05 – Stupnice, kartografické metody

Stupnice v kartografii

Stupnice je kartografický nástroj, který umožňuje kvantifikační hodnocení prostřednictvím vybraných parametrů kartografických znaků. Nikdy nevystupuje samostatně a závisí:

  • na výběru kartografické metody,
  • na typu dat,
  • na tom, zda jde o data kvantitativní nebo kvalitativní,
  • na tom, zda jde o data absolutní nebo relativní.

Dělení stupnic

  • Intervalové – využívají se u metod kartodiagramů, kartogramů, izolinií a teček.
  • Funkční – využívají se zejména u kartodiagramů.

Konstrukce intervalové stupnice

Při konstrukci intervalové stupnice se řeší:

  • vymezení hranic intervalů,
  • počet intervalů,
  • přiřazení odstínů v mapě u kartogramu,
  • přiřazení velikosti znaku u kartodiagramu.

Zásady

  • Není vhodná pro zobrazení málopočetných souborů, protože interval může obsahovat jen jednu hodnotu.
  • Počet intervalů závisí na cíli mapy.
  • Neexistuje striktní pravidlo pro určení počtu intervalů.
  • Nejčastěji se používá 4 až 10 intervalů.
  • Příliš malý i příliš velký počet intervalů přináší interpretační problémy.

Postup

  • intervaly se vymezují v celém rozsahu souboru,
  • vykresluje se histogram nebo křivka četností,
  • porovnává se s teoretickými četnostmi výskytu jevu,
  • vybírá se vhodná teoretická distribuce,
  • stanovují se vhodné hranice intervalů.

Konstrukce funkční stupnice

Funkční stupnice se používá výhradně v metodě kartodiagramu.

  • Každá velikost diagramu je funkcí velikosti konkrétního jevu.
  • Diagram musí mít lehce měřitelný parametr, například:
    • výšku sloupce,
    • stranu čtverce,
    • poloměr kruhu.
  • U intervalové stupnice je každá hodnota zařazena do intervalu, který je prezentován jediným diagramem vztahovaným ke střední hodnotě intervalu.
  • Mohou se používat i stupnice s hiátem, tedy s nespojitým průběhem, pokud se jev v určitém intervalu nevyskytuje nebo má velmi velký rozsah.

Metody tematické kartografie

  • Metoda bodových znaků
  • Metoda liniových znaků
  • Metoda plošných znaků
  • Metoda teček
  • Metoda izolinií
  • Dasymetrická metoda
  • Kartodiagramy
  • Kartogramy
  • Kartografická anamorfóza

Metoda bodových znaků

Bodový znak vyjadřuje objekt nebo jev a zároveň jeho vlastnost – kvalitativní nebo kvantitativní.

Použitelné parametry bodového znaku

  • Tvar – kvalita
  • Struktura – kvalita
  • Výplň – zejména kvalita
  • Orientace – kvalita
  • Velikost – ordinalita, kvantita

Metoda liniových znaků

Liniové znaky mohou být:

  • samostatným vyjadřovacím prostředkem,
  • součástí složitějších plošných a jiných prostředků (např. kartogram, kartodiagram).

Parametry liniového znaku

  • Struktura – kvalita
  • Orientace – kvalita
  • Barva – kvalita
  • Tloušťka – ordinalita, kvantita

Pokud jsou dva liniové znaky stejné strukturou, orientací a tloušťkou, ale liší se barvou, vyjadřují kvalitativně různé jevy.

Metoda plošných znaků

Plošné znaky obsahuje alespoň v nějaké formě každá mapa. Mohou být:

  • samostatným vyjadřovacím prostředkem,
  • součástí složitějších metod.

Parametry

  • Výplň – kvantita i kvalita
  • Obrys – kvantita i ordinalita

Použití

Kvalitativní rastr a tóny barev

Používají se pro vyjádření kvalitativních vlastností jevu, například půdních typů.

  • shodné jevy → shodné barvy nebo rastry,
  • podobné jevy → podobné barvy nebo rastry,
  • různé jevy → různé barvy nebo rastry.

Barva nebo rastr by měly co nejlépe evokovat zobrazovaný jev.

Kvantitativní rastr a odstíny barev

Používají se pro vyjádření kvantitativních vlastností jevu, například intenzity.

  • čím vyšší intenzita, tím intenzivnější barva nebo rastr,
  • je třeba dávat pozor na propadání barev a rastru.

Metoda teček

Metoda teček slouží k vyjádření absolutních vlastností jevů.

Vhodné použití

  • nerovnoměrně rozmístěné,
  • nespojité,
  • zejména demografické a sociogeografické jevy.

Vlastnosti

  • výhodou je sugestivnost,
  • nevýhodou je omezená kombinovatelnost s jinými metodami,
  • neukazuje konkrétní výskyt jevu,
  • poskytuje vjem relativní hustoty,
  • cílem není počítat četnost teček,
  • důležitá je váha tečky.

Metoda izolinií

  • jedna z nejstarších kartografických metod,
  • využívá izolinie,
  • používá se v izometrických mapách,
  • existují i nepravé izolinie pro nespojité jevy, zejména socioekonomické.

Dasymetrická metoda

Používá podobné vyjadřovací prostředky jako metoda plošných znaků.

Charakteristika

  • zásadně slouží pro zobrazování dat vztažených k ploše,
  • pracuje s relativními hodnotami,
  • data jsou rozdělena do intervalů,
  • územní celky nejsou stanoveny předem,
  • vznikají až při samotném použití metody podle rozložení jevu.

Výhody

  • přesněji informuje o rozložení jevu,
  • není vázána na administrativní nebo jiné pevně dané hranice.

Nevýhoda

  • náročnější konstrukce.

Využití podkladů

Používají se například:

  • podkladové mapy,
  • metoda teček s definovanou limitní vzdáleností,
  • doplňující data a analýzy,
  • limitující proměnné,
  • příbuzné proměnné.

Například:

  • land use,
  • letecké snímky,
  • adresní místa,
  • počet obyvatel.

Kartodiagramy

Kartodiagramy slouží k zobrazování kvantity, tedy absolutních hodnot jevu.

Vhodné použití

  • srovnání konkrétních hodnot v dílčích územních jednotkách,
  • například počet obyvatel,
  • objem výroby,
  • jiné absolutní ukazatele.

Vypočtená velikost diagramu se přiřazuje v mapě:

  • bodu,
  • linii,
  • areálu.

Používají se:

  • proporcionální stupnice diagramů,
  • gradované stupnice diagramů.

Proporcionální stupnice diagramu

  • velikosti diagramů jsou ve stejných proporcích jako hodnoty dat,
  • čtenář získává objektivní představu o velikosti jevu,
  • při zachování proporcí musí znak růst ve stejném poměru,
  • u kruhu je třeba respektovat, že čtenář vnímá plochu, ne poloměr.

Příklad poměru:

  • hodnotám 20, 60, 80, 120 musí odpovídat velikosti v poměru 1 : 3 : 4 : 6.

Gradace stupnice diagramu

  • mezi hodnotami dat a velikostí diagramů existuje přímá závislost,
  • se zvyšující se hodnotou dat roste i velikost diagramu,
  • poměr nemusí být plynulý ani stále stejný.

Klasifikace kartodiagramů

Podle vztažných prvků

  • bodové,
  • liniové,
  • plošné.

Podle způsobu konstrukce

  • Jednoduchý – zobrazuje jeden jev.
  • Složený – zobrazuje více jevů, každý jiným typem diagramu nebo stejným typem s jiným rastrem či barvou.
  • Strukturní – diagramy stejné velikosti, strukturně dělené; nelze určit absolutní hodnotu, součet částí dává 100 %.
  • Součtový – soubor diagramů zobrazujících absolutní hodnotu i vnitřní strukturu.
  • Srovnávací – dva dílčí diagramy; první bývá konstantní a vyjadřuje střední nebo cílovou hodnotu, druhý vyjadřuje skutečnou velikost jevu v daném místě.
  • Dynamický – zobrazuje časově proměnlivé jevy, minimálně ve třech časových údajích.
  • Segmentový – údaje jsou prezentovány v segmentech uspořádaných do větších obrazců.
  • Liniový – vyjadřuje směr a velikost.
  • Vektorový – dán počátečním bodem, směrem a délkou vektoru.
  • Vektorový dosahový – z centrálního bodu vybíhají šipky k jiným bodům nebo plochám.
  • Vektorový proudový – nemá centrální bod, jde o shluk šipek.
  • Stuhový – vyjadřuje podíly kvantity jevu při zachování reálného průběhu linie.

Kartogramy

Kartogramy jsou nejčastěji používanou metodou pro zobrazování kvantity v geografii.

Charakteristika

  • umožňují kvantitativní srovnávání dílčích územních celků,
  • vždy znázorňují relativní data,
  • pro možnost srovnávání musí být data přepočtena na jednotku plochy.

Pseudokartogram

Data nejsou vztažena k ploše územních celků, ale k jinému údaji, například k počtu obyvatel. Lze jej použít pouze tehdy, pokud mají celky přibližně stejnou velikost ploch.

Druhy kartogramů

Rozlišuje se přibližně 22 druhů kartogramů.

Podle počtu znázorňovaných jevů

  • Jednoduché – vyjadřují jeden jev.
  • Složené – vyjadřují dva nebo více jevů.

Podle způsobu interpretace

  • strukturní,
  • tečkové,
  • čárové.

Jednoduché kartogramy

  • Homogenní – celek je pokryt odstíny nebo rastrem podle předem stanovené stupnice.
  • Kvalifikační – rozděluje jev na dvě části, nad a pod vymezenou hranicí.
  • Selektivní – používá se při výskytu dvou nebo více vzájemně se doplňujících kategorií jevu.
  • Tečkové – plocha je rozdělena pravidelnou pravoúhlou sítí; velikost teček vyjadřuje intenzitu jevu; počet teček je dán sítí.
  • Geometrické – kartogram je rozdělen do shodných geometrických obrazců.

Složené kartogramy

Vyjadřují hodnoty dvou nebo více jevů a umožňují jejich rychlé srovnání.

Vznikají překrytím dvou nebo více zřetelně odlišitelných jednoduchých kartogramů.

Podmínky:

  • stupnice musí být zpracována jednou výpočtovou metodou,
  • grafický výstup musí být jasně rozlišitelný.

Typy:

  • Korelační – závislost mezi jevy je prokázána statistickým výpočtem.
  • Pseudokorelační – závislost není statisticky prokázána, ale logicky možná.

Strukturní kartogram

  • slouží ke zobrazení intenzity vnitřního členění jevu v území,
  • mapa se rozdělí na stejně široké rovnoběžné pásy,
  • každý pás představuje 100 % jevu,
  • vnitřní dělení pásu vyjadřuje strukturu jevu v procentech,
  • dělení se provádí změnou rastru nebo barvy.

Nevýhody

  • složitější konstrukce,
  • malé procentní hodnoty mohou být málo zřetelné.

Tečkový kartogram

  • hodnota jevu se vyjadřuje zhuštěním teček v dílčích celcích,
  • mění se počet teček, ne jejich velikost,
  • tečky mají stejnou hodnotu,
  • součtem hodnot teček lze určit hodnotu jevu v celku.

Čárový kartogram

  • hodnota jevu se vyjadřuje zhuštěním čar v dílčích celcích,
  • princip je obdobný jako u tečkového kartogramu,
  • tečky jsou nahrazeny čarami,
  • území je rozděleno na pásy s jednou nebo více čarami.

Diagramové kartogramy

Stojí na pomezí mezi kartogramem a diagramem.

  • jev je vyjádřen diagramovými znaky,
  • jsou lokalizovány do optických center areálů nebo do bodů výskytu,
  • velikost diagramu je úměrná absolutním hodnotám,
  • výplň diagramu odpovídá relativním hodnotám jevu.

Kartografická anamorfóza

Jde o netradiční a vizuálně atraktivní metodu založenou na geometrické přeměně vybraného parametru jevu, například plochy území.

Charakteristika

  • tematický prvek mapy zůstává zachován,
  • topologické atributy mapy jsou deformovány podle matematického pravidla,
  • využívá se například při vizualizaci časových řad,
  • anglicky se označuje jako cartogram.

Typy

  • radiální anamorfóza,
  • neradiální anamorfóza.

Radiální anamorfóza

  • je definován centrální bod,
  • velikost jevu se mění podle vzdálenosti od tohoto bodu,
  • používá se soustava soustředných kružnic,
  • příkladem je časová dostupnost,
  • místo délkového měřítka se používá časová stupnice,
  • obce se stejnou časovou hodnotou leží na stejné kružnici, tedy izochroně.

Neradiální anamorfóza

  • může být souvislá,
  • nebo nesouvislá.

Dorlingova anamorfóza

Dorlingova anamorfóza je specifický typ kartografické anamorfózy, při němž jsou územní jednotky nahrazeny kruhy odpovídajícími velikosti zobrazovaného jevu.

–

CVIČENÍ

  • Vytvoření mapy za použití anamorfozy -> nejvhodnější data budou za demografické jevy, ale je možné vzít cokoli
  • POROVNEJTE ANAMORFOZU S JINOU KARTOGRAFICKOU VIZUALIZACÍ (např. kartogram, kartodiagram)
  • Výsledek vložte do JEDNOHO LAYOUTU (tzn. dvě mapy vedle sebe)
  • Důlěžité odkazy: https://www.esri.com/arcgis-blog/products/arcgis-pro/mapping/graphical-cartograms-in-arcgis-pro
  • QGIS: https://github.com/austromorph/cartogram3
  • R: https://www.rdocumentation.org/packages/cartogram/versions/0.3.0/topics/cartogram_dorling
  • Cartogrampy: https://github.com/kittles/cartogrampy image