|
|
Vizualizace interakčních dat Jiří Hermann AbstractIn standard equipment of common GIS product are not any possibilities for visualization of interactive data. The goal of this work is enrich current situation with new possibilities of visualization interactive data. AbstraktVe standardní výbavě běžných programových produktů pro budování GIS nejsou k dispozici vhodné nástroje pro vizualizaci interakčních dat. Cílem této práce je obohatit stávající situaci novými možnostmi vizualizace aplikovatelnými na interakční data. ÚvodVizualizace dat pomocí počítačů je obecně množina metod a postupů, které mají umožnit samotnou vizualizaci dat a dále manipulaci s těmito daty, s cílem zlepšit jejic čitelnost, odhalit nebo ukázat neočekávané vztahy, vazby nebo charakter chování těchto dat. Účinnost této vizualizace závisí na celé řadě faktorů, jakými jsou dostupné programové prostředky, metody a postupy. Vizualizace se stává velice mocným nástrojem umožňujícím analyzovat mnohdy abstraktní a rozsáhlé datové soubory často s důležitými a neočekávanými výsledky. Většina prostorových dat, s kterými se setkáváme v GIS, je lokalizována k jednomu bodu či místu. Interakční data se však nevztahují k jedinému místu, ale jsou právě charakteristická tím, že se uskutečňují formou „toků“ mezi prostorově odlišnými místy Interakční data pak mohou být představována toky lidí, výrobků, služeb, atd. mezi zdrojovými a cílovými místy. Ve standardní výbavě běžných programových produktů pro budování GIS však nejsou k dispozici vhodné nástroje pro vizualizaci interakčních dat. Interakční dataInterakční data představují toky lidí, výrobků, služeb atd. mezi zdrojovými a cílovými místy. Pro interakční data je právě charakteristické, že se odehrávají mezi prostorově odlišnými místy a nevztahují se k jednomu bodu. Místa nemusí být vždy reprezentována pouze body, ale také liniemi či polygony. Nejobvyklejší jsou však body. Všechny níže studované programy (včetně mého) pracují pouze s daty, kde jsou místa reprezentována body. K popisu takových dat obvykle potřebujeme množinu bodů, zastupujících zdrojová a cílová místa a samotné toky odehrávající se mezi těmito místy. S interakčními daty se můžeme setkat v rámci zdravotních studií, znázorňujících dojížďku pacienta do nemocnice, v ekonomických studiích zabývajících se obchodem s komoditami, chováním zákazníka, v dopravních studiích o hustotě dopravy, počtu cestujících, v sociálních studiích, v oblasti přírodovědy (migrace živočichů, rozptyl rostlin), v oblasti životního prostředí (např. přenos a šíření znečištění) a v celé řadě dalších případů, kde dochází k pohybu ve smyslu interakčních dat. S interakčními daty se můžeme setkat v různých podobách. Jedním ze způsobů uložení interakčních dat je forma interakční matice (Tab.1). Tento způsob uložení však není při použití relačního datového modelu vhodný pro zpracování na počítači, ale je vhodný pro účely prezentací jako příhodný doplněk mapových výstupů, kdy je možné vcelku jednoduše vyhledat potřebnou informaci. Za účelem zpracování interakčních dat na počítači se zavádí vhodnější způsob uložení s využitím relačního datového modelu. Možný datový model je zobrazen na Obr.1. V tabulce Místa jsou uloženy identifikátory míst a jejich poloha v 2D prostoru párem souřadnic. V tabulce Toky je uvedena velikost toku, zdrojové a cílové místo, které musí být totožné s identifikátorem v tabulce Místa. Obr č. 1 Interakční matice Obr č. 2 Relační forma uložení interakčních dat Metody vizualizace interakčních datKartografie používá k vizualizaci interakčních dat liniových kartodiagramů. Kartodiagram je mapa s dílčími územními celky, do kterých jsou diagramy znázorněná statistická data (absolutní hodnoty), většinou geografického charakteru [13]. Ostatní prvky na mapě (hranice, vodstvo, komunikace) jsou obvykle potlačeny, generalizovány, aby nebyl zastíněn původní záměr autora kartodiagramu - informovat čtenáře o kvantitě jevu. Liniovým kartodiagramem lze ukázat dvě základní informace o jevu, a to směr jevu a velikost jevu. Kaňok [13] rozlišuje liniové kartodiagramy vektorové a stuhové. Kartodiagramy vektorovéVektorové kartodiagramy jsou typické svým počátečním bodem, směrem a délkou vektoru. Dělí se na:
Kartodiagramy stuhovéStuhové kartodiagramy zachovávají reálný průběh čar a ukazují i podíly přemísťované kvantity jevu. Velikost jevu (toku) je vyjádřena celkovou šířkou stuhy. Od kartodiagramů vektorových se liší tím, že směr linie znázorňující průběh toku se mění. Rozeznáváme:
Programy umožňující vizualizaci interakčních datJedním z úkolů diplomové práce bylo provést průzkum dostupných programových prostředků pro vizualizaci interakčních dat, který měl za cíl:
Nalezl jsem dva programy, Flowmap [7] a DiagramWizard [9]. Celkové hodnocení programu FlowmapProgram Flowmap umožňuje vytvářet pouze jednoduché vektorové a stuhové kartodiagramy. Kvůli absenci možnosti vykreslovat obousměrné toky ho nelze použít tam, kde takovéto toky potřebujeme vizualizovat. Vykreslení toků je možné provést pouze dvěma základními symboly bez možnosti volit seskupení výsledných symbolů.Programu chybí další funkce pro dotvoření a práci s mapou, což je dáno tím, že program není skutečným produktem pro budování GIS. Program sám, také díky poměrně zdlouhavému převodu do jiných GIS produktů, zřejmě nenajde při vizualizaci interakčních dat velkého rozšíření. Celkové hodnocení programu DiagramWizardProgram DiagramWizard je vhodný pouze k tvorbě jednoduchých vektorových a liniových kartodiagramů, kde není nutné pracovat s obousměrnými toky mezi zdrojovým a cílovým místem. Neusnadňuje uživateli práci s velkými datovými soubory a nechává tak přípravu podmnožin dat zcela mimo program, bez podpory další funkce. Díky omezeným výrazovým prostředkům a nedostatečné podpoře uživatele, zřejmě najde uplatnění pouze v případě jednoduchých aplikací. Program VIDPo vyzkoušení programů Flowmap a DiagramWizard jsem zjistil, že ani jeden z těchto programů neumožňuje vytvářet více než jen jednoduché vektorové a stuhové kartodiagramy. Ani jeden z programů nebyl schopen realizovat obousměrné i další složitější varianty kartodiagramů způsobem, který by umožňoval bezproblémovou čitelnost. Proto jsem se rozhodl pro návrh vlastního řešení, které by dávalo uživateli i tyto možnosti. Program jsem se rozhodl realizovat formou programové extenze pro ArcView GIS. Program jsem realizoval v mateřském jazyce ArcView GIS Avenue. Tento jazyk je součástí ArcView GIS a umožňuje uživateli programovat vlastní aplikace uvnitř ArcView. Obr č. 3 Vstupní formulář programu VID Obr č. 4 Ukázkavýstupu programu VID, frekvence cestujících v linkách ČSAD ZávěrJak jsem napsal výše, v nabídce standardních funkcí produktů pro budování GIS chybí možnosti pro vizualizaci interakčních dat. Přesto existují produkty a extenze, které tuto vizualizaci umožňují. Jedním z těchto programů je také program VID navržený během této práce. Zdrojová práce viz [5]. Literatura
|
Copyright (C) VŠB - TU Ostrava,
Institut geoinformatiky, 2001-3. Všechna práva vyhrazena. |