Bewegungsgeschwindigkeit auf statischer (= druckbarer) Karte visualisieren?

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Stellen Sie sich vor, Sie verfolgen beispielsweise Fahrzeug- oder Tierbewegungen und erhalten regelmäßige GPS-Positionsaktualisierungen. Wie würden Sie sich die Bewegungsgeschwindigkeit auf einer statischen (= druckbaren) Karte vorstellen? Ich habe die Punkte in Rot-Gelb-Grün gefärbt, wo Rot "langsam" wäre, aber ich denke, es muss eine bessere / intuitivere Möglichkeit geben, Geschwindigkeitsmessungen zu visualisieren.

Eine weitere Anforderung wäre, dass es möglich sein sollte, mehrere sich bewegende Objekte gleichzeitig zu verfolgen. Ihre Wege können sich kreuzen oder nebeneinander verlaufen (auf denselben Straßen).

Underdunkel
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Worauf haben Sie am Ende zurückgegriffen? Haben Sie schon einmal mit Landnutzungsmodellen gearbeitet?
Dassouki
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@dassouki: Ich habe einige Karten mit dem @ Mark_Ireland-Ansatz erstellt. Es besteht jedoch die Tendenz, die Engpässe zu "verbergen", wenn Sie mehrere Flugbahnen übereinander zeichnen. Ich habe einige andere Ideen, aber noch keine endgültige Lösung.
Underdunkel
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itoworld.com/static/gallery_traffic.html Sehen Sie sich auch die Präsentation an, die sie gemacht haben. Es ist nicht zu 100% das, wonach Sie suchen, aber es ist ein guter Ausgangspunkt. Was ich zuvor getan habe, ist andererseits, den Verkehr durch AADT als Bandbreite zu organisieren und dann Warteschlangen oder Unterbrechungen als Höhe zu zeichnen. Sie wissen, dass Sie ein Problem haben, wenn Sie eine dicke und große Band haben. Fette und nicht hohe Bänder weisen auf viel Verkehr, aber guten Fluss hin. kurze und hohe Bänder weisen entweder auf ein Problem mit Verkehrssignalen hin oder auf nicht genügend Spuren, um den Fluss
abzudecken
@dassouki: Ich habe noch nicht mit Landnutzungsmodellen gearbeitet. Schöne Präsentation!
underdark
@dassouki, ich weiß, es ist ein alter Beitrag, aber ich frage mich, ob Sie einen aktualisierten Link für diese Präsentation haben ...
Fezter

Antworten:

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Ich habe vor einiger Zeit viel mit diesem Thema gespielt. Einige Beispiele finden Sie hier:
Dobrou-Erweiterungs-Plugin-Beispiele
Dobrou-Erweiterungs-Plugin-Homepage

Mit Sporttracks und diesem Plugin können GPS-Tracks in KML konvertiert und in Google Earth angezeigt werden. Es werden einige hier erwähnte Ideen unterstützt - Verfolgen von Farbverläufen, Richtungspfeilen und vielem mehr.

Einige Beispiele:
3D-Wand - Kombination von mehr Dingen wird hier verwendet. 1) Richtungspfeile mit der tatsächlichen Geschwindigkeit als Beschriftung. 2) Farbe jedes Punktes, der abhängig von der Geschwindigkeit aus dem Farbverlauf ausgewählt wurde. 3) 3D-Wand - Höhe der Spur "Wand" über dem Gelände, basierend auf der Geschwindigkeit.
Alt-Text
Wenn Sie nur eine Farbe für die gesamte Spur verwenden, ist es einfacher, die Geschwindigkeit zwischen mehreren Spuren zu vergleichen.
Alt-Text
Schatteneffekt - Die Anzahl der Tracks, die auf die gleiche Weise verlaufen, wird hier angezeigt, kann jedoch angepasst werden, um die Geschwindigkeit usw.
Schatteneffekt
anzuzeigen. Pfeilrennen - Größe und Farbe der Pfeile richten sich nach der Geschwindigkeit.
Alt-Text

Dobrou
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Mir gefällt die Option "Arrowrace" sehr gut.
Underdunkel
Ich mag eine Menge davon. Haben Sie etwas dagegen, einige der kml / kmz-Dateien zu veröffentlichen, die für die Screenshots verwendet wurden?
Andy W
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Kein Problem. Hier einige Beispiele in KMZ. (Nicht genau die Dateien, die für diese Screenshots verwendet wurden, aber sehr ähnlich ...) bit.ly/dAYoKc <br> bit.ly/cJl9uI bit.ly/dfAn16 bit.ly/bgQjwr bit.ly/9zgjfC bit.ly/bpdYjs bit.ly/a8i1Hg
dobrou
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Ich mag das Beispiel mit dem Schatteneffekt, wahrscheinlich weil ich dazu neige, die zu starken (für mein Auge) Kontraste der anderen zu scheuen.
Matt Wilkie
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Ich habe es immer als Breite getan. Beispielsweise erstellen Sie einen Puffer um jeden Punkt, der die Geschwindigkeit darstellt, und lösen die Puffer dann in einen auf. Enge Bereiche weisen auf Engpässe hin.

Ein Beispiel finden Sie unter: http://www.fmepedia.com/index.php/Bufferer

Natürlich können Sie die Puffer auch farblich kennzeichnen, bevor Sie sie zusammenführen.

Ein Beispiel finden Sie unter: http://www.fmepedia.com/index.php/Dissolver

Alt-Text

Markieren Sie Irland
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Ich mag den Ansatz von "Gürtel und Hosenträger", zwei visuelle Signale zu verwenden, um eine Variable anzuzeigen - in diesem Fall Farbe und Breite. Ich glaube jedoch nicht, dass Ihr Screenshot der Idee gerecht wird (obwohl ich ehrlich gesagt weiß, dass Sie nur die Idee veranschaulichen). Der tatsächliche Pfad ist nicht deutlich genug (um alles andere zu reparieren, auszublenden und den Heiligenschein zu verlieren). Ihre Farbpalette ist nicht intuitiv (mit Heatmap gelb, orange, rot reparieren?)
Trevesy
Sie haben Recht, dass die Visualisierung nicht großartig ist - aber dann war es eine Demo für FME, die eher dazu dient, die Daten in die richtige Struktur für die Visualisierung mit einem echten GIS umzuwandeln. Die Farben? Gut grün für unterwegs und rot für halt schien angebracht! Ich bin mir sicher, dass ich auf die Idee gekommen bin, die Pufferbreite aus einer ESRI-Fallstudie zu Verkehrsgeschwindigkeiten (City of Portland ???) zu verwenden. Das hätte wahrscheinlich viel bessere Grafiken - obwohl ich es jetzt leider nicht bei Googling finden kann.
Mark Ireland
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Eine einfache und effiziente Möglichkeit besteht darin, die Segmente abhängig von ihrer Geschwindigkeit einzufärben. Beispielsweise können "schnelle" Segmente in Grün und "langsame" Segmente in Rot angezeigt werden (andere Farben können natürlich gewählt werden).

Beispiel für eine orientierungslaufende GPS-Spur mit der Software Chmuk :

Alt-Text

Ein weiteres Beispiel mit der Software quickroute :

Alt-Text

Die Teile der Route, auf denen die Bewegung schnell ist, sind in grün gut sichtbar, im Vergleich zu den Teilen, auf denen die Bewegung langsam ist, in rot.

In diesem Beispiel ist die Farbskala durchgehend: Rot steht für die Mindestgeschwindigkeit und Grün für die Höchstgeschwindigkeit. Es kann auch eine endliche Menge von Farben verwendet werden, mit verschiedenen Methoden, um jedem Segment eine Farbe entsprechend seiner Geschwindigkeit zuzuweisen (wie zum Beispiel die Quantilmethode). Viele OL- Fahrer analysieren damit ihre Geschwindigkeitsschwankungen bei OL-Wettbewerben. Es sollte für Tiere und Fahrzeuge funktionieren!

Natürlich ist diese Methode sehr einfach (vielleicht 'simpel'), aber sehr einfach zu implementieren. Die Balance zwischen Komplexität und Qualität ist im Vergleich zu anderen kniffligen Darstellungen eher gut. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, einen Fachmann zu haben, um eine solche Karte zu lesen und zu verstehen!

julien
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Etwas pedantisch, aber Rot und Grün sind die schlechtesten Farben für Farbenblindheit. Heatmap-Skalenfarben (Hellgelb> Orange> Rot) wären besser.
Trevesy
2
ja, du hast recht. Dies kann mit der Software parametriert werden. Noch besser ist es, colorbrewer2.org zu verwenden .
Juli
5
Betreff
Jared Updike
2
Ja, stimme voll und ganz der grün / roten Farbblind-Frage zu - sieht für mich im Grunde wie eine braune Linie aus ...
om_henners
"Andere Farben können natürlich gewählt werden". Siehe auch den Kommentar über deinem.
Julien
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Ich denke, Sie interessieren sich vielleicht für Arbeiten, die als Zeitgeographie bezeichnet werden, und Sie möchten vielleicht Suchbegriffe wie Raum-Zeit-Pfad oder Raum-Zeit-Würfel verwenden. In der Raum-Zeit-Würfel-Technik könnte man die Geschwindigkeit der Bewegungen immer noch mit Farbe darstellen, obwohl dies inhärent in der Raum-Zeit-Distanz zwischen den Knoten auf dem Pfad dargestellt ist.

Nur eine Google-Gelehrten-Suche nach Zeit-Geographie-Visualisierung durchzuführen , sieht vielversprechend aus. Und einer der ersten Artikel, der auftaucht, enthält einige gute Farbbeispiele für das, wovon ich spreche.

Der aus Sicht der Geovisualisierung überarbeitete Raum-Zeit-Würfel von: MJ Kraak Proceedings of the 21st International Cartographic Conference, Vol. 3, No. 1995 (1988)

Bearbeiten: Als Reaktion darauf, dass das OP mehrere Einheiten im Raum visualisieren und ihre Geschwindigkeit darstellen möchte, sind Raum-Zeit-Würfel wahrscheinlich nicht praktikabel. Selbst wenn Sie eine Art begrenzte Zeitspanne im Raum-Zeit-Pfad hätten, wäre es schwierig, einen geeigneten Blickwinkel auf den 3D-Würfel zu erhalten, ohne einige der Pfade zu verzerren oder zu verbergen.

Ich denke, Juliens Vorschlag ist so gut wie meiner, aber er hat ein ähnliches Problem (abzüglich der Sichtweise, im zweiten Fall wird dies kein Problem sein). Mein einziger anderer Vorschlag wäre, dass Sie die Darstellung der Geschwindigkeit nicht auf dichotome Farben beschränken müssen, und da die Geschwindigkeit eine kontinuierliche Verteilung ist, halte ich es für sinnvoller, ein Farbverlaufsschema zu verwenden. Sie können auch Symbole mit proportionaler Größe verwenden, um die Geschwindigkeit darzustellen. Vielleicht wäre es auch aufschlussreich, Pfeile als Punktsymbol und die Pfeilrichtung als Richtungskomponenten des Raum-Zeit-Pfades zu verwenden.

Wenn Sie sich auf einen Punkt im Raum beschränken, scheint Ihnen ein Teil der potenziellen Visualisierung der Interaktion (Kreuzung von Pfaden) zwischen Ihren Punkten verloren zu gehen. Je nach Thema ist dies jedoch möglicherweise nicht von Interesse.

Andy W
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Raum-Zeit-Würfel sehen toll aus, aber ich muss zu viele sich bewegende Objekte gleichzeitig verfolgen. Es würde zu chaotisch und unlesbar werden.
Underdunkel
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Da mehrere Objekte verfolgt werden, würde ich zur Unterscheidung von Objekten Farbe verwenden und statt Farbe zur Anzeige der Geschwindigkeit dünne Linien senkrecht zur Bewegungsrichtung verwenden, die Intervalle von 10 Sekunden darstellen (z. B.). Engere Linien = langsamer. Nicht die beste Skizze unten, aber Sie bekommen die Idee: Alt-Text

Trevesy
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Das sieht interessant aus! Wenn die dünnen senkrechten Linien farbig wären, wären auch überlappende Spuren möglich. Wäre sicher interessant umzusetzen. (Oder kennen Sie vorhandene Implementierungen?)
underdark
Ich stimme zu, dass Farbe eine gute Möglichkeit ist, die verschiedenen Objekte darzustellen. Menschen haben es leichter, zwischen Farben zu unterscheiden, als ein Farbschema numerischen Werten zuzuordnen.
Andy W
Underdark - Es sind leider keine Implementierungen bekannt. Ihre Vorstellung, dass die Schwellenlinien (wie bei Eisenbahnen) farbig sind, ist gut. Dies würde den optischen Unterschied vergrößern, aber das Problem wäre, wenn Sie blasse Farben wie Gelb verwenden möchten, würden die Schwellen weitaus weniger sichtbar.
Trevesy
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Sie können die Position des Fahrzeugs in regelmäßigen Zeitabständen erfassen und alte Zeitpunkte nach und nach ausblenden. Das Hinzufügen einer Linie an jedem Punkt, dessen Länge für die Geschwindigkeit repräsentativ ist, kann ebenfalls hilfreich sein. Unten finden Sie ein Beispiel von Microsoft Research. In dieser Grafik ist die relative Geschwindigkeit der verschiedenen Länder recht einfach zu erkennen.

Trendvisualisierung

http://research.microsoft.com/en-us/um/redmond/groups/cue/publications/TVCG2008-TrendVis.pdf

Jay Askren
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Ich denke du meinst Linienbreite statt Länge. Aber das ist ziemlich cool und Dobrous Blitz verwendet eine ähnliche Methode.
Andy W
Das sieht echt interessant aus. Ich bin versucht, es zu versuchen :) ... Diese Methode setzt voraus, dass der Zeitunterschied zwischen den Messungen immer gleich ist, da die Geschwindigkeit nur implizit durch den Abstand zwischen aufeinander folgenden Punkten dargestellt wird. Das könnte bei einigen Datensätzen problematisch sein.
Underdunkel
@Andy W. Nein, wenn Sie schauen, sind die Linienlängen für die schnellen blauen Punkte links und die orangefarbenen Punkte rechts unterschiedlich. Ich glaube, die Breite der Linie basiert auf der Größe des Kreises.
Jay Askren
Ich sehe jetzt. Da es sich bei den Aktualisierungen um regelmäßige Intervalle handelt, steht die Länge inhärent für die Geschwindigkeit (wie unterdunkelt hervorgehoben). Wenn alle Zeitpunkte nicht regelmäßig sind, würde diese Technik nicht funktionieren. In einem realen Szenario kann dies schwierig sein, da die Datenerfassung nicht vollständig konsistent ist (z. B. fehlende Zeitintervalle). Es ist jedoch eine gute Idee, da längere Linien die Grafik dominieren werden (was meines Erachtens vom OP gewünscht wird).
Andy W
@ Andy W. Das stimmt. Updates müssen in regelmäßigen Abständen erfolgen.
Jay Askren
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Vielleicht möchten Sie einen Blick auf einige Papiere von Gennady & Natalia Andrienko werfen . Sie haben ausführlich zum Thema Geovisualisierung von Bewegungsdaten publiziert und einige ihrer Ausgaben könnten hier hilfreich sein.

Cooper Smith hat auch einige interessante Arbeiten mit der Verarbeitung durchgeführt.

Bildbeschreibung hier eingeben

radek
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Danke für das Update @radek. Schade, dass Cooper Smith seine Herangehensweise nicht anhand des Tempobeispiels beschreibt. Es scheint, als hätte er einfach alle Tracker übereinander gezeichnet.
Underdunkel
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Wie wäre es mit Pfeilsymbolen? Länge des Pfeils = Geschwindigkeit des Objekts an dieser Stelle. Sie erhalten auch eine kostenlose Anleitung. Und das Ganze ist sehr intuitiv - Sie müssen nicht in die Legende blicken, um sich an die Interpretation zu erinnern.

Es wird die ganze Zeit für Windgeschwindigkeitskarten verwendet, aber nichts spricht dafür, dass Sie Objekte auch so nicht symbolisieren können: http://www.cnrfc.noaa.gov/images/storm_summaries/jan1997/misc/300mb_1997.gif

Prost!

(Bearbeiten: Abgemilderte Verwendung von überkaffinierten Ausrufezeichen.)

Dan S.
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Ich denke, ich würde etwas in Richtung Trevesys Vorschlag machen, aber stattdessen nur mit Punkten. Ein längerer Abstand zwischen den Punkten bedeutet, dass sie schneller und ein geringerer Abstand zwischen ihnen langsamer sind.

Man kann sich leicht vorstellen, wie schnell eine leistungsfähigere Visualisierung sein sollte, aber ich bin versucht, umgekehrt zu denken, da das Symbol an einen bestimmten Ort auf der Erde gebunden ist und eine höhere Geschwindigkeit eine kürzere (zeitliche) Darstellung bedeutet des Fahrzeugs oder was auch immer es an dieser Stelle ist. Etwas, das schnell vorbeigeht, hat eine geringere Grundfläche als etwas, das langsam vorbeigeht.

Eine Beschleunigung wäre also:

... . . . .  .  .  .   .   .   .   .   .    .    .    .    .     

Wenn ich die Schnur dicker mache, fühle ich mich eher wie wenn die Geschwindigkeit abnimmt, sich bückt und die Zeit pro Meter größer, länger und dicker ist.

Ein weiterer Punkt, den ich denke, ist, dass ein Symbol oft mit anderen Symbolen koexistieren muss. Wenn sich das Symbol in der dritten Dimension in der Dicke oder Höhe aufbaut, muss es das einzige sein, was auf der Karte angezeigt wird.

Bearbeiten: Es wäre wie Liniensymbole, die Intervalle der Geschwindigkeit darstellen

.......   1-20 km/h
. . . .   21-50km/h
.  .  .   51-100 km/h

und so weiter

Grüße Nicklas

Nicklas Avén
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Das Problem dabei ist, dass viele reale Nachverfolgungssysteme nicht unbedingt Daten in gleichen Zeitintervallen und ohne Lücken liefern.
Underdunkel
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Nein, ich meine nicht, dass jeder Punkt einen Punkt aus dem Trackingsystem darstellen soll. Ich meine, Sie haben Symbole mit unterschiedlicher Punktdichte entlang der Linie und verwenden die Symbole für unterschiedliche Geschwindigkeiten. Siehe Bearbeiten in Antwort oben.
Nicklas Avén
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[Ich weiß, dass ich das schon einmal gesehen habe, aber ich kann nicht finden, wo.]

Wie wäre es, wenn Sie die Geschwindigkeit als 3. Dimension des Diagramms anzeigen. Anstatt nur eine flache Linie zu sein, könnte die "Höhe" der Linie die Geschwindigkeit darstellen. Dies könnte auch mit einer Färbung kombiniert werden.

jwernerny
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2
Was Sie vorschlagen, wäre so etwas wie die bereits erwähnten Raum-Zeit-Würfel von Andy. Imho 3D-Darstellungen werden sehr schnell chaotisch (insbesondere, wenn mehrere Objekte verfolgt werden) und sehen im Druck viel schlechter aus als auf dem Bildschirm.
Underdunkel
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Wenn Sie das Thema Größe / Farbe fortsetzen, wie wäre es, wenn Sie Punkte verwenden, größere grüne Kreise für schnell, kleinere rote Kreise für langsam, mit vielleicht gelb / orange dazwischen?

Chad Cooper
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Das würde Marks Vorschlag ( gis.stackexchange.com/questions/2722/… ) sehr ähnlich sehen . Es ist einfacher, aber es kann Probleme geben, zwischen verschiedenen sich bewegenden Objekten zu unterscheiden, wenn sich ihre Pfade überlappen.
Underdunkel
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Ich stimme im Allgemeinen allen aufgelisteten Flusskarten- / Farbwechselstrategien zu, aber diese Frage ist alt und ich habe versucht, alternative Strategien zu finden.

Ich dachte, wenn Sie GPS in einem bestimmten Zeitintervall verfolgen, würde die Geschwindigkeit eines Pfades wie eine Flussdichte aussehen (dh langsam werden - aufgezeichnete Beobachtungen wären dicht, schnell werden - die aufgezeichneten Beobachtungen würden sich ausbreiten). So können Sie die Geschwindigkeit von Liniensegmenten durch Strichlückenbreiten symbolisieren.

Bildbeschreibung hier eingeben

Dann ergänze ich den Pfad mit Farbe, um dies zu verstärken ... Die Anforderung, zusätzliche Pfade zu zeichnen, würde nur parallele Pfade oder separate Farben für jeden Pfad umfassen.

CCantey
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