ContAQT：设计交互式数据展示以实现多污染物空气质量数据的可及性

文献标题

ContAQT: Designing an Interactive Data Display to Make Multi-Pollutant Air Quality Data Accessible

出版信息

• 主题领域: 面向公众科学传播的交互式数据可视化。
• 关键词: 空气质量指数 (AQI)、多污染物数据、交互式可视化、以学习者为中心的设计 (LCD)、非正式学习、公众科学传播、环境素养、数据可达性。

背景与问题

• 问题/挑战: 现有的空气质量数据传播工具将信息过于简化为单一的空气质量指数 (AQI) 值，掩盖了多污染物数据的复杂性，导致公众对空气质量的误解。
• 重要性: 空气污染是一个重要的环境健康风险，提升公众对空气质量数据的理解可以帮助个人做出明智的决策，并采取主动行动保护健康。
• 动机与相关研究: 先前研究指出了单一污染物 AQI 模型的局限性以及科学数据可视化在面向公众时的挑战。现有工具往往无法弥合专家知识与新手理解之间的差距，尤其是在非正式学习环境中。

解决方案

• 提出的方法: 本文介绍了 ContAQT（Contextualized Air Quality Timelines），一个交互式展示系统，旨在让新手用户在非正式学习空间中更容易理解多污染物空气质量数据。
• 创新点:
  1. 确定了现有空气质量传播工具中五个以学习者为中心的设计 (LCD) 张力。
  2. 开发了三个交互式可视化功能（AQI 核心图表、AQI 时间轴、AQI 日历）以解决这些张力。
  3. 基于新手反馈和专家见解，通过迭代设计和评估过程优化系统。
  4. 在真实的非正式学习环境中对系统进行公众评估。
• 流程与关键技术:
  1. 通过对新手的问卷调查和对专家的访谈，识别现有 AQI 工具的不足之处。
  2. 设计并迭代优化三个可视化功能以解决 LCD 张力。
  3. 在科学节期间对系统进行评估，以检验其在支持新手探索和理解方面的有效性。

结果

• 具体发现:
  • 在公众评估中收集了 59 条评论，表明该系统澄清了 AQI 概念，激发了对数据模式的好奇心，并引发了对空气质量的社会层面思考。
  • 通过迭代设计提高了可用性和可解释性，功能如 AQI 核心图表、时间轴和日历有效解决了特定的 LCD 张力。
  • 参与者表现出模式识别、情境推理以及对可视化设计的批判性评估能力。
• 相较基线的优势: ContAQT 通过提供更丰富、更易解释的多污染物数据表示，解决了现有 AQI 工具的关键缺陷，使新手能够超越基本误解，进行更深入的探究。
• 实验/评估:
  • 新手问卷调查（32 名参与者）和专家访谈（2 名大气科学家）为设计提供了信息支持。
  • 通过 13 名参与者的实验室迭代评估优化了可视化功能。
  • 在科学节期间的公众评估中，约 180 名参与者与系统进行了互动。
• 局限性与未来工作:
  • 问卷调查和实验室研究中的参与者多样性有限；未来工作将包括更广泛的人口统计代表性。
  • 当前设计侧重于个体探索；未来迭代将探索协作式、多用户交互。
  • 需要对学习收益和对环境素养的长期影响进行结构化评估。

总结

本文提出了 ContAQT，一个交互式数据可视化平台，旨在使新手用户在非正式学习空间中更容易理解多污染物空气质量数据。通过识别现有 AQI 传播工具中的关键挑战并通过迭代设计加以解决，该系统促进了探究并支持了对复杂环境数据的理解。公众评估表明，ContAQT 澄清了 AQI 概念，激发了好奇心，并鼓励了社会层面的思考。研究结果为创建可达性强、吸引力高且透明的科学数据可视化提供了可操作的设计启示，并具有在气候变化和能源使用等其他领域中的潜在应用。