GIS4SG
Časoprostorová data v GIS
podzim 2023
Lukáš Herman
herman.lu@mail.muni.cz
S jakými typy časoprostorových
dat se můžeme v GIS setkat …
… příklady bližší SG
• Pravidelný versus nepravidelný rytmus
Jednotky
• Soustava SI – základní jednotka - sekunda
– mezinárodní značka s
– je definována jako doba trvání 9 192 631 770 period
záření, které odpovídá přechodu mezi dvěma hladinami
velmi jemné struktury základního stavu atomu cesia 133.
• Soustava SI dovoluje používat dekadické násobky
a díly
– milisekundou (značka ms), mikrosekundou (µs),
nanosekundou (ns) a pikosekundou (ps)
– minuta, značka min, 1 min = 60 s
– hodina, značka h, 1 h = 60 min = 3600 s
– den, značka d, 1 d = 24 h = 86 400.
• Jiné jednotky času?
Datum
• ISO YYYY-MM-DD
• ISO 8601: Data elements and interchange formats
• Information interchange international standard
covering the exchange of date and time related
data.
• 12/24 h
• Různé kalendáře
Absolutní a relativní čas
Absolutní
• Newton
• snaží se usadit
zobrazovanou
problematiku do
konkrétního časového
okamžiku a využívá nějaký
existující kalendář,
respektive časový systém.
• Př.: Bitva na Bílé hoře 8.
listopadu 1620.
Relativní
• Aristoteles, filozofie
• Prostor a čas popisují
vtahy mezi objekty
• Ukazuje na běh času v
rámci zobrazovaných
událostí.
• Př.: 51. minuta
fotbalového utkání
Cyklický a lineární čas
Lineární čas
• Čas vnímán jako přímka
Cyklický čas
• Východní filozofie
• „vše se opakuje“
Diskrétní a kontinuální
Diskrétní čas Kontinuální čas
Změny
• změny polohy či velikosti objektu v čase,
• změny prostorových vztahů v čase,
• změny vlastností v čase.
• Měření –
změny nemusí
být zaznamenány
Jak je uloženo v GIS
Ukazatele vývoje
• absolutní míry rozdílnosti
– absolutní rozdíl, resp. absolutní přírůstek
• relativní míry rozdílnosti
– indexy
Indexy
Indexy
• Indexy změn
– Bazické
– Řetězové
Analýzy
• Vizuální explorace
• Statistická analýza/modelování
• Data mining/strojové učení
Shlukování
https://www.mdpi.com/2220-9964/8/3/112
Vizualizace
Bodové symboly
Pohybové linie
Pohybové linie
Linie
Toblerova funkce
Stuhová metoda – Minardova
mapa
Plné rozlišení:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/29/Minard.png
Stuhová metoda
• Liniové kartodiagramy, další označení: liniový, stuhový,
pásový, proužkový kartodiagram nebo pendlogram
• Anglicky: flowline/flow maps, ribbon lines, diagram linear
symbols
• Velikost a dynamika se znázorňují pomocí šířky liniového
pásu a změn šířky
• Kvalita a struktura pomocí barvy nebo rastru
• Pro udání směru se používají šipky
• Dělení podle přesnosti umístění linií na:
• topograficky (a),
• schematicky umístěné (b)
Stuhová metoda
Data a grafické proměnné
• počet překrytí/křížení by měl být minimalizován
• je třeba se vyvarovat ostrých ohybů a příliš asymetrických proudění
• je třeba se vyvarovat ostrých průsečíků
• linie nesmí procházet pod nepropojenými uzly
• linie by měly být radiálně uspořádány kolem uzlů
• množství je nejlepší reprezentovat proměnnou šířkou linie
• směr je vhodné vyznačit šipkami
• šipky by měly odpovídat šířce linie, avšak šipky pro tenké linie by měly být
zvětšeny
• je třeba se vyvarovat překrývání mezi hroty šipek a liniemi
Stuhová metoda - doporučení
Kartodiagramy
(Karto)diagramy
Vyplněné
izolinie
Izochrony
Small
multiple
12. Příklad
Animace
• Dekolonizace Afriky:
https://www.olli.wz.cz/webkart/cviceni_02c.htm
12. Příklad
Space-time cube
Hägerstrand, T. (1970). What about people in regional science?
Papers in Regional Science, 24(1), 6 21. doi:10.1007/BF01936872
Geografický ústav, Přírodovědecká fakulta, Masarykova Univerzita34
− Př.: vizualizace trajektorií s časem – např.: GPX soubory z nástroje
Stopař v aplikace Napy.cz
− Úprava atributů – čas (zde sekundy od počátku pohybu) na výšku:
second(age("time", to_datetime('2023-01-02 11:40:00‘)))
− 3D vizualizace v plug-inu: Qgis2threejs
QGIS: Space time cube
Geografický ústav, Přírodovědecká fakulta, Masarykova Univerzita35
− Př.: vizualizaci událostí bodového charakteru – např. nehod
cyklistů
− Úprava atributů – převod data na pořadí dne od počátku
sledovaného období (následně znázorněna jako výška):
var beginning = Date(2010,0,0);
var accident = $feature.datum;
var days = DateDiff(accident, beginning , 'days');
return days;
− 3D vizualizace: Lokální 3D scéna
ArcGIS Pro: Space time cube
Měřítko času
Zdroje
• http://gistbok.ucgis.org/bok-topics/time
• http://gistbok.ucgis.org/bok-topics/spatiotemporal-representation
• https://www.esri.com/about/newsroom/arcuser/working-with-
temporal-data-in-arcgis/
• https://ltb.itc.utwente.nl/491/concept/79777
• https://www.researchgate.net/publication/272180856_Guidelines_fo
r_the_Effective_Design_of_Spatio-Temporal_Maps