다변량 지도

Multivariate map
미국의 흑인(파란색)과 히스패닉(빨간색) 인구를 비교한 바이바리테 초르플레스 지도, 2010년 인구조사; 보라색의 색조는 두 그룹의 상당한 비율을 보여준다.

이변량 지도 또는 다변량 지도는 서로 다른 기호 집합을 조합하여 한 지도에 두 개 이상의 변수를 표시하는 주제 지도의 일종이다.[1] 각 변수는 초로음, 카토그램 또는 비례 기호와 같은 표준 주제 지도 기법을 사용하여 표현된다. 그것들은 같은 종류이거나 다른 종류일 수 있으며, 그것들은 지도에서 별도의 층에 있거나, 단일 다변량 기호로 결합될 수 있다.

다변량 지도의 일반적인 목적은 변수 사이의 통계적 또는 지리적 관계를 시각화하는 것이다. 해당 일변량 지도의 좌우 비교보다 변수 간 관계를 더 효과적으로 드러낼 수 있는 잠재력이 있지만, 기호와 패턴이 너무 복잡해 쉽게 이해할 수 없을 때 '인지 과부하'의 위험성도 안고 있다.[2]: 331

역사

찰스 조셉 미너드가 1858년 파리에서 소비할 고기를 공급한 부서를 나타내기 위해 명목상의 초인종을 사용한 다변량 지도는 그 고기의 상당한 양을 나타내는 비례적 원을 나타내며, 파이 차트와 함께 그것을 쇠고기(검은색), 송아지(빨간색), 양고기(녹색)의 상대적 비율로 나눈다.

산업 초기(1830~1860년)에 다변량 지도가 처음 등장하면서 전반적으로 주제 지도가 나타나기 시작했다. 1838년 헨리 드루리 하니스가 아일랜드 철도 보고서를 위해 제작한 지도 책자에는 도시 인구를 비례 상징으로, 철도 교통량을 플로우 맵으로 동시에 보여주는 것이 포함되어 있다.[3][4]

찰스 조셉 미너드는 1850년대와 1860년대 동안 여러 변수를 결합한 시각화를 만드는 데 명인이 되었으며, 종종 초인종, 유량선, 비례 기호, 통계 차트를 혼합하여 복잡한 이야기를 시각적으로 들려준다.[5]

다변량 주제 지도는 20세기 중반부터 다시 출현하는 것을 발견했는데, 이는 지리학의 과학적인 변화와 일치한다. 조지 F. Jenks는 1953년에 이바리테 도트 밀도 지도를 도입했다.[6] 최초의 현대 바이바리테 초로프 지도는 1970년대에 미국 인구조사국에 의해 출판되었다.[7] 그들의 종종 복잡한 여러 색의 패턴은 그 이후로 찬사와 비판을 받았으나 효과적인 디자인 [8]기법을 발견하기 위한 연구로 이어졌다.[9][10]

1980년대부터 지리정보시스템(GIS)을 포함한 컴퓨터 소프트웨어는 다변량 지도의 설계와 생산을 촉진했다.[11] 실제로 2020년 에스리의 아크지스 프로에 이바리테이트 초로프 지도를 자동으로 생성하는 도구가 도입됐다.

방법들

개별 변수를 동시에 매핑할 수 있는 방법은 다양하며, 일반적으로 다음과 같은 몇 가지 접근방식에 속한다.

다층 테마 지도로, 소수 비율을 초로, 가족 크기를 비례 상징으로 표시
  • 다층 테마 맵은 다양한 테마 맵 기법을 사용하여 변수를 별도의 맵 레이어로 표현한다. 한 가지 변수를 초인종 지도로 보여주는 것이 한 예일 것이며, 다른 변수는 초인종 위에 비례 기호로 표시된다.
  • 상관 기호 지도는 두 변수의 상대적 조합을 표시하도록 설계된 동일한 시각 변수를 사용하여 동일한 주제 지도 계층에 있는 두 개 이상의 변수를 나타낸다.
    • 이바리테 초로프 지도는 상관관계 기호의 가장 흔한 유형이다. 대조적이지만 무료한 색상은 일반적으로 사용되므로, 빨간색+파란색=보라색 등 두 가지 원래의 색상을 "사이에" 조합한 것으로 직관적으로 인식된다.[10] 지도에 세심하게 설계된 전설과 그 기법에 대한 설명이 포함되어 있다면 그것들은 더 쉽게 사용될 수 있는 것으로 밝혀졌다.[12] 일반적인 범례 전략은 2차원 매트릭스로, 각 상자가 변수의 고유한 관계를 나타내는 작은 상자로 나뉜다.
    • 다변량 도트 밀도 지도는 전형적으로 전체 모집단의 개별 부분군을 나타내는 각 구역에서 서로 다른 색의 점들을 혼합한다.[6]
  • 다변량 기호 지도는 각 변수에 대해 구별되는 시각적 변수를 사용하여 동일한 주제 지도 계층에 있는 둘 이상의 변수를 나타낸다.[2]: 337 [13] 예를 들어, 도시의 층은 전체 인구를 나타내는 비례 크기의 원과 명목상의 초인종 지도와 같은 전력의 지배적인 공급원 유형을 나타내는 각 원의 색조로 상징될 수 있다.
    • 카토그램은 변수에 따라 일련의 구역의 크기와 모양을 왜곡하지만 각 구를 그릴 때 사용하는 기호를 지시하지는 않는다. 따라서 그들을 초인종 지도로 상징하는 것이 일반적이다.
    • 차트 맵은 통계적 차트(흔히 파이 차트 또는 막대 차트)로 각 지리적 형상을 나타내며, 여기에는 여러 변수가 포함될 수 있다. 각 차트는 일반적으로 총계에 비례하여 그려지며, 다변량 기호가 된다.
    • 체르노프 얼굴은 1970년대부터 지도에 가끔 사용되어 왔으며, 일반적으로 실험적인 상황에 처해 있다.[14][15] 이 기법은 얼굴 표정에서 의미를 해석하는 선천적인 인간 경험을 활용하기 위해 다양한 얼굴 형상이 왜곡되어 얼굴처럼 보이는 복잡한 포인트 기호를 구성한다. 실험 결과는 대체로 엇갈렸으며, 이 기술은 지금까지 큰 인기를 얻은 적이 없다.[13]
  • 작은 배수는 일련의 작은 지도로, 격자 또는 배열로 배열되어 있으며, 각 지도는 동일한 공간에 걸쳐 서로 다른 (그러나 관련될 수 있는) 변수를 보여준다.[16] 이것은 별도의 지도 집합이기 때문에 기술적으로 다변량 지도가 아니라는 주장이 제기되어 왔으나, 같은 목적을 달성하기 위한 것이기 때문에 여기에 포함되어 있다.[1]

장점과 비판

비례와 도표 기호를 조합한 2016년 미국 대선의 다변량 기호 지도
2010년 인접한 미국의 아프리카계 미국인(파란색)과 라틴계(빨간색) 인구의 분포를 보여주는 이바리산 도트 밀도 지도.

다변량 주제 지도는 복잡한 데이터에서 복잡한 지리적 패턴을 발견하는 데 매우 효과적인 도구가 될 수 있다.[1] 잘 실행될 경우 변수 간의 관련 패턴은 별도의 주제 맵을 비교하는 것보다 다변량 맵에서 더 쉽게 인식될 수 있다.

이 기법은 변수의 지리적 패턴이 명확할 때, 예를 들어 공간적 자기 상관의 정도가 높기 때문에 그 사이에 점진적인 변화가 있는 유사한 외형의 큰 지역이나, 두 변수 사이에 일반적으로 강한 상관관계가 있을 때 가장 잘 작용한다. 명확한 패턴이 없다면, 지도는 무작위 기호의 압도적인 조합이 될 수 있다.

두 번째 문제는 기호가 잘 조화되지 않을 때 발생한다. 게슈탈트 심리학에 맞추어 지도 판독기가 각 변수의 패턴을 독립적으로 분리할 수 있을 뿐만 아니라 서로 비교할 수 있을 때 다변량 지도가 가장 효과적일 것이다. 이것은 지도 기호가 그룹화의 게살트 원리를 따를 때 발생한다. 반대로 스스로 효과적이지만 잘 작동하지 않는 주제 기호 전략을 선택할 수 있는데, 그 아래 초인종 지도를 흐리게 하는 비례점 기호나, 비침습적 혼합색을 만드는 염색을 이용한 이바리테 초인종 지도 등이 그것이다.

세 번째 문제는 지도, 또는 심지어 하나의 기호가 너무 많은 변수로 과부하되어 효율적으로 해석될 수 없을 때 발생한다.[17] 체르노프의 얼굴들은 종종 이런 효과로 비난을 받아왔다.

따라서, 많은 다변량 지도가 기술적으로는 인상적이지만 실제로는 사용할 수 없는 것으로 밝혀졌다.[13] 이것은 지도 제작자가 자신이 설계한 다변량 지도가 실제로 효과적인지 여부를 비판적으로 평가할 수 있어야 한다는 것을 의미한다. 또한 경우에 따라 지도가 특정 다변량 데이터 집합을 연구하는 데 가장 적합한 도구가 아닐 수 있으며, 클러스터 분석과 같은 다른 분석 방법이 더 계몽적일 수 있다는 제안도 제기되었다.[2]: 344

참고 항목

참조

  1. ^ a b c 넬슨, J(2020). 다변량 매핑. 지리 정보 과학 기술 지식 기관 (1/4분기 2020년판), 존 P. 윌슨(에드). DOI: 10.224/기스토복/2020.1.5
  2. ^ a b c T. Slocum, R. McMaster, F. Kessler, H. Howard(2009). 주제 지도학 및 지리학, 제3의 Edn. Pearson 프렌티스 홀: NJ, 어퍼 새들 리버.
  3. ^ Robinson, Arthur H. (Dec 1955). "The 1837 Maps of Henry Drury Harness". The Geographical Journal. 121 (4): 440–450.
  4. ^ Griffith, Richard John; Harness, Henry Drury (1838). Atlas to Accompany 2nd Report of the Railway Commissioners. Ireland.
  5. ^ Tufte, Edward (2006). Beautiful Evidence. Graphics Press.
  6. ^ a b Jenks, George F. (1953). ""Pointillism" as a Cartographic Technique". The Professional Geographer. 5 (5): 4--6. doi:10.1111/j.0033-0124.1953.055_4.x.
  7. ^ Meyer, Morton A.; Broome, Frederick R.; Schweitzer, Richard H. Jr. (1975). "Color Statistical Mapping by the U.S. Bureau of the Census". The American Cartographer. 2 (2): 101–117. doi:10.1559/152304075784313250.
  8. ^ Wainer, Howard; Francolini, Carl M. (1980). "An Empirical Inquiry concerning Human Understanding of Two-Variable Color Maps". The American Statistician. 34 (2): 81–93. doi:10.1080/00031305.1980.10483006.
  9. ^ Olson, Judy M. (1981). "Spectrally encoded two-variable maps". Annals of the Association of American Geographers. 71 (2): 259–276.
  10. ^ a b Trumbo, Bruce E. (1981). "A Theory for Coloring Bivariate Statistical Maps". The American Statistician. 35 (4): 220–226. doi:10.1080/00031305.1981.10479360.
  11. ^ Dunn R, (1989년). 두 가지 변수 색상 매핑에 대한 동적 접근 방식. 미국 통계학자, 제43권, 제4호, 페이지 245–252
  12. ^ Olson, Judy M. (1981). "Spectrally encoded two-variable maps". Annals of the Association of American Geographers. 71 (2): 259–276.
  13. ^ a b c 넬슨, E.S., P. 길마틴, 1996년 지도 설계에서 "지도에 대한 다변량, 정량적 점 기호 평가": 이론적이고 실용적인 관점, Ed. C.H. Wood와 C.P. Keller. 영국 치체스터: 와일리 199–210.
  14. ^ Wainer, H. (1979). "Graphic Experiment in Display of Nine Variables Uses Faces to Show Multiple Properties of States". Newsletter of the Bureau of Social Sciences Research. 13: 2–3.
  15. ^ Nelson, Elisabeth S. (2007). "The Face Symbol: Research Issues and Cartographic Potential". Cartographica. 42 (1): 53.
  16. ^ Tufte, Edward (1990). Envisioning Information. Graphics Press. p. 67. ISBN 978-0961392116.
  17. ^ Dent, Borden D.; Torguson, Jeffrey S.; Hodler, Thomas W. (2009). Cartography: Thematic Map Design. McGraw-Hill. p. 147. ISBN 978-0-07-294382-5.

기타 문학

  • Jung W. and Gluk M, (2002년. 다모달 이바리는 청각 및 촉각 디스플레이가 있는 주제 지도를 사용한다. 2002년 7월 2일부터 5일까지 일본 교토에서 열린 국제 청각 디스플레이 회의의 진행.
  • 레오노비츠, A(2006년). 지리적 관계를 시각화하는 데 유용한 도구로서 2가지 변이형 초인종 지도. 거그라피자(42) 페이지 33~37.
  • 류 L.와 듀 C, (1999년). 환경 시스템 연구소(ESRI), 온라인 도서관.