Bản đồ choropleth là gì: Định nghĩa, ví dụ và cách xây dựng bằng API

Bản đồ choropleth là loại bản đồ chuyên đề phổ biến nhất mà bạn sẽ thấy trên báo, trong các báo cáo chính sách, và trên dashboard công ty. Nếu bạn từng nhìn vào một bản đồ bầu cử tô theo margin, một bản đồ COVID tô theo tỷ lệ ca bệnh, hay một bản đồ GDP tô theo thu nhập, bạn đã đọc một bản đồ choropleth.

Bài hướng dẫn này giải thích bản đồ choropleth là gì, khi nào dùng, các lỗi phổ biến nhất, và cách xây dựng một bản đồ choropleth production với vector tile API.

Định nghĩa một câu

Bản đồ choropleth tô màu mỗi vùng của bản đồ theo một giá trị số duy nhất được đo cho vùng đó, sử dụng thang màu mã hóa độ lớn.

Từ này xuất phát từ tiếng Hy Lạp khoros (vùng) và plethos (đa số). Nó có từ thời các nhà thống kê Pháp những năm 1820 và từ đó đã là trụ cột của thematic cartography.

Ví dụ bản đồ choropleth

Một số cách dùng kinh điển:

• Mật độ dân số theo quốc gia, tỉnh, hoặc mã bưu chính
• Kết quả bầu cử theo quận, với cường độ màu cho thấy margin chiến thắng
• GDP bình quân đầu người theo quốc gia, thường dùng thang logarithmic
• Tỷ lệ thất nghiệp theo vùng
• Tỷ lệ ca COVID trên 100.000 cư dân theo quận
• Giá bất động sản trung bình theo khu phố
• Tỷ lệ broadband theo khu điều tra dân số
• Năng suất cây trồng theo vùng nông nghiệp

Đặc điểm chung là dữ liệu chỉ là một con số cho mỗi vùng đã được định nghĩa trước.

Bản đồ choropleth vs heat map

Hai loại này thường bị nhầm lẫn. Sự khác biệt rất quan trọng.

Bản đồ choropleth cần các vùng được định nghĩa trước. Dữ liệu đã được tổng hợp. Mỗi vùng nhận một màu. Các ranh giới là một phần của thông điệp.

Heat map cần dữ liệu điểm. Mật độ được tính bằng binning hoặc kernel smoothing. Đầu ra là gradient liên tục bỏ qua ranh giới hành chính. Dùng nó cho việc phát hiện cluster, không phải so sánh vùng.

Nếu bạn có một con số cho mỗi mã bưu chính, dùng choropleth. Nếu bạn có một đám ping GPS, dùng heat map.

Cách bản đồ choropleth được xây dựng

Ba thành phần:

1. Hình học ranh giới. Một tập polygon GeoJSON (hoặc lớp vector tile) cho các vùng bạn muốn tô màu, mỗi vùng có một identifier ổn định (ví dụ mã quốc gia ISO, FIPS bang Mỹ, mã NUTS EU, mã bưu chính).
2. Một giá trị dữ liệu cho mỗi vùng. Một object JSON đơn giản hoặc CSV được key bằng cùng identifier.
3. Một renderer kết hợp chúng. Các thư viện web mapping hiện đại (MapLibre GL, Mapbox GL, deck.gl, OpenLayers) có thể join dữ liệu với ranh giới ở runtime bằng feature-state hoặc property expression.

Đây là pattern khái niệm trong MapLibre GL JS:

map.addSource('regions', {
  type: 'vector',
  url: 'https://api.mapatlas.xyz/v1/tiles/regions.json',
});

map.addLayer({
  id: 'regions-fill',
  type: 'fill',
  source: 'regions',
  'source-layer': 'regions',
  paint: {
    'fill-color': [
      'interpolate',
      ['linear'],
      ['feature-state', 'value'],
      0,   '#f7fbff',
      50,  '#6baed6',
      100, '#08306b',
    ],
    'fill-opacity': 0.8,
  },
});

// Push your data to each feature at runtime
for (const [regionId, value] of Object.entries(yourData)) {
  map.setFeatureState(
    { source: 'regions', sourceLayer: 'regions', id: regionId },
    { value }
  );
}

Bản đồ fetch boundary tile một lần và re-style chúng khi dữ liệu của bạn thay đổi. Không cần re-rendering server-side.

Chọn thang màu đúng

Ba quy tắc:

Sequential cho dữ liệu một chiều. Sáng đến tối trong một hue. Dùng cho các đại lượng đi từ thấp đến cao mà không có midpoint có ý nghĩa (dân số, thu nhập, tỷ lệ).

Diverging cho dữ liệu hai chiều. Một midpoint trung tính và hai hue tỏa ra (đỏ và xanh, nâu và teal). Dùng khi số không hoặc trung bình có ý nghĩa và các giá trị có thể nằm ở cả hai phía (tăng trưởng year-over-year, margin bầu cử, độ lệch so với mean).

Tránh thang rainbow. Chúng ngụ ý một thứ tự mà cảm nhận của con người không khớp đồng đều. Chúng cũng thất bại với người xem mù màu. ColorBrewer (colorbrewer2.org) là chuẩn được kartograph kiểm chứng cho palette choropleth.

Một lỗi phổ biến là dùng quá nhiều bin. Năm đến bảy là sweet spot. Nhiều hơn nữa và người đọc không thể phân biệt các shade liền kề.

Câu hỏi phân loại

Một khi bạn có thang, bạn phải quyết định nơi vẽ ranh giới bin:

• Equal interval. Chia range thành các phần đều. Hoạt động với dữ liệu phân bố đều, thất bại khi có outlier.
• Quantile. Mỗi bin chứa cùng số lượng vùng. Hữu ích khi bạn muốn mọi shade đều hiển thị, nhưng có thể che giấu độ lớn của khác biệt.
• Natural breaks (Jenks). Tối thiểu hóa variance trong bin. Default data-driven nhất.
• Manual. Khi ranh giới bin mang ý nghĩa (ví dụ tax bracket, ngưỡng nhân khẩu học).

Lựa chọn có tác động thực sự đến câu chuyện mà bản đồ kể. Hãy publish phương pháp phân loại trong bất kỳ báo cáo nghiêm túc nào.

Các pitfall phổ biến

Area bias. Vùng lớn, mật độ thấp thống trị bản đồ về mặt thị giác. Một choropleth kết quả bầu cử tổng thống Mỹ tô theo margin sẽ trông chủ yếu là đỏ vì các quận nông thôn rất lớn. Cartogram hoặc bản đồ dot-density khắc phục điều này.

Số đếm thô thay vì tỷ lệ. Một bản đồ "ca COVID mỗi bang" chủ yếu là một bản đồ dân số. Luôn chuẩn hóa theo dân số, diện tích, hoặc denominator khác trừ khi số tuyệt đối là điều bạn muốn truyền tải.

Thang gây hiểu lầm. Thang quantile làm mọi bản đồ trông thú vị ngay cả khi spread thực sự nhỏ. Thang equal-interval làm mọi bản đồ trông phẳng khi có outlier. Hãy khớp phân loại với câu hỏi.

Dữ liệu thiếu. Quyết định trước liệu một vùng không có dữ liệu sẽ hiển thị xám, bị bỏ qua, hay tô màu giống như số không. Mỗi lựa chọn thay đổi cách đọc.

Khi nào chọn biểu đồ khác

Nếu dữ liệu của bạn multivariate cho mỗi vùng, choropleth sẽ làm phẳng nó. Cân nhắc:

• Small multiples. Một grid các bản đồ choropleth, mỗi biến một bản đồ.
• Bivariate choropleth. Hai biến mã hóa thành lưới màu 2D. Khó đọc nhưng mạnh khi hoạt động.
• Cartogram. Bóp méo kích thước vùng theo giá trị, hữu ích khi area bias thống trị.
• Biểu đồ thanh trên bản đồ. Đôi khi dữ liệu chỉ là một bảng; bản đồ là trang trí.

Cartography là giao tiếp. Choropleth chỉ là một công cụ trong nhiều công cụ.

MapAtlas phù hợp ở đâu

Dynamic Maps API cung cấp các nguồn vector tile cho ranh giới quốc gia, vùng và mã bưu chính mà bạn có thể style ở runtime với dữ liệu của riêng mình, đúng như trong snippet MapLibre ở trên. Các ranh giới được host tại EU, đánh dấu phiên bản, và được thiết kế để join sạch với các identifier chuẩn (ISO 3166, NUTS, các hệ thống mã bưu chính quốc gia).

Cho các trang cần hiển thị thống kê tổng hợp theo vùng (giá bất động sản theo mã bưu chính, chi phí delivery theo vùng, doanh số theo territory) GeoEnrich API trả về các giá trị mỗi vùng được key cùng boundary ID, nên cùng một join hoạt động cho cả bản đồ và bảng của bạn. Toàn bộ background thematic-map được trình bày trong Thematic Map Guide.