面向用户体验的GIS软件界面设计

宗恒康，龙凤鸣，孙成苗

(1.青岛市勘察测绘研究院，山东 青岛 266032； 2.海陆地理信息集成与应用国家地方联合工程研究中心，山东 青岛 266032)

1 引 言

界面是用户界面(User Interface)的简称，用户界面存在于用户与硬件之间，是两者交流、沟通的桥梁[1]，软件界面设计愈来愈成为软件开发中备受重视的因素，界面设计美观与否与用户体验好坏直接关乎软件的成败和生命力。

地理信息系统(Geographic Information System，GIS)是有别于其他应用系统的特殊系统，GIS中包含了大量的空间数据和属性数据，并可以通过二、三维图形表现出来，GIS的诞生为空间可视化表达带来了革命性变化，这也成为吸引用户的一个重要特征[2]。由于GIS具备传统信息系统的基本特征，又有新的空间化展示舞台，相对来讲，GIS比其他信息系统在界面表达上更为复杂，而且，GIS软件又具有较高的技术门槛[3]，从而，设计好一个美观的、交互友好的软件界面显得极为重要。

而在相当长一段时间里，GIS开发人员较多关注的是系统内部算法的优化或数据内存结构的精简，认为只有功能和性能才是考量系统的关键，GIS的界面设计不被重视[4]。并且，受制于工期压力、人力成本等诸多现实因素，GIS软件建设中重功能、轻设计的情况仍然比较普遍，功能点的开发完成与否便于考量，而软件界面设计在相当程度上“仁者见仁”，没有统一的质检和验收标准。因而，GIS软件界面设计成为GIS软件建设中的一个短板，补齐短板，呈现高水准的界面是整体提升GIS软件产品质量的必由之路。本文以用户体验理论为指导，主要讨论面向业务应用的桌面端GIS软件的界面设计。

2 用户体验理论

用户体验是指用户在使用某种产品或服务过程中，同自身感受产生共鸣而带来的包括情感、喜好、认知、印象等多个方面的心理感受[5]。Donald将用户体验分为本能层、行为层和反馈层三个层次[6]，结合软件产品，做如下分析。

2.1 本能层

本能层的用户体验是指用户在接触软件产品时包括视觉器官、听觉器官、触觉器官等生理器官的第一反应，即软件产品的外观、操作模式等传递给用户的第一印象，给予用户较好第一印象的产品，用户才有更多兴趣继续了解或使用。

2.2 行为层

行为层的用户体验是指用户在使用软件过程中产生的具体感受，诸如软件提供的功能是否满足用户心理预期，软件的操作习惯是否符合主流，软件的反馈时间长短、响应速度快慢，软件是否易用、易理解等，都属于行为层的用户体验，行为层的用户体验从根本上决定了软件是否被用户采用。

2.3 反思层

反思层的用户体验是指用户在使用某软件后一段时间，依然能对该软件保留深刻印象，尤其体现在用户在使用了多款具备大致相同功能的软件后，如果能在脑海中对其中某一软件留下深刻印象，则该软件必然是同等条件下用户下次使用首先考虑的对象，这一层次的用户体验大大增强了用户黏性，是保证软件具备旺盛生命力的基础。

综上，在GIS软件界面设计时，亦需考虑以上三个层次的用户体验，对于提升软件界面设计水准具有理论指导意义。

3 GIS软件界面设计原则与应用

3.1 用户为中心的原则

软件是为用户而生的，在软件开发过程中，尤其是界面设计时，应想用户所想，做用户所做。

(1)使用用户语言

界面设计要坚持以用户为中心[7]，采用用户的语言，而不是设计师的语言，在工作中要结合软件需求分析，充分考虑用户希望的信息组合方式和界面呈现效果。

(2)匹配应用场景

专题类GIS软件多为各行业专门定制，在界面设计时要做到充分调研，充分考虑所服务行业的基本特性，界面的整体设计要考虑与所服务业务场景的结合，要积极与应用场景相适应(图1)，应选取与业务应用相关联的事物或代表性图片作为界面的设计元素[8]。

图1 专题业务系统界面示例

(3)体现业务逻辑

GIS系统如雨后春笋般出现，是因为各行各业对空间化表达有实际需求，而在GIS软件界面设计时应努力体现所服务行业业务逻辑的原则[4]，做到准确体现业务特点。如自然资源管理审批系统要将各个业务环节梳理清楚，搭建的界面要与工作相吻合，只有这样，用户在使用时才能得心应手。

(4)及时友好提示

在用户操作软件过程中，要及时反馈给用户友好的信息提示，也要及时给出警告、提示等信息。如GIS软件在处理数据量较大的任务时，往往不能即刻返回结果，此时等待系统反馈的时间里需要给用户设置“正在处理中，请稍等”的信息提示或进度状态条的图形提示，切不可反馈用户一种无任何响应的界面。又如，软件在处理地理信息数据时，有时操作是不可逆的，此时一定要明确向用户提示“操作不可撤回”的相关提示，方便用户做好数据的备份。

3.2 艺术性原则

设计与艺术之间有着千丝万缕的联系[9]，从而，界面设计也是一门艺术，在GIS软件界面设计时，始终要朝着具备艺术性的目标努力，倘若能被大多数用户喜爱的软件，其界面也应属上乘的艺术作品。

(1)色彩和谐

软件界面中，颜色往往比图形、文字等对用户更加具有冲击力，从而，软件的主色调也应与所服务场景相吻合，如环保类GIS，建议采用绿色调设计，以体现环境保护的含义；如果是警用GIS，则可以采用《公安派出所建筑外观形象设计规范》中的基本颜色——警蓝和白色作为主色。如果界面选用的色彩与应用场景极不适应，会显得不合时宜，也难以得到业主的认可。

此外，界面设计中选取合适数量的颜色并搭配和谐也至关重要。在色彩选用上，颜色数量不宜过多，一般不超过三个色系，因为过多的颜色堆积会使界面显得眼花缭乱[10]。在色彩搭配上，GIS软件往往是一个较为庞大的系统，同时会出现文本、表格、图表等多种展现元素，在界面设计时，要充分考虑色彩间的和谐，避免凌乱不堪。

(2)设计美观

GIS软件界面要秉持设计美观的原则，软件的界面美观与否，直接影响用户心情，进而影响其对此软件的直观印象。如GIS软件的登录页面(图2)是用户登录系统第一眼看到的界面，是软件的门面，其设计做到精美、吸引眼球。

图2 登录界面示例

(3)布局合理

GIS软件界面的各个元素要做到合理布局，以常见的地图操作窗口为例，窗口中搜索栏、工具栏、状态栏、图层列表栏、鹰眼栏的窗口尺寸大小及摆放位置都应仔细推敲，软件是给用户使用的，不可将窗口设置得过小影响用户的阅读和使用，也不可将窗口设置得过大影响用户在主地图区域的浏览和操作。界面中的元素做到合理布局，自然能促进界面美观，更是秉持艺术性原则的体现(图3)。

图3 GIS软件界面布局示例

3.3 一致性原则

一致性原则是指在界面设计时要采用统一的设计标准约束整个软件系统[11]，包括风格样式一致、界面结构一致、操作模式一致等，做到一致性可以使整个软件显得整齐划一，是优秀界面所具备的基本特点。

(1)风格样式一致

风格样式一致不仅体现在系统内部各个窗口样式的统一，也体现在设计元素风格的统一。如GIS系统中常见的地图工具栏，一般有搜索、图层、测量、绘制、标注、清除、打印等多个常见工具，在设计工具按钮时，要采用统一的风格，也就是所选择的代表功能的图形(或符号)风格要一致，或统一为扁平化风格(图4)，或统一为立体化风格，或统一为拟物化风格(图5)，不可在同一软件内混用不同风格。做到风格样式一致，可以使界面显得更加美观大方，很大程度上提升了界面的艺术水准。

图4 扁平化风格地图工具栏示例

图5 拟物化风格地图工具栏示例

(2)界面结构一致

GIS软件往往提供多个操作上相似但由不同空间分析算法实现的功能，即各个功能实现的方式虽不同，但要尽可能归纳他们间的共同点，力争使所有功能都具备大致相同的界面结构，界面结构的一致性体现在每一步操作上，也体现在操作窗口界面上。界面结构一致使用户对软件操作具有可预见性，可以帮助用户更快地上手软件，即用户一旦掌握了当前GIS软件其中一个功能的使用，就能掌握采用相同界面结构其他功能的操作。

(3)操作模式一致

要保证软件各处的操作模式相统一，就GIS软件而言，往往同时提供测量、绘制、标注等功能，而这些操作可以归纳为统一的操作模式，即点击鼠标左键开始测量/绘制/标注，继续点击左键继续执行当前操作，双击左键结束当前操作；又如，在GIS软件中常常出现多个嵌入地图但不同功能的应用场景，需要注意的是各个地图窗口上提供的基础功能需做到一致，不应出现上一个地图窗口有测量按钮而下一个窗口中就被忽略的情况。操作模式一致可以大大减轻学习负担，使用户轻松上手[12]。

3.4 高效性原则

软件的开发旨在为用户提高工作效率，界面应提供操作软件的高效率方法[13]，从而，在界面设计上应始终遵循高效为用户服务的原则，否则不仅不能提高用户效率，还会给用户带来困扰，高效性原则包括界面呈现简洁、用户交互便捷和传递功能准确。

(1)界面呈现简洁

简洁的意义体现在用户对简洁、规则的图形往往更为喜好，另一方面，简洁和规则的特性，可以使用户的操作变得简单和程序化[14]。从而，要将“简洁性”概念贯穿软件界面设计的始终[15]，界面最终呈现给用户时应是清晰简洁的，要减少对用户不必要的干扰，避免用户交互时的误操作。

(2)用户交互便捷

软件界面设计应以用户操作便捷为目标，友好的界面设计会提高软件的使用效率[16]。如可用一个菜单完成多个处理环节的，不应分开设计为多个步骤；又如在同一窗口内必须由多个菜单完成的操作，不应将相关联的菜单位置隔离很远。

(3)传递功能准确

界面上显示的文字或图形等信息要与实际指向的功能完全吻合，做到准确传递，避免出现歧义，作为用户来讲，用户并不了解也无须了解代码层次的实现逻辑，所以软件实现人员始终要从用户的角度去考虑界面的呈现。

以上原则中，既有本能层用户体验的反映，又有行为层用户体验的体现，而遵循以上原则完成的产品必然能促使用户带来反思层的用户体验(图6)。

图6 GIS软件界面设计原则

4 电子地图的设计

GIS软件中，地图是核心。地图和软件界面作为有机的整体，地图的设计与界面设计应统一考虑，而在实际建设过程中，地图编制工作往往由软件承建单位的不同部门或第三方单位承担，又或者调用第三方地图服务接口实现，这就导致地图的设计和界面的设计两者被割裂。从而，针对GIS软件中的地图在设计编制环节采取一定措施，是完成优秀GIS软件的必要条件。

4.1 定制地图情形

此情形主要分为两种情况，一种情况是GIS软件的开发和地图编制由同一家单位完成，但软件开发团队和地图编制团队往往属于不同部门，另一种情况是电子地图部分委托第三方测绘资质单位生产。以上情况都需要在软件建设之初，就向地图制作承担部门(或单位)做好技术交底，明确GIS软件界面设计总体风格，或直接指明地图成果最终要呈现的主色彩和主风格(图7)，以便与GIS软件整体风格相协调。

图7 暖色风格的青岛市电子地图(局部)

4.2 采购第三方地图服务情形

当前，多个第三方地图服务商都同时提供了不同风格的电子地图供用户调用，如ArcGIS地图服务，GeoHey地图(图8)等。

图8 GeoHey多风格个性地图

从GeoHey地图提供的多风格个性地图来看，有暖色调的、有暗色调的、有色彩对比明显的、有适合夜视的、有适合大屏幕展示的，其多风格个性地图的提供就是为了满足与所调用地图的软件的界面风格相适应。因此，在GIS软件界面设计时要做好选择，重点考虑地图与软件整体是否适应，与应用环境是否适应。

5 结 语

在软件界面设计不断发展的进程中，传统的界面设计主要依靠经验和直觉，如今，用户更多关注的是具备友好的交互体验和美观的界面设计，用户体验愈来愈成为首要考虑的因素。在此导向下，本文以用户体验理论为指导，结合软件产品做了具体分析，进而详细归纳了GIS软件界面设计的基本原则，指出在界面设计时要遵循用户为中心、艺术性、一致性和高效性原则，并对占据GIS软件核心地位的电子地图的设计提出了思路。

界面设计不单单是美术设计，更要考虑所服务用户、使用环境和使用方式等各方面内容，是融合科学性的艺术设计，一个友好交互体验的、设计美观的界面会给用户带来舒适的视觉感受乃至愉悦的精神享受，从而拉近用户和软件之间的距离，提升软件产品整体质量。