在数字经济的发展趋势下,现代信息产业生态体系也在被不断完善和丰富,大数据、云计算、物联网、人工智能、机器深度学习等新技术全面增强,驱动着人人互联向万物互联的空间演进,也催生了信息时代设计重心从“物质设计”向“非物质设计”的转移,信息可视化设计也面临着更加多维化的挑战和机遇,因此,从源头和根本上挖掘设计的作用机制是关键问题所在。基于此,本论文的研究目的在于结合认知理论及信息加工理论,研究信息可视化的视觉呈现方式,将信息可视化与人的认知加工模式联系起来,分析信息加工过程中感觉、知觉、注意、记忆、思维方式与信息视觉呈现的关联,运用记叙观察、文献分析、逻辑推演等研究方法,探究信息的视觉秩序与用户的认知方式之间的影响机制,以期提出基于认知模式的信息可视化设计方法,探讨能获得最佳视觉引导效果的视觉化表达形式。全文的研究内容按照研究体系可分为四部分,第一部分为研究背景与理论基础,阐述了信息可视化的概念内涵及典型的可视化参考模型,并围绕认知过程中的五个重要环节展开研究,包括感觉、知觉、注意、记忆、思维的具体构成与工作机制;第二部分提出了信息可视化视觉呈现流程的构建方法,基于感知规律、认知特征以及记忆机制,从设计预处理、设计编码、设计反馈三个方面展开可视化设计流程的架构,分别对应着可视化设计前期、设计中期和设计后期的关键任务内容;第三部分分别从视觉语义、视觉要素、视觉属性、视觉修辞四个层次对可视化设计形式进行了深入研究;第四部分是围绕智能导航系统的设计实践,基于上述理论方法的构建及设计形式的探讨,完成智能导航系统信息可视化界面的设计方案,在调研分析的基础上输出完整的设计展示,以完善设计理论的研究。本文结合跨学科领域知识,基于对认知理论和信息加工机制的各个环节的研究和梳理,构建了符合认知加工规律的信息可视化设计流程,探讨了从微观到宏观、从抽象到具象、从简单到复杂的可视化设计表达形式,并通过设计实践为理论研究的运用提供验证和支撑,制定在应用场景中能发挥信息可视化传达信息、互动交流作用的视觉呈现方案,为信息可视化设计提供新的解读方式和参考依据。