Как сделать картограмму в AutoCad

Обновлено: 23.11.2024

Если у вас есть данные с несопоставимыми значениями между областями, создание картограммы области является эффективным способом отображения этих значений. К сожалению, создание картограмм площадей в ArcGIS не может быть реализовано изначально, поэтому необходимы внешние скрипты и программы. В этой статье я рассматриваю один ToolBox, который доступен на сайте Esri Arcscript и называется Cartogram Geoprocessing Tool версии 2, который будет создавать картограммы из данных ГИС. Приведенный ниже пример создан на основе набора данных о количестве миллиардеров, проживающих в каждом штате США. Поскольку количество миллиардеров в каждом штате неравномерно (непропорционально большое их количество проживает в Калифорнии, Нью-Йорке, Техасе и Флориде), этот набор данных хорошо подходит для создания картограмм.

Исходные данные можно визуализировать в виде простой картограммы:

Карта-схема, показывающая количество миллиардеров, проживающих в каждом штате США. Данные из списка миллиардеров мира Forbes, март 2012 г.

Дополнительную информацию об этом наборе данных и анализе миллиардеров можно найти в этой статье: География миллиардеров: общее количество миллиардеров в мире по странам для проживания и гражданства, а также по городам.

Если вы хотите создать непрерывную картограмму, проще всего загрузить инструмент геообработки Tom Gross Cartogram Geoprocessing Tool, который использует диффузионный алгоритм Гастнера/Ньюмана для создания базы геоданных. Для установки загрузите и удалите ZIP-файл в папку (для удобства выберите папку c:\arcscript по умолчанию). В ArcGIS щелкните значок панели инструментов, а затем щелкните правой кнопкой мыши имя ArcToolBox и выберите «добавить панель инструментов». Перейдите в папку, в которую вы установили папку carogram, и найдите панель инструментов carogram. Выберите панель инструментов картограммы и нажмите «Добавить». Панель инструментов картограммы теперь будет отображаться в вашем списке наборов инструментов.

Добавление пользовательских наборов инструментов в ArcGIS: (1) Щелкните значок Набор инструментов в строке меню. (2) Щелкните правой кнопкой мыши на ArcToolBox. (3) Перейдите в папку, в которой хранится набор инструментов, и выберите для добавления.

Сценарий картограммы от Gastner также содержит образцы данных, с которыми вы можете поэкспериментировать, если у вас нет собственных. Чтобы создать картогам, загрузите файл ГИС либо мира, либо страны с подрайонами (например, слой США с отдельными полигонами для штатов). Файл ГИС должен иметь одно поле с количественными данными (например, столбец с численностью населения) для создания картограммы. В моем примере я собираюсь загрузить шейп-файл Соединенных Штатов со значениями количества миллиардеров, проживающих в каждом штате.

После загрузки слоя ГИС щелкните значок картограммы, чтобы открыть окно обработки картограммы. В раскрывающемся списке выберите набор данных ГИС, который вы будете использовать, а затем выберите поле с количественными данными, которые вы будете использовать для создания картограммы. Выходные данные картограммы создаются в виде базы геоданных, поэтому вам нужно будет указать существующую базу геоданных или выбрать default.gdb, если у вас ее нет. Я рекомендую иметь уникальное поле идентификатора в вашей исходной базе данных, которое вы назначите для добавления в базу геоданных картограммы. Это позволит вам присоединить данные атрибутов из исходного файла области к картограмме, чтобы вы могли перенести качественные данные, такие как названия штатов (чтобы пометить вашу новую картограмму области).

В зависимости от размера используемых ГИС-данных создание картограммы займет не менее нескольких минут. Как только картограмма будет сгенерирована, она будет автоматически добавлена в ваш документ ArcGIS. После добавления вы можете изменить свойства, такие как назначение значений градиента для создания картограммы и маркировки.

Готовая картограмма миллиардеров, проживающих в США:

Карта-картограмма, показывающая количество проживающих миллиардеров по штатам в США. Нажмите на изображение, чтобы увеличить карту.

Панель инструментов картограммы позволяет создавать только смежные картограммы. К сожалению, сейчас нет доступных ресурсов для создания несмежных карт или картограмм Дорлинга в последних версиях ArcGIS. Однако существуют устаревшие инструменты для предыдущих поколений ArcGIS, использующие сценарии Visual Basic и Avenue для ArcView 3.x, которые доступны. MAPresso, автономный апплет Java, который может создавать несмежные картограммы с опцией экспорта для файлов, совместимых с ArcGIS, кажется, может быть вариантом, но сайт (который работал пару недель назад) больше не существует.

Советы по использованию инструмента геообработки Cartogram

Том Гросс, разработчик инструмента геообработки Cartogram, предлагает несколько советов и советов по работе с этим инструментом:

Вы можете увеличить размер сетки анализа, если хотите получать очень маленькие полигоны, например округ Колумбия в США.карта и Сингапур на карте мира. Я часто добавляю другие слои, например города, в качестве дополнительных объектов для преобразования. Рекомендуется использовать равновеликую проекцию. Если у вас есть ArcGIS 10, вы должны зарегистрировать .dll для всех инструментов GP с помощью esriRegasm.exe. Не пытайтесь использовать инструмент Cartogram в качестве фонового процесса, который доступен в версии 10.0.

Несколько советов по созданию картограмм по всему миру:

Я думаю, что наличие лицензии ArcGIS дает вам доступ к данным и картам Esri. Данные Esri Data и Maps по всему миру представляют собой сжатые шейп-файлы в десятичных градусах WGS84. Хорошо иметь данные для картограмм в равновеликой проекции. Также хорошо поместить данные в набор данных объектов в файловой базе геоданных. Равновеликие проекции мировых данных не очень привлекательны визуально, но я обнаружил, что Mollweide, Sphere Ekert IV или Goode Homolosine не так уж плохи. Да, инструмент картограммы прекрасно работает с гомолозиновой проекцией Гуда. Алгоритм картограммы не заботится о прерывистых проекциях комбинаций, он просто хочет, чтобы числа преобразовывались.

Набор классов объектов будет определять одну и ту же пространственную привязку (включая проекцию) для всех содержащихся классов объектов. Он также определит общую область координат, которая, по сути, представляет собой огромное пространство целочисленных координат. Координаты с плавающей запятой двойной точности классов объектов в наборе данных объектов будут привязаны к целочисленным координатам домена. Две целочисленные координаты можно сравнить на равенство, тогда как нельзя ожидать, что две координаты с плавающей запятой будут равными. Область целочисленных координат позволяет выполнять эффективные пространственные запросы и устраняет позиционную нечеткость координат с плавающей запятой. Проблема с картограммами возникает из-за того, что координаты спроецированного класса пространственных объектов по умолчанию начинаются вблизи нижнего левого угла области координат. Иногда искажение картограммы приводит к тому, что преобразованные координаты выходят за пределы левого и нижнего краев области координат. В этом случае полигон (обычно Антарктида) не будет записан в класс объектов картограммы.

Вот подсказка (трюк) для того, чтобы избежать проблемы с областью координат: поместите координаты пространственной привязки в середину области координат, а не в нижний левый угол. Для этого просто укажите для системы координат XY значение «Неизвестно» при определении набора данных объектов. Возьмите значения по умолчанию для домена, разрешения и допуска. После того, как пустой набор классов объектов будет записан в файловую базу геоданных, откройте его свойства набора данных объектов и выберите систему координат XY, которую вы действительно хотите. Я бы также предложил использовать в качестве линейных единиц километры. Разрешение и допуск по умолчанию будут изменены, чтобы отразить систему координат XY.

Этот трюк не обязательно использовать для прогнозов континентального или более крупного масштаба, а только для прогнозов всего мира.

Картограмма – это карта, на которой геометрия регионов искажена, чтобы передать информацию об альтернативной переменной. Площадь области будет увеличиваться или уменьшаться в зависимости от ее числового значения.

В большинстве случаев картограмма представляет собой картограмму, на которой регионы окрашены в соответствии с числовой переменной (не обязательно той, которая используется для построения картограммы).

Приведенные выше карты иллюстрируют разницу между реальными границами африканских стран (слева) и картограммой (справа). Площадь каждой страны завышена или занижена в зависимости от их населения в 2005 г. (данные). Например, Нигерия (выделена желтым цветом) на картограмме кажется намного больше, чем на классической карте, из-за ее огромного населения.

Картограмма направлена на исправление смещения, которое можно наблюдать на картограмме: когда переменная агрегируется по регионам, регион с очень небольшим количеством точек данных будет выглядеть так же важным, как и регион с большим количеством точек данных.

Например, представьте, что вы отображаете среднюю зарплату в регионе на картограмме. Регион с 3 жителями с огромной площадью будет иметь большее значение на вашей карте, чем маленький с 3000 жителей, что вызывает сильное смещение. Картограмма призвана уменьшить эту предвзятость.

Карта Hexbin представляет каждую область карты в виде шестиугольников. По той же стратегии можно построить картограмму в шестнадцатеричной карте. Вот пример с населением в штатах США:

Поскольку картограмма часто используется в качестве картограммы, применимы все связанные с этим подводные камни:

Нормализуйте свою переменную: вы не можете сравнивать необработанные числа между регионами разного размера или населения.
Будьте очень осторожны при выборе непрерывной цветовой палитры.
Не забывайте легенду.

Кроме того, обратите внимание, что картограмма искажает реальные границы и затрудняет идентификацию карты. Будьте осторожны, чтобы не запутать вашу аудиторию: вам нужно представить ее с хорошими объяснениями, и показ начальной карты, вероятно, является хорошей практикой.

Отображение агрегированного значения для каждого региона карты с использованием цветовых градиентов.

Круговая версия древовидной карты для визуализации иерархической организации

Отображение всплывающей подсказки на фоне карты для представления значения числовой переменной.

Основой любой визуализации географических данных является создание хорошей фоновой карты.

Галереи диаграмм R и Python – это два веб-сайта, на которых представлены сотни примеров диаграмм, всегда предоставляющих воспроизводимый код. Нажмите кнопку ниже, чтобы узнать, как построить нужную диаграмму с помощью вашего любимого языка программирования.

Есть мысли по этому поводу? Нашли ошибку? Не согласен? Пожалуйста, напишите мне пару слов в твиттере или в разделе комментариев ниже:

Пакет картограмм позволяет создавать картограммы в R. В качестве входных данных требуется геопространственный объект с числовой переменной в ячейке данных. Эта переменная будет использоваться для искажения формы области. Следующий пример проведет вас через этот процесс:

Прежде чем создавать любую картограмму, вам нужно понять, как создать базовый фон карты. Вот как.

Самая простая картограмма

Узнайте, как исказить форму области с помощью пакета картограммы.

Переключиться на хороплет

Следующий шаг — раскрасить каждую область в соответствии с их значением, а также изменить их размер.

Как настроить результат, чтобы получить чистый вывод: легенда, фон, цветовая палитра и многое другое.

Шестигранная карта – это карта, на которой каждый регион представлен в виде шестиугольника. К такой карте можно применить алгоритм картограммы, как это предлагается в примере ниже. Обратите внимание, что вы, вероятно, захотите изучить раздел шестигранной карты, прежде чем создавать с ним картограмму.

Базовая карта Hexbin

Начните с обычной карты hexbin.

Применить метод картограммы

Применить алгоритм картограммы для искажения размера шестиугольника в соответствии с числовым значением.

Настройте предыдущую диаграмму: легенду, цветовую палитру, заголовок, название штата и т. д.

В следующем примере подробно описывается, как сделать плавный переход между картографической картой и картограммой. Это возможно благодаря библиотекам tweenR и gganimate. Смотрите пояснения здесь. Дополнительные примеры анимации с помощью R см. в разделе анимации.

Анимированный переход между картографической картой и картограммой с использованием tweenR и gganimate.

ГИС обычно фокусируется на точном отображении пространственных объектов. Однако картограмма делает обратное!

Картограммы искажают реальность для передачи информации. Они изменяют размер и преувеличивают любую переменную в значении атрибута.

Не правда ли?

Ранее мы создали красивые карты потоков, которые показывают движение чего угодно.На этот раз давайте создадим различные стили картограмм.

1 . Картограмма выравнивания плотности

Выравнивающие плотность (непрерывные) картограммы — это ваши традиционные картограммы. В картограммах, выравнивающих плотность, объекты карты выступают за определенную переменную. Несмотря на то, что он искажает каждую функцию, он остается связанным во время своего создания.

Например, эта картограмма с выравниванием плотности завышает численность населения по площади. В QGIS вы можете использовать плагин QGIS Cartogram для этого стиля картограммы.

Как видите, информацию легко получить с первого взгляда. Какие штаты выделяются на этой карте населения, как больной палец? Сразу видно, что большая часть населения проживает в Калифорнии и Нью-Йорке. В то время как такие штаты, как Монтана и Северная Дакота, ничтожно малы.

Поскольку объекты на картограммах, выравнивающих плотность, уменьшаются и увеличиваются, картографы должны рассмотреть вопрос об изменении размеров полигонов надлежащим образом, сохраняя при этом их истинную геометрию.

2 . Несмежная картограмма

Объекты в несмежных картограммах не обязательно должны оставаться связанными. Объекты могут свободно перемещаться из соседних полигонов и изменяться в размерах соответствующим образом. Из-за этого свободного движения форма остается неизменной для несмежных картограмм. Например, на этой карте Соединенных Штатов численность населения преувеличена.

Опять же, он искажает геометрию и особенности карты, чтобы передать информацию о населении. Например, штат Калифорния значительно вырос из-за большого населения.

Основное отличие картограмм с выравниванием плотности заключается в том, что они перемещают центр тяжести каждого объекта, чтобы избежать перекрытий.

Несмотря на то, что в несмежных картограммах иногда возникают перекрытия, их бывает сложнее различить между многоугольниками измененного размера.

3 . Картограмма Дорлинга

Картограмма Дорлинга (названная в честь профессора Дэнни Дорлинга) использует такие формы, как круги и прямоугольники, для изображения области. Эти типы картограмм позволяют легко распознавать закономерности. В приведенном ниже примере мы использовали программное обеспечение GeoDa для создания картограммы Дорлинга.

Как видите, штаты заменены кружками соответствующего размера, чтобы представить кластеры населения в Соединенных Штатах. Без сомнения, он очень эффективно передает информацию и шаблоны.

Однако недостатком Dorling Cartograms является то, что он не поддерживает центроид и форму. Это означает, что у читателей могут возникнуть трудности с пониманием объектов на карте. Возможно, вы даже не знали бы, что это Соединенные Штаты, если бы я вам не сказал!

Вы хотите создать картограмму?

Картограммы преувеличивают размер географии пропорционально отображаемой статистике. В частности, переменная заменяет площадь или расстояние.

Но на самом деле они искажают наше представление о картографировании, нарушая золотое правило – жертвовать геометрией ради передачи информации.

Другой ключевой момент заключается в том, что у каждого типа картограммы есть свои плюсы и минусы для эффективной визуализации данных с помощью переменной, определяющей размер многоугольника.

Чтобы начать создавать собственные картограммы, протестируйте QGIS, GeoDa и ArcGIS. Кроме того, ознакомьтесь с дополнительной информацией о картограмме как о другом методе визуализации данных.

Читайте также: