Determinação de parâmetros para seleção de representações temáticas de dados pontuais em grande volume

Abstract

Resumo: A era dos dados traz possibilidades e desafios às diversas áreas do conhecimento. No contexto da Cartografia, possibilita a representação de diversos fenômenos com alta taxa de resolução temporal, no entanto, exige a adequação de técnicas de representação cartográficas e ferramentas para a automatização da construção de mapas com maior celeridade e eficiência. A teoria que dá suporte para a construção de mapas temáticos a partir de dados pontuais (MacEeachren e Dibiase, 1991) foi desenvolvida em um contexto tecnológico diferente do atual e não foram encontradas evidências experimentais prévias específicas da sua validação. Majoritariamente, estudos que avaliaram a eficiência dos diferentes tipos de mapas na solução de tarefas negligenciaram as características apontadas na teoria original: a suavidade e continuidade. Neste sentido, resta verificar como tais conceitos influenciam na eficiência da visualização de agrupamentos diferentes tipos de mapas, para que possam ser utilizados na escolha da técnica adequada para cada conjunto de dados. Para realizar esta verificação, o problema é decomposto em três experimentos. O primeiro consistiu em definir medidas quantitativas para suavidade e continuidade e comparar com as percepções de cartógrafos experientes. No segundo, baseado nas medidas quantitativas, foi desenvolvido um algoritmo para gerar dados pontuais sintéticos com as características de suavidade e continuidades predefinidas. Com a possibilidade de gerar dados pontuais com as características controladas, foi construído um experimento para verificar a eficiência de diferentes tipos de mapas, aplicados a dados com diferentes características de suavidade e continuidade, na comunicação de agrupamentos. Com este último experimento, apoiado nas percepções dos participantes, foi possível produzir um modelo de técnicas de representação cartográfica temática por suavidade e continuidade semelhante ao proposto por MacEeachren e Dibiase (1991). Pode-se dizer, baseado nos resultados obtidos, que a hipótese deste trabalho foi confirmada, ou seja, os conceitos de suavidade e continuidade tem uma influência positiva na escolha das técnicas de representação a serem utilizadas.

Abstract: The age of data brings possibilities and challenges to the various areas of knowledge. In Cartography, it enables the representation of various phenomena with high temporal resolution rate. However, it requires adapting cartographic representation techniques and tools to automate maps' construction with greater speed and efficiency. The theory that supports the construction of thematic maps from point data (MacEeachren and Dibiase, 1991) was developed in a technological context different from the current one, and no specific previous experimental evidence of its validation was identified. Primarily, studies that evaluated the efficiency of different types of maps in solving tasks neglected the characteristics pointed out in the original theory: smoothness and continuity. In this regard, it is still necessary to verify how such concepts influence the efficiency of visualization of clusters of different types of maps so that they can be used in choosing the appropriate technique for each data set. The problem was decomposed into three experiments to perform this verification. The first one consisted in defining quantitative measures for smoothness and continuity and comparing them with the perceptions of experienced cartographers. In the second one, based on the quantitative measures, an algorithm was developed to generate synthetic point data with predefined smoothness and continuity characteristics. Finally, with the possibility of generating point data with the controlled characteristics, an experiment was designed to verify the efficiency of different maps, applied to data with different smoothness and continuity characteristics in the communication of clusters. With this last experiment, supported by the participants' perceptions, it was possible to produce a model of thematic cartographic representation techniques with smoothness and continuity similar to the one proposed by MaCeachren and Dibiase (1991). Based on the results obtained, the hypothesis of this work was confirmed: the concepts of smoothness and continuity positively influence the choice of representation techniques to be used.