绘制历史霍乱地图

探索霍乱数据

19 世纪 40 年代和 50 年代,伦敦处于霍乱疫情的中心。 当时,人们对病菌和其他微生物如何引起疾病的了解有限。 大多数人认为霍乱通过空气中的瘴气或有毒蒸汽传播。 John Snow 博士却不这么认为。 通过观察,他确信霍乱是由一种通过水传播的病菌引起的。 随着伦敦的疫情开始缓解,他采集了相关数据并委托绘制了一张地图以寻找其中的模式。 您将使用弹出窗口和热点图样式来探索 Snow 的数据,以探索霍乱是通过空气传播还是通过其他方式传播。

您可以通过 GIS 可以将地理数据作为图层进行比较。 地图中的每个图层都包含不同的信息,您可以比较这些信息以便更好地查看和理解模式以及它们之间的相互影响。 首先,您将使用 Map Viewer 浏览地图中显示 1854 年霍乱爆发数据的图层。

  1. 打开 Cholera Outbreak, 1854 地图。

    地图随即显示在 Map Viewer 中。 该地图显示了伦敦西威斯敏斯特市的苏活区。

    Map Viewer 中的默认地图

  2. 如有必要,在功能区上,单击登录。 使用您的 ArcGIS 组织账户登录。
    注:

    如果您没有组织账户,请参阅软件访问权限选项

    如果您遇到错误或者无法登录您的账户,请记住密码区分大小写。 如果您忘记 ArcGIS 密码,可以从登录页面重置密码。 有关详细信息,请参阅账户疑难解答页面。

    登录后,将显示图层窗格。

    图层按钮

    此地图中存在 3 个图层,唯一可见的图层为:Snow's Cholera Map。 这是 John Snow 发布的地图,用于记录他在霍乱爆发期间采集的数据。

  3. 使用平移和缩放工具浏览地图,以确定苏活区中霍乱最为流行的地点。

    地图的详细信息显示沿街道堆叠的混列线标记

    每个混列线(沿街道排列的粗线)标记表示在该地址由霍乱引起的死亡。

    是否存在记录的死亡人数最多的区域或特定地址?

  4. 图层窗格中,对于 Cholera Cases 图层,单击显示 Cholera Cases 按钮。

    “显示 Cholera Cases”按钮

    该图层已打开,并在地图中变为可见。 Cholera Cases 图层显示了 Snow 地图上的相同地址,但这些地址绘制为点。 与静态图片中的混列线标记不同,这些点支持交互操作。

  5. 在地图上,单击其中一个点。

    弹出窗口显示地址和死亡人数

    随即显示弹出窗口。 其中显示该点的地址以及对应的死亡人数。 GIS 可以存储的信息量远超您在地图上绘制和标注的数量。 您可以在弹出窗口或图层的属性表中访问此信息(称为属性信息)。

  6. 关闭弹出窗口。
  7. 图层窗格中,对于 Cholera Cases,单击选项按钮,然后选择显示表

    Cholera Cases 图层的“显示表”选项

    图层的属性表随即显示。 该表列出了每个地址对应的死亡人数。 属性表的行和列提供与地图要素相关的信息。

  8. 在表的 Deaths 列中,单击菜单按钮,然后选择降序排列

    “降序排序”选项

    属性表现在按死亡数降序排列,死亡数最高的地址显示在最上方。 现在您知道了哪些地址受影响最严重,尽管尚未明确原因。

  9. 在属性表中,单击关闭按钮。

    属性表上的关闭按钮

    在继续之前,请保存一份地图副本,以便对其进行修改。

  10. 内容工具栏上,单击保存并打开,然后选择另存为

    “另存为”选项

  11. 保存地图窗口中,对于标题,键入 1854 Cholera Outbreak Map
  12. 单击保存

    地图的副本即会保存在您的 ArcGIS Online 账户中。

创建热点图

属性表提供了霍乱死亡所在地点的详细信息。 但是,在地图上查看数据时,检测某些模式会容易得多。 例如,点的分布可以反映事件发生的相对频率。 为使这些模式更加清晰,您将把点的显示方式切换为热点图。 热点图将点要素显示为连续表面,突出显示点密度较高的位置。

  1. 图层窗格中,确保已选中 Cholera Cases 图层。
    注:

    所选图层的名称旁边将显示蓝条。 要选中一个图层,单击它即可。

    已选中 Cholera Cases 图层的“图层”窗格

  2. 设置(浅色)工具栏中,单击样式

    “样式”按钮

    随即显示样式窗格。 其中显示已选中图层(此示例中为 Cholera Cases)的样式选项。

    默认情况下,此图层采用每个点对应单一符号的样式。 虽然您可以直接将样式切换为热点图,但此时热力图仅会将每个点视为单个病例来显示密度。 而从属性表可知,部分点代表多个霍乱病例。 您将调整样式以反映这一属性数据。

  3. 样式窗格中,对于选择属性,单击字段

    “字段”按钮

  4. 选择字段窗口中,选择 Deaths

    Deaths 字段

  5. 单击添加

    地图将会更新以显示不同大小的点符号。 现在地图不仅显示了霍乱死亡发生的地点,还通过不同大小的圆圈标示了每个地址的死亡人数,圆圈越大代表死亡人数越多。 此样式更接近原始地图,后者使用混列线标记来表示死亡人数。

    接下来,您将把样式切换为以热点图显示数据。

  6. 对于选取样式,向下滚动并单击热点图

    选择“热点图”作为当前样式

    该地图将再次进行更新。

  7. 单击完成

    热点图有助于可视化密度,即某一现象在特定区域内的集中程度。 紫色和红色代表霍乱死亡密度较低的区域。 黄色代表密度高度集中的区域。 密度考虑了位置之间的距离以及每个位置的死亡人数。

    应用热点图样式后的地图

    在热点图符号系统下,Snow 的地图不是很明显,因此您需要调整 Cholera Cases 图层的混合设置。 混合设置可通过视觉叠加使所有图层更为清晰可见。

  8. 设置工具栏中,单击属性

    “属性”按钮

  9. 属性窗格中,对于外观部分的混合,单击正常

    “正常”选项

  10. 混合窗口中,滚动到加深部分并选择正片叠底

    叠加选项

  11. 关闭混合窗口。

    此外,您还可以设置图层的透明度级别,以便查看其下方的其他图层。

  12. 对于透明度,将滑块移至 25%

    “透明度”滑块设置为 25%

    地图随即更新,Snow 的地图更加清晰可见。

浏览水泵

接下来,您将查看 Snow 地图上的另一要素:水泵。

  1. 图层窗格中,使 Water Pumps 图层可见。

    水泵随即显示在地图上。 在热点图最亮的黄色区域附近有一个水泵。

    具有透明热点图的历史地图,地图上显示水泵点数据

  2. 单击距离热点图中最亮的黄色区域最近的水泵符号。

    随即显示水泵的弹出窗口。

    在地图中标识的中心水泵

    即 Broad Street 水泵。 (自此,Broad Street 更名为 Broadwick Street。)您的地图可能会使您得出与 Snow 相同的结论:应该调查 Broad Street 水泵,考虑该水泵是霍乱爆发的可能来源。 在发布地图之前,Snow 向市政府官员展示了自己的研究和论据,1854 年 9 月市政府官员停用了该水泵。

    当人们不再能够使用受污染的泵时,霍乱疫情开始减缓,而 Snow 指出,人们离开这座城市也可能会导致霍乱死亡人数减少。 ​​有趣的是,尽管 Snow 在书中提出霍乱是由病菌引起并通过水传播,但他的这一著作并未被广泛阅读或引用。​​ 相反,他委托绘制的地图(在涉事水泵停用后发布)至今仍清晰展示着他所揭示的真相。

  3. 关闭弹出窗口。 如有必要,可缩放地图直到能清晰查看所有数据。
  4. 内容工具栏上,单击保存并打开,然后选择保存

在本教程中,您通过属性表、弹出窗口和热点图样式探索了 John Snow 博士为确定霍乱爆发源头所制作的 Web 地图。 在此示例中,数据集较小,并且图层之间的关系相对容易看到。 通常,地理数据集更大且更复杂。 拥有一个用于快速组织、分析和共享 GIS 数据的系统对于回答复杂的空间问题和解决具有挑战性的问题变得十分必要。

John Snow 的空间分析之所以能够帮助人们,是因为他分享了他的发现。 Web 地图可作为应用程序进行共享,公众无需掌握 GIS 专业知识即可查看。 虽然本教程未介绍如何创建 Web 应用程序,但您可以通过教程创建应用程序进一步学习。

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