Cartographic Visualization Techniques II Քարտեզագրական պատկերավորման տեխնիկա II
Reading time
Content
Ընդհանրացման կանոններ (Generalisation Rules)
Քարտեզագրության մեջ ընդհանրացումը վերաբերում է ոչ միայն քարտեզի սիմվոլների ստեղծմանը, այլ ամբողջ գործընթացին՝ աշխարհագրական օբյեկտների մանրամասնության պարզեցման կամ կրճատման, որպեսզի քարտեզը դառնա ավելի ընթեռնելի և հասկանալի։ Ամբողջ աշխարհը չի տեղավորվում ոչ թղթի վրա, ոչ էլ էկրանի։ Մենք պետք է ընտրենք այն կարևոր տարրերը, որոնք կարևոր են ոչ թե քարտեզ կազմողի, այլ՝ քարտեզ ընթերցողի համար։
Ընդհանրացման տարածված տեխնիկաներն են՝
- Պարզեցում (Simplification) – ձևերի բարդության նվազեցում, օրինակ՝ ափերի հարթեցում կամ ճանապարհների ուղղագրում՝ ավելի հեշտ ընթանալու համար։
- Միավորում (Aggregation) – փոքր տարրերի միավորում ավելի մեծ միավորների մեջ, օրինակ՝ առանձին շինությունները միավորել մեկ շենքային բլոկի, կամ փոքր գետերը միավորել ավելի մեծ ջրային մարմնի։
- Ընտրություն (Selection) – պակաս կարևոր կամ փոքր տարրերի բացթողում, օրինակ՝ երկրորդական ճանապարհների կամ փոքր առվակների հեռացում՝ ուշադրությունը կենտրոնացնելու առավել կարևոր տարրերի վրա։
- Խիստ ընդգծում (Exaggeration) – որոշ տարրերի չափերի կամ տեսանելիության չափազանցում՝ օրինակ՝ լայնացնել կարևոր գետը, որպեսզի այն ավելի ակնհայտ երևա քարտեզում։
- Տեղաշարժում (Displacement) – քարտեզի տարրերը փոքր-ինչ տեղափոխել՝ խաչաձևումներից խուսափելու կամ ընթեռնելիությունը բարելավելու նպատակով, օրինակ՝ պիտակների կամ նշանների տեղափոխում, որպեսզի չբախվեն մյուս տարրերին։
- Դասակարգում (Categorisation) – տարրերի դասակարգում խմբերի կամ դասերի՝ օրինակ՝ տարածքները խմբավորել տարբեր հողօգտագործման տիպերի կամ բնակչության խտության դասերի և դրանց համար միատեսակ նշան կամ գույն օգտագործել։
Մոխրագույն գույնով՝ սկզբնական գիծը։ Կապույտ, կարմիր և նարնջագույն գծերը տարբեր գծի պարզեցման ալգորիթմների արդյունքներն են։ Աղբյուր՝ Bplewe / CC BY-SA 4.0։
Համամասնական նշաններով քարտեզներ (Proportional Symbol Maps)
Մենք արդեն անդրադարձել ենք քորոպլետ քարտեզներին, որտեղ աշխարհագրական տարածքները լցվում են տարբեր ինտենսիվությամբ գույներով կամ խաչաձև շերտավորմամբ՝ քանակական տարածական տվյալների արժեքները ներկայացնելու համար։ Համամասն նշաններով քարտեզներում տվյալ կետերին, գծերին կամ տարածքներին կցված տվյալների մեծությունը ներկայացվում է տարբեր չափերի նշաններով (կետերով կամ գծերով)։ Դրանք տեղադրվում են համապատասխան աշխարհագրական դիրքերում։ «Քարտեզագրության հիմունքներ» դասընթացում հիշատակվել է Շառլ Ժոզեֆ Մինարի՝ Նապոլեոնի արշավը Ռուսաստանի դեմ պատկերող քարտեզը, որը համամասն գծերի քարտեզի հիանալի օրինակ է։
Համամասնական գծերի քարտեզ, որը հայտնի է նաև որպես հոսքային քարտեզ, ներկայացնում է Անգլիայի ածխի արտահանումը 1864 թվականին։ Աղբյուր՝ https://gisgeography.com/flow-maps/
Աստիճանավորված սիմվոլներով քարտեզը համամասնական սիմվոլներով քարտեզի տեսակ է, որը քանակական տվյալները ներկայացնում է տարբեր չափերի սիմվոլներով (օրինակ՝ շրջաններ, քառակուսիներ կամ այլ ձևեր)։ Ի տարբերություն համամասն կետերով քարտեզի՝ աստիճանավորված նշաններով քարտեզում խորհրդանիշների չափերը բաժանվում են հստակ սահմանված դասերի՝ ոչ թե ճշգրտորեն համապատասխանեցվում են տվյալների արժեքներին։
Յուրաքանչյուր դաս համապատասխանում է տվյալների արժեքների մի շերտի, և նույն չափի նշանները ներկայացնում են տվյալների նույն շերտի արժեքները։ Օրինակ՝ նման քարտեզում կարող են օգտագործվել փոքր, միջին և մեծ շրջաններ՝ համապատասխանաբար փոքր, միջին և մեծ բնակչություն ունեցող քաղաքները ներկայացնելու համար։
Այս մոտեցումը պարզեցնում է քարտեզի ընթերցումը՝ միաժամանակ պահպանելով տվյալների հարաբերական տարբերությունները։
Սուզանավային մալուխներ, տարբերակված գույնով՝ ըստ դրանց տարիքի։
Քարտեզի մի տարբերակ աստիճանավորված գծերով (չնայած որ գծերը տարբերվում են գույնով, այլ ոչ թե հաստությամբ): Աղբյուր՝ Wendy Shijia Wang, 2021, https://wendyshijia.notion.site/Wendy-Shijia-s-Dataviz-Archive-6eea22aa2ca44198a06f329724204591
Թվաչափային և աստիճանավորված խորհրդանշաններով քարտեզները երկուսն էլ հիանալի միջոցներ են մեկ քանակական փոփոխականը հաղորդակցելու համար։
Գրաֆիկ քարտեզները (chart maps) միավորում են բազմաթիվ տվյալային չափումներ մեկ վիզուալ ներկայացման մեջ՝ օգտագործելով գծապատկերներ, ինչպիսիք են շրջանաձև դիագրամները, սյունակային գծապատկերները կամ վիճակագրությունից հայտնի այլ գրաֆիկական ձևեր։ Այս քարտեզները վիզուալ կերպով հաղորդում են բարդ տվյալների բազմությունները՝ ներկայացնելով բաժիններ, համեմատություններ կամ բաշխումներ բազմաթիվ փոփոխականների համար ուղղակի քարտեզի վրա։ Օրինակ, գրաֆիկ քարտեզը կարող է օգտագործել շրջանաձև դիագրամներ քաղաքների դիրքերում՝ ցույց տալու էներգիայի աղբյուրների հարաբերակցությունը (օրինակ՝ ածուխ, արևային, քամու) յուրաքանչյուր վայրում, կամ սյունակային գծապատկերներ՝ ցույց տալու տարեկան տեղումների քանակը մի քանի տարիների ընթացքում։
Եվրոպայի քարտեզ՝ ընտրված երկրներում սյունակային գծապատկերներով, որոնք պատկերում են հասարակության ներսում վստահության հարաբերակցությունը։ Այն բաժանված է երեք բաղադրիչի՝ արդարադատության նկատմամբ վստահություն, քաղաքականության նկատմամբ վստահություն և մարդկանց՝ իրար նկատմամբ վստահություն։ Աղբյուր՝ https://www.ferdio.com/en/nordic
Կետ քարտեզներ (Dot Maps)
«Քարտեզագրման հիմունքներ» դասընթացում հիշատակվել է Ջոն Սնոուի կետերով խոլերայի բռնկման քարտեզը՝ որպես ժամանակակից համաճարակաբանության հիմք։ «Կետային քարտեզները» թեմատիկ քարտեզների մի տեսակ են, որոնք կետեր են օգտագործում որևէ փոփոխականի տարածական բաշխումը պատկերելու համար։ Յուրաքանչյուր կետ համապատասխանում է քարտեզագրվող տվյալների որոշակի քանակությանը։ Մի կետը կարող է ներկայացնել մեկ միավոր դիտարկվող երևույթից, սակայն այն կարող է նշանակել նաև 10, 1 հազար, 1 միլիոն կամ տվյալ միավորների ցանկացած հարաբերակցություն։
«Կետային քարտեզները» հատկապես արդյունավետ են խտությունը կամ կենտրոնացումը ցուցադրելու համար, օրինակ՝ բնակչության բաշխումը, գյուղատնտեսական արտադրությունը կամ որոշակի իրադարձությունների տեղի նշումը։ Կետերի տեղադրումը կարող է լինել ճշգրիտ՝ արտացոլելով տվյալների ճշգրիտ աշխարհագրական դիրքերը, կամ մոտավոր՝ տարածվելով տարածքի վրա՝ հավաքական տվյալները ներկայացնելու համար։
«Կետային քարտեզները» տարբերվում են թեմատիկ այլ քարտեզներից, ինչպես օրինակ «քլորոպլետ» քարտեզներից, քանի որ վերջիններս ամփոփում են տվյալները նախապես սահմանված տարածքային միավորներում, մինչդեռ «կետային քարտեզները» շեշտում են առանձին դեպքերն ու բաշխումները՝ առաջարկելով ավելի մանրամասն և տեսողականորեն ընկալելի օրինաչափությունների ներկայացում։
Նիդեռլանդների քարտեզ, որտեղ պատկերված են հողմաղացներ և ջրաղացներ։ Գույնի միջոցով տարբերակվում է՝ աղացը դեռևս գոյություն ունի, թե արդեն վերացել է։ Յուրաքանչյուր աղաց ներկայացված է մեկ կետով։ Աղբյուր՝ Մասուդ Ղադերյան, 2024, LinkedIn-ի միջոցով։
Քարտոգրամներ (Cartograms)
Մինչ այժմ նկարագրված բոլոր քարտեզագրական պատկերավորման տեխնիկաները պահպանել են աշխարհագրական ձևերի սահմանները, որոնց ներսում պատկերվում է երևույթը։ Սա չի վերաբերում քարտոգրամ մեթոդին։ Քարտոգրամը թեմատիկ քարտեզի տեսակ է, որի մեջ աշխարհագրական տարածքների չափսերը աղավաղվում կամ վերաձևավորվում են որոշակի փոփոխականի ներկայացման նպատակով՝ իրական աշխարհագրական չափսերը պահպանելու փոխարեն։ Աղավաղումը համեմատական է ներկայացվող տվյալների հետ, օրինակ՝ բնակչություն, եկամուտ կամ ընտրությունների արդյունքներ։ Քարտոգրամները օգնում են ընդգծել տարածքային բաշխման և քարտեզագրվող փոփոխականի միջև եղած կապը՝ հաճախ ապահովելով տվյալների ավելի ինտուիտիվ ընկալում։
2020թ. ԱՄՆ նախագահական ընտրությունների համեմատություն՝ ներկայացված տարբեր պատկերավորման մեթոդներով։ Վերևի աջ կողմում՝ ավանդական խորոպլեթ քարտեզ՝ վարչական շրջանների մակարդակի տվյալներով, միջնամասում՝ քարտոգրամ՝ շառավղային աղավաղմամբ և տարածքի չափը համեմատական է նահանգի բնակչությանը։ Աղբյուր՝ https://worldmapper.org/us-presidential-election-2020/
Հաճախ հանդիպող քարտեզագրական սխալներ (Common Cartographic Mistakes)
Ճշգրիտ և արդյունավետ քարտեզների ստեղծումը պահանջում է տեխնիկական հմտությունների, մանրամասն ուշադրության և քարտեզագրական սկզբունքների հստակ ըմբռնման համադրություն։ Սակայն քարտեզներ կազմողները՝ ոչ միայն սահմանափակ փորձով կամ ուսուցմամբ, հաճախ սխալներ են անում, որոնք կարող են խեղաթյուրել կամ սխալ ներկայացնել ներկայացվող տվյալները։ Այս սխալները, լինի դիտավորյալ, թե ոչ, կարող են հանգեցնել շփոթմունքի, սխալ մեկնաբանման կամ նույնիսկ տեղեկատվության մանիպուլյացիայի՝ խափանելով քարտեզի նպատակը։ Քարտեզագրական տարածված սխալների մասին հրաշալի հրատարակություն է «Ինչպես ստել քարտեզներով» գիրքը՝ Մարկ Մոնմոնյեի կողմից։ Քարտեզ ստեղծողների կատարած հաճախակի սխալները ներառում են, սակայն սահմանափակ չեն՝
- Գույների չափից շատ օգտագործում․ չափից շատ գույների կամ տվյալների հետ ինտուիտիվորեն չկապված գույների օգտագործում, որը հանգեցնում է շփոթմունքի։
- Անհամապատասխան գունային գրադիենտներ․ գունային աստիճանի կիրառում, որը տրամաբանական չէ տվյալների համատեքստում (օրինակ՝ օգտագործել կարմիր գույն՝ ցածր արժեքների համար, իսկ կանաչ՝ բարձր արժեքների՝ այն դեպքում, երբ կարմիրը ենթադրում է վտանգ)։
- Անվերահսկելի համամասն նշանների օգտագործում․ սիմվոլների կիրառում, որոնք ճշգրիտ չեն տվյալների արժեքների համեմատ կամ չափազանցնում են չափերի տարբերությունները։
- Պատահական դասակարգման սահմաններ․ տվյալների պատահական կամ անհավասար դասակարգում խորոպլետ քարտեզներում, ինչը կարող է խեղաթյուրել տվյալների ընկալումը։
- Լեգենդի բացակայություն․ հստակ և ճշգրիտ լեգենդ չտրամադրելը, ինչը թողնում է դիտողին առանց սիմվոլները, գույները կամ սանդղակները հասկանալու հնարավորության։
- Քարտեզի չափազանց բարդացում․ չափից շատ տվյալների կամ ավելորդ շերտերի ներառում, որը ծանրաբեռնում է օգտատիրոջը և ծածկում է հիմնական ուղերձը։
- Չափից շատ պարզեցում․ կարևոր մանրամասների կամ համատեքստի հեռացում, որը կարող է մոլորեցնել դիտողին տվյալների բնույթի վերաբերյալ։
- Տարածքների աղավաղում` ոչ համապատասխան պրոեկցիաների կիրառմամբ․ քարտեզների պրոեկցիաների օգտագործում, որոնք խեղաթյուրում են չափերը կամ ձևերը, օրինակ՝ Մերկատորի պրոեկցիան՝ տարածքային վերլուծությունների համար՝ առանց այդ խեղաթյուրման ազդեցության բացատրության։
- Անհավասար տարածքային միավորներ․ տարբեր չափերի տարածքներում տվյալների համեմատում՝ առանց նորմալացման (օրինակ՝ բնակչության ընդհանուր թվաքանակ՝ բնակչության խտության փոխարեն)։
- Տվյալների ընտրովի մոտեցում․ տվյալների ընտրություն, որը աջակցում է որոշակի պատկերացման, միաժամանակ անտեսելով հակասող տեղեկատվությունը։
- Խաբուսիկ սիմվոլաբանություն․ միտումնավոր գույների, սիմվոլների կամ սանդղակների օգտագործում՝ որոշ տարածքների կամ միտումների չափազանցման կամ թերագնահատման նպատակով։
- Հնացած կամ սխալ տվյալների օգտագործում․ տեղեկատվության ցուցադրում, որը այլևս արդիական չէ կամ պարունակում է սխալներ։
- Տվյալների աղբյուրի արժանահավատության անտեսում․ հեղինակավոր տվյալների աղբյուրների օգտագործման բացակայությունը կամ դրանց ճշգրտության չվավերացումը կարող է հանգեցնել սխալ պատկերացման կամ ապատեղեկատվության։
Refer to chapter Cartographic Visualization Techniques I to understand how a symbology of a layer can be adjusted in QGIS.
Թեմատիկ քարտեզների ստեղծումը QGIS-ում (Creating thematic maps in QGIS)
Անցեք «Քարտեզագրական վիզուալիզացիայի տեխնիկաներ I» բաժին՝ հասկանալու համար, թե ինչպես կարելի է փոփոխել շերտի սիմվոլիկան QGIS-ում։
QGIS-ի Layer Styling վահանակը շատ հարմար է թեմատիկ քարտեզի նախապատրաստման համար։ Սակայն տվյալ նպատակին համապատասխան աշխարհագրական տվյալներ ունենալը չափազանց կարևոր է։ Եթե աշխարհագրական տվյալները չեն պարունակում անհրաժեշտ տեղեկատվություն հատկանիշների աղյուսակում կամ եթե այդ տվյալները պատշաճ ձևաչափով չեն, ապա ցանկալի քարտեզ ստեղծելն անհնար կլինի, կամ այն կարող է փոխանցել մոլորեցնող հաղորդագրություն։
Եթե առկա է պոլիգոնների վեկտորային շերտ, որը պարունակում է քանակական հատկանիշ, ապա այդ շերտը կարելի է ներկայացնել որպես քորոպլետ քարտեզ։ Քանակական հատկանիշ կարող է լինել, օրինակ՝ կիրառված պարարտանյութի քանակը, արոտավայրում եղած կենդանիների թիվը կամ դաշտի բերքատվությունը։ Նախ, կարևոր է ստուգել, որ հատկանիշների սյունակի արժեքները հարաբերական են պոլիգոնների մակերեսի նկատմամբ։ Եթե հարաբերական չեն, ապա պետք է դրանք համապատասխանեցնել։ Նորմայվորված արժեքները կարող են լինել՝ «պարարտանյութ՝ մեկ քառ. մետրի վրա», «կենդանիներ՝ մեկ հեկտարի վրա» կամ «բերքատվություն՝ մեկ հեկտարի վրա»։ Նորմայավորված արժեքների հաշվարկը կարելի է կատարել՝ բաժանելով բացարձակ արժեքը պոլիգոնի մակերեսի վրա։ Նորմայավորված արժեքը սովորաբար պահպանվում է որպես նոր սյունակ հատկանիշների աղյուսակում։ Բացարձակ արժեքների ցուցադրումը կարող է մոլորեցնող լինել, քանի որ մեծ տարածքներն արդեն իսկ կարող են մեծ քանակությամբ տվյալներ պարունակել (օրինակ՝ բերք կամ կենդանիներ)։
Պոլիգոնների շերտը, որը պարունակում է Նորմայավորված քանակական հատկանիշ, կարելի է ձևավորել որպես քորոպլետ քարտեզ՝ Layer Styling վահանակում։ Վահանակում սիմվոլիկան պետք է փոխել Single Symbol-ից՝ Graduated։ Այնուհետև պետք է ընտրել համապատասխան սյունակը և գունային սանդղակը։ Երբ հատկանիշային սյունակը դասակարգվում է, պոլիգոնների գույները քարտեզում փոխվում են։ Երբեմն օգտակար է նաև փոխել դասակարգման մեթոդը (օրինակ՝ Pretty Breaks, Equal Interval, Standard Deviation և այլն) կամ դասերի քանակը՝ կախված տվյալների իրական արժեքներից։
«yield_ha» հատկանիշային սյունակի հիման վրա «Graduated» սիմվոլիկայով քորոպլետ քարտեզի ստեղծում՝ դասակարգված 5 դասի մեջ, որոնցից յուրաքանչյուրը ունի կանաչ գույնի տարբեր երանգ։