Dünyanın bir boyutlu haritası?


59

Garip bir soru biraz ama burada sormak sorun değil.

Dünya haritasının '1 boyutlu' bir izdüşümünü duyan var mı - dünyadaki tüm noktaları tek bir çizgiyle eşleştiriyor?

Böyle bir şey yapmayı düşünüyordum - dünya üzerinde 'yakın' şehirleri hatta 'yakın' tutmaya çalışıyordum.

Bunu yapmadan önce, sanatın bu alanda neler olabileceğini merak ettim.


İyi fikir, ama bu çizginin '2 boyutlu' özellik olduğunu söylemek isterim.
Vent Lam

16
Çizgiler 1 boyutludur, çünkü etrafındaki herhangi bir noktayı bulmak için yalnızca bir koordinat gerekir. Noktalar 0 boyutlu ve çokgenler 2 boyutludur.
blah238

5
Apple Peel projeksiyonu: t1.thpservices.com/fotos/thum4/013/881/sfd-362035.jpg , bunun için kullanıma hazır bir algoritma ile karşılaşmamama rağmen ... ;-)
matt wilkie

2
@Matt Bu sevimli bir tane. İyi bir yaklaşıma göre, bu projeksiyon (lat, lon) = (f, l) - (Int ((90-f) / e), l) 'nin yakınına işaret eder, burada e , kabuğundaki "spiraller" sayısıdır. (Biraz şekerleme yapıyorum, ancak bunun özü bu.) Sorun şu ki, e büyüdükçe, süreksizlik noktaları yoğunlaşıyor, bu da istenen davranışın tam tersi olduğuna işaret ediyor: neredeyse tüm puan çiftleri yeryüzünde yakın olan, birbirinden uzak eşlenmiş olsun.
whuber

Yanıtlar:


49

Uzaklıkların en az deformasyonuna sahip noktaların (mesafelerin verildiği) bir Öklid uzayına (üç boşluk, bir düzlem veya hatta bir çizgi) eşleştirilmesi için genel bir teknik, Çok Boyutlu Ölçeklendirme (MDS) olarak adlandırılır . Birkaç algoritma var. Çözümler R'de serbestçe bulunur ve genellikle ticari istatistik paketleri ile birlikte verilir.

ABD'deki en büyük 20 şehir, Stata 11'in varsayılan MDS ayarları ile burada eşleştiriliyor. Keneler 100 km aralıklarla gösterilir.

Tek boyutlu ABD


brilliant - evet bu tam olarak yapmayı planladığım şeydi - yine de "Stochastic Neighbor Embedding" adlı MDS algoritmasını kullanmayı umuyordum, fakat özünde aynısıydı. Ancak bunu zaten yaptınız. Düşündüğüm en önemli şey, bana oldukça mantıklı göründüğü! İlginç, kendi yolu. Teşekkürler!
utunga

Çok Boyutlu Ölçekleme 2D şeylerdir!
huckfinn

@huckfinn Herhangi bir sayıda boyutta yapılabilir; 2 sadece yaygın bir uygulamadır. Bakınız inter alia olarak , Buja ve diğ. k boyutunda sınır tanımayan ve ilk örneği (Şekil 1, sol) tek boyutta açıkça çalışan. Ya da sadece 1D MDS çözümüme bakın!
whuber

Evet bu doğru, ancak 2D IMO'nun altında bir anlamı yok, MDS normal mesafe ölçümüne indirgenecek ve geri sayıma yeniden yansıtılacak. Koordinasyon sorsa dönüşüyor Shure değilim?
huckfinn

Gerçekten bu cevapta sunduğum haritanın "anlamsız" olduğunu mu iddia ediyorsunuz? Yani herkes açıkça ki (1) görebilirsiniz gibi, sizin açınızdan önemli açıklama ihtiyacı olacak yapar kullanışlı coğrafi bilgileri ve (2) bu mu iletmek değil azaltmak "normal mesafe ölçümü."
whuber

17

İlk cevap için @ whuber'a çok teşekkürler. aynı şeyi yaptığımın sonuçlarını yüklemem gerektiğini düşündüm ...

Kullandığım belirli MDS formunun değeri , aşağıdaki görüntüleri elde etmek için t-SNE (aka 't-dağıtılmış Stochastic Neihbor Embedding' ) olarak adlandırılan bir şey .

Sırayla bütün şehirlerin bir resmi - sol eksende o şehir için gerçek 1 boyutlu konum ve yukarıdan aşağıya doğru düzenlenmiş şehirler, o eksen boyunca soldan sağa doğru .. color = country sırayla şehirler

İşte şehirler hattını çektiğim fakat dünya haritasına çizdiğim başka bir resim. Sanırım bu problem, seyahat eden satış elemanı sorununa oldukça yakın bir şeye indirgiyor - ama sadece şehirlerin sıralaması değil; 1 boyutlu bir çizgiye şehirlerin eşlenmesi ...

dünya haritası ile yol

Biri burada kullanılan tüm çıktı verilerini veya metodolojiyi istiyorsa, lütfen bana mesaj at.

-

DÜZENLE:

@ Whuber's commment adlı kişiye yanıt olarak ..

Evet, yerel mesafeyi vurguladığınızda haklısınız (bu, acil komşuların yerel mesafelerinin dünya haritasındaki gerçek mesafelere mümkün olduğu kadar yakın olması gerektiğidir), MDS problemi seyahat eden satıcı problemine indirgemektedir. Bununla birlikte, daha geniş / daha ılımlı bir aralıkta mesafelerin optimizasyonunu (veya eşleştirmesini) vurgularsanız, farklı sonuçlar alabilirsiniz. Örneğin, 'şaşkınlık' için daha yüksek bir değer kullanırken t-sne algoritmasının verdiği:görüntü tanımını buraya girin


Paylaşım için teşekkürler. Bu gerçekten seyahat eden satıcıya daha yakın: MDS değil. Bir MDS çözümü, dünya ile harita arasında daha fazla çarpıklık, fakat daha çok düzenli ve öngörülebilir bir ilişkiye sahip olacaktır. Bu nedenle cevabınız, asıl sorun için başka bir çözümdür.
whuber

Başka bir varyasyon vermek için cevabımı güncelledim, görüşlerinizle ilgilenin.
ut 23a

İkincisi, gerçekten ilginç ve ilginç bir çözüm. Görünüşe göre "t-sne" algoritması her noktayı tam olarak ziyaret etmeye çalışıyor . Bu, 2B durumda, her noktanın etrafında son derece hassas bir yerel projeksiyon oluşturmak ve daha sonra mükemmel bir yerel sadakati korurken projeksiyonun noktalar arasında kırılmasına, uzaklıklarını ve yönlerini şiddetli bir şekilde çarpıtmasına izin vermeye benzer. Sanırım bunun özel bir kullanımı olabilir, ancak pratikte biri genellikle biraz yansıtma hatasına izin veriyor çünkü küresel çözümü büyük ölçüde iyileştirmek için yeterince gevşeklik var.
whuber

12

Yapabileceğiniz şey, 2 boyutlu alanınızı Peano eğrisi veya Hilbert Eğrisi gibi 1 boyutlu alan doldurma eğrisi ile kaplamaktır. Ardından puanlarınızı eğri üzerindeki en yakın noktaya eşlersiniz. Eğriyi açın ve belli bir dereceye kadar, hatta en yakın uzayda en yakın şehirlerle bir çizgi almalısınız.

Mükemmel değil (bir şeyin olabileceğini sanmıyorum), ancak seyahat eden bir satış görevlisi algoritması için bir temel olarak kullanıldığını gördüm. Satış düşüncenizi hat boyunca yaparsanız, bunun için iyi bir yaklaşım olacağını düşünün. en iyi çözüm.


4
Bu işe yarar, ancak dikkatli olun: en yakın şehirlerden biri çizginin uzaya yakın olacağını, ancak uzayda bulunan şehirlerin yakınında genel olarak çizgide birbirine yakın olmayacak (eğri haritası sürekli olarak ℝ-> ℝ² sürekli bir tersi var).
leftaroundabout

2
Bu cevap, bir Peano / Hilbert
Curve'nin

1
ya da kendini wikipedia'ya götürebilirsin ... hepsi orada, gerçekte wikipedia'yu tekrarlama noktasını gerçekten göremiyorum ...
Spacedman

1
Bence biraz tekrar edebilirsin! Bir veya iki linke ve bir resme ne dersiniz?
blah238

Gösterim amacıyla, tam da bu tekniği kullanan Randall Munroe'nin Internet'in XKCD haritasına bakabilirsiniz (tersi olarak, yani bir düzlemde bir çizgiyi haritalandırsa da)
18

9

Garip sorular genellikle en ilginç sorulardır!

Kartografide boyutların nasıl kullanıldığı konusunda sanat harikası arıyorsanız, Bertin'in grafik semiyolojisi ile başlayabilirsiniz . Bertin'e göre, bir kağıt parçası (veya bir ipad yüzeyi) 3 boyuta sahiptir: İki düzlemsel boyut, artı değer / doku. Grafik semiyolojisi, bilgi boyutlarını bu temsil boyutlarıyla eşleştirmek için kurallar sağlar. İki düzlemsel boyut uzamsal boyut olduğunda, grafik bir haritadır ve bilginin gösterilmesi için üçüncü boyut kullanılır.

1 boyutlu bir harita yapmak istiyorsanız, istediğiniz bilgileri (şehirler arasındaki yakınlık) göstermek için kağıdın boyutlarından birini kullanmamayı sınırladığınız anlamına gelir. Gerçekten böyle bir kısıtlama getirmesi ve normal bir harita yapmaması gerekiyor mu?

Gerçekten gerekliyse, diğer cevaplarda da belirtildiği gibi, yapılamaz! Şehirler arasındaki yakınlık ilişkisi bir boyutta temsil edilemez. Bunun için şunları yapabilirsiniz:

  • "Kullanıcı merkezli bir yaklaşım" kullanın: Harita izleyicisi bir yere yerleştirilmişse veya odaklanacak belirli bir yer varsa, bu yer bir köken olarak algılanabilir ve diğer tüm şehirler bu kökene olan mesafelerine göre sıralanabilir.
  • Şehirleri sadece bağıl mesafelerine göre değil aynı zamanda diğer benzerlik kriterlerine göre (nüfus, kıta, kişi başına düşen araç sayısı vb.) Göre sıralayın. Daha sonra, temel bileşenler analizi gibi bazı istatistiksel işlemler şehirlerin sıralanabileceği tek bir boyut çizgisi verebilir.

Buradaki cevapların hepsi çok ilginç ve aydınlatıcı. Buradaki ilk kurşun, bir başlangıç ​​noktası seçer ve diğerleri "başlangıç ​​noktasına olan uzaklıktır", en pratik olanı gibi görünmektedir.
matt wilkie

İki boyutta projeksiyon, iyi bilindiği gibi "yapılamaz" dır! BTW, 1D projeksiyonları için planlama gezileri için şerit haritaları gibi birçok uygulama var.
whuber

7
trying to keep cities that are 'close' on the globe 'close' on the line

Örneğin, eşkenar bir üçgenin köşelerinde, birbirinden aynı mesafede üç şehir düşünün. Bunu nasıl temsil edersiniz? Bazı bilgiler olacaktır kaybolabilir.

Bir boyutu tamamen atıyorsunuz, örneğin tüm şehirleri paralel veya meridyen üzerine yansıtmak (ikincisi, şehirlerin kuzey / güneyi farklı ülkelerdeki göreceli konumlarını karşılaştırmak için kullanılmadığımız için ilginç olurdu) veya belirli bir tane seçtiniz. boyutsal ölçü, örneğin "New York'tan uzaklık".

Spacedman'ın önerdiği Peano eğrisi çok ilginç ve orijinal bir harita oluşturuyor, ancak yakındaki şehirler bu eğri üzerinde çok uzağa gidebilir .


5
... şehirlerinizi yakın tutun, ve küreleriniz daha yakın ...
Thomas

1
+1 İyi açıklamalar. Bununla birlikte, bu bir ya da önerme değildir: bir çizgiye yansıtmanız veya bir taban noktasından mesafeye düşürmeniz gerekmez. Doğrusal olmayan çözümler, tıpkı (normal) 2D projeksiyonlarında kullanıldığı gibi kullanılabilir. Amaç, öngörülen mesafeler ile gerçek mesafeler arasındaki farkların bir miktarını en aza indirmektir. Bu bakımdan, Peano eğrisi özellikle zayıf olacaktır, ancak varyantları (inşaatının ilk aşamalarında istenen tüm noktalardan geçecek şekilde uyarlanmış) işe yarayabilir.
whuber

3

Hiç kullanmadım, ama bir GeoHash'ın bunun için işe yarayabileceğini düşünüyorum .

Geohashes, isteğe bağlı hassasiyet ve kodun sonundan karakterleri kademeli olarak çıkarma olasılığını azaltmak (ve kademeli olarak hassasiyetini kaybetmek) gibi özellikler sunar.

Kademeli hassasiyet bozulmasının bir sonucu olarak, yakındaki yerler sık ​​sık (ancak her zaman değil) benzer önekler sunar. Buna karşılık, paylaşılan bir önek ne kadar uzun olursa, iki yer de o kadar yakın olur.


Bu karışımlar, kürenin yüzeyinin rafine alt bölümlerini kelimelere kodlayarak çalışmaya meyillidir ve dolayısıyla doğası gereği iki boyutludur. Birinin nasıl bir boyutlu koordinatı onlardan çıkaracağı açık değildir (anlamlı bir şekilde).
whuber

@whuber Yani eğer şehirlerin bir listesi olsaydı ve onlar için en uzun / uzun zamanlarını geohash.org 'a geçirerek karmaşa hazırlarsam, o zaman şehirleri karma değerine göre sıraladıysak, şehirlerin sıralaması tek boyutlu bir haritalamayı temsil etmiyordu ( ne kadar doğru olursa olsun)?
Kirk Kuykendall

1
Tamamen hash bağlıdır. Yalnızca bir sipariş tek boyutlu değildir, yalnızca bir siparişdir. Ek olarak, anlamlı bir sayısal koordinat gerekir. Eğer bu aynı zamanda karma durumdan çıkarsa, o zaman gerçekten bir 1D projeksiyona sahipsiniz, ancak muhtemelen korkunç özelliklere sahip. Projeksiyonların amacı, görselleştirme veya analiz için önemli olmayan çarpıtmaları görmezden gelmek ve bunu yapanları en aza indirmektir. Herhangi bir karmaşanın çoğu amaç için bir projeksiyon olarak yararlı olması muhtemel değildir.
whuber
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.