基于可用性的灾害应急指挥平台交互设计研究——以气象灾害为例

上海交通大学硕士学位论文

基于可用性的灾害应急指挥平台交互设计研

究——以气象灾害为例

学

硕士研究生： 卓恬

号： 1112009102

导 师： 尹亨建教授 申请学位： 工程硕士 学

科： 工业设计工程

所 在 单 位： 媒体与设计 答 辩 日 期： 2014年1月 授予学位单位： 上海交通大学

万方数据

Dissertation Submitted to Shanghai Jiao Tong University

for the Degree of Master

INTERACTION DESIGN RESEARCH BASED ON

THE AVAILABILITY OF THE DISASTER EMERGENCY COMMAND PLATFORM ----THE METEOROLOGICAL DISASTER AS AN EXAMPLE

Candidate： Student ID: Supervisor：

Zhuo Tian 1112009102

Prof. Yoon, Hyungkun

Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Affiliation： Date of Defence：

Industrial Design Engineering School of Media and Design Jan, 2014

Degree-Conferring-Institution： Shanghai Jiao Tong University

万方数据

上海交通大学 学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的学位论文《基于可用性的灾害应急指挥平台交互设计研究——以气象灾害为例》，是本人在导师的指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

学位论文作者签名：

日期： 年 月 日

万方数据

上海交通大学 学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

保密□，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于

不保密□。 ） （请在以上方框内打“√”

学位论文作者签名： 指导教师签名：

日期： 年 月 日 日期： 年 月 日

万方数据万方数据上海交通大学硕士学位论文

基于可用性的灾害应急指挥平台交互设计研究

——以气象灾害为例

摘 要

伴随着人类社会的发展，各种自然灾害以及突发事件也层出不穷。这些事件给人的生命安全、社会稳定、经济发展都带来难以估量的负面影响。若没有完善的灾害管理与指挥机制，这些事件将可能引起大面积的公众性恐慌，经济衰退等不良后果。因此建立灾害应急指挥平台，实时监督与完善同灾害预防、灾后指挥管理活动有关的方方面面势在必行。

我国的应急管理体系建设才刚刚发展不久，虽然我国近年来在防灾和应急管理等方面进行了许多探索，也取得了不错的进展，但整个防灾的总体水平还处在比较初步的阶段，从长远来看难以满足现实的防灾减灾需求。

在信息传递方便迅捷的今天，网络信息传播渠道的便捷性、渗透性给灾害应急工作的实施带来极大的突破。灾害应急指挥平台便是连接部门与社会大众的一个枢纽，承担着数据采集与监视、资料整合、信息发布、在线指挥调度等功能。

本文从气象灾害应急指挥平台的设计实践着手，将基于已有的交互设计和可用性、可视化的研究理论成果，通过分析手机应用的功能需求与特点，对指挥系统终端的用户群体进行确定和分析，基于对交互设计与可用性相关的文献研究，进行用户建模和交互任务流程与决策分析，构建设计模型并进行后续的交互设计测试与可用性评估工作；探索在灾害应急指挥系统交互设计中，提升可用性的最大影响因素；通过因子分析等感性工学方法，将目标用户对灾害应急类应用的设计

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风格的抽象感受转化为具象数据，找到用户易于接受的设计风格，并结合可用性分析来改进和完善界面设计，使用户使用系统时能更有效地提高效率、减少误操作。一定程度上为现有的应急管理模式平台设计提供指导和参考。

关键词：万方数据灾害应急、交互设计、可用性

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INTERACTION DESIGN RESEARCH BASED ON THE AVAILABILITY OF THE DISASTER EMERGENCY COMMAND PLATFORM ----THE METEOROLOGICAL

DISASTER AS AN EXAMPLE

ABSTRACT

With the development of human society, all kinds of natural disasters and emergencies also emerge in an endless stream. These events bring inestimable negative influence to people's life safety, social stability and economic development. If there is no disaster management and command mechanism, these events may cause a large area of public panic, economic recession and other adverse consequences. Therefore the establishment of disaster emergency command platform with real-time monitoring and improvement of disaster prevention, disaster management activities related to all aspects of the command is imperative.

The construction of emergency management system in China has just developed recently, although our country in recent years many trials were carried out in disaster prevention and emergency management, also has made good progress, but the overall level of the entire disaster prevention still at a preliminary stage, in the long run it is hard to meet the realistic demand of disaster prevention and reduction.

In the information conveniently and quickly today, a great breakthrough in the network of information dissemination channels convenience, permeability to disaster emergency work implementation. Disaster emergency command platform is a hub connecting the government and the public, assume the data acquisition and monitoring, data integration, information release, online scheduling command, and

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other functions.

In this paper, from the design practice of meteorological disaster emergency command platform, based on the existed interaction design and usability, visualization research theory achievement, through the analysis of the functional requirements and characteristics of mobile application. The command system terminal user groups are identified and analyzed, based on the literature research related to interaction design and usability, user modeling and interactive task flow and decision analysis, to build the design model and assessment work of interaction design and usability testing following; explore the interaction design in disaster emergency command system, improve the greatest impact the factor of availability; through factor analysis of Kansei engineering method, the abstract feelings design style target user emergency application of disaster the into the concrete data, find the user easy to design style, combined with the availability analysis to improve and perfect the interface design, the user using the system can effectively improve the efficiency of, reduce the misoperation., to provide guidance and reference for design of emergency management mode of existing platforms.

KEY WORDS: disaster emergency, interaction design, usability

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目 录

第一章 绪论 ··················································································· - 1 - 1.1 课题研究背景 ········································································· - 1 - 1.2 课题来源 ··············································································· - 2 - 1.3 现有灾害管理产品开发研究现状及趋势 ········································ - 2 - 1.3.1 灾害应急指挥管理手机应用的开发现状及趋势 ·························· - 5 - 1.4 课题研发工作的主要流程 ·························································· - 6 - 1.5 课题研究目的与意义 ································································ - 7 - 1.6 论文的组织结构 ······································································ - 8 - 1.6.1 主要研究内容 ···································································· - 8 - 1.6.2 论文内容与组织架构 ··························································· - 8 - 第二章 气象灾害应急管理平台的可用性与交互设计研究 ························· - 10 - 2.1 交互设计相关理论 ·································································· - 10 - 2.1.1 交互设计的概念 ································································ - 10 - 2.1.2 交互设计的发展 ································································ - 10 - 2.1.3 交互设计的原则与要素 ······················································· - 12 - 2.1.4 交互设计的方法 ································································ - 14 - 2.2 可用性的相关理论 ·································································· - 15 - 2.2.1 可用性的定义 ··································································· - 15 - 2.2.2 可用性评估 ······································································ - 15 - 2.2.3 基于可用性的交互设计方法 ················································· - 15 - 2.3 灾害应急指挥平台软件系统设计概述 ·········································· - 16 - 2.4 本章小结 ·············································································· - 17 - 第三章 气象灾害应急指挥平台手机应用设计准备 ·································· - 18 - 3.1 设计目标 ·············································································· - 18 - 3.2 产品竞品分析 ········································································ - 18 - 3.3 前期用户研究 ········································································ - 21 - 3.3.1 目标用户群体 ··································································· - 21 - 3.3.2 用户模型及任务分析 ·························································· - 22 - 3.4 本章小结 ·············································································· - 27 -

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第四章 气象灾害应急指挥平台手机应用交互界面设计 ···························· - 28 - 4.1 气象灾害应急指挥平台手机应用信息架构设计 ······························ - 28 - 4.2 气象灾害应急指挥平台手机应用任务流程设计 ······························ - 29 - 4.3 气象灾害应急指挥平台手机应用界面原型与交互流程 ····················· - 32 - 4.4 气象灾害应急指挥平台手机应用界面视觉设计 ······························ - 35 - 4.4.1 界面设计风格调研 ····························································· - 35 - 4.4.2 界面设计风格的确定 ·························································· - 37 - 4.5 产品可用性测试 ····································································· - 38 - 4.5.1 任务测试 ········································································· - 38 - 4.6 气象灾害应急指挥平台手机应用界面高保真原型 ··························· - 40 - 4.7 本章小结 ·············································································· - 43 - 第五章 结论 ·················································································· - 44 - 参 考 文 献 ·················································································· - 46 - 附录1 ·························································································· - 48 - 附录2 ·························································································· - 49 - 致 谢 ························································································· - 50 - 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 ··············································· - 51 -

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图 录

图1- 1我国某省气象灾害应急指挥体系示意图 ········································ - 5 - 图1- 2自然灾害应急指挥拓朴图 ·························································· - 6 - 图1- 3课题研发流程图 ······································································ - 7 - 图2- 1微软2007年推出的Surface Computing技术 ································ - 12 - 图2- 2苹果公司2010年发布的平板电脑 ············································· - 12 - 图2- 3《用户体验的要素》中提出的交互设计的四个要素 ························ - 13 - 图2- 4交互设计过程图 ···································································· - 14 - 图2- 5气象灾害应急移动平台功能图 ·················································· - 17 - 图3- 1HelpBridge应用图标 ······························································· - 18 - 图3- 2HelpBridge功能架构 ······························································· - 19 - 图3- 3 HelpBridge应用界面 ······························································ - 20 - 图3- 4上海防汛app界面设计 ··························································· - 21 - 图3- 5人物角色设定李明 ································································· - 23 - 图3- 6人物角色设定二陈朗 ······························································ - 24 - 图3- 7人物角色设定于宁 ································································· - 25 - 图4- 1产品初步信息架构图 ······························································ - 28 - 图4- 2产品信息架构图 ···································································· - 29 - 图4- 3信息采集功能任务流程图 ························································ - 30 - 图4- 4实时数据查看任务流程图 ························································ - 31 - 图4- 5信息采集界面原型与交互流程 ·················································· - 33 - 图4- 6路线查询与标记界面原型与交互流程 ········································· - 34 - 图4- 7实时数据查看界面原型与交互流程 ············································ - 35 - 图4- 8最受受试者喜爱的界面（左）与受试者最不喜欢的界面（右） ········ - 37 - 图4- 9扁平化界面设计初稿 ······························································ - 38 - 图4- 10实时数据查看界面高保真原型 ················································ - 40 - 图4- 11信息采集界面高保真原型 ······················································ - 41 - 图4- 12路线查询与标记界面高保真原型 ············································· - 42 -

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表 录

表3- 1 HelpBridge应用的设计分析 ····················································· - 20 - 表3- 2上海防汛应用的设计分析 ························································ - 21 - 表3- 3目标人群的介绍和需求分析 ····················································· - 22 - 表4- 1评价尺度与变量形容词的确定与划分 ········································· - 36 - 表4- 2 平均数据的相关矩阵 ····························································· - 36 - 表4- 3根据“喜欢“变量降序排列的样本 ············································ - 36 - 表4- 4任务一的用户使用问卷 ··························································· - 38 - 表4- 5任务二的用户使用问卷 ··························································· - 39 - 表4- 6任务三的用户使用问卷 ··························································· - 39 - 表4- 7可用性测试结果 ···································································· - 40 -

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景

人类社会发展伊始，各种灾难和突发事件便伴随左右。这些事件给人的生命安全、社会稳定、经济发展都带来难以估量的负面影响。回顾SARS爆发、日本福岛核泄漏事故、“海燕”飓风等事件带来的公共危机，可以看出若没有完善的灾害管理与指挥机制，这些事件将可能引起大面积的公众性恐慌，经济衰退等不良后果。中国自古以来就自然灾害频发，干旱和洪涝每年都在发生，近年来地震、台风也频频出现。而今作为一个幅员辽阔，人口数量世界第一，人口密度大的国家，面临的灾难具有种类多、影响程度大的特点。例如2008年的汶川大地震、南方地区的雪灾、2010年的玉树地震、“桑美”台风、2012年的北京特大暴雨、2013年的余姚水灾，影响民生以及经济发展的大型自然灾害层出不穷。一场灾难一旦发生，所造成的负面影响都十分严重。因此建立灾害应急指挥平台，实时监督与完善同灾害预防、灾后指挥管理活动有关的方方面面势在必行。

我国的应急管理体系建设才刚刚发展不久，虽然我国近年来在防灾和应急管理等方面进行了许多探索，也取得了不错的进展，但整个防灾的总体水平还处在比较初步的阶段，减灾的效果也与欧美等发达国家有很大差距，从长远来看难以满足现实的防灾减灾需求。另一方面，我国的应急管理与指挥工作还是以电话、文件等十分传统的方式进行指挥调度，即使在信息化的今天，这种指挥大多数情况下只是由纸质的形式转化为电子形式，其本质并没有得到很大的改变，缺少新的设备与模式，缺乏技术含量，应急工作的开展常常要通过层层审批，不但费时，还经常因此延误了应急工作的开展。应急工作，顾名思义，就是要与时间赛跑，传统的应急模式已不能满足当今的社会需求。负责灾害应急的现场人员如救灾人员、组织人员、指挥人员缺少采集与上报灾情信息、获得更多抗灾资讯防灾资源的便携易用的手机软件终端，给灾害应急工作带来很大的盲区，很大程度上影响了抗灾防灾与救援应急的时效性。同时这样的灾害应急指挥工作对专业人员和指挥人员的依赖性很高，信息传递的不及时和信息传递的盲区会大大影响灾害应急管理指挥水平。灾害应急管理水平低，大量依靠专业人员管理，效率不高，公众参与性不强。为了提高紧急事件的应急效率，保障人民群众的切身利益，国家对灾害应急的工作十分重视，近年来我国在防灾减灾建设方面有了很大突破，

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首先是在灾害的预警与预报方面，建成了比较成熟的机制，例如各种气象灾害、自然灾害各级部门都有提前预警预报的机构；而在法律法规方面，灾害应急与突发事件管理方面的法规也逐年完善；在应急预案方面，下到县级市都制定了各种应急预案以应对不同类型的灾害，各种救援组织、物资库、救援与安置中心也建立起来，尤其是灾害发生比较频繁的地区省份，灾害应急的体系就更加成熟了。

在信息传递方便迅捷的今天，网络信息传播渠道的便捷性、渗透性给灾害应急工作的实施带来极大的突破。通过网络，社会大众可以在最短的时间内获取最新最完整的资讯，了解灾害的处理进展情况；部门可以通过网络实现危机权威信息的公开、了解危机终端情况并对其部署措施。灾害应急指挥平台便是连接部门与社会大众的一个枢纽，承担着数据采集与监视、资料整合、信息发布、在线指挥调度等功能。一方面实现指挥系统各部门之间、与社会之间的资讯互通及内部办公自动化；另一方面通过时时、有效、可视化的信息发布，提升灾害应急平台的公信力。作为灾害应急指挥平台，单有完整的功能远远不够。对灾害应急而言，时间就是生命，应急平台的操作必须快速有效，最大程度地避免功能上的语意不清、引起误操作的潜在因素等。让未经培训的操作者也能在短时间内完成各项工作。对另一终端用户——社会大众而言，即时明朗、便于理解、准确细致的交互界面与内容，有助于提升大众对的信心，让大众积极参与到灾害应急等公共事务的完善中去。

1.2 课题来源

本文课题来源与企业实题，该项目目前还在研发中。本文从气象灾害应急指挥平台的设计实践着手，将基于已有的交互设计和可用性的研究理论成果，通过对灾害应急指挥平台移动终端进行交互设计可用性的探讨，一定程度上为现有的应急管理模式平台设计提供指导和参考。

1.3 现有灾害管理产品开发研究现状及趋势

灾害应急管理是一项十分庞大的系统工程，而灾害应急指挥平台实际上是一种基于GIS（地理信息系统）的综合指挥系统。自20世纪90年代以来开始，GIS技术与自然灾害预警相结合成为一个新的研究方向。

国际上应急指挥管理体系发展的时间较长，也比较完善，包括灾害应急管理的法律法规、管理机制、软硬件设施一开始这属于地理和公共管理方面的议题，但随着多媒体通信技术的发展以及系统功能的不断完善，灾害应急转入软件工程

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的研究领域，国外在21世纪初也开始探索应急管理系统中的人机交互。在我国，有关基于GIS应用软件的交互设计方法也逐步成熟。但这些研究主要集中在对GIS本身的设计上。目前针对灾害处理的公共管理类论文逐渐增多，对系统的组织架构、交互方式、界面设计方面的研究很少，实际建设中基本是沿用常见的模板，在保证功能齐全的前提下求稳。但随着公共管理事务的完善、网络的普及，对公共应急系统也提出了更高要求。

西方的应急管理与指挥体系发展已经有很长一段时间了，因此无论是在在灾害应急管理的与机制方面，还是法规和应急管理模式方面都已经建立了比较完善的几种体系。以美国为例，美国的应急管理指挥模式可以用“国家行政领导者领导，进行协调，地方实行具体负责”，用已经十分完善的突发事件管理法律系统来约束和指引，有专门的联邦突发事件应急管理署(FEMA)进行专门性的管理。美国的应急管理原本由各州独自负责，因此效率不高，在各地的强烈要求下，1979年美国组建了联邦突发事件应急管理署(FEMA)，将分散的各地、各部门、各州的应急、救灾、抗突发事件的机构进行整合，由管理署统一管理，大大提高了应急速度与效率。在2001年“9·11”恐怖事件之后，美国的应急管理体系进行了新的调整与优化，加入了防恐的新机构——国土安全部，联邦应急管理署也被国土安全部合并，这个新部门不但具有应对各种自然灾害的应急管理指挥能力，也能就各种其他类型的突发紧急事件进行处理，强调预防在先、健全完善的法律制度以及恰当的集中管理模式，新的应急管理指挥系统将医疗、消防、防恐、、工程机构、相关媒体、福利机构等多层次多种功能性部门结合在一起，使应对危机灾害时能更全面和有效。

日本作为一个自然灾害多发、突发事件频繁的国家，在应急管理指挥方面也是积累了许多经验，效率很高，无论是从灾害应急的高新技术和先进设备方面还是在灾害应急管理的机制方面、技术运用方面都在世界上处于领先地位，许多其他的国家和地区例如等，它们的应急管理体系就大量学习和借鉴了日本的防灾模式。日本在灾害应急管理指挥方面使用的是相对集中的管理模式，实行从到地方的三级响应救灾管理体系，日常的应急管理有专门的防灾会议来进行决策，制定宏观的救灾防灾规划；该规划再由地方一级的专家与决策者们制定适合地区的区域性的详细的防灾救灾计划。日本的内阁中，就有防灾大臣这一职位，足可见日本在防灾减灾方面的重视程度。

我国的应急管理体系建设才刚刚发展不久，虽然我国近年来在防灾和应急管理等方面进行了许多探索，也取得了不错的进展，但整个防灾的总体水平还处在

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比较初步的阶段，减灾的效果也与欧美等发达国家有很大差距，从长远来看难以满足现实的防灾减灾需求。另一方面，我国的应急管理与指挥工作还是以电话、文件等十分传统的方式进行指挥调度，即使在信息化的今天，这种指挥大多数情况下只是由纸质的形式转化为电子形式，其本质并没有得到很大的改变，缺少新的设备与模式，缺乏技术含量，应急工作的开展常常要通过层层审批，不但费时，还经常因此延误了应急工作的开展。应急工作，顾名思义，就是要与时间赛跑，传统的应急模式已不能满足当今的社会需求。负责灾害应急的现场人员如救灾人员、组织人员、指挥人员缺少采集与上报灾情信息、获得更多抗灾资讯防灾资源的便携易用的手机软件终端，给灾害应急工作带来很大的盲区，很大程度上影响了抗灾防灾与救援应急的时效性。同时这样的灾害应急指挥工作对专业人员和指挥人员的依赖性很高，信息传递的不及时和信息传递的盲区会大大影响灾害应急管理指挥水平。灾害应急管理水平低，大量依靠专业人员管理，效率不高，公众参与性不强。为了提高紧急事件的应急效率，保障人民群众的切身利益，国家对灾害应急的工作十分重视，近年来我国在防灾减灾建设方面有了很大突破，首先是在灾害的预警与预报方面，建成了比较成熟的机制，例如各种气象灾害、自然灾害各级部门都有提前预警预报的机构，如图1-1所示；而在法律法规方面，灾害应急与突发事件管理方面的法规也逐年完善；在应急预案方面，下到县级市都制定了各种应急预案以应对不同类型的灾害，各种救援组织、物资库、救援与安置中心也建立起来，尤其是灾害发生比较频繁的地区省份，灾害应急的体系就更加成熟了。

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图1- 1我国某省气象灾害应急指挥体系示意图

Fig.1-1 Schematic diagram of a China's meteorological disasters emergency command system

1.3.1 灾害应急指挥管理手机应用的开发现状及趋势

软件系统作为灾害应急指挥中的重要信息载体与传递渠道，近年来愈加受到重视，而各种灾害应急软件的移动终端如手机软件在现在的灾害应急指挥管理中，应用得越来越多，各种新的研究与使用也发展迅速。

而随着LBS技术的迅猛发展以及Mobile GIS技术的大量应用，灾害应急的手机应用可以从很大程度上帮助各种灾害应急工作进行例如灾害信息采集、发布救灾指挥等功能，极大地提高了灾害应急指挥的水平与效率。由于智能手机附带的例如GPS功能等，配合LBS技术，现场信息采集人员可以及时准确地将灾害情况及灾害发生的精确地理位置等信息最快地传输到应急指挥部门，为灾害应急的决策工作带来第一手也是最详实的资料。

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目前灾害应急管理方面的手机应用可分为两种类型。一种是用于普通用户的灾害预警型手机应用，主要是供广大普通用户了解实时灾害情况，提供灾害资讯、灾害预警、撤离路线、救灾物资领取、求援等防灾减灾功能。如美国的全球天气雷达app、国内的应用如上海防汛HD、福建防汛通等。另一种是灾害管理类应用，目前在我国，防汛抗旱、地震、海洋与渔业、交通、地质灾害等部门都有相应的应急管理体系，手机应用就从属于应急管理体系软件系统中的一部分，以接收信息和灾情上报为主要功能，例如安宁方舟，作为一款应急的手机通信软件，该应用通过手机网络来进行信息的报送、信息处理以及预案的查询与参考、领导决策等功能，并且支持视频会议功能，并且能够通过地图和具体的地理位置信息找到附近的救灾物资、救灾人员队伍等等，可通过电话和短信的方式对物资和人员进行调动。

图1- 2自然灾害应急指挥拓朴图

Fig.1-2 Natural disaster emergency command topography

1.4 课题研发工作的主要流程

本文在进行交互设计以及可用性的理论研究的前提下，对尚在起步阶段的我国气象灾害应急管理系统的移动终端设计进行可用性方面的研究，根据对目标用

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户群的用户研究以及利用感性工学的方法提取影响用户体验的重要因子，并结合现有的灾害应急管理软件的可用性测试结果，进行气象灾害应急管理平台移动终端的设计实践，并通过可用性评估进行设计迭代，获得设计结果。

课题研发的流程按照以下图1-3流程进行：

文献研究 用户研究 产品架构和界面原型 现有产品的 可用性评估 可用性评估 最终设计 图1- 3课题研发流程图

Fig.1-3 Project development flow chart

课题研究过程中用到的方法有：

1.文献分析法：通过阅读国内外关于灾难应急指挥体系建设、可视化设计、交互设计、可用性、用户体验、认知心理学等相关文献、书籍，了解现有的研究情况，在此基础上形成研究思路，为研究提供有力的理论支持。

2.因子分析法：通过分析现有的应急平台设计风格，提取影响可用性的重要zkq 20150910因子。

3.调查法：利用问卷调查、访谈等方式采集信息。

4.交叉研究法：综合可用性、用户研究、交互设计、地理、公共管理等多学科的相关理论方法进行综合研究。

从可用性出发，结合感性工学的研究方法，结合灾害应急指挥系统的现有特点及使用情况进行用户研究，对产品的组织架构和界面设计提出设计模型，为公共管理服务系统的交互设计发展提供一定的参考价值。

1.5 课题研究目的与意义

本研究中灾害应急指挥系统的交互设计涉及到多个领域与学科，通过对产品组织架构与界面的再设计，使产品的使用者得到友好的用户体验。可用性是衡量交互式IT产品的重要指标，本研究也将以可用性为出发点进行探索。研究目的如下：

1.对指挥系统终端的用户群体进行确定和分析，基于对交互设计与可用性相关的文献研究，进行用户建模和交互任务流程与决策分析，构建设计模型并进行后续

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的交互设计测试与可用性评估工作；

2.探索在灾害应急指挥系统交互设计中，提升可用性的最大影响因素；

3.通过因子分析等感性工学方法，将目标用户对灾害应急类应用的设计风格的抽象感受转化为具象数据，找到用户易于接受的设计风格，并结合可用性分析来改进和完善界面设计，使用户使用系统时能更有效地提高效率、减少误操作。 对灾害应急指挥平台的交互设计研究，具有很好的社会效益与学术意义。首先，从社会效益来看，灾害应急管理是社会稳定和公共安全的重要保障。作为应急管理中一项基础性工作，灾害应急指挥平台对预防和应对灾害，减少和降低灾害带来的损失，具有十分重要的意义。符合用户需求与使用习惯的交互界面、逻辑清晰系统的交互方式，可以为指挥平台及时传递各种大型突发事件发展态势，整合平台各输入端的预警预测结果，提供实时的现场动态情况，更有效地提供决策辅助服务，使防灾减灾工作更及时有序地进行。其次，从学术意义上看，对于灾害应急管理的学术性研究主要集中于公共管理领域和软件设计方面，侧重于功能的实现和组织协调的有效性。在交互设计和可用性方面少有涉猎。交互设计在整个灾害应急管理体系中虽然所占比例不大，但作为用户与决策者直接要面对的端口，好的交互界面与使用方式在以效率为优先的应急活动中能起到十分重要的作用。

zkq 201509101.6 论文的组织结构

1.6.1 主要研究内容

本文首先对现有灾害应急管理类应用的主要功能和工作模式进行分析，在确定移动终端用户群体的基础上进行用户研究，调查问卷的方式获得数据，建立用户模型与使用平台手机移动终端的任务架构，进行平台的可用性评估设计，在此基础上进行平台移动终端的架构、任务流程设计以及界面原型设计和UI风格设定，在进行可用性测试和专家评估后，获得最终的界面交互设计。 1.6.2 论文内容与组织架构

本文的组织结构为如下安排：

第一章绪论，阐述论文的研究背景，课题来源、现有产品开发研究现状及趋势，指明课题的研究意义、论文创新点和主要内容与组织架构。

第二章为文献研究和理论基础，对灾害应急指挥平台的交互设计进行详细的

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分析，包括灾害应急指挥平台的主要功能的介绍“以用户为中心”的可用性交互设计原则、应急指挥平台的运行机制的描述。

第三章是目标产品的竞品分析与用户研究，分析与目标产品同类的软件系统的产品架构、功能分类、界面设计和交互方式，并采用问卷调查、访谈和观察法对目标产品的用户群体进行用户研究，获得可靠的调研分析报告和用户模型，总结设计策略。

第四章是产品设计实践，包括产品交互界面设计、信息架构设计、界面原型设计和视觉设计、产品进行可用性评估后进行的再设计，以及产品的实施难点探讨。

第五章是结论，包括论文的创新点以及后续功能开发。

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第二章 气象灾害应急管理平台的可用性与交互设计研究

2.1 交互设计相关理论

2.1.1 交互设计的概念

交互设计这一概念在计算机科学产生之后逐渐形成和发展，来源于多种学科的交流与碰撞。从用户的角度看，交互设计是一门研究如何让用户在使用产品时感到更舒适、更易用和更有效率的学科。交互设计和传统设计的区别在于，传统设计更注重设计本身，例如设计本身的形式与美感；交互设计则侧重于设计的内容和潜在的影响因素，在传统设计的领域之外，增加了可用性、工程学方面的技术与理论。交互设计所涉及的领域多而广，囊括了人因工程学、计算机科学、计算机人机交互、信息科学、艺术学等多学科的知识领域，因此交互设计不再是设计师可以单独完成的工作，而需要更多学科领域专业人员的交流与协作。交互设计随着时代不断发展，它的定义也随着时代不断变化。

Alan Cooper被誉为交互设计之父，在他的经典著作《交互设计之路》中提出，交互设计是以人为处理对象的一门学科，关注的焦点不是设计本身，而是用户的zkq 20150910需求和感受，它有别于用户界面设计，交互设计的实质上是让技术为用户服务。

在《交互设计指南》一书中，作者DanSaffer对交互设计的来源和本质进行了清晰的阐述，他认为技术是激发交互设计产生的源头，正是因为软件和网络技术的迅猛发展促使交互设计随之蓬勃崛起。因为有了交互设计，技术才变得令人更加愉悦，更加有用和易于接受，交互技术是一种将技术人员以及程序员们创造出来的枯燥的工程原型变成用户喜爱的、容易使用的产品。 2.1.2 交互设计的发展

交互设计是20世纪后期才逐渐发展起来的一门新兴学科。交互设计概念的产生最早可追溯的文字记载是1984年的一次设计相关的会议中，由IDEO的一名联合创始人莫格里奇(Bill Moggridge)提出的。这个概念一开始并不叫交互设计，而是“软面(Soft face)”，后来才更名为现在的交互设计(Interaction Design)。

交互设计与人机交互技术密不可分，因此交互设计的发展也与人机交互技术发展的历史紧密相连。也是在DanSaffer的《交互设计指南》一书中，作者对交互设计发展史进行了细化的分类与总结：

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首先是19世纪30年代电报技术的产生开始，在这个计算机尚未产生的年代，人机交互存在于人与电报机之间。这个过程中人需要顺应电报机的使用方式，学习复杂的代码与操作方式。此时人机交互的设计者通常是机器的发明者或工程人员。

20世纪40年代开始，计算机产生了，但和电报时代相同的是，要使用计算机，人们必须使用计算机的语言。此时的计算机体量庞大，运算速度也有限，工程人员侧重的是怎样提高计算机的运算速度，怎样处理更加复杂的问题，在可用性与易用性方面很少有涉猎。但由于同一时期，心理学迅猛发展，认知心理学和人因工程学出现了，计算机技术中人的需求开始得到关注。

到了20世纪60年代，计算机的功能以及处理性能大大增强，程序员虽然还是用计算机语言对计算机进行操控和使用，但新的输入方式开始形成。图形用户界面GUI(Graphics User Interface)的产生意味着真正意义上的人机交互界面的产生。GUI是以图形的方式来显示的计算机用户操作界面。与计算机早期的输入界面相比，GUI简明易用，将抽象化的代码转化成了直观的操作界面，计算机的使用人群因此扩大了。计算机的发展也由单纯的硬件升级向硬件和软件共同发展的方向转移。

20世纪80年代则是计算机进入发展的黄金时期。庞大的计算机不见了，取zkq 20150910而代之的是轻巧小型的个人电脑。计算机的使用人群不再仅仅是程序员、计算机工程人员，而是扩展到了广大普通用户。用户界面的概念真正意义上得到了关注。也就是这个时期，莫格里奇(Bill Moggridge)提出了“交互设计”的概念。然而这还只是现代交互设计的开始。

20世纪90年代，互联网的发展带动了用户界面的形成，改变了计算机与人类和信息之间的关系。搜索引擎出现了，各种聊天工具、图形处理软件也出现了。与此同时，计算机之外的另一领域——手机等移动设备也得到广泛普及，人们不满足于手机单纯的通话及短信功能，而是渴望将计算机的信息功能也更多地运用到移动设备上。智能手机因此也在这一时期出现了。这一阶段，是交互设计发展的高速时期。

到了二十一世纪，人机交互进入了一个全新的领域。Web2.0时代的到来，用户不再是网络信息的观看者，而是参与到自己创造和发布信息，参与到网络社区的构建中。这一时期，用户从网络信息的观察者转型到参与者、贡献者乃至领导者，人们参与写博客、发布微博、网络购物等多种事务，人机交互的方式也呈现多样化、多角度的发展。多点触控技术、虚拟现实技术、体感操作、图形与视频

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处理等高科技的发展无疑是产品交互设计上的突破，例如图2-1中2007年微软推出的Surface Computing多点触控概念产品，将原本使用于计算机界面上的交互方式使用到生活中去，使交互界面运用到其他表面，交互方式也由单纯的鼠标操作发展成手势操作；同年苹果公司推出的Iphone则完全了原有的手机格局，电容屏、多点触控的硬件支持下，创新的用户交互界面重新定义了手机的使用功能。21世纪20年代随着智能手机、平板电脑的普及如图2-2、柔性屏幕的出现，随着界面与交互方式越来越拟人化，人机交互的效率和舒适性、趣味性大大增强。

zkq 20150910图2- 1微软2007年推出的Surface Computing技术

Fig.2-1 Surface Computing technology Microsoft launched in 2007

图2- 2苹果公司2010年发布的平板电脑 Fig.2-2 Flat computer Apple Corp issued in 2010

2.1.3 交互设计的原则与要素

J. J. Garrett在他的《用户体验的要素》一书中，谈到了交互设计的四要素：

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首先是正确的业务逻辑。要做出优秀的设计就必须先有清晰正确的业务逻辑，业务逻辑是交互设计成功的基础通常是在分析用户的需求与考量了企业利益的基础上得到的新产品业务和功能的逻辑，错误的业务逻辑将导致产品的失败，因此这一步至关重要；

其次是任务流程的设计，在业务逻辑正确的前提下，设计正确的任务流程，产品通常就是可用的，若是缺少了任务流程的设计或是忽略了它，产品将会是不可用的；

分析用户心理，构建用户心理模型对于业务逻辑的理解、任务流程的优化以及提升用户体验的效果都起着十分重要的作用，心理模型是用户使用产品的过程中构建起来的心理认知模型，它通常不会和交互设计师构建的交互模型相一致，而交互设计师的任务就是将交互模型设计得尽量与用户的心理认知模型靠拢和相似；

交互规范的使用，设计师对交互规范的了解和熟练程度可以避免在框架阶段出现错误，交互规范也是交互设计师的一大专业能力不同的交互使用平台如iOS，Android都有属于自己的专业的设计规范。以上四要素的作用如图2-1所示：

图2- 3《用户体验的要素》中提出的交互设计的四个要素

Fig.2-3 The four elements of interaction design in the elements of user experience

DanSaffer的《交互设计指南》中也提到了交互设计的要素组成：

空间，空间提供了交互设计的环境基础，这里的空间可以指的是数字世界的虚拟空间、现实的空间、杂乱无章的空间或是安静有序的空间，可以是平面的，也可以是的；

时间，数字世界的时间常常是以帧、以秒来计算，漫长的等待在这里不适用； 动作，动作的连续性为，既包括人的动作，也包括产品对象，如机器、软件的动作 ，这里的动作是交互设计中的一个重点；

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样式，用户对产品最直观和最初的感受便是来自样式外观；

方式，交互方式是交互设计的另一个重点，良好和适用的交互方式能给用户更自然有效和有趣的使用感受；

声音，交互过程中的声音也十分重要，能带给用户不同的情感体验。 2.1.4 交互设计的方法

交互设计常用的方法有UCD(User Centered Design)方法，即以用户为中心的设计，用户从产品设计之初便参与到设计之中，整个产品围绕着用户的需求和感受来进行。一开始对目标用户群体的需求进行详细的了解与研究，构建用户心理模型，并根据分析结果进行产品架构、界面原型的设计，再将初步的产品返回给用户使用，进行用户的可用性测试与评估，获得用户反馈后再对设计进行改进，改进后的设计再交给用户进行新一轮的测试，如此迭代，产品也因此更加完善，更加符合用户的需要。本次研究将用到的交互设计过程大致可以用图2-4表示：

图2- 4交互设计过程图

Fig.2-4 Interaction design process map

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2.2 可用性的相关理论

2.2.1 可用性的定义

可用性(Usability)是可用性工程以及设计的核心思想，可以理解为更易于使用，可用性的定义有几种不同的观点，按照ISO 9241-11国际标准的定义来看，可用性包括以下三个维度：有效性、效率以及主观满意程度，Jakob Nielsen则定义其有5个维度：效率、学习性、记忆性、更少的错误和满意程度。但从整体来说，对可用性的定义是一致的。在产品设计中，可用性一直起着举足轻重的作用，而随着交互设计的兴盛，交互设计的可用性研究也随之发展起来。

可用性的核心是以用户为中心的设计(User-centered design)，它贯穿于设计的整个过程，强调产品的开发要围绕用户这个中心点来进行，这样能更有效地提高产品的可用性质量，使产品更易于用户理解和接受。以用户为中心的另一个概念是同用户体验(User Experience)，与用户体验不同的是，可用性更偏重于让产品更加易用的客观情况，更注重理性的分析与研究。 2.2.2 可用性评估

可用性评估近年来在IT领域的使用越来越普遍，已经成为新的软件、应用开发时必须经历的一个评估过程。由于可用性“以用户为中心”的特点，可用性评估与测试也因此也要围绕用户来进行。

可用性测试(Usability testing)是可用性评估体系中最常用的一种方法，也是交互设计的重要领域之一，可用性测试是邀请用户参与到设计之中，通过使用产品设计原型或产品，完成数个操作任务，在这个过程中测试方对用户的操作和使用产品的行为和感受进行观察和记录，并进行分析。可用性测试的过实地反映了用户的感受与使用体验，在产品设计开发的各个阶段都适用。 2.2.3 基于可用性的交互设计方法

本文是在可用性研究的基础上对现有的灾害应急管理指挥平台进行优化设计，因此在整个交互设计的流程上增加了对现有产品的可用性评估，在评估的结果上进行新的设计实践。

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2.3 灾害应急指挥平台软件系统设计概述

灾害应急管理平台是协同各个部门各个单位共同完成工作的一个信息枢纽。灾害应急管理平台软件系统可分为两个部分：用于各现场应急组织人员进行现场组织调度、获取决策方案和汇报工作的手机移动终端；用于应急指挥中心进行数据处理、数据与信息管理、信息的接报与核实、进行指挥决策的电脑软件终端。

灾害应急管理平台是以视频、数据和移动服务三大系统为支撑，以公共安全科技为核心，结合软硬件，用于保障灾害应急需要的技术系统。该系统的主要功能，可以用“值守、准备、处置、评价”这八个字来概括。

值守：即灾害应急的日常工作，包括对监测数据、值班记录、事件管理、通讯录更新与管理、短信管理、通讯设备检查等内容。

准备：日常的各项灾害应急准备工作，其中包括灾害的风险分析与预估判断、应急物资库的建立建设、法律法规库的完善、准备以及评估等。

处置，即灾害或紧急事件发生时的快速响应以及处置处理，其中包括各种相关信息的接报与核实、续报、专家与技术人员的辅助决策、决策者批示、启动预案、制定和发布具体的决策方案、进行指挥调度、现场过程跟踪、各部门总结报告等内容。

评价，主要是对以上三项工作的评价，如日常值守工作的完成情况评价、各项灾害应急准备工作的评价以及灾害或紧急事件处置处理的评价及相关的分析、汇报内容、数据图表等内容。

灾害应急指挥平台的建设，就是围绕这八个字来完成，其中最核心的部分，便是灾害应急处置这一模块。灾害应急的日常值守、准备工作由应急管理中心的工作人员进行日常的维护与输入，当灾害发生时，应急处置模块是否健全将直接影响到应急工作能否正常有序地进行。

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图2- 5气象灾害应急移动平台功能图

Fig.2-5 Meteorological disaster emergency mobile platform function diagram

灾害应急指挥平台手机移动终端的使用人群，以分布在各地的现场采集人员为主，现场采集人员的主要任务是灾情的事中管理部分，即负责上报灾情、撤离群众、灾情判断、上报和组织协调等工作。

2.4 本章小结

本章首先阐述了交互设计的概念，从不同角度诠释了交互设计的定义，然后对交互设计的历史与发展历程进行了回顾，并对交互设计的要素进行归纳，对交互设计的方法进行总结；之后对可用性的相关理论进行描述，并对灾害应急指挥平台软件系统设计进行一个整体的介绍。

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第三章 气象灾害应急指挥平台手机应用设计准备

3.1 设计目标

气象站应急指挥平台手机应用属于灾害应急指挥管理型软件的一部分，主要用于现场组织和指挥人员进行灾害应急的处置工作。处置工作为灾害或紧急事件发生时的快速响应以及处置处理，其中包括各种相关信息的接报与核实、续报、专家与技术人员的辅助决策、决策者批示、启动预案、制定和发布具体的决策方案、进行指挥调度、现场过程跟踪、各部门总结报告等内容。气象灾害应急指挥平台的手机应用终端主要是供现场人员进行信息上报、查询以及指挥调度等功能。使用该应用的人员可以通过应用向上级或同级指挥人员传达现场信息、救援信息、物资信息灾情以及详实的受灾地点等，为领导进行决策提供参考。

应用首先进行设计前期的准备工作，进行竞品分析、用户研究、人物角色的设计进而获得需求分析报告，在需求分析的基础上进行产品的架构、原型以及视觉设计，并进行可用性测试，最后进行高保真的原型设计。

3.2 产品竞品分析

竞品分析的概念最初来源于市场营销领域，对目标产品现有或潜在的竞争性产品进行分析，归纳出其优缺点，以此为目标产品的营销与发展提供战略依据。竞品分析在整个产品的设计、生产、发布、营销方面都起着框架的基础作用。在交互设计与用户体验行业中，竞品分析则不再仅限于对竞争产品本身优势劣势的研究，而是扩大到于对整个同类产品的研究。是对目标产品的同类型产品进行深入的分析与研究，提取出具有代表性和趋势性的研究结果，通过关注这些竞争对手的设计特点、产品文化背景与内涵、创新点、实现用户需求的方式等，进行比较与总结，寻找这类产品的设计趋势，并细化到界面设计、交互模式等细节上。

案例一：HelpBridge应用分析

图3- 1HelpBridge应用图标 Fig.3-1 The HelpBridge application icon

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出品公司：微软 出品地区：美国 应用名称：HelpBridge 所属类别：生活服务类

HelpBridge是微软公司官方于2013年初推出的应用，用于应对自然灾害。这个应用可支持Windows Phone，iOS及Android系统，仅于美国地区使用。

HelpBridge应用的主要功能由两部分组成：第一，作为自然灾害的受害者，向他人发出求救信息，告知自己所处的位置和需要何种类型的帮助，或者向家人朋友表明自己是安全的。第二，作为灾害的救助者，为灾区、受灾者提供资金、物资或其他方面的援助。

图3- 2HelpBridge功能架构

Fig.3-2 Functional architecture of HelpBridge

HelpBridge是基于IBS的自然灾害应对软件。首先，在注册新用户时，须向应用提供可靠的联系方式如电子邮箱、电话、姓名等，进入应用后，应用获取用户的家人、朋友的通讯方式作为紧急联系人，以确保受灾者使用应用时至少能联系上一名亲友。当自然灾害发生时，通过HelpBridge，可以发送短信或邮件来告

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知所有的紧急联系人受灾者的具体地理位置以及受灾情况与安全状况。同时应用还可在等社交网站上发布用户的具体地理位置与用户的安全状况，扩大救助面。

图3- 3 HelpBridge应用界面

Fig.3-3 The interface of HelpBridge application

在HelpBridge这个案例中，能够看到虽然它并非一个灾害管理类软件，但作为灾害、自救类型的软件，它折射出了灾害应急的核心内容，即“救人”，通过将受灾地区的灾情、受灾程度、受灾者地理位置等信息传递给外界，这也是应急管理类软件设计所要考虑的重要因素。

在HelpBridge这个案例中，分析得到它的设计特征如表3-1所示：

表3- 1 HelpBridge应用的设计分析

特征 结构 可视化 色彩 风格

特征描述

HelpBridge的结构层次较为清晰，层级分明 每层级以文字为主，信息量大

即表明这是个灾害应急类软件，又不喧宾夺主 扁平化风格

简洁明快 评价 层级合理 缺乏图示

采用黑色与橙色搭配，色彩鲜明醒目，背景图片经过处理，色彩搭配醒目

案例二：“上海防汛”应用分析 上海防汛app 出品地区：中国 应用名称：上海防汛

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所属类别：天气

上海防汛app是以智能终端设备如智能手机、平板电脑为载体，基于无线移动GIS技术，来构建的服务平台，用于发布上海市的水务防汛信息，实现包括雨量信息、水位情况、最新台风路径、实时卫星云图、雷达图、乃至道路积水信息的展示、检索及统计和专题分析等功能，为防汛指挥部门提供水务信息管理、防汛安全保障等服务；为广大民众提供应急信息等提供高效的信息服务。

图3- 4上海防汛app界面设计

Fig.3-4 Shanghai flood control and app interface design

在上海防汛app这个案例中，分析得到它的设计特征如表3-2所示：

表3- 2上海防汛应用的设计分析

特征 结构 可视化 色彩 风格

特征描述

上海防汛的结构层次较为单一，但层级分明 每层级以图像与图表为主，信息量大 采用浅蓝和深蓝的搭配，色彩严肃严谨 政务型应用的常用风格

评价

层级过多过于琐碎 很直观

和其他政务类应用区分不开

3.3 前期用户研究

在灾害应急管理平台的设计中，用户研究将挖掘用户深层次的需求，影响到产品功能架构的设计以及界面风格、图标设计等多个部分。由于使用该平台的人群年龄跨度较大，因此按用户的职业进行使用该手机应用的需求分析和整合。 3.3.1 目标用户群体

在进行目标用户群体的研究之前，对使用期限灾害应急指挥平台系统的人群按职业类型进行细分，如表3-3所示：

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使用人群 现场组织人员

表3- 3目标人群的介绍和需求分析 具体描述 需求整合 村长/村干部/街道干部

上报现场信息、联络其他人员、指挥同级现场人员、接收信息

中枢协调人员（指挥中心） 技术支持 专家 决策者

数据处理人员/信息调度人员 获取现场信息，反馈领导决策 救援队/医疗小组/工程抢险队

应急类专家/卫生、消防专业人员

领导/指挥人员

获得决策信息

获得灾情信息、医疗需求、救灾需求，并提供技术支援 数据支持、法律法规支持

在灾害应急管理平台的设计中，经过前期用户研究人员的分析和项目计划书最初的设定计划，可以将移动终端的使用人群分为五类，分别是灾害现场的组织人员、信息中枢的协调人员、技术支持人员、专家以及决策者。目标人群的年龄跨度很大，不但有20岁左右的现场组织人员、技术支持人员，也有60岁上下的应急专家与决策者，因此需要对不同人群进行有针对性的需求分析与总结，并建立用户模型。

3.3.2 用户模型及任务分析

经过前期对目标用户进行分类和调研后，可以从用户中提炼出三类最主要用户群，即现场组织人员、中枢协调人员与决策者，现场组织人员以使用手机客户端为主，利用移动终端获取最新的指令，上传实时信息和与其他现场人员交换信息；中枢协调人员则负责处理和归类现场组织人员上传的各类信息供决策者做决策参考；决策者在获得各种信息后进行综合考虑，通过灾害应急管理系统及时将各种决策信息传递给各终端的使用人员。

综上所述，在进行产品的人物角色构建时，将人物角色集中在这三类用户来设定。各个人物设定都有完整的个人信息、生活与工作场景等，使人物角色更加形象生动，应用的使用过程更加具体明了。

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姓名：李明 年龄：27 性别：男 职业：大学生村官 月收入：3000 婚姻状况：未婚 使用电子产品： 手机：小米2S 电脑：联想IdeaCentre K415台式机 工作： ·办公时间为每天早上8：30到下午18：00 ·定期对村里的会议记录、文件档案进行整理和管理 ·下乡和走访农户，熟悉所辖区域每户家庭的基本情况并记录整理成册，包括每户的家庭成员、收入状况、房屋所处位置、安全状况、交通情况 ·了解村民生活中有何困难，协调村民间的矛盾，宣传各种和传达文件 ·定期组织各种文艺、学习活动，丰富村民生活；不定期开展灾害演习演练，增加村民的自救与抗灾知识 ·配合村干部完善党建材料，进行日常工作 ·参与村基础设施建设、资金筹集、网站建设等 ·每天看新闻，了解时事动态，了解新科技、新技术，留意可以为村里所用的新的致富途径 ·经常需要接打电话，接收通知和联络他人。电脑和电话是重要的工作设备 ·工作内容每天都不固定，大多很琐碎 生活： ·他喜欢上网看各种新闻、时事 ·他经常要下乡、走访，这些都需要用到移动设备 ·他喜欢尝试新的东西，并运用到工作中 图3- 5人物角色设定李明 Fig.3-5 Character set Li Ming

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姓名：陈朗 年龄：33 性别：女 职业：应急中心管理员 月收入：5500 婚姻状况：已婚 使用电子产品： 手机：三星（SAMSUNG）Galaxy S3、ipad 电脑：联想启天 M4360台式机 工作： ·办公时间为每天早上8：30到下午18：00 ·进行应急中心各项数据的整理与筛选 ·每周与各兄弟单位、下属部门进行一次灾害应急连线工作，发现联络设备有何问题并及时联系维修人员予以处理，以确保演习和应急工作进行时各项设备能稳定运行 ·定时观察各地的监控数据，发现有问题及时整理上报 生活： ·在上班之余，需要照顾家庭，因此坐在电脑前的机会很少，在家使用移动设备的机会较多 ·她喜欢网络购物，家里许多东西如日用品、化妆品、母婴用品、家电甚至家具都有很大一部分来自于网购 ·偶尔需要在家加班，需要使用电脑， ·她喜欢健身操等柔和的体育锻炼形式，保持健康的体魄 ·她喜欢看看电视剧，作为闲暇时的调剂 图3- 6人物角色设定二陈朗 Fig.3-6 Character set Chen Lang

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姓名：于宁 年龄：45 性别：男 职业：应急指挥人员 月收入：7500 婚姻状况：已婚 使用电子产品： 手机：iphone4s 电脑：ThinkPad T430笔记本电脑、ipad 工作： ·办公时间为每天早上8：30到下午18：00 ·负责应急中心各项事务的审批与决策，如应急设备的使用、撤离方案的制定、救灾工作的部署等等 ·常常需要加班、召集下属开会商讨 ·常常出差，到各地开会 ·他很注重工作质量与社会反响 ·总希望自己的部门能把工作做到让更多人满意、更有效率 ·他工作严谨，做事力争考虑周全 生活： ·注重生活品质，喜欢品质优良的品牌 ·由于出差频繁，他习惯于使用手机和平板电脑来处理事务 ·他与同事保持良好的关系，深得下属爱戴，喜欢听取他人提出的意见与建议 ·他在工作之外注重饮食养生 ·他思维富有逻辑性，知识面广，口才很好 图3- 7人物角色设定于宁 Fig.3-7 Character set Yu Ning

通过对这三类最主要的目标人群设定的人物角色进行分析与提取获得的三个人物角色设定李明、陈朗与于宁，再结合之前的目标人群需求分析，用故事板的形式描述他们的产品使用情境，根据情境来进一步提取目标用户潜在的使用需求。

第一个故事板是现场组织人员李明的使用情境。在这个使用情境中，我们给

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人物角色设定的任务是一次台风预警后，李明通过使用的小米2S手机进行人员信息统计、撤离路线查看、标记受灾点和汇报应急情况。

①周二上午，李明上班前发现天色灰暗，看起来很快要下雨了

②到了单位，登录办公系统，接收到今天到明天本市有某大型台风登陆的红色预警信号，上级要求各乡镇关注台风与暴雨动态，及时将所处地区的雨情变化上报到应急监控中心，并做好抗灾救灾与灾民转移的工作。李明打开了手机，登录到了灾害应急指挥平台，看到自己所处的村镇也有大暴雨的红色预警提示。

③李明随即到自己负责的村，通知村民台风要来的消息，并用灾害应急管理平台的人员管理功能统计村里各户的人员数量。

④统计完村民情况后，李明查看了离自己最近的一个灾民撤离点，是镇上的一所中学

⑤李明发现自己的撤离路线要经过一座小桥，那座小桥在大雨天经常有被淹没的危险，于是标记这座桥有受灾危险，不适于撤离。

⑥晚上，台风来临前的大雨如期而至。雨越下越大，灾害应急指挥平台的实时数据显示该镇的水位监测点水位已逼近临界水位，李明于是与其他村干部一起召集村民乘坐应急大巴撤离

⑦灾害应急指挥平台的撤离路线已更改，避开了有被淹危险的小桥。 ⑧到达安置点后，李明向应急中心报告撤退完毕一切顺利。

第二个故事板是中枢协调人员陈朗的使用情境。在第二个使用情境中，人物角色被设定的任务为，在日常的灾害应急工作期间，使用自己的三星（SAMSUNG）Galaxy S3手机以及电脑来监测各观测点上报的实时数据并记录异常情况，及时上报。

①气象部门监测到有一台风即将于几天内在本市登录，台风预警等级为红色警报，陈朗所在的应急中心也接收到了这一预警，应急中心进入应急准备状态。

②午休时间，陈朗拿出自己的安卓手机，登录气象灾害应急指挥平台应用端，查看各地的气象实时数据情况。

③陈朗点击“信息查询”功能，收到数条信息，是某条撤离路线经过的一个点有发生泥石流的危险。

④陈朗查看过现场照片后，感到事情紧急，于是打开预案陈朗来到工作的电脑前，用电脑配合，查询了相关的应急预案，得到了相应的文件指导。

⑤陈朗根据现场信息以及应急预案文件，将这条撤离路线的更改方案以及具体情况、具体地点编辑成信息进行上报，供领导进行决策。

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第三个故事板是应急指挥决策者于宁的使用情境。在第三个使用情境里，设定的人物角色任务为决策者在出差过程中，使用手机对突发事件进行信息接收和决策发布。

①周六是非工作日，于宁出差到另一个省开会，会议的日程为两天。 ②由于上级气象部门已经发布了台风灾害预警，已安排了应急准备工作。于宁全天打开灾害应急指挥平台，关注所管辖地区的天气状况。

③会议间隙，于宁的气象灾害应急指挥平台陆续收到新信息，其中应用的“待办工作”一栏出现新提示，于是点击查看，收到一则信息，是应急中心人员发来的数据异常报告，显示某地发生泥石流灾害，附近群众已开始撤离。

④于宁立即通过电话与应急中心的专家组联系，商讨救灾方案。

⑤商讨完毕后，于宁在领导决策发布板块发布信息，要求应急中心关注事发地的灾情状况，抢险与卫生部门出发参与救援。

通过以上故事板的描述可以看到，李明通过地图功能，需要在短时间内完成路线查询、灾情上报和地点标记的功能，说明太长太多的文字对他来说不适用，更简明的方式例如图标可以达到这种效果；陈朗需要对异常数据进行记录和上报，需要同时具备查看和记录的功能；于宁需要的是更直观的信息来进行决策推断。

3.4 本章小结

本节内容主要是对气象灾害应急指挥平台的手机应用设计进行设计的前期准备工作，包括对目标用户按职业类别进行分类并梳理用户需求；对同类型两款手机应用进行竞品分析，并获得最终的人物角色描述和故事板，描述了三类不同的用户使用气象灾害应急指挥平台手机应用不同功能时的情境，使用户需求表现得更具体。

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第四章 气象灾害应急指挥平台手机应用交互界面设计

4.1 气象灾害应急指挥平台手机应用信息架构设计

根据3.2.3章中对目标用户进行的需求分析进行分类与筛选，得到灾害应急管理平台移动终端的主要功能模块，即：登录模块、地图模块、数据采集模块、信息处理模块，得到气象灾害应急指挥平台的初步信息架构图，如图4-1所示。

图4- 1产品初步信息架构图

Fig.4-1 Preliminary product information architecture diagram

由于甲方后来增加了对地图功能的要求，在初步信息架构的基础上，增加了实时灾情的功能模块。更新后的产品架构图如图4-2所示。

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图4- 2产品信息架构图

Fig.4-2 Product information architecture diagram

4.2 气象灾害应急指挥平台手机应用任务流程设计

气象灾害应急指挥平台手机应用的主要任务模块为三个部分：首先是信息采集功能模块，主要任务为进入信息采集页面，新建一个现场信息，完成输入和拍摄现场照片进行上传和查看，如图4-3；然后是在实时数据模块查看某个地区的不同灾害类型的实时数据情况，如图4-4，再是在地图模块查看路线并标注受灾地点。

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万方数据图4- 3信息采集功能任务流程图

Fig.4-3 The function of the information gathering task flow chart

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图4- 4实时数据查看任务流程图

Fig.4-4 Real time data view the task flow chart

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4.3 气象灾害应急指挥平台手机应用界面原型与交互流程

根据4.1中的信息架构的分析以及任务流程的设计，气象灾害应急指挥平台的手机客户端功能已基本成型，进入手机界面原型的设计阶段。在本设计阶段，无论是具体到界面的大小尺寸、按钮的位置、大小、色彩的选定以及设计风格的确定都囊括其中。

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图4- 5信息采集界面原型与交互流程

Fig.4-5 Information collection interface and interactive process

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图4- 6路线查询与标记界面原型与交互流程

Fig.4-6 Route query and marker interface prototype and interactive process

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图4- 7实时数据查看界面原型与交互流程

Fig.4-7 Real time data view interface prototype and interactive process

4.4 气象灾害应急指挥平台手机应用界面视觉设计

气象灾害应急指挥平台的手机应用交互设计工作完成后，就要进入高保真原型的设计阶段，在这个阶段，产品色彩选择十分重要，影响着用户对产品的使用感受以及使用效率。在这视觉设计阶段，除了参考已有的应急管理指挥类软件常用的色彩搭配以外，本文还使用了感性工程学的研究方法，对现有的几种同类软件色彩搭配的用户感受进行因子分析，提取更加契合用户对这类应急指挥管理型应用的色彩心理期许。 4.4.1 界面设计风格调研

此次调研运用了感性工程学的研究方法，以因子分析法为主，通过对目标使用人群进行问卷调查的方式，对5种不同的手机应用界面进行感觉感受方面的评价，将抽象的感受进行量化，探究何种设计风格更适于目标人群接受。

通过从安智市场、App Store on iTunes等手机应用平台收集和选择出应急管理指挥类应用，包括天气类应用、地质灾害、突发事件、救援等相关应用，在去除设计风格同质化的应用之后，从中选择出5个最典型的设计风格作为样本。

选择受试者进行进一步的问卷调查，受试者的选择范围为20-60岁的工作人员，以现场指挥人员如村干部、基层调度者为主。最终参与这次调查的是48名年龄在24-46岁的使用者，其中男性25人，女性23人。受试者的任务是观看5份应急类手机软件的色彩搭配后，分别在喜欢（不喜欢）、鲜明（柔和）、冷静（热烈）、复杂（简洁）、迅捷（缓慢）这五组反义的变量形容词中进行打分，选出最接近自己心理感受的分数，如表4-1所示。

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得分 样本X 1鲜明 2冷静 3喜欢 4复杂 5迅捷

5 非常

表4- 1评价尺度与变量形容词的确定与划分

4 3 2 1

比较

比较

非常

柔和 热烈 不喜欢 简洁 缓慢

此次研究的五对评价语是先广泛地从网络书籍词典等渠道收集到200多个感觉类形容词，再经过KJ法与MDA法进行分类与归纳后进行两次筛选，提取出与手机界面最贴合的五对否定词和反义词。而评价尺度的设计在程度上分为五级，由强到弱代表不同分值，便于之后的统计与分析。

通过调研获得的数据将应用因子分析法进行分析。因子分析法是用少数的几个因子来对许多不同因素之间的关联进行描述与解释的一种方法。

1鲜明 2冷静 3喜欢 4复杂 5迅捷 表4- 2 平均数据的相关矩阵 1鲜明 2冷静 3喜欢 4复杂 5迅捷 1.000 .0 .913 -.318 .362 1.000 .452 -.543 .440 1.000 -.203 .370 1.000 -.950 1.000 根据所得数据的平均数获得的因子分析相关矩阵可以看到，得分为0.7以上的变量，即“喜欢—鲜明”与“迅捷—简洁”，且这两组相关变量的得分与其他相比远远高出，说明这两组变量为最重要的影响因子。

再根据SD法对样本以“喜欢”为关键词进行降序排列为表4-3，可以看到最受用户喜爱的样本是s3，最不喜欢的样本为s2。

表4- 3根据“喜欢“变量降序排列的样本

样本 “喜欢“变量平均值 S3 S1 S4 S5 S2

5.15 4.92 4.5 4.04 3.77

再根据最受欢迎的样本数据提取出影响用户喜爱程度的重要变量为“鲜明“与”简洁“。

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图4- 8最受受试者喜爱的界面（左）与受试者最不喜欢的界面（右） Fig.4-8 The most popular interface (left) and the most unpopular interface (right)

4.4.2 界面设计风格的确定

根据4.3.1的设计风格调研结果，可以看到最受用户喜欢的是简洁而鲜明的界面设计风格，依据用户调研的结果，再根据灾害应急指挥类软件本身的特点，在视觉设计阶段，选择了扁平化设计风格作为产品的最终设计风格。

扁平化设计是近年来广受欢迎的一种界面设计风格，扁平化的核心概念是抛弃多余的装饰效果，比如阴影、肌理效果、高光、透视等能体现出三维效果的一切元素。整个界面简洁，干净利落，边缘清晰整齐，色彩鲜明。扁平化设计的优势是能将界面中的重点部分更直接和鲜明地展示出来，以减少认知障碍，和误操作的出现，拥有更强的适应性。这恰恰和灾害应急指挥系统的原则不谋而合。扁平化的界面设计能更好地适应不同屏幕尺寸的设计需要，减小了设计成本和系统的维护成本。

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图4- 9扁平化界面设计初稿

Fig.4-9 The flat interface design draft

4.5 产品可用性测试

在设计完成架构和任务流程的设计并输出界面原型后，需要对应用的几个主要功能进行可用性评估，以找到应用的不足之处进行改进与完善。 4.5.1 任务测试

任务测试的内容为气象灾害应急指挥平台的主要功能模块，测试内容如下： 任务一：用户登录后气象灾害应急指挥平台移动客户端后，使用信息采集功能上传一份实时的灾害情况报告。

表4- 4任务一的用户使用问卷

任务描述 任务测试点

登录气象灾害应急指挥平台后，上传一份现观察用户能够理解与使用

场信息，并查看

登录应用后，进入“信息采集”选项，上传用户是否能迅速找到新增信息一份文字描述加图片的现场信息，并查看与的按钮进行操作

核对上传的信息

进入“信息采集”选项后，找到“新增”选使用键盘输入标题、内容是否顺项，进入信息采集功能页面，然后依次在输畅方便；选择信息类型时是否容入框中输入现场信息的标题、类型、发生时易被用户理解；选择发生时间时间和现场信息的文字描述，并添加一张现场是否顺畅和方便点击；上传附件

（照片库中的图片或现场拍照）的实时照片。

时是否便于选择和查看

使用信息采集功能后的反馈

任务

任务目标 计划 执行 评价

任务二：用户登录后气象灾害应急指挥平台移动客户端后，点击实时灾情按钮，查看不同类型的灾情数据，并切换地点。

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任务 任务目标 计划 执行 评价

表4- 5任务二的用户使用问卷

任务描述 任务测试点

登录气象灾害应急指挥平台后，查看实时数观察用户是否能够理解与使用

据并进入实时数据页面

进入实时数据页面后，点击下方的按键，切用户是否能迅速注意到下方的

按钮进行操作，用户是否能识别换不同类型的灾情数据页面

代表不同灾情的图标

切换不同图标后，选择其他地点进行查询 用户是否能便捷地使用地点切 换按钮，地点层级是否便于搜索

查看实时数据，不同图标代表的意义的视觉能够较快速地找到所需按钮，图反馈 标易于理解

任务三：用户登录后气象灾害应急指挥平台移动客户端后，点击实时灾情按

钮，查看不同类型的灾情数据，并切换地点。

表4- 6任务三的用户使用问卷

任务描述 任务测试点

登录气象灾害应急指挥平台后，在地图功能观察用户是否能够理解与使用，区查看撤离路线，并对受灾区进行标记 搜索过程符合用户 在地图模块内如何进行信息查询与标记 用户是否能准确识别不同图标 代表的含义 进入地图模块后，用户能识别自己所在地点，用户是否能识别不同图标并进识别其他用户，并查看他人所发信息，并标行操作 记受灾区域 前后页面切换跳转的提示 不遗漏信息，能迅速做出判断

任务

任务目标 计划 执行 评价

任务一的测试结果显示，信息的采集与上传过程过于繁琐，层级过多，但若减少层级有可能带来信息不准确不详实的隐患。

任务二的测试结果显示，大部分用户在进行实时灾情查询时过程顺利，并不需要很专业的知识，异常数据会用其他颜色直观表现出来。但部分用户认为实时数据的可视化表现不尽如人意，色彩太多削弱了功能。

任务三的测试结果显示，大部分用户能够理解图标意义并作出标记，但部分用户反馈地图的放大缩小倍数直接影响标记的准确度。

根据可用性测试的结果，对设计原型进行的改进点如表4-7所示：

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表4- 7可用性测试结果

任务序号 任务一

任务二

任务三

问题点

信息的采集与上传过程过于繁琐，层级过多，但若减少层级有可能带来信息不准确不详实的隐患

实时数据的可视化表现不尽如人意，色彩太多削弱了功能

地图的放大缩小倍数直接影响标记的准确度 前后页面切换跳转的提示

改进方案

将部分层级合并为同级

将页面色彩控制在3到4种

信息标记结合GPS定位功能，增加标记的文字说明

4.6 气象灾害应急指挥平台手机应用界面高保真原型

在4.4的界面风格设定以及因子分析的基础上，对界面的设计风格、色彩搭配进行细化和完善，在可用性评估后改善了原有的设计，在设计上以简洁为主，凸显出应用的功能性与易用性。

色彩上以深灰到浅灰作为底色，以鲜艳的色块做引导，数据以可视化的形式呈现，摈弃多余的阴影、肌理、三维感，以最直观简洁的页面来呈现。

图4- 10实时数据查看界面高保真原型

Fig.4-10 Real time data view interface high fidelity prototype

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图4- 11信息采集界面高保真原型

Fig.4-11 Information collection interface high fidelity prototype

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图4- 12路线查询与标记界面高保真原型

Fig.4-12 Route query and marker interface high fidelity prototype

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4.7 本章小结

本章进行了设计实践，根据前面几章的基础对气象灾害应急指挥平台的手机应用三个主要功能模块进行信息架构、任务流程、界面设计以及交互流程图的设计，并运用因子分析方法结合灾害应急类手机应用本身的特性确定出应用界面的设计风格与色彩搭配，用扁平化的设计风格呈现界面原型，再通过可用性测试，发现应用中过于繁杂的层级、过多的色彩并进行改进，获得最终的高保真原型。

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第五章 结论

本文在我国对灾害应急的工作越来越重视，灾害应急与突发事件管理方面的法规逐年完善，灾害应急的体系越来越成熟的大背景下，对气象灾害应急指挥平台软件进行深入的研究。符合用户需求与使用习惯的交互界面、逻辑清晰系统的交互方式，可以为指挥平台及时传递各种大型突发事件发展态势，整合平台各输入端的预警预测结果，提供实时的现场动态情况，更有效地提供决策辅助服务，使防灾减灾工作更及时有序地进行。

灾害应急管理平台是协同各个部门各个单位共同完成工作的一个信息枢纽。灾害应急管理平台软件系统可分为两个部分：用于各现场应急组织人员进行现场组织调度、获取决策方案和汇报工作的手机移动终端；用于应急指挥中心进行数据处理、数据与信息管理、信息的接报与核实、进行指挥决策的电脑软件终端。

灾害应急指挥平台建设最核心的部分，便是灾害应急处置这一模块，即灾害或紧急事件发生时的快速响应以及处置处理，其中包括各种相关信息的接报与核实、续报、专家与技术人员的辅助决策、决策者批示、启动预案、制定和发布具体的决策方案、进行指挥调度、现场过程跟踪、各部门总结报告等内容。灾害应急的日常值守、准备工作由应急管理中心的工作人员进行日常的维护与输入，当灾害发生时，应急处置模块是否健全将直接影响到应急工作能否正常有序地进行。

本文通过对交互设计、可用性以及灾害应急指挥系统的相关文献进行广泛的研究，以气象灾害应急指挥系统为例，结合与同类型产品的竞品分析和目标用户群体的需求归类与总结，构建了手机应用的使用人物角色模型，并根据人物角色和需求分析在手机应用的整个使用流程上进行规划和设计，并通过因子分析法和可用性评估对设计进行指导和完善，一定程度上解决了原有设计的低可用性情况，获得最终的高保真原型。

本文的创新部分主要体现在：

（1）选题方面选择了目前国内研发比较少的灾害应急指挥类系统的手机应用部分进行交互设计、界面设计的研究，对当前同质化严重、应用率不高可用性不强的同类软件进行功能和流程的再设计。

（2）将感性工学的方法应用在界面设计风格、色彩搭配、布局的评价上，将抽象的感受化为具象的数据，提取出影响界面感受的重要变量，给后续的设计提供支持与参考。

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（3）根据三类不同的使用人群分别建立用户模型进行需求分析，并设计了三类有针对性的可用性测试任务对设计进行评估，并反过来证明功能架构设计的有效性。

本文的缺点在于：

（1）对每个功能模块的进行都不够深入，可用性测试与设计迭代的次数不够，还不能真正符合用户对于灾害应急指挥实战工作的需求，需要通过进一步的用户研究进行需求的挖掘，并进行更深入的设计迭代与可用性评估来完善和改进设计。

（2）这次设计中选用的设计风格与功能架构并不一定是最适合这款应用的，但希望这次研究能给今后灾害应急指挥类手机应用的设计做一个参考。

鉴于本次研究存在的不完善不深入的部分，本文的后续研究将侧重于以下几个方面：

（1）在现有的研究基础上继续深入，将每个功能模块深入和细化下去，挖掘更多的需求点进行功能上的完善；

（2）尽可能让更多相关目标用户参与到研究中来，并和专业的开发人员一起探讨应用功能模块实现的可行性，在原有测试版软件基础上进行优化。

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参 考 文 献

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附录1

万方数据手机界面样本：

1 2 3

4 5 - 48 -

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附录2

全部数据平均数统计结果： 1鲜明 2冷静 5.15 5.25 S1 4.79 5.05 S2 5.58 5.50 S3 5.00 4.62 S4 4.90 5.15 S5

3喜欢 4.92 3.77 5.15 4.50 4.04 4复杂 3.05 2.50 2.77 4.42 4.65 5迅捷 5.25 5.16 5.06 4.20 3.68 - 49 -

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致 谢

在交大媒体与设计学院的日子一晃就过去了，仿佛昨天还在学院里上课，和同学们一起做课题，发着调查问卷，而现在都已到了毕业论文的尾声。这短短的两年半里，陪我一起走过，帮助我让我成长的人，很多很多。

首先，最要感谢的人便是我的导师，尹亨建老师是我的导师，也是一名身在异乡的韩国人，从研一开始，尹老师就毫不吝惜地把他的研究方向——感性工学的内容教给我们，从研究目标的选择、问卷的设置、样本的选择与处理、到SPSS软件的应用、如何分析问题、指导我们写小论文，让我们收获良多。尹老师还鼓励他的学生多参加设计比赛，提高自己的实战技能，参观各种设计展览，扩展视野。生活上，尹老师也给予我们许多关心，让我们感动备至。

感谢交大媒设学院设计系的全体老师，感谢每个任课老师的悉心教导。感谢周俊俊、傅凯莉、梁琦惟、郑宇菲、应妮、戴文澜同学这两年多来的陪伴与帮助，每次一起去图书馆、一起做作业小组讨论的时光永远难忘。感谢参与我研究的访谈用户，都是第一线的组织协调人员，还要从百忙之中抽空参加访谈和填写问卷，你们的大力帮助才让我能完成更好地完成论文。

同时也要感谢我的家人，在我学习与论文写作期间帮我照顾孩子，让我有更多精力投入到学习、实习与研究中去。真心感谢、感恩！

卓 恬

二零一三年十二月

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攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

[1] 卓恬, 尹亨建. 新艺术风格对现代女装设计的启迪[J]. 艺术科技, 2013 (11):

261.

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