أتمتة خريطة عبور العالم على طراز أنبوب لندن

في عام 1931، قام رسام إنجليزي يُدعى هاري بيك، بإنشاء خريطة الأنبوب الشهيرة الآن. صمم بيك خريطة تخطيطية لمترو أنفاق لندن أعطت الأولوية للطرق والوصلات على الجغرافيا الدقيقة لمعالجة التعقيد المتزايد لنظام السكك الحديدية تحت الأرض في المدينة.

خريطة مترو الانفاق أكثر سهولة

وكان الحل الذي توصل إليه هو إنشاء خريطة تخطيطية مبسطة تكون أكثر سهولة للركاب من خلال تقويم الخطوط وتحديد مواقع المحطات على مسافة متساوية، بغض النظر عن مواقعها الفعلية. أحدثت خريطة بيك ثورة في رسم خرائط النقل من خلال تقديم تصميم تجريدي يستخدم الخطوط المرمزة بالألوان والمسافات المنتظمة لتسهيل التنقل في مترو الأنفاق للركاب.

تصميم ثماني الخطوط لطرق النقل

أزالت خريطة Beck’s Tube فوضى التفاصيل الجغرافية غير الضرورية وشددت على مواقع المحطات وبنية الشبكة. على الرغم من الشكوك التي قوبلت في البداية، إلا أن تصميم الخريطة سهل الاستخدام اكتسب شعبية بسرعة.

استخدم بيك ما يعرف بالتصميم “الثماني الخطوط”، حيث تتبع خطوط الشبكة اتجاهات بمضاعفات 45 درجة من أجل الوضوح. لم يغير نهج بيك المبتكر الطريقة التي يتنقل بها الناس في مترو أنفاق لندن فحسب، بل أصبح أيضًا مخططًا لخرائط النقل في جميع أنحاء العالم.

إنشاء خريطة عبور تخطيطية للعالم

مستوحاة من عمل بيك في رسم خرائط النقل، استخدم باحثون من جامعة فرايبورغ بيانات من مشروع OpenStreetMap (OSM) الجماعي لاستكشاف ما إذا كان من الممكن تطبيق مبادئ التصميم الخاصة به تلقائيًا لإنشاء خريطة لأنظمة النقل العام حول العالم. الورقة، إنشاء خرائط النقل على نطاق واسع من بيانات OpenStreetMap، تم نشره مؤخرًا في مجلة رسم الخرائط.

كانت الخطوة الأولى هي استخراج بيانات العبور الجغرافية المكانية (مجموعات المحطات وخطوط النقل) من بيانات OSM باستخدام استعلام SPARQL في قاعدة بيانات RDF (إطار وصف الموارد). سحبت هذه الخطوة بيانات أولية تمثل التخطيط المادي لشبكات النقل.

تم بعد ذلك تنظيف البيانات لإزالة الخطوط المتداخلة لإنشاء ما يشير إليه الباحثون بـ “رسم بياني خطي نظيف وخالي من التداخل” لخطوط النقل فقط. تم بعد ذلك تحسين بيانات النقل المتجه لتسهيل قراءة الخريطة.

تم بعد ذلك تحويل البيانات إلى ثلاثة أنماط مختلفة من التخطيط التخطيطي: ثماني الخطوط (مضاعفات 45 درجة)، أو جغرافي ثماني الخطوط (تقريبي جغرافيًا)، أو متعامد.

التحديات في إنشاء خريطة عبور تخطيطية في جميع أنحاء العالم

اختبر فريق البحث عملية التشغيل الآلي الخاصة بهم على أربعة أنواع مختلفة من أنظمة النقل: الترام، ومترو الأنفاق، وقضبان الركاب، وقطارات المسافات الطويلة. تم تقييم كل خريطة من حيث قابلية التوسع وأوقات التشغيل والجودة.

على الرغم من أن هذه الطريقة كانت قادرة على إنشاء خرائط عبور عالمية في أقل من ساعتين لكل نوع من أنواع الشبكات، إلا أن بعض التحديات لا تزال قائمة:

1. استهلاك الذاكرة: خطوة التخطيط، التي تحول البيانات الجغرافية إلى خرائط تخطيطية، تستهلك ذاكرة حاسوبية كبيرة عند التعامل مع مجموعات البيانات الكبيرة مثل شبكات السكك الحديدية للمسافات الطويلة.
2. جودة الخريطة: تباينت جودة خريطة الإخراج. في بعض الحالات، كان من الصعب عرض المناطق الكثيفة ذات خطوط النقل المتعددة بشكل واضح. قد تركز التحسينات المستقبلية على المعالجة المسبقة للرسم البياني للإدخال لتوسيع المناطق الكثيفة.
3. قضايا البيانات: شكلت جودة بيانات OpenStreetMap تحديًا. أحيانًا ما تؤدي خطوط النقل المفقودة أو التي تم وضع علامات عليها بشكل غير متسق إلى خرائط غير مكتملة. بالإضافة إلى ذلك، أدت البيانات الزائدة، مثل شبكة السكك الحديدية عالية السرعة في تايوان والتي تضم أكثر من 200 خط فردي، إلى ظهور خرائط معقدة للغاية.

حدد مؤلفو الدراسة بعض الأهداف المستقبلية لإنشاء خرائط عبور تخطيطية عالمية تلقائيًا:

• تحسين طريقة اكتشاف ومنع تجاوز الخطوط في المواقع غير المناسبة.
• تحسين إمكانية قراءة الخريطة من خلال التعامل بشكل أفضل مع المناطق ذات كثافة الشبكة العالية.
• تحسين وضع العلامات والجمع بين أنواع الشبكات المختلفة في خريطة واحدة.
• دراسة الأساليب الهرمية للتعامل مع الشبكات المعقدة ومتعددة الأنواع.
• دمج استطلاعات المستخدم لتقييم الجودة الجمالية الملحوظة وسهولة استخدام الخرائط.

خرائط النقل العالمية التفاعلية

لقد قام المؤلفون بتوفير خريطة تفاعلية وبيانات جغرافية مكانية. تتوفر الإصدارات الجغرافية، والثمانية، والجغرافية الثماني، والعمودية لكل نظام نقل للعرض على موقع LOOM لخريطة النقل العالمية. يمكن للمستخدمين أيضًا التبديل بين شبكات الحافلات والترام والسكك الحديدية الخفيفة (الركاب مقابل المسافات الطويلة).

خريطة عبور قابلة للتطوير

كان الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو معرفة ما إذا كان أتمتة تطوير خريطة العبور التخطيطية في جميع أنحاء العالم أمر ممكن. في حين أن هناك تحسينات وأهدافًا مستقبلية حددتها الدراسة، فقد خلص المؤلفون بشكل عام إلى أن إنشاء خريطة عبور عالمية مؤتمتة بالكامل ليس ممكنًا فحسب، بل هو أيضًا قابل للتطوير وعملي.

دراسة خريطة النقل

بروسي، ب.، وباست، هـ. (2023). إنشاء خرائط النقل على نطاق واسع من بيانات OpenStreetMap. مجلة رسم الخرائط، 1-25. دوى: 10.1080/00087041.2024.2325761.

مقالات ذات صلة