Como criar um mapa a partir do gráfico


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Quero desenhar um mapa de polígono 2D com base nos dados fornecidos por outra fonte para facilitar a análise das ações no mapa. Os dados têm o seguinte formato:

1 ['2', '4', '5', '7', '17', '10']
2 ['1', '3', '4']
3 ['2', '11', '4']
4 ['1', '2', '3', '11', '13', '18', '5']
5 ['1', '4', '18', '17']
6 ['7', '8']
...

O primeiro número é o ID de um nó, a lista a seguir contém os IDs de seus vizinhos. Como o número de vizinhos de um nó difere, preciso desenhar um mapa poligonal.

Então, tentei usar polígonos Voronoi para a representação do mapa. O problema é: como posso determinar os pontos para satisfazer todas as relações de vizinhança? Acho que minha primeira tentativa é mais ou menos um erro no meu ciclo de tentativas e erros. Eu usei o SFDP ferramenta de graphviz para obter as posições de ponto do gráfico:

representação de gráfico de amostra usando sfdp

O uso das posições dos pontos resultou na seguinte representação do mapa:

mapa de amostra usando o diagrama de voronoi

O problema dessa abordagem é que, por exemplo, os nós 4 e 1 são vizinhos, mas no diagrama de Voronoi eles não são por causa da posição dos nós. Então, para mim, essa abordagem falhou.

Pesquisando no Google, encontrei muitos tutoriais gerando mapas com polígonos ou blocos, mas ainda não descobri como posso criar um mapa para meus dados. Eu acho que existe uma abordagem usando (múltiplos) hexágonos / triângulos / quadrados ou uma mistura para alcançar o que eu preciso, mas não sei o que devo procurar.

Existe uma palavra-chave ou um algoritmo que pode me ajudar aqui?

Atualização / Resultado : Para completar: Este é o meu resultado depois de usar as sugestões da resposta aceita: resultado


A partir dos dados fornecidos, vários mapas podem ser criados, especialmente com os pontos 12 e 9, que possuem apenas 1 relacionamento. Isso é um problema específico?
Lewisjb 26/05

@ Pyro: não, isso não é um problema. É usado apenas para análise.
Maggie

você encontrará um algoritmo para esse problema duplo listado como triangulação de Delaunay e diagramas de Voronoi.
Tinyfiledialogs

Respostas:


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O que você quer é produzir um gráfico duplo ; isto é, um gráfico produzido convertendo faces em vértices e conectando-as com base em faces adjacentes no gráfico original. Exemplo:

gráfico duplo

O problema, como você pode ver, é que, se você quiser manter o mesmo layout do gráfico, obterá algumas arestas realmente curvas no gráfico duplo. Além disso, muitas vezes você acaba com uma multigráfica - um gráfico em que alguns vértices têm várias arestas entre eles. É garantido que seja plano, então isso é algo.

Para usar seu exemplo, podemos produzir o gráfico duplo nas seguintes etapas:

Etapa 1: para cada face no gráfico original, crie um vértice

centróides e anel externo

Observe que criamos um "anel" externo para representar o "vértice" mais externo - é para que possamos ter um gráfico com melhor aparência no final, sem as arestas curvas e malucas.

Etapa 2: para cada aresta no gráfico original, conecte os dois vértices da face a uma aresta

Além disso, você terá que fazer algo para que essas arestas não se sobreponham. A diferença entre 3 e 12 é especialmente problemática. Essas novas arestas podem precisar ser flexíveis para tornar isso possível. É o que você ganha por ter um gráfico côncavo.

arestas

Etapa 3: jogar risco

gráfico colorido


Obrigado pela dica. Eu comecei uma abordagem semelhante antes da minha coisa voronoi, mas eu não a trouxe até o fim. Vou fazer isso e postar meus resultados então.
Maggie

Isso é interessante também, se isso o ajudar, tente buscar algumas informações sobre a dualidade voronoi-delaunay. Este é um bom começo para, pelo menos, entendê-lo: scicomp.stackexchange.com/questions/771/…
Gustavo Maciel

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Uma pergunta adicional: qual abordagem você usaria se não tivesse a ajuda do sfdp? Existe uma abordagem geral para criar uma representação gráfica adequada para obter as posições de nó necessárias?
Maggie

@maggie, você precisará de algo que execute layouts de gráficos planares . Não é um problema trivial, e não posso recomendar um pacote específico, mas há opções aqui e aqui .
26615 congusbongus

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Se a primeira imagem, em que cada ponto é um pequeno quadrado com certa cor, é o que você está procurando, você precisa construir a triangulação do Delaunay.


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Isso poderia usar um pouco mais de conteúdo para tornar a resposta um pouco mais concisa.
Tom 'Blue' Piddock
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