Теплокарта

Теплока́рта являє собою графічне представлення даних, при якому окремі значення що містяться в матриці представлено у вигляді кольорів. Фрактальні карти та деревовидні карти часто використовують подібні системи кодування кольорів для представлення значень, яких набуває змінна в ієрархії. Термін "Теплокарта" був запропонований розробником програмного забезпечення Кормаком Кінні в 1991 році з метою описати двовимірний дисплей, котрий відображав інформацію з фінансових ринків у реальному часі.

Теплокарти беруть початок з двовимірного відображення значень у матриці даних. Більші значення були представлені невеликими темно-сірими або чорними квадратами (пікселями), а менші значення – світлішими квадратами. Сніт у 1957 році відобразив результати кластерного аналізу перестановкою рядків і стовпців матриці так, щоб розмістити подібні значення поруч відповідно до кластеризації. Жак Бертен використовував аналогічне представлення щоб відобразити дані, які відповідають шкалі Гутмана. Ідею прив’язки кластерних дерев до рядків і стовпців матриці даних вперше висловив Робертом Лінг у 1973 році. Лінг використовував спеціальні друковані символи для відображення різних відтінків сірого, по одному символу в ширину на кожен піксель. Леланд Уілкінсон у 1994 році розробив першу комп’ютерну програму, котра давала змогу створювати кластерні теплокарти з використанням кольорової графіки високої роздільної здатності. Програма мала назву SYSTAT. Створена Ейзеном теплокарта, що представлена на рисунку, є відтворенням раніше створеного дизайну SYSTAT.

Теплокарта, сгенерована з даних ДНК-мікрочіпу, що відбражають значення експресії генів в декількох умовах

Існують різні види теплокарт:

• Мережеві теплокарти використовуються для відображення областей веб-сторінки, які найбільш часто переглядають відвідувачі. Мережеві теплокарти часто використовуються разом з іншими формами веб-аналітики та інструментами відтворення сесій.
• Біологічні теплові карти зазвичай використовуються в молекулярній біології для представлення рівнів вираження певних генів у ряді порівнюваних зразків, наприклад, клітин в різних станах, зразків від різних пацієнтів.
• Деревовидна карта є двовимірним ієрархічним розбиттям даних, яке візуально нагадує теплову карту.
• Мозаїчний графік є поділеною на ділянки тепловою картою, що використовується для представлення таблиці даних з двома або більше сторонами. Як і в деревовидних картах, прямокутні області в мозаїчному графіку ієрархічно організовані. Історію та використання цього графіку досліджував Френдлі у 1994 році.

Застосування у програмному забезпеченні

Декілька реалізацій теплокарт у програмному забезпеченні наведено у списку (список не повний):

• NeoVision Hypersystems, Inc., фірма по розробці програмного забезпечення заснована Кормаком Кінні, що отримує фінансування від Intel і Deutsche Bank, розробила теплокарти, які зображують фінансові дані та підрахунки у режимі реального часу. Більше 50 000 користувачів отримало ліцензії на використання цього програмного забезпечення. Теплокарти від Neovision стали однією із функцій nasdaq.com
• R Statistics, безкоштовне програмне середовище для статистичних обчислень і графіки містить кілька функцій, що використовують теплокарти [1]
• Gnuplot, універсальне безкоштовне програмне забезпечення з інтерфейсом командної строки, може будувати двовимірні та тривимірні теплокарти [2]
• Програмне забезпечення Google Docs для роботи з таблицями включає додаток для побудови тепло карт.
• Qlucore містить теплову карту, яка динамічно оновлюється при зміні параметрів фільтру.
• ESPN Gamecast використовує тепло карти у футбольних іграх, щоб показати у якому місці поля певні гравці проводили найбільше часу.
• HeatmapTool.com, веб-API для створення теплокарти для Google Maps [3]
• Microsoft Excel можна використовувати для отримання теплокарт за допомогою поверхневої діаграми. Хоча діапазон кольору за замовчуванням для поверхневих діаграм в Excel не відповідає теплокартам, кольори можуть бути відредаговані для створення зручної та інтуїтивно зрозумілої теплокарти.
• CrazyEgg, SessionCam та інші нові проекти, кількість яких постійно зростає, генерують теплокарти веб-сторінок у мережі інтернет, базуючись на тому, де користувачі рухали курсор, натискали, скільки часу провели на сторінці та де використовували прокрутку.

Зразок теплокарти, створеної з використанням поверхневого графіку в Microsoft Excel.

Див. також

• термометрія

Джерела

• Bertin, J. (1967). Sémiologie Graphique. Les diagrammes, les réseaux, les cartes. Gauthier-Villars. 
• Eisen, M.B., Spellman, P.T., Brown, P.O. & Botstein, D. Cluster analysis and display of genome-wide expression patterns // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — Т. 95. — (1998) (25) С. 14863–14868. DOI:10.1073/pnas.95.25.14863. PMID 9843981.
• Friendly, M. Mosaic displays for multi-way contingency tables // Journal of the American Statistical Association. — Т. 89. — (1994) (425) С. 190–200. DOI:10.2307/2291215.
• Ling, R.F. A computer generated aid for cluster analysis // Communications of the ACM. — Т. 16. — (1973) (6) С. 355–361. DOI:10.1145/362248.362263.
• Sneath, P.H.A. The application of computers to taxonomy // Journal of General Microbiology. — Т. 17. — (1957) (1) С. 201–226. PMID 13475686.
• Wilkinson, L. (1994). Advanced Applications: Systat for DOS Version 6. SYSTAT Inc. ISBN 978-0-13-447285-0. 

Посилання

• The History of the Cluster Heat Map. Leland Wilkinson and Michael Friendly.
• Heatmap Builder. Heatmap Builder, a program for generating heatmaps developed at the Ashley Labs.
• Matrix2png . Web-based or command-line generation of heat maps.
• [4]. A Map of the Market using a heatmap data visualization and London Stock Exchange data (FTSE 100 Index) from Panopticon Software
• NASDAQ 100 Heatmap. Heatmap visualization of NASDAQ 100 index.
• heatmap.js. Open Source JavaScript library for generating realtime web heatmaps
• heatcanvas. Another open source library for modern web browser.
• Tweets heatmap. Show a density heatmap of tweets with keyword distributed in time.