Mappa di flusso - Flow map

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Charles Joseph Minard mappa dell'invasione francese del 1812 della Russia .

Una mappa di flusso è un tipo di mappa tematica che utilizza simboli lineari per rappresentare il movimento. Può quindi essere considerato un ibrido tra una mappa e un diagramma di flusso . Il movimento che viene mappato può essere quello di qualsiasi cosa, comprese le persone, il traffico autostradale, i beni commerciali, l'acqua, le idee o persino i dati delle telecomunicazioni. L'ampia varietà di materiale in movimento e la varietà di reti geografiche attraverso cui si spostano, ha portato a molte strategie di progettazione differenti. Alcuni cartografi hanno esteso questo termine a qualsiasi mappa tematica di una rete lineare , mentre altri ne limitano l'uso a mappe che mostrano specificamente movimenti di qualche tipo.

Molte mappe di flusso utilizzano la larghezza della linea proporzionale alla quantità di flusso, rendendole simili ad altre mappe che utilizzano la dimensione proporzionale , inclusi i cartogrammi (alterazione dell'area della regione) e simboli di punti proporzionali.

Storia

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Mappa del 1838 del traffico merci pre-ferrovia in Irlanda, una delle prime mappe tematiche a utilizzare simboli proporzionali.

La prima mappa conosciuta per rappresentare visivamente il volume del flusso erano due mappe dell'ingegnere Henry Drury Harness, pubblicate nel 1838 come parte di un rapporto sul potenziale per la costruzione di ferrovie in Irlanda , che mostrava la quantità di traffico merci su strada e canale. Negli anni successivi, altri sperimentarono la tecnica in Europa, fino a quando non fu padroneggiata da Charles Joseph Minard .

Durante gli anni 1850 e 1860, Minard pubblicò quarantadue mappe di flusso su un'ampia varietà di argomenti tra i suoi cartes figurativi . Tra questi vi è la sua mappa del 1869 dell'invasione francese della Russia nel 1812-1813 , che è stata definita "il miglior grafico statistico mai disegnato". Molte delle mappe di Minard utilizzano tecniche di progettazione che devono ancora essere migliorate, anche nell'era della computer grafica.

Durante gli anni '80, Waldo Tobler condusse esperimenti per creare mappe di flusso tramite computer. Le prime mappe generate al computer non erano all'altezza degli standard Minard, ma il sistema informativo geografico (GIS) e il software grafico hanno migliorato la capacità di progettare mappe di flusso.

Fenomeni di flusso

Dal 1830 è stata creata un'ampia varietà di mappe di flusso, che mostrano il movimento in molte forme. Secondo Eduard Imhof , una mappa di flusso può rappresentare diversi aspetti dei fenomeni che si muovono e delle reti lungo le quali si muovono; ha elencato quanto segue:

  • Origine e destinazione : "da dove e dove si muove qualcosa?"
  • Percorso : "Lungo quale linea avviene il movimento?" Questo può essere rappresentato in modo preciso, generalizzato o solo nella forma schematica di linee rette
  • Tipo di movimento : "cosa viene spostato?" Questa categoria nominale potrebbe includere variabili come il prodotto spedito da un punto a un altro, la modalità di trasporto veicolare o la temperatura dell'acqua in una corrente oceanica.
  • Quantità di movimento : "quanto viene spostato? La quantità dell'oggetto trasportato cambia costantemente (gradualmente) o per fasi?" Questa sarà una variabile di rapporto non negativa , come i veicoli al giorno, il numero totale di migranti o il flusso d'acqua in piedi cubi al secondo. Alcune mappe di flusso rappresentano la capacità di flusso piuttosto che il volume di movimento effettivo, come la larghezza di banda delle telecomunicazioni.
  • Direzione del movimento : "in quale direzione, o in entrambe le direzioni, si muove qualcosa?" Questo è spesso mostrato dalle frecce
  • Velocità del flusso : "A quale velocità o in quanto tempo si muove qualcosa?" Questa è una variabile di rapporto simile, ma distinta dalla quantità di movimento. Un esempio potrebbe essere la rappresentazione dei livelli di traffico autostradale utilizzando la velocità media del veicolo o la velocità del vento.

Questi non sono tipi distinti di mappe; una mappa di flusso può rappresentare uno qualsiasi di tutti questi aspetti contemporaneamente.

I tipi di fenomeni che sono stati oggetto di mappe di flusso sono molteplici. Gli argomenti relativi alla geografia umana includono: migrazione , viaggi , commercio internazionale , logistica , servizi pubblici (acqua, fognature, elettricità, telecomunicazioni) e traffico , tra gli altri. Altri si riferiscono alla geografia fisica : flusso di corrente , vento , migrazione della fauna selvatica , ecc.

Tipi di mappe di flusso

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Mappa del flusso origine-destinazione di tutte le rotte delle compagnie aeree commerciali passeggeri al 2014. Il giallo più luminoso rappresenta una maggiore densità di rotte aeree.

La varianza delle mappe di flusso nell'argomento e l'importanza relativa degli aspetti di flusso di Imhof, ha portato a una serie di strategie di progettazione. In una tesi del 1987, Mary Parks ha identificato diversi tipi distinti di mappe di flusso, che sono state ampiamente citate anche se il suo elenco non era completo e altri sono inclusi qui. Questi tipi sono prototipi; le mappe reali possono combinare alcuni aspetti di diversi tipi.

Mappa origine-destinazione

In questa tipologia, l'intento primario è quello di mostrare l'esistenza di una connessione tra due luoghi, spesso accompagnata da una rappresentazione del volume del flusso e / o della direzione. Il percorso generalmente non è importante per il pubblico, quindi le linee di collegamento sono spesso diritte o leggermente curve. Un esempio comune di questo modulo è la mappa del percorso della compagnia aerea. I parchi hanno distinto le mappe radiali (provenienti da un'unica origine o destinazione) dalle mappe di rete (che interconnettono un numero di nodi), ma questa è una differenza nel modello geografico; il design è molto simile per entrambi i tipi.

Le mappe origine-destinazione hanno un design unico incentrato sulla forma schematica delle linee di collegamento. Le linee rette sono facili da disegnare, ma possono causare problemi, soprattutto quando le linee più lunghe e le linee più corte sono allineate, oscurandosi a vicenda e le rispettive destinazioni. Possono anche avere un aspetto casuale. Per questi motivi, le linee curve, tipicamente archi circolari, sono preferite in quanto più esteticamente gradevoli. Hanno anche la possibilità di essere regolati per evitare linee e punti intermedi. I primi algoritmi di generazione automatica delle linee erano tipicamente linee rette, ma gli algoritmi recenti sono riusciti a creare linee curve.

Mappa di distribuzione

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La mappa di Charles Joseph Minard delle esportazioni di vino francesi per il 1864, un primo esempio di mappa del flusso di distribuzione.

Questo tipo è esemplificato da un'attenzione equilibrata sui nodi origine-destinazione, le rotte di viaggio tra di loro (di solito altamente generalizzate) e il volume del flusso. L'esempio più comune, risalente a Minard, è una mappa che mostra la navigazione tra un insieme di regioni nodo o città portuali, lungo rotte marittime comuni . In una mappa di distribuzione, i percorsi lasciano l'origine con una larghezza proporzionale al totale di diverse destinazioni, quindi si dividono come percorsi "distribuiti" verso ciascuna destinazione.

La progettazione delle mappe di distribuzione richiede una certa cura e abilità nel disegnare le linee di flusso in modo che si dividano con larghezze adeguate e con angoli di curvatura regolari. Gli esperimenti di calcolo hanno mostrato il potenziale per generarli automaticamente, ma oggi la maggior parte viene disegnata in modo semi-manuale utilizzando GIS e software di grafica.

Mappa del percorso di rete

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Una tipica mappa schematica dei trasporti è una forma semplice di mappa del percorso di rete, con particolare attenzione alle rotte di transito altamente generalizzate

Questo tipo di mappa di flusso risale originariamente alla mappa di Harness in Irlanda. Si concentra maggiormente sulle rotte della rete rispetto ai suoi nodi di origine / destinazione. I percorsi possono essere precisi o altamente generalizzati (come in molte mappe di transito ) e possono rappresentare o meno la quantità o la velocità del flusso. Un esempio comune è una mappa del traffico autostradale .

Mappa del flusso continuo / massico

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Una mappa del 1943 delle correnti oceaniche utilizzando la tecnica streamline. Notare l'uso del colore per distinguere le correnti calde e fredde.

Non tutto il flusso avviene lungo reti lineari; Possono fluire anche masse bidimensionali e tridimensionali, in particolare acqua (es. corrente oceanica ) e aria ( vento ). Il loro movimento può essere modellato come un campo vettoriale , in cui l'ampiezza e la direzione del movimento possono essere misurate in qualsiasi punto dello spazio. Nell'elenco di Imhof sopra, una mappa che lo visualizza, spesso chiamata mappa del flusso di massa o mappa del flusso continuo , si concentra sulla direzione e sulla velocità del flusso, mentre altri aspetti come l'origine / destinazione e il percorso di viaggio sono in gran parte privi di significato.

Nel 1688, Edmund Halley mappò gli alisei utilizzando una serie di brevi segmenti di linea orientati nella direzione del flusso d'aria. Nelle mappe meteorologiche dell'inizio del XX secolo , questa tecnica è stata elaborata in picchi di vento , simboli complessi utilizzati per indicare la velocità del vento e la direzione. Vettori unitari e streamlet sono stati proposti come termine generale per simboli di flusso basati su punti, ma nessuno dei due è ampiamente utilizzato. Questi possono essere facilmente generati da algoritmi informatici, in particolare utilizzando dati GIS raster o dati di punti campione (ad esempio, stazioni meteorologiche). Questo approccio è più simile a simboli di punti proporzionali che a una tipica mappa di flusso.

Un'altra opzione di visualizzazione per i campi vettoriali consiste nel disegnare linee di flusso , che collegano i punti che fluirebbero l'uno nell'altro; questo è stato comunemente usato per rappresentare le correnti oceaniche dall'inizio del XIX secolo. Tra gli algoritmi informatici di Tobler del 1981 c'erano modelli di campi vettoriali per generare "linee di striscia" e il lavoro successivo ha migliorato i risultati.

Ridimensionamento del peso

La tecnica più comune per visualizzare la quantità o la velocità del flusso è attraverso la variabile visiva delle dimensioni, in particolare lo spessore della linea (solitamente misurato in punti o millimetri). Detto questo, la dimensione è molto più intuitiva per la quantità totale, quindi anche altre variabili visive (come la tonalità del colore o il valore del colore ) possono essere considerate per la velocità. I seguenti metodi per determinare gli spessori di linea sono molto simili ai metodi di ridimensionamento per le mappe di simboli proporzionali .

Il metodo più comune consiste nel calcolare il peso di una data linea w in proporzione diretta al valore della quantità v , sulla base di un peso selezionato arbitrariamente w 0 per un valore di base selezionato v 0 (spesso ma non necessariamente il valore minimo):

Ciò aiuta i lettori a formulare giudizi intuitivi sui rapporti di valore relativi basati su pesi relativi; una linea spessa il doppio di un'altra rappresenta il doppio del valore. Tuttavia, quando c'è un livello molto alto di variazione tra i valori più alti e più bassi (generalmente più di 25: 1, sebbene ciò dipenda dalla geografia della rete di flusso e dal design), la mappa risultante può essere problematica, con schiacciante linee spesse e linee sottili quasi invisibili. Un'alternativa in questo caso è impostare i pesi minimo e massimo ( w max e w min ) ed eseguire l'interpolazione lineare tra di loro, anche se questo elimina la capacità di giudicare intuitivamente i rapporti di peso:

Una terza alternativa consiste nell'usare semplicemente pesi ordinali (spesso, medio, sottile, ecc.) Per rappresentare una variabile ordinale o una variabile quantitativa che è stata classificata (spesso chiamata range grading in questo contesto). Ciò perde anche la capacità dei lettori di giudicare intuitivamente le differenze di valore, ma ha il vantaggio della semplicità generale.

Per tutti questi tipi di ridimensionamento, la legenda mostra in genere un set campione di spessori di linea con i rispettivi valori, in modo simile alla legenda di una mappa di simboli proporzionali .

Altri tipi di diagrammi di flusso

Articolo principale: diagramma di flusso
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Una mappa di flusso non cartografica che mostra le percentuali relative di gittata cardiaca erogata ai principali sistemi di organi

Oltre alle mappe di flusso nella cartografia ci sono molti altri metodi per visualizzare il flusso non geografico:

Guarda anche

Riferimenti


link esterno