Algoritmes voor geautomatiseerde cartografie

Om van A naar B te komen gebruiken we, naast de moderne routeplanner, land- en wegenkaarten. Deze topografische kaarten, met zeeën, bergen en woestijnen bieden een goed overzicht van de fysieke elementen die ons pad kruisen. Maar er zijn ook culturele, economische en sociale onderwerpen zoals bevolkingsdichtheid, migratie, overzeese handel of inkomensverschillen die in kaart worden gebracht. Dit wordt steeds vaker met computerprogramma’s gedaan. Onderzoeker ir. Kevin Verbeek van de faculteit Wiskunde & Informatica ontwikkelde algoritmes die een aantal problemen oplost waarmee de geautomatiseerde cartografie kampt.

Deze thematische kaarten zijn erg gewild en de vraag naar meer complexe informatie neemt toe. Om aan de behoefte te voldoen, zoeken cartografen hun toevlucht tot computerprogramma’s. Want hoewel het maken van kaarten sinds eeuwen handwerk is, lijkt de toekomst vooral te liggen in geautomatiseerde cartografie. Voor het zover is, zijn wel verbeteringen noodzakelijk. De bestaande software om data duidelijk weer te geven op een thematische kaart zijn namelijk niet toereikend. De presentatie van gegevens ontaardt te vaak in een rommeltje waar een gebruiker geen wijs uit kan. Onderzoeker ir. Kevin Verbeek van de faculteit Wiskunde & Informatica ontwikkelde daarom algoritmes die een aantal problemen oplost waarmee de geautomatiseerde cartografie kampt.

Als voorbeeld van een wiskundige verbetering geeft hij kort uitleg over de zogeheten ‘flow’ kaarten. Daarop wordt bijvoorbeeld met pijlen van verschillende dikte aangegeven hoe Schotse whisky zijn weg vindt over de aardbol. Of hoe migratie vanuit Californië naar andere delen van de Verenigde Staten plaatsvindt. “Hoe langer je die boom maakt waaruit de pijlen ieder hun eigen richting opgaan, hoe onduidelijker het wordt. Je krijgt overlappingen waardoor de informatie moeilijk zichtbaar is. De boom moet dus kort zijn om dit soort visuele rommel te voorkomen. Tegelijkertijd moet de hoek waarmee een pijl aftakt, zodanig zijn dat de boom er gestroomlijnd uit blijft zien. Dan is het nog steeds gemakkelijk om de lijnen te volgen. Deze twee eisen zijn een beetje tegenstrijdig. Om dat op te lossen doen we het volgende: de maximale hoek kan worden gecontroleerd door de gebruiker, en dan berekenen wij vervolgens voor deze restrictie de kortste boom.” 

Een andere presentatie bedacht hij samen met zijn promotor prof.dr. Bettina Speckmann; de zogeheten ‘necklace’-kaart. Als een parelsnoer worden symbolen met data rond een kaart geplaatst. Dat blijkt veel overzichtelijker dan het plaatsen van de symbolen op de verwante plek op de kaart. “Zeker op een kaart van Europa met kleine landjes als Nederland, België en Luxemburg wil dat nogal helpen.”

Wat is nu een goed ontworpen kaart? Volgens Verbeek blijft dat een lastige vraag. Hij heeft daarvoor navraag gedaan bij cartografen. “Het ontwerpen van een kaart is een creatief proces. Accurate data, eenvoudig gebruik, leesbaarheid en een aantrekkelijke opmaak vormen belangrijke elementen. Ook de groep mensen die de kaart gaat gebruiken, speelt een belangrijke rol in het ontwerp. Maar voorop staat dat een thematische kaart alleen gegevens moet bevatten die potentieel een doel hebben. Dat is zo’n beetje de belangrijkste voorwaarde die je aan een kaart kunt koppelen. Je wilt uiteindelijk toch op effectieve wijze communiceren over de ruimtelijke relatie en verdeling van de getoonde data.”

Het systeem van Verbeek is (nog) niet gebruikersvriendelijk. Cartografen hebben er weinig aan zonder zijn uitleg en hulp. Of er ooit een bruikbaar softwarepakket op de markt komt, weet hij niet. Verbeek promoveerde vorige week op zijn proefschrift “Algorithms for Cartographic Visualization’. Half september vertrekt hij als postdoc naar de universiteit van Santa Barbara in Californië om zich te verdiepen in het thema ‘social network analysis’.

Deel dit artikel