針對性，不能根據用戶的位置和類型進行有選擇的重點推送。

四、結束語

本文采用二級模糊綜合評測法，通過問卷調查形式客觀、合理地確定了評測指標的權重集，對目前比較流行的幾種移動電子地圖進行了評測研究。其評測結果具有較強的科學性，為移動電子地圖的優化提供了參考，對用戶選擇移動電子地圖提供了指導。

參考文獻：

[1] 周航宇，王占宏.數字化地圖及其對地圖信息的影響[J].計算機與地圖,2000(3):15-17.

[2] 劉旭春，劉津，李德龍，等.導航電子地圖數據測評方法探討[J]. 測繪通報,2012(5):33-37.

[3] 孫慶珍,任忠斌, 潘春風.基于集對分析的電子地圖可用性評價研究測繪科學[J].2010，35(3)：49-52.

[4] 朱麗萍，任福.電子地圖數據質量評價指標體系及評價方法[J].地理空間信息,2011(5):118-121.

[5] 王路德. 指標序法——計算“權重”的一種簡便方法[J].湖北體育科技，1993(4)：49-52.

[6] 耿斌，樊莉莉，甄麗華，等.中國電子地圖網站的模糊綜合評測[J].石家莊職業技術學院學報，2005,17(2)：13-17.