خريطة التدفق

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 9 صور
الموسوعة الحرة
خريطة تشارلز جوزيف مينارد للغزو الفرنسي لروسيا عام 1812 .

خريطة التدفق هي نوع من الخرائط الموضوعية التي تستخدم رموزًا خطية لتمثيل الحركة بين المواقع. [ 1 ] لذا، يمكن اعتبارها مزيجًا بين الخريطة ومخطط التدفق . قد تشمل الحركة التي يتم رسمها أي شيء، بما في ذلك الأشخاص، وحركة المرور على الطرق السريعة، والسلع التجارية، والمياه، والأفكار، وبيانات الاتصالات، وما إلى ذلك. [ 2 ] وقد أدى التنوع الكبير في المواد المتحركة، وتنوع الشبكات الجغرافية التي تتحرك من خلالها، إلى ظهور العديد من استراتيجيات التصميم المختلفة. وقد وسّع بعض رسامي الخرائط هذا المصطلح ليشمل أي خريطة موضوعية لشبكة خطية ، بينما يقصر آخرون استخدامه على الخرائط التي تُظهر تحديدًا نوعًا معينًا من الحركة.

تستخدم العديد من خرائط التدفق عرض الخط بما يتناسب مع كمية التدفق، مما يجعلها مشابهة للخرائط الأخرى التي تستخدم الحجم النسبي ، بما في ذلك الخرائط الكارتوغرافية (التي تغير مساحة المنطقة)، ورموز النقاط النسبية.

تاريخ

خريطة عام 1838 لحركة الشحن قبل إنشاء السكك الحديدية في أيرلندا، وهي واحدة من أوائل الخرائط الموضوعية التي تستخدم الرموز النسبية.

أقدم خريطة معروفة تُمثل حجم التدفق بصريًا هي خريطتان للمهندس هنري دروري هارنس، نُشرتا عام 1838 كجزء من تقرير حول إمكانية إنشاء خطوط السكك الحديدية في أيرلندا ، تُظهران كمية حركة البضائع عبر الطرق والقنوات. [ 3 ] [ 4 ] في السنوات اللاحقة، جرب آخرون هذه التقنية في أوروبا، إلى أن أتقنها تشارلز جوزيف مينارد . [ 5 ]

خلال خمسينيات وستينيات القرن التاسع عشر، نشر مينارد اثنين وأربعين خريطة تدفقية تتناول مواضيع متنوعة ضمن أعماله التصويرية . ومن بينها خريطته التي رسمها عام 1869 للغزو الفرنسي لروسيا في الفترة 1812-1813 ، والتي وُصفت بأنها "أفضل رسم بياني إحصائي على الإطلاق". [ 6 ] [ 7 ] تستخدم العديد من خرائط مينارد تقنيات تصميم لم تُطوّر حتى الآن، حتى في عصر رسومات الحاسوب.

خلال ثمانينيات القرن العشرين، أجرى والدو توبلر تجارب لإنشاء خرائط تدفق باستخدام الحاسوب. [ 8 ] [ 9 ] لم تكن الخرائط التي أنشأها الحاسوب في البداية ترقى إلى معايير مينارد، ولكن نظم المعلومات الجغرافية (GIS) وبرامج الرسومات قد تحسنت في قدرتها على تصميم خرائط التدفق.

ظواهر التدفق

تم إنشاء مجموعة واسعة من خرائط التدفق منذ ثلاثينيات القرن التاسع عشر، تُظهر الحركة بأشكالٍ عديدة. ووفقًا لإدوارد إيمهوف ، قد تُمثل خريطة التدفق جوانب مختلفة للظواهر المتحركة والشبكات التي تتحرك عبرها؛ وقد ذكر ما يلي: [ 10 ] : 94-95

  • الأصل والوجهة : "من أين وإلى أين يتحرك شيء ما؟"
  • المسار : "على أي خط تتم الحركة؟" يمكن تمثيل ذلك بدقة، أو بشكل عام، أو فقط في شكل تخطيطي من الخطوط المستقيمة [ 11 ]
  • نوع الحركة : "ما الذي يتم نقله؟" يمكن أن تشمل هذه الفئة الاسمية متغيرات مثل المنتج الذي يتم شحنه من نقطة إلى أخرى، أو وسيلة النقل بالمركبات، أو درجة حرارة الماء في تيار المحيط.
  • كمية الحركة : "ما مقدار ما يتم نقله؟ هل تتغير كمية العنصر المنقول بشكل مطرد (تدريجيًا) أم على مراحل؟" سيكون هذا متغيرًا نسبيًا غير سالب ، مثل عدد المركبات يوميًا، أو إجمالي عدد المهاجرين، أو تدفق المياه بالقدم المكعب في الثانية. تمثل بعض خرائط التدفق سعة التدفق بدلًا من حجم الحركة الفعلي، مثل عرض نطاق الاتصالات.
  • اتجاه الحركة : "في أي اتجاه، أو في كلا الاتجاهين، يتم تحريك شيء ما؟" وغالبًا ما يتم توضيح ذلك بالأسهم. [ 12 ]
  • سرعة التدفق : "ما هي السرعة أو المدة الزمنية اللازمة لتحرك شيء ما؟" هذا متغير نسبي يشبه مقدار الحركة، ولكنه يختلف عنه. ومن الأمثلة على ذلك تمثيل مستويات حركة المرور على الطرق السريعة باستخدام متوسط ​​سرعة المركبات، أو سرعة الرياح.

هذه ليست أنواعًا متميزة من الخرائط؛ فقد تصور خريطة التدفق أيًا من هذه الجوانب أو جميعها في وقت واحد.

تتنوع أنواع الظواهر التي تناولتها خرائط التدفق. تشمل المواضيع المتعلقة بالجغرافيا البشرية : الهجرة ، والسفر ، والتجارة الدولية ، والخدمات اللوجستية ، والمرافق العامة (المياه، والصرف الصحي، والكهرباء، والاتصالات)، وحركة المرور ، وغيرها. بينما تتعلق مواضيع أخرى بالجغرافيا الطبيعية : جريان الأنهار ، والرياح ، وهجرة الحيوانات البرية ، وما إلى ذلك .

أنواع خرائط التدفق

خريطة تدفق المنشأ والوجهة لجميع خطوط الطيران التجارية للركاب اعتبارًا من عام 2014. يشير اللون الأصفر الأكثر سطوعًا إلى كثافة أعلى للخطوط الجوية.

أدى تباين خرائط التدفق في موضوعاتها، والأهمية النسبية لجوانب التدفق عند إيمهوف، إلى ظهور عدد من استراتيجيات التصميم. في أطروحة عام 1987، حددت ماري باركس عدة أنواع متميزة من خرائط التدفق، [ 13 ] وقد حظيت هذه الأطروحة باهتمام واسع، على الرغم من أن قائمتها لم تكن شاملة، وقد أُدرجت هنا أنواع أخرى. هذه الأنواع هي نماذج أولية؛ إذ يمكن للخرائط الفعلية أن تجمع بين بعض جوانب عدة أنواع.

خريطة نقطة الانطلاق والوصول

في هذا النوع، يتمثل الهدف الأساسي في إظهار وجود اتصال بين مكانين، وغالبًا ما يُصاحب ذلك تمثيل لحجم التدفق و/أو اتجاهه. [ 12 ] لا يُعد المسار مهمًا للجمهور عمومًا، لذا غالبًا ما تكون الخطوط الواصلة مستقيمة أو منحنية قليلًا. ومن الأمثلة الشائعة على هذا الشكل خريطة خطوط الطيران. ميّز باركس بين الخرائط الشعاعية (التي تنطلق من نقطة بداية أو نهاية واحدة) وخرائط الشبكة (التي تربط عددًا من النقاط)، لكن هذا اختلاف في النمط الجغرافي؛ فالتصميم متشابه جدًا في كلا النوعين.

تتميز خرائط نقطة الأصل والوجهة بتصميم فريد يركز على الشكل التخطيطي للخطوط الواصلة. فالخطوط المستقيمة سهلة الرسم، لكنها قد تُسبب مشاكل، خاصةً عندما تتطابق الخطوط الطويلة والقصيرة، فتحجب بعضها بعضًا ووجهاتها. كما قد تبدو غير منتظمة. لهذه الأسباب، تُفضل الخطوط المنحنية، وخاصةً الأقواس الدائرية، لكونها أكثر جمالًا. كما أنها قابلة للتعديل لتجنب الخطوط والنقاط المتداخلة. [ 14 ] كانت خوارزميات توليد الخطوط الآلية المبكرة تعتمد عادةً على الخطوط المستقيمة، [ 9 ] لكن الخوارزميات الحديثة نجحت في إنشاء خطوط منحنية. [ 15 ]

خريطة التوزيع

خريطة تشارلز جوزيف مينارد لصادرات النبيذ الفرنسي لعام 1864، وهي مثال مبكر على خريطة تدفق التوزيع.

يتميز هذا النوع بالتركيز المتوازن على نقاط الأصل والوجهة، ومسارات السفر بينها (عادةً ما تكون عامة جدًا)، وحجم التدفق. والمثال الأكثر شيوعًا، والذي يعود إلى مينارد، هو خريطة توضح الشحن بين مجموعة من المناطق أو المدن المينائية، على طول الممرات البحرية المشتركة . في خريطة التوزيع، تنطلق المسارات من نقطة الأصل بعرض يتناسب مع مجموع عدة وجهات، ثم تتفرع مع "توزيع" المسارات نحو كل وجهة.

يتطلب تصميم خرائط التوزيع بعض العناية والمهارة في رسم خطوط التدفق بحيث تنقسم بعرض مناسب وبزوايا انحناء سلسة. وقد أظهرت التجارب الحاسوبية إمكانية توليد هذه الخرائط تلقائيًا، [ 2 ] ولكن في الوقت الحاضر، يتم رسم معظمها بشكل شبه يدوي باستخدام نظم المعلومات الجغرافية وبرامج الرسومات. [ 12 ]

خريطة مسار الشبكة

تُعد خريطة النقل التخطيطية النموذجية شكلاً بسيطاً من خريطة مسار الشبكة، مع التركيز على مسارات النقل العامة للغاية.

يعود أصل هذا النوع من خرائط التدفق إلى خريطة هارنس لأيرلندا. [ 4 ] وهي تركز بشكل أكبر على مسارات الشبكة بدلاً من نقاط انطلاقها ووصولها. قد تكون المسارات دقيقة أو عامة للغاية (كما هو الحال في العديد من خرائط النقل العام )، وقد تمثل أو لا تمثل كمية أو سرعة التدفق. ومن الأمثلة الشائعة على ذلك خريطة حركة المرور على الطرق السريعة .

خريطة التدفق المستمر/الكتلي

خريطة لتيارات المحيطات تعود لعام 1943 باستخدام تقنية خطوط التدفق. لاحظ استخدام الألوان لتمييز التيارات الساخنة عن الباردة.

لا يقتصر التدفق على الشبكات الخطية فقط؛ إذ يمكن للكتل ثنائية وثلاثية الأبعاد أن تتدفق أيضًا، لا سيما الماء (مثل تيارات المحيط ) والهواء ( الرياح ). ويمكن نمذجة حركتها كحقل متجهي ، حيث يمكن قياس مقدار الحركة واتجاهها عند أي نقطة في الفضاء. [ 10 ] : 149 في قائمة إيمهوف أعلاه، تركز الخريطة التي تصور ذلك، والتي تُسمى غالبًا خريطة تدفق الكتلة أو خريطة التدفق المستمر ، [ 16 ] على اتجاه التدفق وسرعته، بينما تبقى جوانب أخرى مثل المنشأ/الوجهة ومسار الحركة غير ذات أهمية إلى حد كبير.

في عام 1688، رسم إدموند هالي خريطة الرياح التجارية باستخدام مجموعة من الخطوط القصيرة الموجهة في اتجاه تدفق الهواء. [ 5 ] : 69 وفي خرائط الطقس في أوائل القرن العشرين ، طُوّرت هذه التقنية إلى رموز الرياح ، وهي رموز معقدة تُستخدم للإشارة إلى سرعة الرياح واتجاهها. وقد اقتُرح مصطلحا "متجهات الوحدة" و "التيارات" كمصطلح عام لرموز التدفق النقطية، لكن لا يُستخدم أي منهما على نطاق واسع. [ 17 ] ويمكن توليد هذه الرموز بسهولة بواسطة خوارزميات الحاسوب، لا سيما باستخدام بيانات نظم المعلومات الجغرافية النقطية أو بيانات النقاط النموذجية (مثل محطات الأرصاد الجوية). [ 18 ] وهذا النهج أقرب إلى رموز النقاط النسبية منه إلى خريطة التدفق التقليدية.

من الخيارات الأخرى لتمثيل حقول المتجهات رسم خطوط التدفق ، التي تربط النقاط التي تتدفق باتجاه بعضها البعض؛ وقد شاع استخدام هذا الأسلوب لتمثيل تيارات المحيطات منذ أوائل القرن التاسع عشر. [ 5 ] : 82 ومن بين خوارزميات توبلر الحاسوبية لعام 1981 نماذج لحقول المتجهات لتوليد "خطوط التدفق"، وقد حسّنت الأعمال اللاحقة النتائج. [ 8 ] [ 17 ]

قياس الوزن

تُعدّ تقنية الحجم، وتحديدًا سُمك الخط (الذي يُقاس عادةً بالنقاط أو المليمترات)، من أكثر التقنيات شيوعًا لتصوّر كمية التدفق أو سرعته . ومع ذلك، يُعدّ الحجم أكثر وضوحًا للكمية الإجمالية، لذا يُمكن أيضًا النظر في متغيرات بصرية أخرى (مثل درجة اللون أو قيمته ) لتحديد السرعة. تُشابه الطرق التالية لتحديد سُمك الخطوط إلى حد كبير طرق قياس خرائط الرموز النسبية . [ 12 ]

الطريقة الأكثر شيوعًا هي حساب وزن خط معين w بما يتناسب طرديًا مع قيمة الكمية v ، بناءً على وزن مختار بشكل تعسفي w 0 لقيمة أساسية مختارة v 0 (غالبًا ولكن ليس بالضرورة القيمة الدنيا):

ww0=vv0{\displaystyle {\frac {w}{w_{0}}}={\frac {v}{v_{0}}}}

يساعد هذا القراء على تكوين أحكام بديهية حول نسب القيم النسبية بناءً على الأوزان النسبية؛ فالخط الذي يبلغ سمكه ضعف سمك خط آخر يمثل ضعف القيمة. مع ذلك، عندما يكون هناك تباين كبير بين أعلى وأدنى القيم (عادةً ما يزيد عن 25:1، على الرغم من أن هذا يعتمد على جغرافية شبكة التدفق والتصميم)، قد تكون الخريطة الناتجة إشكالية، حيث تظهر خطوط سميكة بشكل مفرط وخطوط رفيعة شبه غير مرئية. يتمثل البديل في هذه الحالة في تحديد الحد الأدنى والحد الأقصى للأوزان ( w max و w min ) وإجراء استيفاء خطي بينهما، على الرغم من أن هذا يُلغي القدرة على الحكم البديهي على نسب الأوزان. w-wمأنانwمأx-wمأنان=v-vمأنانvمأx-vمأنان{\displaystyle {\frac {w-w_{min}}{w_{max}-w_{min}}}={\frac {v-v_{min}}{v_{max}-v_{min}}}}

ثمة بديل ثالث يتمثل في استخدام الأوزان الترتيبية (سميك، متوسط، رقيق، إلخ) لتمثيل متغير ترتيبي أو متغير كمي مصنف (يُطلق عليه غالبًا تصنيف النطاق في هذا السياق). يُفقد هذا الخيار أيضًا قدرة القراء على الحكم البديهي على اختلافات القيم، ولكنه يتميز بالبساطة العامة.

بالنسبة لجميع أنواع التحجيم هذه، عادةً ما يُظهر مفتاح الخريطة مجموعة عينة من أوزان الخطوط مع قيمها الخاصة، بطريقة مشابهة لمفتاح خريطة الرموز النسبية .

أنواع أخرى من مخططات التدفق

خريطة تدفق غير خرائطية توضح النسب المئوية النسبية لنتاج القلب الذي يتم توصيله إلى أجهزة الجسم الرئيسية

إلى جانب خرائط التدفق في علم الخرائط، توجد عدة طرق أخرى لتصور التدفق غير الجغرافي:

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ كويولو، كاجلار؛ تيان، جينغ؛ ويندسور، ماري (2023). "Flowmapper.org: إطار عمل قائم على الويب لتصميم خرائط تدفق الأصل والوجهة" . مجلة الخرائط . 19 (1). arXiv : 2110.03662 . doi : 10.1080/17445647.2021.1996479 . تاريخ الاسترجاع: 14 فبراير 2024 .
  2. 1 2 فان، دونتام؛ شياو، لينغ؛ ييه، رون؛ هانراهان، بات؛ وينوغراد، تيري (2005). "تخطيط خريطة التدفق" . ندوة IEEE حول تصور المعلومات، 2005. INFOVIS 2005. ص 219-224 . doi : 10.1109/INFVIS.2005.1532150 . ISBN  0-7803-9464-X.
  3. ↑ روبنسون، آرثر هـ. (ديسمبر 1955). "خرائط هنري دروري هارنس لعام 1837" . المجلة الجغرافية . 121 (4): 440-450 . doi : 10.2307/1791753 . JSTOR 1791753 . 
  4. 1 2 غريفيث، ريتشارد جون؛ هارنس، هنري دروري (1838). أطلس مصاحب للتقرير الثاني لمفوضي السكك الحديدية . أيرلندا. مؤرشف من الأصل في 9 نوفمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 13 نوفمبر 2020 .
  5. 1 2 3 روبنسون، آرثر هـ. (1982). رسم الخرائط الموضوعية المبكرة في تاريخ رسم الخرائط . مطبعة جامعة شيكاغو. ص 147-154 . 
  6. ↑ توفت، إدوارد (2006). أدلة جميلة . غرافيكس برس. رمز ببليوغرافي : 2006beev.book.....T .
  7. ↑ جاكوبس، فرانك (23 يوليو 2010). "خريطة مينارد - "أفضل رسم بياني إحصائي على الإطلاق"" . Big Think . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 نوفمبر 2020 .
  8. 1 2 توبلر، والدو ر. (يناير 1981). "نموذج للحركة الجغرافية" . التحليل الجغرافي . 13 (1): 1-20 . doi : 10.1111/j.1538-4632.1981.tb00711.x .
  9. توبلر ، والدو ر. (1987). "تجارب في رسم خرائط الهجرة باستخدام الحاسوب". مجلة رسامي الخرائط الأمريكيين . 14 (2): 155-163 . doi : 10.1559 /152304087783875273 . S2CID 1363699 . 
  10. 1 2 إيمهوف، إدوارد (1972). Thematische Kartographie . برلين: دي جرويتر.
  11. ↑ روبنسون، آرثر هـ، عناصر علم الخرائط ، الطبعة الثانية، نيويورك: وايلي، 1960.
  12. 1 2 3 4 دينت، بوردن د.؛ تورغسون، جيفري س.؛ هودلر، توماس و. (2009). رسم الخرائط: تصميم الخرائط الموضوعية (الطبعة السادسة ). ماكجرو هيل. الصفحات 188-201 .  
  13. ↑ باركس، ماري ج. (1987). رسم خرائط التدفق الأمريكية: دراسة استقصائية لخرائط التدفق الموجودة في كتب الجغرافيا المدرسية في القرن العشرين، بما في ذلك تصنيف لتصاميم خرائط التدفق المختلفة . جامعة ولاية جورجيا: رسالة ماجستير غير منشورة.
  14. ↑ جيني، برنارد؛ ستيفن، دانيال م.؛ موهلنهاوس، إيان؛ مارستون، بروك إي.؛ شارما، ريتيش؛ تشانغ، يوجين؛ جيني، هيلين (2018). "مبادئ تصميم خرائط تدفق الأصل والوجهة". علم الخرائط ونظم المعلومات الجغرافية . 45 (1): 62-75 . doi : 10.1080/15230406.2016.1262280 . S2CID 36668445 . 
  15. ↑ جيني، برنارد؛ ستيفن، دانيال م.؛ موهلنهاوس، إيان؛ مارستون، بروك إي.؛ شارما، ريتيش؛ تشانغ، يوجين؛ جيني، هيلين (2017). "تخطيط خرائط تدفق الأصل والوجهة باستخدام القوة". المجلة الدولية لعلوم المعلومات الجغرافية . 31 (8): 1521-1540 . doi : 10.1080/13658816.2017.1307378 . S2CID 205794904 . 
  16. ↑ تي. سلوكوم، آر. ماكماستر، إف. كيسلر، إتش. هوارد (2009). رسم الخرائط الموضوعية والتصور الجغرافي، الطبعة الثالثة، صفحة 252. بيرسون برنتيس هول: أبر سادل ريفر، نيوجيرسي، الصفحات 360-369.
  17. 1 2 تورك، ج.؛ بانكس، د. (أغسطس 1996). "تحديد موضع الخطوط الانسيابية الموجه بالصور". وقائع المؤتمر السنوي الثالث والعشرين حول رسومات الحاسوب والتقنيات التفاعلية . ص 453-460 . doi : 10.1145/237170.237285 . ISBN  0897917464. S2CID 2310527 . 
  18. ↑ لافين، إس جيه؛ سيرفيني، آر إس (1987). "رسم خرائط كثافة متجه الوحدة". المجلة الكارتوغرافية . 24 (2): 131-141 . doi : 10.1179/caj.1987.24.2.131 .