Введение

Тип карты, на которой визуализируются данные Тематическая карта - это тип карты, на которой изображена географическая картина конкретного предмета (темы) в географической области. Обычно это включает в себя использование символов карты для визуализации выбранных свойств географических особенностей, которые не видны естественным образом, таких как температура, язык или население. В этом они контрастируют с общими справочными картами, которые сосредоточены на местоположении (более чем на свойствах) разнообразного набора физических особенностей, таких как реки, дороги и здания. Для этого класса были предложены альтернативные названия, такие как специальные тематические карты или карты специального назначения, статистические карты или карты распределения, но они, как правило, вышли из обычного использования. Тематическое картографирование тесно связано с областью геовизуализации. Было изобретено несколько типов тематических карт, начиная с 18 и 19 веков, когда начали собираться и публиковаться большие объемы статистических данных, таких как национальные переписи. Эти типы, такие как хороплетовые карты, изарифмические карты и хорохроматические карты, используют очень разные стратегии для представления местоположения и атрибутов географических явлений, так что каждый из них предпочтительнее для разных форм явлений и разных форм доступных данных. Таким образом, можно визуализировать широкий спектр явлений и данных с помощью тематических карт, включая те, которые относятся к природному миру (например, климат, почвы) и человеческому миру (например, демография, общественное здравоохранение).

История

По словам Артура Робинсона, тематические карты были в значительной степени инновацией промышленного века, с некоторыми корнями эпохи Просвещения; почти все современные графические методы были изобретены между 1700 и 1850 годами. До этого важнейшим направлением развития картографии было создание точных карт общего назначения. Их точность улучшалась медленно, и даже в середине 17-го века они обычно были плохого качества; но они были достаточно хороши, чтобы отображать основную информацию, позволяя производить первые тематические карты. Одной из самых ранних тематических карт была карта под названием Designatio orbis christiani (1607) Джодокуса Гондия, показывающая рассеяние основных религий с использованием символов карты, во французском издании его Малого атласа (1607). Вскоре последовал тематический глобус (в виде карты с шестью горами), показывающий тот же предмет, используя символы Хондия, Францискаса Хараеса, под названием Novus typus orbis ipsus globus, ex Analemmate Ptolomaei diductus (1614) Ранним участником тематического картографирования в Англии был английский астроном Эдмонд Галлей (16561742), который ввел концепцию Просвещения тематической карты в качестве инструмента научного мышления. В 1701 году он опубликовал "Новую и правильную карту, показывающую вариации компаса", см. первое изображение, первую карту, показывающую линии с одинаковой магнитной вариацией и, возможно, первую изаритмическую карту. Ранние хорохроматические карты (класс номинальной площади) также появились в конце 18 века в качестве научных инструментов для изучения географических явлений, таких как геология и язык. Одной из самых влиятельных ранних работ тематической картографии был небольшой буклет из пяти карт, изданный в 1837 году Генри Друри Харнессом в рамках правительственного доклада о потенциале строительства железных дорог в Ирландии. Включались ранние хорохроматические и поточные карты, а также, возможно, первый пропорциональный точечный символ и дасиметрические карты. Другой пример раннего тематического картографирования пришел от лондонского врача Джона Сноу. Хотя болезни были отображены на тематической карте, карта холеры Сноу в 1854 году является самым известным примером использования тематических карт для анализа. По сути, его техника и методология предвосхищали принципы географической информационной системы (ГИС). Начиная с точной базовой карты лондонского района, которая включала улицы и места водонасосов, Сноу составил карту заболеваемости холерой. Появившийся образец сосредоточен вокруг одного конкретного насоса на Брод-стрит. По просьбе Сноу ручку насоса удалили, и почти сразу же прекратились случаи заболевания холерой. Дальнейшее исследование района показало, что насос на Брод-стрит находился рядом с канализационной ямой под домом первой жертвы холеры. Чарльз Джозеф Минард был назван первым мастером тематического картографирования и визуализации информации. В 1850-х и 1860-х годах он объединил тематические карты (особенно карты потоков) со статистическими диаграммами для создания визуальных повествований, в частности, его карту 1869 года вторжения Наполеона в Европу в 1812 году. К началу 20-го века были разработаны методы ручного составления различных тематических карт, но они все еще производились в гораздо меньшем количестве, чем общие справочные карты, и занимали относительно небольшую часть картографического образования. Их популярность значительно возросла во второй половине века, из-за нескольких влияний: во-первых, количественная революция в географии и рост картографии как академической дисциплины, которые увеличили роль тематических карт в качестве инструментов научного анализа и коммуникации; во-вторых, технологии, которые облегчают проектирование и производство карт, особенно персональный компьютер, географическая информационная система (ГИС), графическое программное обеспечение и Интернет; и в-третьих, широкая доступность больших объемов данных, особенно первые цифровые выпуски национальных переписей в 1990-х годах.

Цели

Наиболее распространенной целью тематической карты является изображение географического распределения одного или нескольких явлений. Иногда это распределение уже знакомо картографу, который хочет донести его до аудитории, в то время как в другие времена карта создается для обнаружения ранее неизвестных моделей (как форма геовизуализации). Тематические карты достигают этих двух целей, используя естественную способность системы зрительного восприятия человека распознавать шаблоны в сложном визуальном поле, что необходимо для общих задач, таких как распознавание объектов. Тематическая карта обычно фокусируется на визуализации распределения значений одного свойства или типа функции (единовариантная карта), иногда включая два (двухвариантные) или более (многовариантные) свойства или типы функций, которые, по гипотезе, статистически коррелируют или иным образом тесно связаны. Сосредоточившись на одном предмете, тематическая карта обычно предназначена для использования в более узком диапазоне задач, чем эталонная карта. Эти задачи, как правило, делятся на три типа: резюме переменная, отображаемая на карте, может быть номинальной или количественной, но обычно представляет собой географическое поле. Визуальные переменные, заполняющие каждый регион, используются для представления каждого суммарного суммарного значения: оттенок обычно используется для качественных переменных, таких как преобладающее землепользование, в то время как легкость наиболее распространена для количественных различий, таких как плотность населения. Карты Choropleth являются наиболее популярной формой тематической карты из-за их интуитивно понятной природы, широкого распространения таких агрегированных статистических данных и данных ГИС для общих регионов. Потеря информации, присущей агрегированной информации, может привести к таким вопросам интерпретации, как экологическая ошибка и проблема модифицируемой единицы площади. Карты Choropleth, почти во всех случаях, должны использовать нормализованные или оцененные данные (например, люди на квадратную милю или случаи заболевания на 100 000), чтобы избежать создания вводящей в заблуждение карты. Этот шаг часто игнорируется, что приводит к потенциально вводящим в заблуждение картам. Этот тип карты полезен для визуализации, когда необработанные данные не могут рассматриваться как соотношение или пропорция. Хотя круги являются наиболее типичным символом, потому что они более компактны из-за их низкого соотношения периметра к площади, исследования показывают, что читателю легче оценить размер символа, если это квадрат или строка. Пропорциональные символы обычно используются для переменных, представляющих общее количество или сумму.

Картограмма

Картограмма - это карта, которая намеренно искажает географическое пространство на основе данной переменной, обычно путем масштабирования особенностей, чтобы их размер был пропорционален их значению переменной. Например, страны мира могут быть масштабированы пропорционально их населению. Извращаемыми могут быть линии (например, пропорциональная длина линий метро времени в пути), но чаще всего это регионы, которые масштабируются. Иногда искаженные формы используются в качестве основы для дополнительных тематических методов картографирования, таких как хорплоте, и могут использоваться для отображения абсолютных данных, не подходящих для хорплотевых карт.

Точка

Карта распределения точек размещает небольшие точечные символы на заданном пространстве, чтобы указать распределение заданного явления. Расположение каждой точки может представлять собой фактическое местоположение одного случая, как на карте, сделанной д-ром Снег во время вспышки холеры на Брод-стрит в 1854 году, где каждая точка представляла одну смерть от холеры. В качестве альтернативы, агрегированные статистические данные (те же, что используются в хорплотевых картах) могут быть отображены путем случайного размещения точек в каждой области агрегации (например, страна, штат, округ) для показа общей плотности экземпляров; эта последняя форма обычно называется картой плотности точек.

Поток

Карты потоков - это карты, которые используют символы линий для изображения движения или отношений между двумя или более местами, такими как воздушные перелеты, денежная помощь или экономическая торговля. Линии могут быть схематическими прямыми или кривыми, или могут представлять собой фактический маршрут путешествия. Некоторые карты потоков просто показывают наличие соединений, в то время как другие используют визуальные переменные, такие как размер (ширина) или цвет, для представления свойств каждой связи.

Дасиметрическая

Дасиметрическая карта является альтернативой хорплотной карте. Как и в случае с хороплетной картой, данные собираются единицами перечисления. Но вместо того, чтобы отображать данные так, чтобы регион выглядел однородным, вспомогательная информация используется для оценки более подробного распределения явления в каждой единице перечисления. Например, данные о земельном покрытии (лес, вода, луга, урбанизация) могут быть использованы для уточнения распределения плотности населения на уровне округа.

Справочные слои

Хотя тематическая информация является основой тематической карты, другие географические особенности также могут быть включены в качестве справочной информации. Основная цель справочной информации - установить местоположение тематической информации в контексте, понятном читателям карт (т.е. ответить на такие вопросы, как "где этот красный регион в реальном мире?"). Общие эталонные слои включают административные границы правительства, дороги, города, широту/длинность или даже местность. Эти слои играют второстепенную роль в использовании карты, поэтому они обычно включаются с осторожностью и символизируются как низкие в визуальной иерархии, но не настолько блестящие, что их нельзя использовать.