各省人口數量圖：如何對地理數據進行可視化設計

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在展示中國人口在各省級行政區域的分布時，最常用的方法是在各個行政區域上用不同的顏色進行填充。如一個省行政區域內的填充顏色越深，代表該行政區人口越多；一個省級行政區域內的顏色越淺，代表該行政區人口越少。本文的封面就是這種方法的一個示例，在上圖中，可以看出中國省級單位中，廣東、河南、山東、四川四省的顏色最深，代表其人口最多。

但是這種方法也有一些問題，如在地圖中，澳門、香港、北京、上海面積雖小，但是這些區域也是省級行政區域，在地圖中的權重與西藏、新疆以及東部的山東、河北等一樣。而由於人眼視覺系統的限制，當區域較小時，人眼將很難區分兩個相近的顏色。所以在上圖中，澳門小到我們根本找不到，我們也很難區分北京和上海的顏色區別。此外，受到面積這一視覺通道的影響，我們甚至會產生兩個顏色相近的省份，面積較大的人口較多的錯覺；以及兩個相近省份，顏色較深的人口密度較大的錯覺。

那麼如何對這一地理數據的可視化方式進行改進呢？已有的相關可視化專家通過區域的扭曲，局部放大與縮小來展示相關地理數據。如下圖所示，各個國家在地圖上的面積代表的不再是這個國家的實際面積，而是網民數量；填充的顏色代表互聯網入侵發生的比例。

網民數量與網路入侵比例圖

這種方法很新穎，也能夠讓人迅速明白各個區域某類數量型數據的分布，如人口、GDP等信息均可使用這類圖標進行展示。但是這類圖標也沒有實際解決某類數據較小時，映射面積過小的問題，如在上圖中，蒙古的網民數量很少，所以被壓縮到了很小的一塊面積；朝鮮甚至都不存在。

因此，我想用一種相對均衡的地圖來進行各個省級行政區域人口數量的展示，這種可視化方式應該滿足以下幾個要求：1，盡量保留各省的相對位置與鄰接關係；2，面積一致，我採用矩形進行表示；3僅用顏色變化來代表數量。在對各個省份位置進行反覆調整之後，我最終比較滿意的一個排列方案如下所示：

中國各省級行政區域人口數量分布

由於地理環境的複雜性，所以我最終實現的結果導致很多省份的位置出現了偏差，如內蒙古本當和八個省鄰接，但是在上圖中變成了兩個。為了讓人能夠更加輕易地找到相應的省份，我在地圖上添加了相應的標註。為了更加便於用戶觀察，可以設定為以常規地圖打開，然後地圖漸變為矩形塊的組合。

常規地圖到矩形組合

最終的設計方案基本保留了各省的相對位置，並使用常規地圖到矩形塊的轉換來加強用戶對於不同省份的識別能力；其次，最終的設計消除了不同省份面積大小與形狀對於顏色編碼的影響，相同大小的矩形塊使得用戶能夠精確對比不同省份人口的數量關係。

後記

在可視化設計中，如何有效使用不同的視覺通道對數據特徵進行編碼是數據可視化設計是否優秀的標準之一。這些信息通道包括顏色、位置、面積等物理特徵，這些特徵有時候又會互相影響，本文第一個方案使用顏色通道對數量特徵進行編碼，但顏色的面積又會對顯示效果產生很大的影響。因此，在設計數據可視化方案時，還應當考慮不同視覺通道互相之間的影響。