Dasymmetrisk karta

Steg i skapandet av en dasymetrisk karta över Utah Valley , Utah med den binära metoden. Den vänstra panelen visar de ursprungliga blockgrupperna. Den andra panelen visar mark som är känd för att vara obebodd, inklusive vatten och offentlig mark. Den tredje panelen visar resultatet av att ta bort det obebodda området och räkna om tätheten. Notera de ökade tätheterna runt stadsområdets utkant.

En dasymetrisk karta (från grekiska δασύς dasýs 'dense' och μέτρο métro 'measure') är en typ av tematisk karta som använder areasymboler för att visualisera ett geografiskt fält genom att förfina en koropletkarta med tillhörande information om variabelns fördelning. Namnet syftar på det faktum att den vanligaste variabeln som kartlagts med denna teknik generellt sett har varit befolkningstäthet . Den dasymmetriska kartan är en hybridprodukt som kombinerar styrkorna och svagheterna hos choropleth och isaritmiska kartor.

Dasymmetriska kartor används istället för choropleth-kartor eftersom de representerar underliggande datafördelningar mer exakt. Choropleth-kartor och dasymetriska kartor skiljer sig åt på tre huvudsakliga sätt. För det första genereras dasymetriska zoner med hjälp av kompletterande data medan gränser på choropleth-kartor använder enheter som används för mer allmänna ändamål (som t.ex. USA:s länsgränser). För det andra har choropleth-zoner olika nivåer av intern homogenitet medan dasymmetriska kartor är utformade för att vara internt homogena. Sist är choropleth-kartläggningsmetoder standardiserade medan dasymmetriska metoder undersöks.

Historia

Scropes karta från 1833 över världens befolkningstäthet, möjligen den första dasymmetriska kartan.

De tidigaste kartorna som använder denna typ av tillvägagångssätt inkluderar en karta från 1833 över världens befolkningstäthet av George Julius Poulett Scrope och en karta från 1838 över befolkningstätheten i Irland av Henry Drury Harness , även om metoderna som användes för att skapa dessa kartor aldrig dokumenterades.

Termen "dasymetrisk" myntades 1911 av Benjamin Semyonov-Tian-Shansky, som först fullt utvecklade och dokumenterade tekniken, och definierade dem som kartor "på vilka befolkningstätheten, oavsett administrativa gränser, visas som den är fördelad i verkligheten. , dvs genom naturliga fläckar av koncentration och sällsynthet." Han föreslog flera metoder för att förbättra choropleth-kartor, av vilka några mer korrekt kan benämnas isaritmiska kartor , men den dasymetriska teknik som han mest utvecklade och tillämpade används fortfarande idag, om än med digitala data och verktyg som GIS .

Bortom Ryssland populariserades tekniken på 1930-talet av JK Wright , som ibland felaktigt har krediterats för sin uppfinning. Waldo R. Tobler introducerade en av de första datoralgoritmerna för dasymetrisk kartläggning, som han kallade pyknofylaktisk interpolation (från grekiska πυκνός puknós 'tät, kompakt' och φυλάττω phylátto ' att skydda, bevara'); uppenbarligen omedveten om det tidigare arbetet; han citerar bara litteratur om ren isaritmisk kartläggning. Sedan dess har de flesta andra metoder använt beräkningsalgoritmer eller GIS-mjukvara för att konstruera en dasymetrisk karta.

Liksom andra former av tematisk kartläggning skapades den dasymetriska metoden och användes historiskt på grund av behovet av noggranna visualiseringsmetoder för befolkningsdata. Dasymetriska kartor används inte i stor utsträckning på grund av bristen på standardiserade dasymetriska kartläggningstekniker som är tillgängliga för allmänheten. Detta leder till metoder som är mycket subjektiva med inkonsekventa kriterier. Även om fält som folkhälsa fortfarande förlitar sig på choropleth-kartor, blir dasymetriska kartor allt vanligare i utvecklingsfält som luftinterpolation och befolkningsuppskattning med hjälp av fjärranalys.

Metoder

Den dasymmetriska tekniken börjar med en vald variabel aggregerad över förutbestämda geografiska distrikt som i en koropletkarta. Sedan införlivas kompletterande information för att justera gränserna för dessa distrikt. Det tredje steget är att justera variabeln efter behov av de nya gränserna, antingen som en exakt beräkning eller en interpolerad uppskattning.

Den vanligaste typen av underordnade data för detta är marktäcke , omklassificerad till ordinarie grader av mänsklig bebyggelse från obebodd vildmark till stadsutveckling. Ett annat alternativ är matrikeldata , inklusive småskaliga administrativa områden (t.ex. nationalparker, vildmarksreservat) eller storskaliga skiften.

Den enklaste och vanligaste tekniken är den binära metoden , som använder regioner som är kända för att vara obebodda, såsom vattendrag och statligt ägd mark, och beskära dessa regioner ur choropleth-distrikten, så att de visas tomma på den slutliga kartan. Om variabeln som kartläggs är områdesberoende (såsom befolkningstäthet) måste värdena räknas om enligt de förfinade distriktens områden.

Flera tekniker har utvecklats för att försöka en mer sofistikerad interpolation, med hjälp av hjälpdata för att omfördela individer (och därmed aggregerade totaler) mellan områden som tros vara mer och mindre täta, liknande Tian-Shanskys ursprungliga metod. Ursprungligen gjordes beloppet för att omfördela befolkningen till olika bizoner (t.ex. hur tät ska "jordbruksmark" vara?) på ett sunt förnuftssätt, men moderna automatiserade metoder använder statistisk analys för att uppskatta en "bästa passform" av koropleten data till bizonerna.

I denna punkttäthetskarta användes den binära dasymetriska metoden för att utesluta statligt ägd mark som är känd för att vara obebodd. Effekten är mest uttalad i väster, där tomma utrymmen kan ses i de stora länen.

Den binära metoden kan också tillämpas på dot density maps , där de fördefinierade distrikten (samma källdata som en choropleth-karta) fylls med ett antal punkter proportionellt mot variabelns totala mängd. Eftersom prickarna vanligtvis är slumpmässigt placerade kan de ge ett intryck av inre homogenitet nästan lika starkt som den konstanta färgen på koropletkartan. Den dasymmetriska metoden tillämpas genom att införliva ett hjälplager som representerar området som är känt för att ha värdet 0 (vid befolkningstäthet, ett obebodt område), som används som en mask för att förhindra att prickarna för varje ursprungsdistrikt blir placeras i det överlappande området, vilket tvingar dem att vara mer koncentrerade i det omaskerade utrymmet (där individerna sannolikt är tätare i verkligheten). Detta resulterar i en förfinad punktfördelning som närmare representerar den verkliga tätheten.

Toblers pyknofylaktiska interpolationsalgoritm baserades på ett antagande att det geografiska fältet som modelleras av den ursprungliga koropletkartan har en hög grad av rumslig autokorrelation ; det vill säga de verkliga rumsliga övergångarna i befolkningstäthet bör ske gradvis, snarare än att plötsligt ändras vid distriktsgränserna. Genom att använda den "statistiska ytan"-konceptualiseringen av fält som var vanlig inom kartografi vid den tiden, använder hans algoritm differentialekvationer för att konstruera en jämn "yta" från den "trappade ytan" av choropleten, samtidigt som den säkerställer den totala volymen av ytan (dvs. , den totala befolkningen) förblir konstant. Eftersom det inte direkt innehåller kompletterande information, anser vissa att det inte tekniskt sett är en form av dasymetrisk kartläggning, utan en relaterad "arealinterpolationsteknik". Algoritmer har utvecklats som hybridiserar de dasymetriska och pyknofylaktiska teknikerna.

Jämförelse med choropleth och isaritmiska kartor

En dasymetrisk karta har vissa egenskaper hos både koropletkartor och isaritmiska kartor . Alla tre metoderna kan representera några av samma fältvariabler , såsom befolkningstäthet . Liksom choropleth-kartan från vilken den dasymmetriska kartan härleddes, är variabeln som mappas en aggregerad statistisk sammanfattning över ett distrikt; Det finns fortfarande ingen information om graden av inre variation av variabeln, vilket innebär att risken för tolkningsfrågor som den ekologiska felslutningen och problemet med modifierbara arealenheter kvarstår . Varje justerad distriktsgräns, som är åtminstone något i linje med de förmodade lägena för förändring i variabeln, approximerar en isolin. Detta bör leda till en minskning av variabelns interna variation i de justerade distrikten, men de kan inte antas vara homogena.

Den dasymmetriska kartan skiljer sig från båda alternativen genom att den är en derivatprodukt framställd genom interpolation. Således är värdena i varje distrikt uppskattningar, som potentiellt är mer exakta men definitivt mindre säkra än de ursprungliga uppgifterna. De flesta choropleth-data är direkt sammanfattande statistik över rådata om individer, med endast enstaka uppskattningar, vilket gör dem till stor del tillförlitliga. De flesta isaritmiska kartor är interpolationer, ofta från en uppsättning provpunktsplatser, vilket gör det till en derivatprodukt, men mindre än den dasymmetriska kartan.

  1. ^ T. Slocum, R. McMaster, F. Kessler, H. Howard (2009). Thematic Cartography and Geovisualization, Third Edn, sidan 252. Pearson Prentice Hall: Upper Saddle River, NJ.
  2. ^   Mennis, Jeremy (2003). "Generera ytmodeller av befolkning med hjälp av dasymmetrisk kartläggning" . Yrkesgeografen . 55 : 31–42. doi : 10.1111/0033-0124.10042 . S2CID 35635180 .
  3. ^ a b   Eicher, Cory; Brewer, Cynthia A. (2001). "Dasymetric Mapping and areal interpolation: Implementation and evaluation". Kartografi och geografisk informationsvetenskap . 28 (2): 125–138. doi : 10.1559/152304001782173727 . S2CID 129852229 .
  4. ^ Scrope, George Julius Poulett (1833). Principer för politisk ekonomi, härledda från de naturliga lagarna för social välfärd och tillämpade på den nuvarande staten Storbritannien . Longman, Rees, Orme, Brown, Green, Longman.
  5. ^ Sele, Henry D. (1838). Atlas som åtföljer den andra rapporten från järnvägskommissionärerna, Irland . HMSO, Dublin.
  6. ^ Robinson, Arthur H. (1955). "1837 års kartor över Henry Drury Harness" (PDF) . Den geografiska tidskriften . Vol. 121, nr. 4. s. 440–450.
  7. ^   Petrov, Andrey (2012). "Hundra år av dasymetrisk kartläggning: Tillbaka till ursprunget". Den kartografiska tidskriften . 49 (3): 256–264. doi : 10.1179/1743277412Y.0000000001 . S2CID 129011437 .
  8. ^ Petrov, A. "Sätta rekordet: Om det ryska ursprunget till dasymetrisk kartläggning." Cartographica , 2008, 44(2)
  9. ^ Wright JK (1936). 'En metod för att kartlägga befolkningstätheter', Geographical Review , 26, s. 103–110.
  10. ^ a b    Tobler, Waldo R. (sep 1979). "Smidig pyknofylaktisk interpolation för geografiska regioner". Journal of the American Statistical Association . 74 (367): 519–530. doi : 10.2307/2286968 . JSTOR 2286968 . PMID 12310706 .
  11. ^ a b c Lwin, KK (mars 2010). "Utveckling av GIS-verktyg för dasymetrisk kartläggning" . International Journal of Geoinformatics . 6 : 11–18.
  12. ^ a b   Mennis, Jeremy; Hultgren, T. (2006). "Intelligent dasymetrisk kartläggning och dess tillämpning på områdesinterpolering". Kartografi och geografisk informationsvetenskap . 33 (3): 179–194. doi : 10.1559/152304006779077309 . S2CID 53635603 .
  13. ^    Maantay, Juliana Astrud; Maroko, Andrew R.; Herrmann, Christopher (2007-01-01). "Mapping Population Distribution in the Urban Environment: The Cadastral-based Expert Dasymetric System (CEDS)". Kartografi och geografisk informationsvetenskap . 34 (2): 77–102. doi : 10.1559/152304007781002190 . ISSN 1523-0406 . S2CID 10649009 .
  14. ^ Graser, Anita (18 november 2012). "Förbättra kartor över befolkningstäthet med hjälp av dasymmetrisk kartläggning" . Gratis och öppen källkod GIS Ramblings . Hämtad 8 november 2020 .
  15. ^   Dent, Borden D.; Torguson, Jeffrey S.; Hodler, Thomas W. (2009). Kartografi: Tematisk kartdesign . McGraw-Hill. sid. 147. ISBN 978-0-07-294382-5 .
  16. ^   Kim, Hwahwan; Yao, Xiaobai (2010). "Pyknofylaktisk interpolation återbesökt: integration med den dasymetriska kartläggningsmetoden". International Journal of Remote Sensing . 31 (21): 5657–5671. Bibcode : 2010IJRS...31.5657K . doi : 10.1080/01431161.2010.496805 . S2CID 129689092 .
Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Dasymetric_map&oldid=1137968568 "