La Animación y el Diseño de Mapaspara la Visualización Científica

Los científicos requieren de la visualización de datos para diversos propósitos, desde la exploración de datos desconocidos hasta comunicar ideas reveladas por el análisis visual.

En adición a las “variables visuales” de los mapas estáticos, los mapas animados se basan en tres elementos básicos de diseño o “variables dinámicas”- duración de la escena, modo de cambios de escena y el orden de las escenas.

Las variables dinámicas pueden usarse para:

• Enfatizar la localización del fenómeno,

• Enfatizar sus características

• Enfatizar sus cambios en el tiempo, en el espacio y en sus dimensiones.

En combinación con los mapas estáticos, los gráficos, diagramas, imá-genes y sonidos, la animación le permite al analista expresar la infor-mación en una variedad de formas complementarias.

Visualización en la Ciencia

La representación de datos y conceptos son materiales indispen-sables en la construcción del conocimiento científico.

Las gráficas y las imágenes son particularmente útiles en la búsqueda e investigación para entender los fenómenos físicos representados numéricamente. La cantidad de datos numéricos ha in-crementado explosivamente con la implementación de modelos com-putacionales y dispositivos de detección remotos de alta resolución.

La demanda de métodos gráficos efectivos para el análisis y presentación ha incrementado igualmente. Colectivamente estos métodos han sido conocidos como “visualización”.

“La extraordinaria obsesión de los científicos con los papeles, impresiones, diagramas, archivos, resúmenes y curvas en papel cuadriculado. No importa lo que digan, ellos comienzan a hablar con confianza y a ser creídos por sus colegas, sólo una vez que apuntan a una simple forma geométrica de dos dimensiones.” (Latour 1990)

El término visualización se aplica a dos distintas pero relacionadas actividades:

• Pensamiento visual: Los científicos están ocupados en el pensamiento visual cuando su intención es producir nuevo conocimiento y sus métodos invo-lucran la creación e interpretación de representaciones gráficas.

• Comunicación visual: Cuando sus intenciones se enfocan en la distribución de conoci-miento ya existente en una forma gráfica inequívoca, están ocupa-dos en la comunicación visual.

Cartografía en la Visualización

Los cartógrafos ofrecen experiencia en diversas especialidades rele-vantes, que incluyen clasificación de datos, generalización de caracte-rísticas, simbolización gráfica, y evaluación formal de la interpretación del observador de pantallas gráficas.

La simbolización cartográfica es, en esencia, un problemática para la apropiada y creativa significación de datos geográficos con lo que Ber-tin (1983) ha llamado las “variables visuales”.

Variables Visuales

Bertin ha identificado siete variables visuales en su Semiología de grá-ficos, publicadas por primera vez en francés en 1967. La lista original de Bertin (Figura 1) incluye la posición (las dos dimensiones del plano gráfico), tamaño, valor del color, la textura, el tono de color, orientación y forma.

El sistema de variables visuales y sus” propiedades “(que significan las relaciones lógicas con los cuatro niveles de medición de datos) pa-recen aplicables al diseño de los mapas animados.

Variables dinámicas

Variables dinámicas

• Duración:El número de unidades de tiempo que una escena se muestra. El cambio de la duración de una escena o escenas afecta al “ritmo” de la animación, por ejemplo, largas escenas resultan en una secuencia de ritmo más lento.

• Tasa de Cambio:Tasa de cambio es una proporción, m / d, donde m es la magnitud del cambio en la posición y los atributos de las entidades entre escenas y d es la duración de cada escena. Mientras m aumenta (manteniendo d constante), la tasa aparente de cambio de las entidades en la anima-ción incrementa y el carácter ilusorio de movimiento se vuelve menos suave y más abrupto. Si d se reduce (manteniendo m constante), la tasa aparente cambio disminuye.

• Orden:La lógica de la secuencia cronológica de escenas asociadas con un conjunto de datos serie- temporal es evidente, sin embargo, hay casos en que el orden de una serie de escenas a través de otra métrica que la cronologica, resulta lógico y potencialmente fructífero en el análisis geográfico.

Utilización de variables dinámicas

• Enfatizando la ubicación:

En este ejemplo, una variable dinámica (duración) sólo refuerza las variables visuales (tamaño, valor, etc) que comprenden el símbolo de punto. Debido a que la visión humana es tan sensible al cambio, un símbolo de mapa intermitente es más enfático que uno brillante constante.

Utilización de variables dinámicas

• Destacando Atributo:

Generación de varias escenas de un solo mapa estático, donde cada escena representa una categoría de información de atributos. Las escenas derivadas se ordenan de la categoría más baja a la más alta, o viceversa. La duración de escena bien puede ser programado o con-trolado por el espectador.

Utilización de variables dinámicas

• Visualizar el Cambio:

El análisis exploratorio consiste en la construcción de los eventos virtua-les (como simulaciones de modelos producidos) para revelar imprevis-tos patrones espacio-temporales. La animación y las variables dinámicas que aporta a la visualización son evidentemente útiles para imaginar este tipo de eventos. Por lo menos tres tipos de cambio se puede visualizar como mapas dinámicos: el cambio espacial (fly-bys), el cambio cronológico (series temporales), y el cambio de atributo (reexpressions).

- Visualización de cambio espacial: Fly-Bys

Un fly-by es una secuencia de vistas de una superficie estática o el vo-lumen en el que el punto de vista del observador cambia gra-dualmente.

Utilización de variables dinámicas

- La visualización de Cambio cronológico: Series de Tiempo

Representa el cambio en el tiempo, en la posición o caracte-rísticas de los fenómenos geográficos desde un punto de vista constante – el cambio en el espacio cronológico, es la aplicación más obvia de la animación tanto en las ciencias sociales y físicas. La Se-cuencias de series de tiempo son normalmente construidos a partir de escenas mostrados a intervalos a lo largo de la gama de la serie, visto en orden cronológico a una velocidad constante.

Las series de tiempo también se pueden crear a partir de escenas que representan a tales agregados de tiempo como una hora, una semana o un mes. Un Mapa animado de Weber, por ejemplo, utilizó los agre-gados anuales de 1897 a 1986. Moellering denomina el resultado de tal procedimiento de agregación “derrumbado tiempo real”. Alterna-tivamente, el tiempo también puede ser entendido como cíclica, con valores agregados descritos para las posiciones en el circuito.

Utilización de variables dinámicas

- Visualización de cambio de atributo: Re expresión

Es el cambio de posición de un objeto en el espacio. El término “reex-presión” es tomado de Tukey (1977) para referirse a otras representacio-nes gráficas cuya estructura se ha modificado mediante alguna transformación de los datos originales.

En el contexto de la visualización cartográfica, el analista puede elegir subconjuntos estratégicos de secuencias de series de tiempo (cepilla-do) y puede alterar el orden (reordenamiento) y el ritmo de las secuen-cias. Lo describen como una técnica de alta interacción para el análisis de datos multivariantes.

.En el contexto de la animación, el cepillado permite al analista a seleccionar y ver los cambios en un subconjunto de datos geográficos, cronológicos o espaciales.

Estudio de caso: El cambio climático en México

Uso de simulaciones para evaluar los posibles impactos del calentamiento global en la agricultura en México. Se compa-ran los valores de temperatura y precipitación pronosticados por cinco modelos climáticos globales suponiendo el doble de la concentración actual de CO 2 atmosférico em 13 ciuda-des de ese país.

Nuestras animaciones de Liverman y los datos de O’Brien ejemplifican el modo de post-procesamiento de la visualiza-ción del modelo numérico.

Post-procesamiento se refiere a la visualización de datos numéricos obtenidos desde un modelo computarizado. En este modelo de procesamiento de datos es más interdiscipli-nario con la colaboración de especialista en graficas compu-tarizadas, programación y diseño de información visual.

La Capacidad de los cartógrafos de expresar datos y conceptos en múltiples formas complementarias será más valioso que buscar una única forma óptima de visualización.

Buscando un mayor nivel de abstracción es probable que haya un enfoque más fructífero que buscando un mayor realismo en la elabora-ción de representaciones visuales.

La animación de mapas puede utilizar para visualizar datos en ambos modos: realistas (cronológico) y abstractos (reordenada y ritmo).

La eficacia de los mapas animados abstractos impulsa una visión cien-tífica que debe ser juzgado no sólo de forma aislada, sino en combina-ción con los mapas estáticos, gráficos, diagramas y sonido.

Conclusión

¿Hacer mapas dinámicos requieren más generalización que mapas estáticos?

¿Cómo funciona el orden en el que las escenas o secuen-cias presentan un efecto en las interpretación del obser-vador en un mapa animado?

¿Sólo existen estos tipos de variables visuales y dinámicas presentes en la animación de mapas?

¿Sólo la cartografía es la única disiplina gráfica capaz de visualizar los requerimientos científicos?

preguntas