Flödeskarta

Charles Joseph Minard karta över den franska invasionen av Ryssland 1812 .

En flödeskarta är en typ av tematisk karta som använder linjära symboler för att representera rörelse. Det kan alltså betraktas som en hybrid av en karta och ett flödesdiagram . Rörelsen som kartläggs kan vara vad som helst, inklusive människor, motorvägstrafik, handelsvaror, vatten, idéer, telekommunikationsdata, etc. Det stora utbudet av rörligt material och mångfalden av geografiska nätverk genom de rör sig har lett till många olika designstrategier. Vissa kartografer har utökat denna term till valfri tematisk karta över ett linjärt nätverk , medan andra begränsar dess användning till kartor som specifikt visar rörelse av något slag.

Många flödeskartor använder linjebredd proportionell mot mängden flöde, vilket gör dem liknande andra kartor som använder proportionell storlek , inklusive kartogram (förändring av områdesarea) och proportionella punktsymboler.

Historia

Karta från 1838 över godstrafik före järnväg i Irland, en av de första tematiska kartorna som använde proportionella symboler.

Den tidigaste kända kartan för att visuellt representera flödesvolymen var två kartor av ingenjören Henry Drury Harness, publicerade 1838 som en del av en rapport om potentialen för järnvägsbyggande i Irland, som visar mängden godstrafik på väg och kanal. Under de följande åren experimenterade andra med tekniken i Europa, tills den bemästrades av Charles Joseph Minard .

Under 1850- och 1860-talen publicerade Minard fyrtiotvå flödeskartor om en mängd olika ämnen bland sina cartes figuratives . Bland dessa är hans karta från 1869 över den franska invasionen av Ryssland 1812-1813, som har kallats "den bästa statistiska grafik som någonsin ritats." Många av Minards kartor använder designtekniker som ännu inte har förbättrats, även i datorgrafikens tid.

Under 1980-talet genomförde Waldo Tobler experiment för att skapa flödeskartor med dator. Tidiga datorgenererade kartor uppfyllde inte Minard-standarder, men Geografiska informationssystem (GIS) och grafikprogram har förbättrat förmågan att designa flödeskartor.

Flödesfenomen

En mängd olika flödeskartor har skapats sedan 1830-talet, som visar rörelser i många former. Enligt Eduard Imhof kan en flödeskarta representera flera olika aspekter av de fenomen som rör sig och de nätverk längs vilka de rör sig; han listade följande:

  • Ursprung och destination : "varifrån och var rör sig något?"
  • Rutt : "Längs vilken linje sker förflyttningen?" Detta kan representeras exakt, generaliserat eller endast i schematisk form av raka linjer
  • Typ av rörelse : "vad flyttas?" Denna nominella kategori kan inkludera variabler som produkten som skickas från en punkt till en annan, fordonets transportsätt eller vattentemperaturen i en havsström.
  • Mängd rörelse : "hur mycket flyttas? Ändras mängden av det transporterade föremålet stadigt (gradvis) eller i etapper?" Detta kommer att vara en icke-negativ förhållandevariabel , som fordon per dag, det totala antalet migranter eller vattenflödet i kubikfot per sekund. Vissa flödeskartor representerar flödeskapacitet snarare än faktisk rörelsevolym, såsom telekommunikationsbandbredd.
  • Rörelseriktning : "i vilken riktning, eller i båda riktningarna, förflyttas något?" Detta visas ofta med pilar.
  • Flödeshastighet : "Med vilken hastighet eller i hur lång tid förflyttas något?" Detta är en förhållandevariabel som liknar, men skiljer sig från mängden rörelse. Ett exempel skulle vara att representera motorvägstrafiknivåer med hjälp av medelfordonshastighet eller vindhastighet.

Dessa är inte distinkta typer av kartor; en flödeskarta kan visa vilken som helst av alla dessa aspekter samtidigt.

Vilka typer av fenomen som har varit föremål för flödeskartor är varierande. Ämnen som relaterar till mänsklig geografi inkluderar: migration , resor , internationell handel , logistik , allmännyttiga tjänster (vatten, avlopp, elektricitet, telekommunikation) och trafik , bland annat. Andra relaterar till fysisk geografi : strömflöde , vind , vilda djurvandringar , etc.

Typer av flödeskartor

Ursprung-destinationsflödeskarta över alla kommersiella passagerarflygbolagsrutter från och med 2014. Ljusare gul representerar högre täthet av flygrutter.

Variansen av flödeskartor i ämnet, och den relativa betydelsen av Imhofs aspekter av flöde, har lett till ett antal designstrategier. I en avhandling från 1987 identifierade Mary Parks flera olika typer av flödeskartor, som har citerats flitigt även om hennes lista inte var heltäckande och fler ingår här. Dessa typer är prototypiska; faktiska kartor kan kombinera vissa aspekter av flera typer.

Ursprungs-destination karta

I denna typ är den primära avsikten att visa förekomsten av en koppling mellan två platser, ofta åtföljd av en representation av flödesvolym och/eller riktning. Rutten är i allmänhet inte viktig för publiken, så anslutande linjer är ofta raka eller lätt krökta. Ett vanligt exempel på denna form är flygbolagets ruttkarta. Parker särskiljde radiella kartor (som härrör från ett enda ursprung eller destination) från nätverkskartor (som sammankopplar ett antal noder), men detta är en skillnad i det geografiska mönstret; designen är väldigt lika för båda typerna.

Ursprungs-destinationskartor har ett unikt designfokus på kopplingslinjernas schematiska form. Raka linjer är lätta att rita, men kan orsaka problem, särskilt när längre linjer och kortare linjer är kolinjära och skymmer varandra och deras destinationer. De kan också ha ett slumpartat utseende. Av dessa skäl är krökta linjer, typiskt cirkulära bågar, att föredra som mer estetiskt tilltalande. De har också möjlighet att justeras för att undvika mellanliggande linjer och punkter. Tidiga automatiserade linjegenereringsalgoritmer var vanligtvis raka linjer, men nyare algoritmer har varit framgångsrika när det gäller att skapa krökta linjer.

Distributionskarta

Charles Joseph Minards karta över fransk vinexport för 1864, ett tidigt exempel på en distributionsflödeskarta.

Denna typ exemplifieras av ett balanserat fokus på ursprung-destinationsnoder, färdvägarna mellan dem (vanligtvis mycket generaliserade) och flödesvolymen. Det vanligaste exemplet, som går tillbaka till Minard, är en karta som visar sjöfart mellan en uppsättning nodregioner eller hamnstäder, längs gemensamma sjövägar . I en distributionskarta lämnar banor ursprunget med en bredd som är proportionell mot summan av flera destinationer, och delar sedan upp som rutter "fördelar" mot varje destination.

Att designa distributionskartor kräver viss omsorg och skicklighet för att rita flödeslinjerna så att de delar sig med rätt bredd och med jämna krökningsvinklar. Beräkningsexperiment har visat potentialen för att generera dessa automatiskt, men idag ritas de flesta halvmanuellt med hjälp av GIS och grafikprogram.

Nätverksruttkarta

En typisk schematisk transitkarta är en enkel form av nätverksruttkarta, med fokus på de mycket generaliserade transitvägarna

Denna typ av flödeskarta går ursprungligen tillbaka till Harness-kartan över Irland. Den fokuserar mer på nätverkets rutter än dess ursprungs-/destinationsnoder. Rutterna kan vara exakta eller starkt generaliserade (som i många transitkartor ), och kanske representerar mängden eller hastigheten på flödet. Ett vanligt exempel är en karta över motorvägstrafiken .

Kontinuerlig/Massflödeskarta

En karta från 1943 över havsströmmar med strömlinjeteknik. Observera användningen av färg för att skilja varma och kalla strömmar.

Inte allt flöde sker längs linjära nätverk; två- och tredimensionella massor kan också flöda, särskilt vatten (t.ex. havsström ) och luft ( vind ). Deras rörelse kan modelleras som ett vektorfält , där rörelsens storlek och riktning kan mätas var som helst i rymden. I Imhofs lista ovan fokuserar en karta som visualiserar detta, ofta kallad massflödeskarta eller kontinuerlig flödeskarta , på flödesriktning och hastighet, medan andra aspekter som ursprung/destination och resväg i stort sett är meningslösa.

År 1688 kartlade Edmund Halley passadvindarna med hjälp av en rad korta linjesegment orienterade i luftflödets riktning. I det tidiga 1900-talets väderkartor utvecklades denna teknik till vindhullingar , komplexa symboler som användes för att indikera vindhastighet såväl som riktning. Enhetsvektorer och streamlets har föreslagits som en allmän term för punktbaserade flödessymboler, men ingen av dem är i stor användning. Dessa kan lätt genereras av datoralgoritmer, speciellt med raster- GIS-data eller provpunktsdata (t.ex. väderstationer). Detta tillvägagångssätt liknar mer proportionella punktsymboler än en typisk flödeskarta.

Ett annat visualiseringsalternativ för vektorfält är att rita strömlinjer , som förbinder punkter som skulle flyta in i varandra; detta har ofta använts för att representera havsströmmar sedan tidigt 1800-tal. Bland Toblers datoralgoritmer från 1981 fanns modeller av vektorfält för att generera "streaklines", och efterföljande arbete har förbättrat resultaten.

Viktskalning

Den vanligaste tekniken för att visualisera mängden eller hastigheten på flödet är genom den visuella storleksvariabeln , specifikt linjevikt (vanligtvis mätt i punkter eller millimeter). Som sagt, storleken är mycket mer intuitiv för den totala mängden, så andra visuella variabler (som färgton eller färgvärde ) kan också övervägas för hastighet. Följande metoder för att bestämma linjevikter påminner mycket om skalningsmetoderna för proportionella symbolkartor .

00 Den vanligaste metoden är att beräkna vikten av en given rad w i direkt proportion till mängdvärdet v , baserat på en godtyckligt vald vikt w för ett valt basvärde v (ofta men inte nödvändigtvis minimivärdet):

Detta hjälper läsare att göra intuitiva bedömningar om relativa värdeförhållanden baserat på relativa vikter; en linje som är dubbelt så tjock som en annan representerar två gånger värdet. Men när det finns en mycket hög nivå av variation mellan de högsta och lägsta värdena (i allmänhet mer än 25:1, även om detta beror på flödesnätverkets geografi och designen), kan den resulterande kartan vara problematisk, med överväldigande tjocka linjer och nästan osynliga tunna linjer. Ett alternativ i det här fallet är att ställa in minimi- och maxvikterna ( w max och w min ) och utföra linjär interpolation mellan dem, även om detta eliminerar möjligheten att intuitivt bedöma viktförhållanden:

Ett tredje alternativ är att helt enkelt använda ordningsvikter (tjocka, medelstora, tunna, etc.) för att representera en ordningsvariabel eller en kvantitativ variabel som har klassificerats (ofta kallad intervallgradering i detta sammanhang). Detta förlorar också läsarnas förmåga att intuitivt bedöma värdeskillnader, men har fördelen av övergripande enkelhet.

För alla dessa typer av skalning visar teckenförklaringen vanligtvis ett exempel på linjevikter med sina respektive värden, på ett sätt som liknar förklaringen för en proportionell symbolkarta .

Andra typer av flödesdiagram

Huvudartikel: Flödesdiagram
En icke-kartografisk flödeskarta som visar den relativa andelen hjärtminutvolym som levereras till stora organsystem

Förutom flödeskartorna i kartografi finns det flera andra metoder för att visualisera icke-geografiskt flöde:

Se även


externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Flow_map&oldid=1136201070 "