Multivariat karta
En bivariat eller multivariat karta är en typ av tematisk karta som visar två eller flera variabler på en enda karta genom att kombinera olika uppsättningar av symboler . Var och en av variablerna representeras med hjälp av en standard tematisk kartteknik , som choropleth , kartogram eller proportionella symboler . De kan vara av samma typ eller olika typer, och de kan finnas på separata lager av kartan, eller så kan de kombineras till en enda multivariat symbol.
Det typiska syftet med en multivariat karta är att visualisera alla statistiska eller geografiska samband mellan variablerna. Det har potential att avslöja samband mellan variabler mer effektivt än en sida vid sida jämförelse av motsvarande univariata kartor, men har också risken för kognitiv överbelastning när symbolerna och mönstren är för komplexa för att lätt kunna förstås.
Historia
De första multivariata kartorna dök upp under den tidiga industriella eran (1830-1860), samtidigt som tematiska kartor i allmänhet började dyka upp. Ett häfte från 1838 med kartor producerat av Henry Drury Harness för en rapport om irländska järnvägar inkluderade en som samtidigt visade stadsbefolkningen som proportionella symboler och järnvägstrafikvolymen som en flödeskarta .
Charles Joseph Minard blev en mästare på att skapa visualiseringar som kombinerade flera variabler under 1850- och 1860-talen, ofta blandade koropletter , flödeslinjer , proportionella symboler och statistiska diagram för att berätta komplexa historier visuellt.
Multivariata tematiska kartor hittade ett återupplivande med början i mitten av 1900-talet, vilket sammanföll med den vetenskapliga vändningen i geografi . George F. Jenks introducerade kartan med bivariat punktdensitet 1953. De första moderna bivariata koropletkartorna publicerades av US Census Bureau på 1970-talet. Deras ofta komplexa mönster av flera färger har rönt hyllningar och kritik sedan dess, men har också lett till forskning för att upptäcka effektiva designtekniker.
Från och med 1980-talet underlättade datorprogram, inklusive det geografiska informationssystemet (GIS) design och produktion av multivariata kartor. Faktum är att ett verktyg för att automatiskt generera bivariata koropletkartor introducerades i Esris ArcGIS Pro 2020.
Metoder
Det finns en mängd olika sätt på vilka separata variabler kan kartläggas samtidigt, som vanligtvis faller inom några få metoder:
- En tematisk karta med flera lager visar variablerna som separata kartlager, med olika tematiska karttekniker. Ett exempel skulle vara att visa en variabel som en choropleth map , med en annan variabel som visas som proportionella symboler ovanpå choropleth.
- En korrelerad symbolkarta representerar två eller flera variabler i samma tematiska kartlager, med samma visuella variabel , utformad på ett sådant sätt att den visar den relativa kombinationen av de två variablerna.
- En bivariat koropletkarta är den vanligaste typen av korrelerad symbol. Kontrasterande men inte komplementära färger används vanligtvis, så att deras kombination intuitivt känns igen som "mellan" de två originalfärgerna, såsom röd+blå=lila. De har visat sig vara lättare att använda om kartan innehåller en noggrant utformad förklaring och en förklaring av tekniken. En vanlig legendstrategi är en tvådimensionell matris, uppdelad i mindre rutor där varje ruta representerar ett unikt förhållande mellan variablerna.
- En multivariat prickdensitetskarta blandar prickar av olika färger i varje distrikt, vilket vanligtvis representerar separata undergrupper av den totala befolkningen.
- En multivariat symbolkarta representerar två eller flera variabler i samma tematiska kartlager, med distinkta visuella variabler för varje variabel. Till exempel kan ett lager av städer symboliseras med cirklar av proportionell storlek som representerar dess totala befolkning, och färgtonen på varje cirkel representerar den dominerande källtypen för dess elektriska kraft, besläktad med en nominell koropletkarta .
- Ett kartogram förvränger storleken och formen på en uppsättning distrikt enligt en variabel, men dikterar inte vilken symbol som används för att rita varje distrikt. Det är därför vanligt att symbolisera dem som en koropletkarta .
- En diagramkarta representerar varje geografiskt objekt med ett statistiskt diagram , ofta ett cirkeldiagram eller stapeldiagram , som kan innehålla ett antal variabler. Varje diagram ritas vanligtvis proportionellt mot en totalsumma, vilket gör det till en multivariatsymbol.
- Chernoff-ansikten har ibland använts i kartor sedan 1970-talet, vanligtvis i en experimentell situation. Denna teknik konstruerar en komplex punktsymbol som ser ut som ett ansikte, med olika ansiktsdrag förvrängda för att representera olika variabler, i ett försök att utnyttja den medfödda mänskliga erfarenheten av att tolka mening från ansiktsuttryck. Experimentella resultat har i allmänhet varit blandade, och tekniken har aldrig vunnit stor popularitet.
- En liten multipel är en serie av små kartor, arrangerade i ett rutnät eller array, som var och en visar en annan (men möjligen relaterad) variabel över samma utrymme. Det har hävdats att detta tekniskt sett inte är en multivariat karta eftersom det är en uppsättning separata kartor, men den ingår här eftersom den är avsedd att uppnå samma syfte.
Fördelar och kritik
Multivariata tematiska kartor kan vara ett mycket effektivt verktyg för att upptäcka invecklade geografiska mönster i komplexa data. Om de utförs väl, kan relaterade mönster mellan variabler identifieras lättare i en multivariat karta än genom att jämföra separata tematiska kartor.
Tekniken fungerar bäst när variablerna råkar ha ett tydligt geografiskt mönster, såsom en hög grad av rumslig autokorrelation , så att det finns stora regioner med liknande utseende med gradvisa förändringar mellan dem, eller en generellt stark korrelation mellan de två variablerna. Om det inte finns något tydligt mönster kan kartan bli en överväldigande blandning av slumpmässiga symboler.
Ett andra problem uppstår när symbolerna inte harmoniserar bra. I enlighet med gestaltpsykologi fungerar en multivariat karta bäst när kartläsare kan isolera mönster i varje variabel oberoende, samt jämföra dem med varandra. Detta inträffar när kartsymbolerna följer gestaltprinciperna för gruppering . Omvänt är det möjligt att välja tematiska symbolstrategier som är effektiva på egen hand, men som inte fungerar bra tillsammans, till exempel en proportionell punktsymbol som skymmer choropleth-kartan under, eller en bivariat choropleth-karta med basfärger som skapar ointuitiva blandade färger .
En tredje fråga uppstår när en karta, eller till och med en enda symbol, är överbelastad med för många variabler som inte kan tolkas effektivt. Chernoffs ansikten har ofta kritiserats för denna effekt.
Således visar sig många multivariata kartor vara tekniskt imponerande, men praktiskt taget oanvändbara. Det betyder att kartografen måste kunna kritiskt utvärdera om en multivariat karta hon har designat faktiskt är effektiv. Det har också föreslagits att i vissa fall kanske en karta inte är det bästa verktyget för att studera en viss multivariat dataset, och andra analytiska metoder kan vara mer upplysande, såsom klusteranalys .
Se även
Annan litteratur
- Jeong W. och Gluck M., (2002). Multimodala bivariata tematiska kartor med auditiv och haptisk visning. Proceedings of the 2002 International Conference on Auditiv Display, Kyoto, Japan, 2-5 juli.
- Leonowicz, A (2006). Tvåvariabel koropletkartor som ett användbart verktyg för visualisering av geografiska relationer. Geografija (42) s. 33–37.
- Liu L. och Du C., (1999). Environmental System Research Institute (ESRI), onlinebibliotek.