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時空資料可視分析與可視化讀書筆記

地圖投影方法

等角度:投影面上任何點上兩個微分線段組成的角度投影前後保持不變,如:墨卡托投影。

等面積:地圖上任何圖形面積經主比例尺放大以後與實地上相應圖形面積大小保持不變,如:亞爾勃斯投影。

等距離:在标準經緯度上無長度變形,地圖上任意一點沿經度線到投影原點距離不變,如:方位角投影。

點資料可視化

通過地理空間中離散的點進行可視化是最基本的一種方法,但其不具備尺寸大小。用 大小/顔色/圖示/符号/向量型箭頭 等視覺元素進行可視化:

存在問題:由于資料分布不均,容易導緻在資料密集區域出現大量的資料互相遮蓋現象。為了解決這個問題,一類方法是對區域做網格化處理,在每個網格内統計相關資料,利用三維柱狀圖進行顯示;另一類則是将三維柱狀圖改成劃分出的正交網格,然後用顔色來表示統計資料,例如六邊形蜂窩狀切割。

在除了離散資料之外,還有一種方法可以使可視化粒度更細,使提供的資訊更完整,例如熱力圖。通過合适的重建或插值算法将資料轉成連續的形式呈現。

事實上,繪制每個資料點能讓可視化展現更多的細節,假設某個場景下對資料中每個點的關注要大于顯示的統計資料,那麼這時候需要通過調整資料點的位置來解決重疊的問題。最常見的方法是将重疊的點在一個目标位置周圍的小範圍内随機移動,如pixelmap算法 143;

線可視化

線資料通常指連接配接兩個或多個地點的線段或路徑。線資料具有長度屬性。線資料繪制時,通常可以結合顔色、線的類型和寬度、标注等資料屬性。線資料中值得關注的一個問題是,如何減少重疊和交叉的相關算法。

一種簡化算法是将大量的線條聚類并簡化為若幹線束來展示,例如aaron koblin的美國國内飛機航線的可視化,不同顔色表示不同型号,透明度表示航班的數量。

海量資料線可視化除了要解決視覺複雜度之外,對計算能力也是非常大的挑戰,對資料做适當的抽象和聚合可緩解問題。

facebook friendship, 通過從黑色到藍色到白色之間的不同顔色來表示兩地之間的好友關系,所有資料基于城市進行了聚合。

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除此外,在大量線條重疊和交叉阻礙資訊檢索的效率時,可以通過連線綁定技術改變連線布局進而降低視覺複雜度,這樣的圖可以看成流程圖和地圖的結合,稱為流型圖(flow map)。

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法國葡萄酒出口圖

基于此,phan等人提出了自動繪制和優化流型圖的算法flow_map_layout。其中主要兩個步驟是計算連線綁定好優化連線布局。

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區域資料可視化

區域資料包含了比點資料和線資料更多的資訊,最常用的是采用顔色來表示這些屬性的值。

地理資訊可視化應用

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其他可視化展現形式

<a href="http://karstenahnert.com/gp/">visualizing a genetic algorithm</a>

<a href="http://karstenahnert.com/gp/">global landscapes initiative – excess nitrogen</a>

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城市研究資源

<a href="https://www.beijingcitylab.com/">bcl</a>

<a href="https://www.smartcity-buaa.org/">beihang interest group on smartcity (bigscity)</a>

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本文未做明确引述來源的文字部分來源于《資料可視化》一書。本文配圖均源自上下文連結網站的螢幕截圖、相關網址中youtube連結截圖以及文章配圖。

本文作者:hijiangtao

來源:51cto

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