3 (54) 2010 Інший погляд на населення світу. Візуалізація даних за допомогою картограм

За матеріалами ESRI

У ході реалізації проекту Worldmapper створено карти, що представляють дані щодо низки питань і проблем, з якими стикається сучасний світ. Неординарність цих карт пов'язана з оригінальною ідеєю їх побудови, заснованої на принципі компенсаційного зрівнювання (так звані density-equalizing maps), коригування за густотою населення або іншим цікавим для дослідника параметром, а не просто за площею, як це зазвичай прийнято.

При такому підході ГІС на основі ArcGIS відіграє вирішальну роль як інтерфейс для конвертації відповідних наборів растрових даних та побудови оновлених картограм. Для конвертації даних використовуються інструменти програми ArcToolbox, а картограми розраховуються за допомогою інструменту геообробки, доступного з ресурсу ArcScripts, де представлені різноманітні розробки як співробітників ESRI, так і багатьох інших фахівців, які використовують ArcGIS у своїй діяльності. Остаточна візуалізація отриманих у цьому проекті результатів проведена серед програми ArcMap.

У цій статті коротко описано та оцінено нові підходи до картографування, які дозволяють відобразити інформацію у вигляді, відмінному від традиційного картографічного уявлення, візуалізувати ті ж дані, але під іншим кутом зору. У нових розробках основний наголос зроблений на даних внутрішньонаціонального (регіонального та місцевого) рівня, яким досі не приділялося належної уваги.

Картограма населення світу проекту Worldmapper

Дані та обчислення картограм

Ці растрові дані були імпортовані в ArcGIS, перетворені на полігони та доповнені метаданими (назвами країн тощо) для співвіднесення з осередками сітки для подальших візуалізації завдань. Скрипткартограми використовує решітку розміром 4096 x 2048 пікселів для результуючої картки.

Сама картограма розрахована за допомогою оригінального інструменту геообробки Картограма (Cartogram). Для її побудови використовується методологія density-equalizing, розроблена Марком Ньюменом та Майклом Гастнером в Університеті Мічигану. У ній, на відміну від картограм Worldmapper, які спотворюють початкову проекцію кордонів територій, кожен грід із демографічними даними обробляється окремо без урахування інформації про межі території. Таким чином, кожен осередок сітки маркує кордон, і при обчисленнях на збереження точної форми країн увага навмисно не звертається. В результаті виправлення спотворень результуючої картограми можливе тільки шляхом підбору коефіцієнта для згладжування вихідної щільності.

Крім того, дані США були вилучені з сітки демографічних даних в 2,5 кутових хвилин і обчислювалися окремо тим же способом для отримання більш детального виду результуючого гриду з варіаціями його інтервалів.

Результати

Для адаптації результуючих картограм потрібні деякі заключні кроки для того, щоб вони відображалися аналогічно вихідним картограмам Worldmapper. Полігони обчисленої картограми населення світу зливаються воєдино відповідно до їх приналежності до територій Worldmapper і фарбуються відповідно до особливостей вихідної колірної схеми. А координатні сітки, зокрема, на картограмі США, зберігаються для показу ступеня спотворень на гриді.

Оновлена картограма населення світу

Порівняно з вихідним варіантом (рис. 1), на перемальованій картограмі населення світу (рис. 2) є помітні відмінності. Наприклад, у Китаї малонаселені регіони Гімалаїв відрізняються відгустонаселених східних прибережних регіонів Також можна чітко побачити регіональні відмінності в межах Сполучених Штатів та Мексики. Дещо менш помітними і тим не менш очевидними є відмінності півночі та півдня Великобританії та заходу-сходу Німеччини. Отже, основної мети, яка полягала у використанні даних про просторовому розподілі населення на субнаціональному рівні та такому їх уявленні, щоб вони були видні на глобальному відображенні, було досягнуто. Однак субнаціональні варіації досить важко аналізувати в деталях, оскільки дана методика передбачає виключення деяких осередків гриду при формуванні відображення у глобальному масштабі. Крім того, на новій картограмі контури держав спотворені значно сильніше, ніж на вихідній, що може здатися незвичним деяким користувачам при інтерпретації таких карток.

Мал. 1.Картограма населення в Worldmapper.

Мал. 2.Заснована на гриді перероблена картограма населення світу на 2000 р. (SASI Group, Університет Шеффілда).

Практична частина: картограма населення США

Щоб межі держави були схожі на звичні, створено окрему картограму для континентальної частини США (без Аляски), що показана на рис. 3. Наведена картограма точніше відображає форму США проти тієї, що показано на картограмі населення світу. Цього вдалося досягти за рахунок використання більшої кількості осередків гриду та виключення впливу інших полігонів глобального подання (наприклад, Європейського континенту) на процес обчислення цієї картограми. Використання різних масштабів також забезпечує візуалізацію кожного осередку гриду та можливість розпізнати субнаціональні зміни. Для полегшення читання «вихідна» карта США з їхзвичною формою відтінена на підкладці гриду.

Мал. 3.Заснована на гриді картограма населення континентальної території США (Безперервних США, 2000).