面向用戶體驗的GIS軟件界面設計

宗恒康，龍鳳鳴，孫成苗

(1.青島市勘察測繪研究院，山東 青島 266032； 2.海陸地理信息集成與應用國家地方聯合工程研究中心，山東 青島 266032)

1 引 言

界面是用戶界面(User Interface)的簡稱，用戶界面存在于用戶與硬件之間，是兩者交流、溝通的橋梁[1]，軟件界面設計愈來愈成為軟件開發中備受重視的因素，界面設計美觀與否與用戶體驗好壞直接關乎軟件的成敗和生命力。

地理信息系統(Geographic Information System，GIS)是有別于其他應用系統的特殊系統，GIS中包含了大量的空間數據和屬性數據，并可以通過二、三維圖形表現出來，GIS的誕生為空間可視化表達帶來了革命性變化，這也成為吸引用戶的一個重要特征[2]。由于GIS具備傳統信息系統的基本特征，又有新的空間化展示舞臺，相對來講，GIS比其他信息系統在界面表達上更為復雜，而且，GIS軟件又具有較高的技術門檻[3]，從而，設計好一個美觀的、交互友好的軟件界面顯得極為重要。

而在相當長一段時間里，GIS開發人員較多關注的是系統內部算法的優化或數據內存結構的精簡，認為只有功能和性能才是考量系統的關鍵，GIS的界面設計不被重視[4]。并且，受制于工期壓力、人力成本等諸多現實因素，GIS軟件建設中重功能、輕設計的情況仍然比較普遍，功能點的開發完成與否便于考量，而軟件界面設計在相當程度上“仁者見仁”，沒有統一的質檢和驗收標準。因而，GIS軟件界面設計成為GIS軟件建設中的一個短板，補齊短板，呈現高水準的界面是整體提升GIS軟件產品質量的必由之路。本文以用戶體驗理論為指導，主要討論面向業務應用的桌面端GIS軟件的界面設計。

2 用戶體驗理論

用戶體驗是指用戶在使用某種產品或服務過程中，同自身感受產生共鳴而帶來的包括情感、喜好、認知、印象等多個方面的心理感受[5]。Donald將用戶體驗分為本能層、行為層和反饋層三個層次[6]，結合軟件產品，做如下分析。

2.1 本能層

本能層的用戶體驗是指用戶在接觸軟件產品時包括視覺器官、聽覺器官、觸覺器官等生理器官的第一反應，即軟件產品的外觀、操作模式等傳遞給用戶的第一印象，給予用戶較好第一印象的產品，用戶才有更多興趣繼續了解或使用。

2.2 行為層

行為層的用戶體驗是指用戶在使用軟件過程中產生的具體感受，諸如軟件提供的功能是否滿足用戶心理預期，軟件的操作習慣是否符合主流，軟件的反饋時間長短、響應速度快慢，軟件是否易用、易理解等，都屬于行為層的用戶體驗，行為層的用戶體驗從根本上決定了軟件是否被用戶采用。

2.3 反思層

反思層的用戶體驗是指用戶在使用某軟件后一段時間，依然能對該軟件保留深刻印象，尤其體現在用戶在使用了多款具備大致相同功能的軟件后，如果能在腦海中對其中某一軟件留下深刻印象，則該軟件必然是同等條件下用戶下次使用首先考慮的對象，這一層次的用戶體驗大大增強了用戶黏性，是保證軟件具備旺盛生命力的基礎。

綜上，在GIS軟件界面設計時，亦需考慮以上三個層次的用戶體驗，對于提升軟件界面設計水準具有理論指導意義。

3 GIS軟件界面設計原則與應用

3.1 用戶為中心的原則

軟件是為用戶而生的，在軟件開發過程中，尤其是界面設計時，應想用戶所想，做用戶所做。

(1)使用用戶語言

界面設計要堅持以用戶為中心[7]，采用用戶的語言，而不是設計師的語言，在工作中要結合軟件需求分析，充分考慮用戶希望的信息組合方式和界面呈現效果。

(2)匹配應用場景

專題類GIS軟件多為各行業專門定制，在界面設計時要做到充分調研，充分考慮所服務行業的基本特性，界面的整體設計要考慮與所服務業務場景的結合，要積極與應用場景相適應(圖1)，應選取與業務應用相關聯的事物或代表性圖片作為界面的設計元素[8]。

圖1 專題業務系統界面示例

(3)體現業務邏輯

GIS系統如雨后春筍般出現，是因為各行各業對空間化表達有實際需求，而在GIS軟件界面設計時應努力體現所服務行業業務邏輯的原則[4]，做到準確體現業務特點。如自然資源管理審批系統要將各個業務環節梳理清楚，搭建的界面要與工作相吻合，只有這樣，用戶在使用時才能得心應手。

(4)及時友好提示

在用戶操作軟件過程中，要及時反饋給用戶友好的信息提示，也要及時給出警告、提示等信息。如GIS軟件在處理數據量較大的任務時，往往不能即刻返回結果，此時等待系統反饋的時間里需要給用戶設置“正在處理中，請稍等”的信息提示或進度狀態條的圖形提示，切不可反饋用戶一種無任何響應的界面。又如，軟件在處理地理信息數據時，有時操作是不可逆的，此時一定要明確向用戶提示“操作不可撤回”的相關提示，方便用戶做好數據的備份。

3.2 藝術性原則

設計與藝術之間有著千絲萬縷的聯系[9]，從而，界面設計也是一門藝術，在GIS軟件界面設計時，始終要朝著具備藝術性的目標努力，倘若能被大多數用戶喜愛的軟件，其界面也應屬上乘的藝術作品。

(1)色彩和諧

軟件界面中，顏色往往比圖形、文字等對用戶更加具有沖擊力，從而，軟件的主色調也應與所服務場景相吻合，如環保類GIS，建議采用綠色調設計，以體現環境保護的含義；如果是警用GIS，則可以采用《公安派出所建筑外觀形象設計規范》中的基本顏色——警藍和白色作為主色。如果界面選用的色彩與應用場景極不適應，會顯得不合時宜，也難以得到業主的認可。

此外，界面設計中選取合適數量的顏色并搭配和諧也至關重要。在色彩選用上，顏色數量不宜過多，一般不超過三個色系，因為過多的顏色堆積會使界面顯得眼花繚亂[10]。在色彩搭配上，GIS軟件往往是一個較為龐大的系統，同時會出現文本、表格、圖表等多種展現元素，在界面設計時，要充分考慮色彩間的和諧，避免凌亂不堪。

(2)設計美觀

GIS軟件界面要秉持設計美觀的原則，軟件的界面美觀與否，直接影響用戶心情，進而影響其對此軟件的直觀印象。如GIS軟件的登錄頁面(圖2)是用戶登錄系統第一眼看到的界面，是軟件的門面，其設計做到精美、吸引眼球。

圖2 登錄界面示例

(3)布局合理

GIS軟件界面的各個元素要做到合理布局，以常見的地圖操作窗口為例，窗口中搜索欄、工具欄、狀態欄、圖層列表欄、鷹眼欄的窗口尺寸大小及擺放位置都應仔細推敲，軟件是給用戶使用的，不可將窗口設置得過小影響用戶的閱讀和使用，也不可將窗口設置得過大影響用戶在主地圖區域的瀏覽和操作。界面中的元素做到合理布局，自然能促進界面美觀，更是秉持藝術性原則的體現(圖3)。

圖3 GIS軟件界面布局示例

3.3 一致性原則

一致性原則是指在界面設計時要采用統一的設計標準約束整個軟件系統[11]，包括風格樣式一致、界面結構一致、操作模式一致等，做到一致性可以使整個軟件顯得整齊劃一，是優秀界面所具備的基本特點。

(1)風格樣式一致

風格樣式一致不僅體現在系統內部各個窗口樣式的統一，也體現在設計元素風格的統一。如GIS系統中常見的地圖工具欄，一般有搜索、圖層、測量、繪制、標注、清除、打印等多個常見工具，在設計工具按鈕時，要采用統一的風格，也就是所選擇的代表功能的圖形(或符號)風格要一致，或統一為扁平化風格(圖4)，或統一為立體化風格，或統一為擬物化風格(圖5)，不可在同一軟件內混用不同風格。做到風格樣式一致，可以使界面顯得更加美觀大方，很大程度上提升了界面的藝術水準。

圖4 扁平化風格地圖工具欄示例

圖5 擬物化風格地圖工具欄示例

(2)界面結構一致

GIS軟件往往提供多個操作上相似但由不同空間分析算法實現的功能，即各個功能實現的方式雖不同，但要盡可能歸納他們間的共同點，力爭使所有功能都具備大致相同的界面結構，界面結構的一致性體現在每一步操作上，也體現在操作窗口界面上。界面結構一致使用戶對軟件操作具有可預見性，可以幫助用戶更快地上手軟件，即用戶一旦掌握了當前GIS軟件其中一個功能的使用，就能掌握采用相同界面結構其他功能的操作。

(3)操作模式一致

要保證軟件各處的操作模式相統一，就GIS軟件而言，往往同時提供測量、繪制、標注等功能，而這些操作可以歸納為統一的操作模式，即點擊鼠標左鍵開始測量/繪制/標注，繼續點擊左鍵繼續執行當前操作，雙擊左鍵結束當前操作；又如，在GIS軟件中常常出現多個嵌入地圖但不同功能的應用場景，需要注意的是各個地圖窗口上提供的基礎功能需做到一致，不應出現上一個地圖窗口有測量按鈕而下一個窗口中就被忽略的情況。操作模式一致可以大大減輕學習負擔，使用戶輕松上手[12]。

3.4 高效性原則

軟件的開發旨在為用戶提高工作效率，界面應提供操作軟件的高效率方法[13]，從而，在界面設計上應始終遵循高效為用戶服務的原則，否則不僅不能提高用戶效率，還會給用戶帶來困擾，高效性原則包括界面呈現簡潔、用戶交互便捷和傳遞功能準確。

(1)界面呈現簡潔

簡潔的意義體現在用戶對簡潔、規則的圖形往往更為喜好，另一方面，簡潔和規則的特性，可以使用戶的操作變得簡單和程序化[14]。從而，要將“簡潔性”概念貫穿軟件界面設計的始終[15]，界面最終呈現給用戶時應是清晰簡潔的，要減少對用戶不必要的干擾，避免用戶交互時的誤操作。

(2)用戶交互便捷

軟件界面設計應以用戶操作便捷為目標，友好的界面設計會提高軟件的使用效率[16]。如可用一個菜單完成多個處理環節的，不應分開設計為多個步驟；又如在同一窗口內必須由多個菜單完成的操作，不應將相關聯的菜單位置隔離很遠。

(3)傳遞功能準確

界面上顯示的文字或圖形等信息要與實際指向的功能完全吻合，做到準確傳遞，避免出現歧義，作為用戶來講，用戶并不了解也無須了解代碼層次的實現邏輯，所以軟件實現人員始終要從用戶的角度去考慮界面的呈現。

以上原則中，既有本能層用戶體驗的反映，又有行為層用戶體驗的體現，而遵循以上原則完成的產品必然能促使用戶帶來反思層的用戶體驗(圖6)。

圖6 GIS軟件界面設計原則

4 電子地圖的設計

GIS軟件中，地圖是核心。地圖和軟件界面作為有機的整體，地圖的設計與界面設計應統一考慮，而在實際建設過程中，地圖編制工作往往由軟件承建單位的不同部門或第三方單位承擔，又或者調用第三方地圖服務接口實現，這就導致地圖的設計和界面的設計兩者被割裂。從而，針對GIS軟件中的地圖在設計編制環節采取一定措施，是完成優秀GIS軟件的必要條件。

4.1 定制地圖情形

此情形主要分為兩種情況，一種情況是GIS軟件的開發和地圖編制由同一家單位完成，但軟件開發團隊和地圖編制團隊往往屬于不同部門，另一種情況是電子地圖部分委托第三方測繪資質單位生產。以上情況都需要在軟件建設之初，就向地圖制作承擔部門(或單位)做好技術交底，明確GIS軟件界面設計總體風格，或直接指明地圖成果最終要呈現的主色彩和主風格(圖7)，以便與GIS軟件整體風格相協調。

圖7 暖色風格的青島市電子地圖(局部)

4.2 采購第三方地圖服務情形

當前，多個第三方地圖服務商都同時提供了不同風格的電子地圖供用戶調用，如ArcGIS地圖服務，GeoHey地圖(圖8)等。

圖8 GeoHey多風格個性地圖

從GeoHey地圖提供的多風格個性地圖來看，有暖色調的、有暗色調的、有色彩對比明顯的、有適合夜視的、有適合大屏幕展示的，其多風格個性地圖的提供就是為了滿足與所調用地圖的軟件的界面風格相適應。因此，在GIS軟件界面設計時要做好選擇，重點考慮地圖與軟件整體是否適應，與應用環境是否適應。

5 結 語

在軟件界面設計不斷發展的進程中，傳統的界面設計主要依靠經驗和直覺，如今，用戶更多關注的是具備友好的交互體驗和美觀的界面設計，用戶體驗愈來愈成為首要考慮的因素。在此導向下，本文以用戶體驗理論為指導，結合軟件產品做了具體分析，進而詳細歸納了GIS軟件界面設計的基本原則，指出在界面設計時要遵循用戶為中心、藝術性、一致性和高效性原則，并對占據GIS軟件核心地位的電子地圖的設計提出了思路。

界面設計不單單是美術設計，更要考慮所服務用戶、使用環境和使用方式等各方面內容，是融合科學性的藝術設計，一個友好交互體驗的、設計美觀的界面會給用戶帶來舒適的視覺感受乃至愉悅的精神享受，從而拉近用戶和軟件之間的距離，提升軟件產品整體質量。