•        引用格式

Nai Yang, Guojia Wu, Alan M. MacEachren, Xujing Pang & Hao Fang (2023): Comparison of font size and background color strategies for tag weights on tag maps, Cartography and Geographic Information Science, DOI: 10.1080/15230406.2022.2152098（杨乃,吴国佳,Alan M. MacEachren，等. 标签地图权重表达的文字大小策略与背景颜色策略对比分析[J]. Cartography and Geographic Information Science,2023.DOI: 10.1080/15230406.2022.2152098）

（在线阅读：https://www.tandfonline.com/eprint/MBHBGCXMMNMXVTN7BAAW/full?target=10.1080/15230406.2022.2152098）

•        亮点

（1）提出了一种采用背景颜色来传递标签地图上不同等级标签权重信息的可视化策略；

（2）提出了基于以上背景颜色策略的一种标签布局算法；

（2）对以上背景颜色策略和传统的文字大小策略进行了全面对比分析。

1.      研究背景

标签地图通常以不同的文字大小来展现标签的权重差异，这种文字大小策略存在以下不足：

（1）较小的标签得不到足够重视，以至于其传递的语义信息可能被忽视；

（2）组成标签的字符高度、宽度及数量都会影响标签大小的判断，由此可能会误导用户对标签权重的判断。

针对以上不足，本文采用类似地貌表达的分层设色法，通过背景颜色的深浅来传递标签的权重大小信息，在此基础上提出了一种新的标签布局方法，为了验证这种背景颜色策略的可用性与易用性，本文通过眼动跟踪方法将其与传统的文字大小策略进行了全面对比分析。

2.      背景颜色策略及布局算法

2.1.         背景颜色策略

和传统的文字大小策略不一样，在背景颜色策略中，所有标签采用相同的文字大小，为便于阅读，所有标签按首字母顺序从左到右、从上到下排列，每个标签的外包络矩形的角点和中心点被提取出来，被赋予标签相应的权值，用于生成权重等值线，然后按照分层设色法进行赋色，所有标签按照权重大小分为几个等级，等级越高的标签，背景颜色越深。

2.2.         布局算法

本文采用的布局算法伪代码如下图所示：

2.3.         实验结果

采用以上伪代码布局后的标签排列如图1（1）所示，构建权重等值线如图1（2）所示，采用背景颜色策略的最终布局效果如图1（3）所示，以上伪代码对复杂多边形同样适用，如图1（4）所示。

（1）

（2）

（3）

（4）

图1 实验结果

3.      对比分析

3.1.         材料准备

本文选择了轮廓延伸方向各异的5个国家（索马里、多哥、尼泊尔、土耳其、波兰）作为实验区域，每个区域各生成一幅采用背景颜色策略的标签地图和一幅采用文字大小策略的标签地图，两幅标签地图内的标签一样，均按首字母顺序从左到右、从上到下水平排列。为了防止文字大小误判，所有标签的组成字母均为大写、字体、数量一样。为了避免语义影响，所有标签都由随机生成的字母组成。此外，两幅标签地图内，同一标签的权重设置一样，所有标签按照权重大小分为五级。采用了背景颜色策略的标签地图参考ColorBrewer工具进行赋色，同一等级内的标签颜色相同；采用了文字大小策略的标签地图，同一等级内的标签大小一样，相邻等级的标签大小相差3像素。用于对比分析的标签地图示例如图2所示。

（1）

（2）

图2 背景颜色策略VS文字大小策略

3.2.         任务设定

实验分为两组，一组在采用了背景颜色策略的标签地图上执行任务，另一组在采用了文字大小策略的标签地图上执行任务。两组实验任务相同，均由两部分任务组成：第一部分为无目的的标签地图自由浏览，被试只需依次随意浏览屏幕上随机排序出现的5个国家的标签地图即可。第二部分为有目的的标签地图阅读分析，针对每个国家的标签地图，被试均需要完成5个视觉搜索子任务（其中，标签选取任务1个，标签识别/搜索任务3个，标签记忆任务1个，用于可用性评估）和3个主观评价子任务（涵盖确信度、可读性、偏好方面的任务各1个，用于易用性评估），5个国家的顺序随机。

3.3.         结果分析

实验通过Tobii Pro X3-120眼动跟踪仪采集被试完成实验任务时的眼动数据，包括总注视时间、首次注视时间、首次注视持续时间、眼跳频率、平均眼跳幅度、平均瞳孔直径等，以此分析用户使用标签地图时的信息处理、视觉搜索和认知负荷各项指标。其中，颜色背景策略对应的实验任务采集了29名有效被试的眼动数据，文字大小策略对应的实验任务采集了31名有效被试的眼动数据。主观评价所有任务均采用5分制李克特量表，被试的量表打分数据汇总平均作为最后的量化评价结果。对以上数据的统计分析结果如下表所示，其中，“O”表示对应的策略在比较项中更优，“♂”表示比较项在对应策略下男性表现更优，“♀”表示比较项在对应策略下女性表现更优，逗号前的“-”表示对应策略在相应的比较项下并不占优，逗号后的“-”表示对应策略下性别在对应比较项下并没有表现出统计学意义上的显著差异。

4.      讨论

从以上对比分析结果可以看出，本文提出的背景颜色策略在某些方面和传统的文字大小策略并没有显著性差异，在另一些方面各有优劣，由此可以看出，背景颜色策略不失为标签地图权重表达的一种可选方案。尽管如此，权重等级的划分不同、文字视觉变量的设置不同或标签的布局不同是否会带来不一样的比较结果，还有待进一步研究。