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GIS可视化有关向地理地图映射数据的城市量化分析方法

相关案例 2018-01-09 15:10

  在涉及城市研究的领域里,地图一直是喜闻乐见的信息、分析和未来构想的有效载体。而在信息时代,当大量数据的获得成为可能,对其进行有效的可视化,并结合地理信息系统,将能引导和强化我们对城市的认知。这就是地理信息系统能够为城市和交通工作带来的创新和效益。今天就让我们看看两则有关向地理地图映射数据的城市量化分析方法吧。


  01用GIS可视化城市65年来的爆炸性增长


  这些实现了可视化的数据将城市人口的变迁历程变得美观、易读。

邓肯·史密斯人口密度

  图一、来自邓肯·史密斯


  1950年,全世界仅有30%的人居住在城市里,2015年,这个数字则达到了54%。城市地理学者邓肯·史密斯新近绘制了一幅地图,展现了这几十年来,城市的人口爆炸。


  同时史密斯也编写了一本交互式数据指南中,他如此评价全球城市化模式的产生的影响:


  如今,我们日益膨胀的城市使人类社会面临着巨大的挑战。从世界公平到健康、教育、繁荣以及相当重要的——可持续发展,为了回应这些主题,我们需要促进城市向着充满活力、高效、包容的方向发展。


  在联合国2014年发布的世界城市化展望报告中,研究者回溯了1950年到2014年主要城市的人口变化情况,并且对未来直至2030年间这些城市人口增长(或者减少)的趋势进行了预测。利用这些数据,史密斯在地图上用深蓝色圆点表示每一个城市,圆点的大小代表1950年时该城市的人口数量,外层浅蓝色的同心圆则依据每座城市1990、2015和2030年的人口而各异。


  最终的成果是一张十分美观、易读的地图。以伦敦为例,1950年,有大约八百四十万人居住在伦敦,但在二十世纪下半叶,伦敦出现了人口减少的现象,这与其他许多西欧和美国东北部主要城市非常相似。如今伦敦人口又开始增长,尽管其增长的速度远远不如其他城市。到了2030年,伦敦的人口规模将是世界第三十六位,而在1950年时,伦敦曾位列第三。

英国伦敦城市人口变化

  图二、英国伦敦城市人口变化


  二十世纪,亚洲城市是推动世界人口增长的主力军,目前,全世界有53%的城市人口居住在亚洲。中国珠江三角洲的增长速度更是令人震惊,区域内有着香港、广州、深圳、佛山、东莞,这些城市本身规模巨大,同时也在急剧扩张之中,它们所形成的城市群是世界上面积最大、人口最多的城市地区。

中国广州城市人口变化

  图三、中国广州城市人口变化


  根据联合国的预测,在未来的几年中,印度将成为城市人口增长最快的国家。在过去的65年里,印度首都新德里经历过几次人口激增,在未来15年内,又将新添一百万居民,总人口很可能达到三千六百万。照这样的增长速度,终有一天,新德里会超越东京(到时候东京的人口有可能所见到三千七百万),成为世界上最大的城市。

印度新德里城市人口变化

  图四、印度新德里城市人口变化

日本东京城市人口变化

  图五、日本东京城市人口变化


  02地图说实话,条条大路真的通罗马


  数据可视化研究者们发现,欧洲所有的地方都能经过陆路达到罗马。

通向罗马的欧洲道路

  图六、通向罗马的欧洲道路


  在罗马帝国存在的几个世纪里,其共建造了五万英里长的公路,遍布从大不列颠到如今的土耳其、从多瑙河到北非的整个古地中海大陆上。根据大英百科全书的记录,道路星罗棋布,而且大量的支路延伸进罗马帝国的各个省市,从而造就了“条条大路通罗马”这一条英文谚语。


  如今,现代公路与干道几乎已经取代了古代的交通系统(虽然其大致结构仍然留存了下来),那么问题来了:条条大路真的还通罗马吗?


  Moovellab是一个德国的设计团队,他们给出了这个问题的答案。数据可视化研究者们从公开数据源处获得了全欧洲的道路地图,在此基础上构建了包含486,713个组团的网络,再设计出算法,找出所有组团到达罗马的路径,对以上的问题给出了肯定的回答,确实,所有的出发点都能到达罗马。上文的地图展示了所有的路径,表示道路的线条越粗,表示所有能够到达罗马的线路中,经过该条道路的线路数量越多。

美国版“条条大路通罗马”(来自Moovel lab)

  图七、美国版“条条大路通罗马”(来自Moovellab)


  Moovellab团队也在美国地图上对十个“罗马”进行了了相似的运算。“我们把算法调整为‘找到距离最近的那个罗马’,”他们表示,“根据到达的最短时间,每个地点都与他们自己的“罗马”相连。”不同的颜色表示不同的“罗马势力范围”。

通向各州首府之路(来自Moovel lab)

  图八、通向各州首府之路(来自Moovellab)


  延续这样的思路,Moovellab又研究了每个点到达美国每个州首府的最短路径(算法类似)。这恐怕是三张地图中最有意思的一张了,它揭示了道路系统对州界的遵循与否。设计师们为此写下这样的注脚(语法和大小写都有着他们特有的古怪):


  美国不同的道路网引人注目,东海岸看起来更依赖平行于海岸的道路。蜿蜒曲折的道路和没有任何道路能到达的飞地则揭露了落基山脉和阿帕拉契亚山脉的位置。而美国中西部的道路则大多又长又直,形成矩形阵列。


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