《Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting》：Visualizing Multi-Hazard Risk: A Systematic Review of the Literature
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公众依赖天气可视化工具做出疏散和备灾决策。可视化设计选择影响公众对风险的理解和防护行动的有效性，设计不当的显示方式可能使用户不堪重负或延误响应。因此，有效的设计可能取决于所展示灾害之间的关系。天气灾害以不同方式相互关联：复合灾害（compound hazard
公众依赖天气可视化工具做出疏散和备灾决策。可视化设计选择影响公众对风险的理解和防护行动的有效性，设计不当的显示方式可能使用户不堪重负或延误响应。因此，有效的设计可能取决于所展示灾害之间的关系。天气灾害以不同方式相互关联：复合灾害（compound hazards）共享同一成因，级联灾害（cascading hazards）发生于一种灾害触发另一种灾害时，独立灾害（independent hazards）则偶然同时发生。本系统文献综述基于11篇论文，综合现有研究成果，提出多灾害天气地图的设计原则。研究发现，只有当组合元素共享共同来源（即预报路径及其产生的灾害）时，整合显示才能提高理解力。当灾害彼此无关时，整合增加了用户参与度但未提升理解水平。灾害之间存在关联的复合灾害和级联灾害尚未得到研究验证。未来研究应在复合灾害和级联灾害情境下比较整合显示与分离显示的效果。
**多灾害风险可视化的设计逻辑：一项系统文献综述的解读**
**一、研究背景与问题提出**
在飓风等极端天气事件中，公众高度依赖气象部门发布的可视化沟通工具来评估紧迫性、风险程度和潜在损失。这些可视化产品的设计质量直接影响公众对风险的理解程度及其备灾和防护行动的有效性。然而，设计不当的风险沟通可能造成认知超载，导致误解、行动迟缓和不当决策。
美国国家气象局开发的飓风威胁与影响图（Hurricane Threats and Impacts graphic，HTI）通过颜色编码向公众传达风力、降雨、风暴潮和龙卷风等多种威胁的严重程度，是当前应用广泛的灾害风险沟通工具。但已有研究表明，非专业受众常常误解HTI图形所传达的信息，严重限制了其预期效果。一个值得关注的发现是，将灾害威胁信息（HTI）与飓风预报路径（即路径预报锥，Track Forecast Cone，TFC）整合呈现，而非分别展示，能够显著增强受众对相关风险的理解。
这一发现引发了一个更深层次的设计问题：当多种灾害威胁同一区域时，应当将其整合在同一张地图中展示，还是分开呈现？现有研究呈现出矛盾的结果：Millet, Ding等人（2024）发现整合灾害信息与预报路径能提高理解力，但其所研究的两个显示元素实为同一事件的不同组成部分，而非独立的灾害类型；与此相对，Dallo等人（2020）发现将五种并发的灾害整合到一张地图上，虽然增加了参与度和防护意愿，却并未提高用户对灾害形势的实际理解。这些看似矛盾的发现提示，整合显示的有效性可能取决于灾害之间的相互关系类型。
**二、研究目的与意义**
本研究旨在系统综合风险沟通与多灾害领域的现有研究成果，厘清何种条件下整合显示能够有效支持公众的理解与防护决策。研究的重要性在于：当前气象服务面临多灾害并发的复杂情景（如飓风同时带来强风、暴雨和风暴潮），但指导可视化设计的实证证据仍然匮乏。明确灾害关系类型对显示策略的调节作用，对于改善公众风险认知、缩短应急响应时间具有重要的实践与政策意义。
**三、关键技术方法**
本研究采用三阶段系统文献综述方法：计划审查、实施审查和文献记录。鉴于多灾害地图可视化领域文献有限，研究人员首先制定了涵盖灾害关系（How do multi-hazards interact?）、认知因素（How do differences in map type and visual complexity influence cognitive load and comprehension?）和决策结果（How do different visualization formats support evacuation intention and preparedness decisions?）三大主题的引导性问题框架。文献检索覆盖Google Scholar和ScienceDirect两个主要数据库，并采用滚雪球策略手动追溯参考文献列表和相关作者出版物。通过标题筛选、摘要筛选（依据纳入与排除标准）和全文评估三个筛选阶段，最终纳入11篇同行评审论文。整个筛选过程保留了完整的审计追踪记录，并在Google Sheets中同步完成数据提取，记录出版信息、研究方法、样本量、测量指标与结果、局限性及与研究问题的相关性等关键信息。
**四、主要研究结果**
**（一）灾害关系类型的分类**
文献将多灾害之间的关系明确分为三种类型：复合灾害（compound hazards），指由同一大尺度过程驱动的不同灾害同时发生；级联/触发灾害（cascading/triggering hazards），指一种主要灾害引发或触发一种或多种次生灾害，构成因果序列；独立灾害（independent hazards），指两种互不关联的灾害在时空上偶然重叠。科学文献一致认为，多灾害呈现与建模的有效性取决于灾害关系类型，不存在一种可适用于所有灾害相互作用的单一策略或框架。
**（二）灾害关系对显示策略的影响**
关于多日预报的研究提供了最近似但间接的证据：当同一灾害在连续多日中展开时，单图显示会引入时间偏差并导致风险误判，而将灾害按时间分幅呈现则能改善判断。反之，当两个视觉元素源自同一母体事件或灾害事件时，将其共同显示可提高理解力——比较路径预报（TFC）、灾害地图（HTI）和整合显示（HTI+TFC）的研究表明，将两种元素合并显示比单独展示任一元素更能促进理解。但需要强调的是，TFC和HTI并非独立灾害，而是同一事件（热带气旋）的两个组成部分，正是这一本质特征使整合显示产生了积极效果。
**（三）认知负荷与视觉设计**
基于认知负荷理论，工作记忆容量有限，当呈现信息超出该容量时，用户难以有效处理。一个贯穿文献的一致发现是，过量信息增加认知负荷，促使用户依赖心理捷径而非深思熟虑的判断。然而，信息密度并非在任何情况下都有害：当信息片段之间存在有意义的关联时，将其整合反而能降低认知负荷，因为用户无需自行在心理上拼接分散信息。过度突出的视觉特征、冗余图标和密集的不确定性提示始终对理解产生负面影响，即使这些设计的初衷是提高透明度。
**（四）决策结果与行动引导**
最能有效支持疏散意愿和备灾行为的可视化形式需具备三个特征：降低模糊性、整合相关灾害信息、将视觉元素与明确的行动提示配对。从理解风险到采取行动，不仅取决于用户看到了什么，更取决于是否被告知该做什么、在哪里做、何时做。单一的整合地图显示能够增加防护意愿和信息搜寻行为，但没有一种格式在所有受众中都表现最佳——具有先前灾害经验的用户在仅查看路径预报（TFC）时报告更强的行动意愿，而经验较少的用户在查看仅含灾害信息（HTI）的显示时报告更强的行动意愿。尤为关键的是，将地图与以行动为导向的提示（如时间图标、简短指导性文字或明确的紧迫性信号）配对，能够通过明确用户应于何时、以何种方式响应，显著提高理解力并促进防护行动。
**五、研究空白与讨论**
尽管在灾害关系、认知负荷和风险沟通领域已有相当积累，但这些因素在多灾害可视化语境下通常被孤立研究。科学文献清晰区分了复合、级联和独立三种灾害关系类型，但鲜有实证研究探讨这些关系类型应如何转化为视觉显示设计。现有研究表明整合显示对来自同一事件的视觉元素有效，但尚不清楚这种效益是否可推广至级联灾害或复合灾害情境。当灾害仅为并发关系时，未观察到理解力的提升。综观所综述的研究，灾害关系类型尚未作为整合效果的调节变量得到实证检验。此外，现有文献也未直接测量不同灾害关系类型下的认知负荷差异，留下了认知负荷是否随灾害关系类型变化而变化的开放问题。这些空白共同表明，目前仍不清楚整合灾害信息在何种条件下能实质性地改善理解和防护行为，又在何种条件下可能无意中造成阻碍。
**六、设计原则与研究结论**
基于综述发现，研究人员提炼出一套设计原则：（1）使显示结构与灾害关系相匹配——对源自同一母体事件或存在物理联系的信息进行叠加或整合，对随时间序列发生的灾害采用分幅视图；对于级联灾害，因果联系支持整合但时间偏移支持分离，证据尚存矛盾；（2）通过简化降低认知负荷——对相关信息进行分组以避免用户自行综合、避免不必要的视觉信息或冗余图标、管理视觉突显性、优先呈现最严重的风险或根据用户特定位置和特征定制灾害预警；（3）将理解与行动相链接——将地图与明确告知用户做什么、何时做、是否采取行动的提示配对，使用简短陈述、时间提示和行为图标显示紧迫性和时序；（4）针对先前灾害经验的差异进行设计——适应用户专业水平，提供分层视图（简洁的高级视图加上可选详细图层），避免假定单一格式适用于所有经验水平；（5）提供透明但可控的不确定性——以文字标签、数值范围等形式明确传达不确定性，而非仅依赖颜色或渐变，同时避免过度细致地呈现不确定性以致用户认为信息发布方缺乏专业能力。
研究最终指出，决定多灾害信息应以单图还是分图呈现并非简单的设计选择，而取决于灾害如何相互关联、人们如何处理信息以及可视化旨在支持何种行动。最有效的气象可视化产品是那些使显示方式与科学灾害关系相协调、最小化不必要的认知负荷并引导用户采取防护行动的设计。本文确定的原则为设计实践提供了出发点，但仍需实证研究（特别是实验研究）来确定在不同灾害关系和情景下，整合显示与分离显示在支持理解和决策方面的优劣。虽然本综述聚焦于自然灾害，但所揭示的底层机制（管理认知负荷、使显示结构与灾害关系匹配、将视觉元素与行动提示配对）很可能可推广至技术灾害场景（如化学品泄漏或基础设施故障），这些情境下的实证验证仍是未来研究的重要方向。
