[spotfire] 15.8. 지도 차트(map chart)

spotfire에서는 일반적인 시각화 그래프 뿐만 아니라 전 세계 또는 특정 지역의 지도를 제공해주고 있습니다. 이를 활용하여 각종 비즈니스 자료나 과학 자료 등 특정 위치와 관련된 자료를 생성할 수 있습니다. spotfire에서 제공하는 지도 차트를 활용하기 위해서는 배경 지식과 지도 표현 방법을 알 필요가 있습니다. 이번 설명 시간에는 데이터나 지도, 활용할 사이트 등이 다소 구하기 어려울 수 있습니다. 따라서 spotfire에서 제공하는 예시와 데이터들을 사용했으니, 아래 링크들과 접근 방법을 먼저 소개하겠습니다.

지도 차트에 활용되는 spotfire 예시와 데이터

spotfire에서도 예시용 데이터와 만들어 놓은 시각화 차트들을 제공합니다. 가장 쉽게 접근할 수 있는 데이터들은 아래 그림과 같이 spotfire에 내장된 데이터 입니다. 그 중에서도 지금 지도 차트를 설명하는데 활용할 예시는 sales and marketing 데이터 입니다.

spotfire에 내장된 데이터와 지도 차트 예시에 활용된 데이터

이 밖에도 아래 나올 WMS에 사용할 데이터들을 소개한 spotfire 홈페이지를 첨부 합니다.

https://community.tibco.com/wiki/wms-sources-tibco-spotfire

WMS sources for TIBCO Spotfire® | TIBCO Community

WMS sources for TIBCO Spotfire® TIBCO Spotfire® By: Arnaud Varin Last updated: 9:45am Oct 13, 2017 Flag for Review #wms #Map Chart #Location Analytics #Geospatial Data Edit This Page Create New Page WMS (Web Map Service) is a standard protocol for serving (over the Internet) georeferenced map images...

community.tibco.com

spotfire에서 제공하는 지도 차트에 대한 예시나 활용 정보를 얻으려면 TIBCO community 사이트 또는 구글 검색을 사용할 수 있습니다. 지도 차트는 활용해 보거나 만들어 보지 않았다면 생소하기 때문에 예시들을 많이 참조하면 좋습니다. 기타 활용된 데이터는 사용할 때 설명 드리도록 하겠습니다.

지도 파일

지도 차트는 여러 지도와 레이어들이 겹쳐 보이는 차트 입니다. 지도를 이미지로 가지고 올 때 크게 2가지 파일 형태로 가져 올 수 있습니다.

- raster : 점으로 이루어진 픽셀 단위의 이미지; 보통의 이미지 형식인 jpg, png, tif 등의 파일을 뜻합니다. 확대하면 이미지가 흐려지고 깨집니다.

- vector : 방향과 크기를 가지는 선으로 구성된 이미지; 확대해도 선명합니다. spotfire에서 많이 사용하는 형식이며, 특히나 ESRI(Environmental Systems Research Institute) 회사에서 개발한 vector 형식의 파일인 shp 를 많이 사용합니다.

좌표 시스템​

지구는 구에 가까운 3차원 입체이지만 지도는 평면 상의 2차원 평면입니다. 때문에 차원 축소에 따른 왜곡이 필연적으로 발생하며, 이를 보완하기 위해 과거에서부터 다양한 도법들이 사용되어 왔습니다. 그 중에서 비교적 널리 사용되는 좌표계가 WGS84(World Geodetic System 1984) 좌표계입니다. 이것은 1984년에 제정된 범 지구적 측위 시스템으로 지도, 측량, 항법 등에 많이 사용되며, GPS 역시 이것을 기반으로 합니다.

물론 spotfire 는 다양한 도법들을 지원하고 있으며 모두 사용 가능하지만, 지도와 레이어들을 여러가지를 사용하다 보면 spotfire는 물론 사용자도 이를 전부 맞추기가 힘들 수 있습니다. 때문에 spotfire 내부적으로 WGS84 를 기준으로 데이터 값을 지구 좌표로 변환시키고, 이 좌표를 지도에 투영 시킵니다. 따라서 데이터를 좌표로 변환시킬 때는 EPSG:4326 - WGS84 를 참조하고, 좌표를 맵에 투영할 때는 EPSG:3857 - WGS84 로 설정하여 운영하는 것이 좋습니다.

레이어(layer)

spotfire 의 지도 차트는 6가지 레이어를 사용하여 시각화를 만들 수 있습니다. 포토샵의 레이어와 같이 각 레이어는 특정 목적과 기능을 가지며, 이를 겹쳐서 하나의 맵에 여러 기능과 시각적 모습을 제공 할 수 있습니다. 6 가지의 레이어는 아래와 같습니다.

- 표식 레이어(maker layer)

data table과 같이 데이터를 가지고 있는 레이어를 뜻합니다. data table에 위도, 경도 값이 있다면 지도 레이어에 투영하여 지도 및 데이터를 표시할 수 있고, 추가적으로 다른 레이어들을 사용하여 차트의 내용이 풍부해 집니다. 표식 레이어만 가지고는 단순한 산점도와 같은 그래프일뿐, 특별한 의미나 시각적 효과를 기대하기 힘듭니다.

maker layer의 예시와 marker layer에 입력된 data table

위 그림은 지도 차트에서 표식 레이어만 시각화한 그래프와 표식 레이어에 사용된 data table입니다. 데이터는 spotfire 사용된 데이터는 도시와 주, 지역, rank 데이터와 함께 경도와 위도에 해당되는 x와 y를 가지고 있습니다. 이처럼 경도와 위도 데이터로 사용할 수 있는 숫자 형식의 column이 2개 있어야 지도 차트에 활용 할 수 있습니다.

​- 기능 레이어(feature layer)

사용자가 원하는 지역을 구획으로 나누고 싶을 때 사용하는 레이어 입니다. 위에서 설명한 shp 파일을 사용해 구역별로 지도에 구획을 나눌 수 있습니다. 하지만 spotfire에서 shp 파일을 제공하지는 않기 때문에, 보통 유료로 구매를 하거나 공공 사이트에 무료로 허용된 shp 파일을 받아 사용합니다. 기능 레이어의 모습은 다각형, 선, 점 등 3가지 기하도형 유형 중 하나를 제공합니다. 예를들면, 미국의 각 주를 표시하는 여러개의 다각형 모습이거나 한국의 기차와 고속도로망을 보여주는 선들로 제공될 수 있습니다.

feature layer의 예시

위 그림은 지도 차트에서 feature layer만 시각화한 그래프 입니다. 미국의 주들을 표시한 shp 파일입니다. 특정 목적을 위해 시각적으로 그려놓은 파일 입니다.

- 지도 레이어(map layer)

지도 레이어가 우리가 흔히 생각하는 지도의 모습을 보여주는 레이어 입니다. 지도 역시 매우 정제된 데이터이며 특정 기업에서 서비스하는 기능이기 때문에 무료인 지도를 찾는 것도, 이를 접근하는 것도 힘든 일입니다. spotfire에서는 기본적으로 OpenStreetMap 세계지도 계층을 무상으로 제공하고 있지만 인터넷이 연결된 온라인 상태에서만 사용 가능합니다. spotfire에서 제공하는 지도의 세부 내용이나 특정 지역에서의 상세한 내용은 확인이 어렵습니다. 이 때 TMS 레이어를 추가하여 원하는 정보를 상세하게 표시할 수 있습니다. 지도 레이어는 기본적으로 좌표값이 지정되어 있기 때문에 표식 레이어만 있다면 손쉽게 데이터를 표시할 수 있습니다.

map layer의 예시

위 그림은 map layer를 지도 차트에 표현한 그래프 입니다. 많이 사용하는 구글 지도나 네이버, 다음, 카카오 지도 등과 모습이 유사합니다.

- TMS 레이어(TMS layer)

TMS(Tile Map Service)는 지도를 보여주는 방식에 대한 내용입니다. 지도를 여러 scale의 타일로 제공하여, 확대나 축소 시에 적절한 크기의 타일을 제공함으로써 줌 레벨에 맞는 지도 정보를 제공할 수 있습니다. 지도를 제공하는 여러 휴대폰 어플리케이션에서 줌 레벨 조절 시 잠시 보이는 격자가 TMS의 타일입니다. 확대와 축소에 주요 영향을 주고 좌표는 유지되기 때문에 데이터에 대한 변형은 없습니다.

TMS layer의 예시

위 그림은 TMS layer를 표현한 모습 입니다. 지도를 확대와 축소 시에 보던 모습과 비슷하게 확대 할수록 자세한 정보가 표기 되는 것이 다릅니다. 상위 단계에서는 모든 정보를 표시할 필요없이 단순히 세계 지도와 대륙의 이름 정도 표기하였지만, 확대 할수록 상세한 주 이름과 경계, 더 확대하면 시의 이름과 경계, 그리고 시의 교통망이나 지역 이름 등의 정보들이 줌 레벨에 따라 다르게 표시 됩니다. 보통 온라인에서 제공하는 지도는 대부분 이러한 특징을 가지고 있습니다.

- WMS 레이어(WMS layer)

WMS(Web Map Service)는 인터넷 상에서 지리 정보 시스템(GIS; Geographic Information System) 데이터를 지도에 투영하기 위한 프로토콜을 뜻합니다. WMS 레이어는 인터넷 상의 많은 지리 정보 시스템에서 제공되는 데이터를 지도에 넣기 위한 층입니다. 인터넷으로 제공되는 특정 지역의 날씨 데이터나 도시 데이터 등과 같이 특정 목적으로 활용되는 정보들을 spotfire 상에 구현할 때 사용합니다.

WMS layer의 예시

위 그림은 map layer를 지도 차트에 표현한 그래프 입니다. 예시에서 활용한 WMS는 미국 기상청에서 제공하는 미국 날씨 경보 데이터를 가지고 있습니다. 지도를 포함하고 있지 않아서 정확한 지역은 알 수 없지만, 뒤에서 지도를 포함한 레이어들을 모두 표시하면 그 위치와 모습을 자세히 볼 수 있습니다.

- 이미지 레이어(image layer)

현재 다루고 있는 차트의 이름이 지도 차트이지만, 지도 이외에 다른 이미지(지하철 노선도, 레이아웃 등)들을 사용 할 수도 있습니다. 이미지 레이어는 지도는 아니지만 위치를 표시하는 차트를 그리기 위해서 사용하는 경우가 많습니다. 이미지에 격자를 만들거나 원점과 수직한 2개의 축을 두어 x축과 y축을 만들 수도 있습니다. 이후에는 생성된 x, y 좌표와 표식 레이어의 좌표를 매칭을 통해 데이터를 이미지 위에 표시할 수 있습니다.

image layer의 예시

위 그림은 이미지 layer를 지도 차트에 표현한 그래프 입니다. 예시의 이미지는 미국 지역 내 존재한 체인점의 수를 비례적으로 표현한 이미지 입니다. 뒤에서 지도 레이어와 겹쳐서 보여드릴 예정이지만, 굳이 지도 레이어와 같이 사용할 필요는 없습니다. 오히려 지도 레이어와 같이 사용하지 않는 경우가 많습니다. 위에서 예시를 든 지하철 노선도를 생각하시면 이해하기 좋을 것 같습니다.

종합적으로 모든 레이어를 합하면 아래와 같이 지도 차트가 완성 됩니다. 지도 차트를 만들 때 모든 레이어를 사용하지 않아도 되지만 여러 레이어를 사용하여 여러 정보를 제공할 수 있습니다. 각 시각화 의도에 맞게 레이어를 선택하고 사용하면 됩니다.

여러 layer를 사용한 지도 차트의 모습

지도 차트 컨트롤

지도 차트의 모습과 appearance tab에서의 설정

지도 차트를 작성하면 위와 같이 표현됩니다. 작성한 레이어들이 보이며, 지도 차트를 작동시키기 위한 여러가지 컨트롤러들도 보입니다. 컨트롤러들 및 지도에 대한 설정은 appearance tab에서 가능하며, 컨트롤러의 보이기 / 숨기기와 지도의 도법, 비율 등을 설정할 수 있습니다.

지도 차트 작성과 레이어 세팅

지도 차트는 위와 같이 세팅된 레이어들을 겹쳐 보는 것 입니다. 결국 지도 차트를 작성한다는 것은 필요한 레이어들을 세팅한다는 것과 같습니다.

layers tab에서의 설정과 각 layer 별 설정창

설정의 layers tab에서 레이어들의 종류 선택과 추가, 편집, 삭제, 그리고 표현 순서 등을 설정 할 수 있습니다. 각 레이어들은 별도의 설정이 가능하며, 위 그림의 오른쪽에 해당됩니다.