在大数据和信息时代背景下,信息量和信息层次结构的复杂性剧增。对于用户而言,这不仅会增加决策信息线索提取的难度,同时会造成严重的认知过载现象。对于信息可视化设计师而言,也将面临如何平衡有限的信息展示空间和激增的信息量与信息结构复杂性之间的矛盾,以及用什么样的可视化技术去呈现信息的问题。本文以时序信息为载体,探究时序数据可视化呈现方式对用户在执行导航型决策任务的影响,提出了帮助数据可视化设计师呈现时序数据的方法和理论。本文在总结前人研究时序数据可视化技术的基础上,重点探究了空间分布式与空间堆叠式两种可视化呈现方式在对时序数据导航型决策任务方面的影响。综合运用理论研究、实验观察、原型开发和实例验证相结合的方法,围绕时序信息可视化呈现方式对用户的心智地图构建以及认知损耗展开研究。本文地主要研究工作和成果如下:（1）通过探究时序信息可视化呈现方式,研究现阶段针对时序信息可视化的多种呈现方式,分析不同呈现方式的应用场景以及在不同种类可视化任务中的表现。主要总结了空间堆叠式与空间分布式两种呈现方式的优缺点,对两种呈现方式在时序可视化领域中可以进一步探究的内容进行总结。（2）探究了在时序信息可视化中心智地图的构建是如何帮助用户在可视化任务中取得更好的表现。总结了保存心智地图对时序数据可视化呈现方式的影响,提出了将心智地图应用到时序数据可视化中的应用方法。（3）通过设定峰值与趋势类浏览任务,收集用户完成时间序列数据集浏览任务的反应时与准确率,并且最终综合考虑反应时与准确率两个因素,得出空间堆叠式在完成趋势类任务表现更好,而空间分布式对于寻找峰值类任务表现更好的结论。（4）最后,本文着重探究了两种可视化呈现方式在用户进行时间帧或者说视图切换时所产生的认知损耗。研究表明,两种呈现方式在平均注视时间上存在着显著差异,并且当时间帧发生切换时,3.5s内使用空间堆叠式的用户其视觉扫视幅度十分平稳,而空间分布式则在时间内扫视幅度呈现下降趋势。这一结论证明了空间堆叠式在执行导航型决策任务时有着降低用户认知损耗的作用,同时也表明两种呈现方式在认知损耗方面存在着差异。此外,本文创新性的将眼动指标评估融入到评价两种可视化呈现方式中,通过常规的眼动指标和两种二次处理眼动指标探究了空间堆叠式与空间分布式在用户执行导航型决策任务时生理眼动变化。着重分析了用户在可视化过程中时间帧切换所导致的认知损耗。提出了两种可视化呈现方式适用的任务类型,以及如何去降低用户执行可视化任务过程中的认知损耗,为眼动追踪技术应用在可视化中提供了新的研究思路和方向,从设计角度为我国数据可视化人机交互环境下的人员在呈现时序数据时选用何种呈现方式提供了理论基础。