วิทยาศาสตร์บนแผนที่

ศาสตร์และศิลป์การออกแบบแผนที่เพื่อเปลี่ยนข้อมูลที่ซับซ้อนให้ทรงพลังและเข้าใจง่าย

เรียบเรียงจากการบรรยายพิเศษ “Science on the Map: Cartographic Design for Turning Complex Science into Visualization” ณ Asian Disaster Preparedness Center (ADPC)

โดย อดิศักดิ์ กันทะเมืองลี้ | รองผู้อำนวยการ ศูนย์ออกแบบและพัฒนาเมือง (UDDC) จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลองนึกภาพนักวิเคราะห์สองคน ทั้งคู่ได้ข้อมูลน้ำท่วมชุดเดียวกัน ใช้แบบจำลองตัวเดียวกัน ตั้งค่าเหมือนกันทุกอย่าง แล้วต่างคนต่างทำแผนที่ออกมาคนละใบ

แผนที่ใบหนึ่งทำให้ผู้ว่าฯ สั่งอพยพภายในบ่ายวันนั้น อีกใบหนึ่งวางอยู่บนโต๊ะ ไม่มีใครหยิบขึ้นมา จนน้ำมาถึงจริง ความต่างไม่ได้อยู่ที่ความแม่นยำของแบบจำลอง แต่อยู่ที่ “การออกแบบ” และการออกแบบก็คือสิ่งที่วงการวงการวิทยาศาสตร์ข้อมูลและงานภัยพิบัติลงทุนน้อยที่สุด ทั้งที่มันเป็นขั้นตอนเดียวที่คนตัดสินใจจะได้เห็น บทความนี้ว่าด้วยสิ่งที่เกิดขึ้น ก่อน และ หลัง การกดปุ่มในโปรแกรมทางเทคนิค

แผนที่ไม่เคยเป็นกลาง

เราต้องยอมรับเรื่องหนึ่งก่อน คือแผนที่ไม่เคยเป็นเครื่องมือที่เป็นกลาง

หลายร้อยปีที่ผ่านมา แผนที่คือเครื่องมือหลักของการล่าอาณานิคม เรือแล่นไปพร้อมแผนที่ ดินแดนถูกอ้างสิทธิ์ด้วยแผนที่ เส้นเขตแดนจำนวนมากในแอฟริกาและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ถูกลากขึ้นบนกระดาษในเมืองหลวงยุโรป โดยคนที่อาจไม่เคยเหยียบพื้นที่นั้นเลยสักครั้ง

และนี่ไม่ใช่เรื่องในอดีต

เส้นประเก้าเส้น (The Nine-dash-line) ในทะเลจีนใต้ เป็นเพียงเส้นประชุดหนึ่ง ไม่มีค่าพิกัด ไม่มีคำอธิบายสัญลักษณ์ ไม่มีระเบียบวิธีรองรับ แต่มันกำหนดทิศทางนโยบายต่างประเทศของทั้งภูมิภาคมากว่าเจ็ดสิบปี และมันไม่ได้อยู่แค่ในกระทรวง มันยังแฝงอยู่ในหนังสือเรียนภูมิศาสตร์ชั้นประถมเพื่อบ่มเพาะสิ่งที่เราอยากเผนแพร่

นั่นแหละคือพลังที่แท้จริงของแผนที่ เด็กคนหนึ่งโตขึ้นมาโดยเห็นรูปทรงนั้นซ้ำ ๆ จนมันกลายเป็นรูปทรงธรรมชาติของโลกในหัวเขา

“แผนที่” ที่ถูกทำซ้ำหลายสิบปี จะกลายเป็นข้อเท็จจริง

หรือกรณีล่าสุด การเปลี่ยนชื่อ “อ่าวเม็กซิโก” เป็น “อ่าวอเมริกา” บนแผนที่ราชการสหรัฐฯ ไม่มีน้ำสักหยดเคลื่อนที่ ไม่มีอะไรทางกายภาพเปลี่ยนไป เปลี่ยนแค่ “ชื่อ” แล้วก็กลายเป็นข่าวไปทั่วโลก

ที่ยกเรื่องพวกนี้ขึ้นมา เพราะคนทำงานภัยพิบัติอย่างเรามักปลอบใจตัวเองว่างานของเราเป็นเรื่องเทคนิคล้วน ๆ ไม่เกี่ยวการเมือง แต่แผนที่เสี่ยงภัยที่ระบายหมู่บ้านหนึ่งเป็นพื้นที่ “เสี่ยงสูง” และหมู่บ้านข้าง ๆ เป็น “เสี่ยงปานกลาง” ก็เป็นการใช้อำนาจอย่างหนึ่งเพราะมันกำลังตัดสินว่าใครได้งบชดเชย หรือใครไม่ได้

แผนที่ที่ดีที่สุดชิ้นหนึ่งของโลก อายุ 150 ปีแล้ว

ปี 1869 ชาร์ลส์ มินาร์ด วิศวกรชาวฝรั่งเศส เขียนแผนที่การเดินทัพของนโปเลียนไปมอสโก จนถึงวันนี้ มันยังถูกยกให้เป็นงาน data visualization ที่ดีที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยทำมา

ในภาพเดียวมีตัวแปรอยู่หกตัว ความหนาของแถบคือจำนวนทหาร แถบสีฟ้าคือขาไป แถบส้มคือขากลับ ตำแหน่งแนวนอนคือภูมิศาสตร์จริง เส้นข้างล่างคืออุณหภูมิ และช่วงเวลาจากซ้ายไปขวา

แต่สิ่งที่ทำให้แผนที่นี้ยิ่งใหญ่ ไม่ใช่จำนวนตัวแปร

มันคือสิ่งที่แผนที่บอก กองทัพออกเดินทางด้วยกำลังพล 422,000 นาย ไปถึงมอสโกเหลือ 100,000 กลับถึงบ้านเหลือ 10,000 และเราเห็นด้วยตาเปล่าเลยว่าคนหายไปตรงไหน และใช่ มันคือ จุดที่ข้ามแม่น้ำ กับพื้นที่ที่ต้องเผชิญกับความหนาว

โรคระบาดและอากาศคร่าชีวิตทหารมากกว่าการรบ นั่นคือข้อค้นพบทางวิทยาศาสตร์ และมินาร์ดเล่ามันออกมาโดยไม่เขียนสถิติสักประโยคเดียว

นี่แหละคือความหมายของคำว่า science on the map

รูปแบบนี้ก็ไม่ได้ตายไปไหน ทุกวันนี้เราเรียกมันว่า Sankey Diagram เจอได้ในรายงานพลังงาน งานย้ายถิ่น งานวิเคราะห์งบประมาณ แผนที่จากปี 1869 กลายเป็นแผนภูมิมาตรฐานของศตวรรษที่ 21

อีกใบที่ผมชอบมากคือแผนที่อหิวาตกโรคย่านโซโหของ จอห์น สโนว์ สิ่งที่คนมักเข้าใจผิดคือ สโนว์ไม่ได้วาดแผนที่เพื่อ อธิบาย ข้อสรุปที่เขามีอยู่แล้ว เขาวาดมันในขณะที่กำลัง “หา” ข้อสรุป

การกระจุกของผู้ป่วยตัวรอบปั๊มน้ำถนนบรอดสตรีท ปรากฏบนกระดาษก่อนที่มันจะถูกคลี่คลายถึงที่มา หรือสาเหตุของโรค

แผนที่จึงเป็นส่วนหนึ่งของวิธีคิด ไม่ใช่แค่วิธีนำเสนอ

เลิกถามว่า “ถูกไหม” แล้วเริ่มถามว่า “เหมาะสมหรือไม่”

มีประโยคหนึ่งที่ผมคิดถึงบ่อยมาก

Maps are rarely right or wrong, but simply different versions of the truth
แผนที่แทบไม่มีถูกหรือผิด มีแค่ความจริงคนละเวอร์ชัน

ไม่มีแผนที่ใบไหนบรรจุทุกอย่างได้ ไม่มีใบไหนถูกต้องสมบูรณ์ ทุกแผนที่คือการคัดเลือก คำถามที่เราควรถามจึงไม่ใช่ “แผนที่นี้ถูกไหม” แต่คือ “แผนที่นี้เหมาะสมไหม”และความเหมาะสมที่ว่านี้ วัดจากสามคำถามง่าย ๆ

หนึ่ง เป้าหมาย/วัตถุประสงค์ อยากให้เกิดความเข้าใจ อยากโน้มน้าว หรืออยากเตือนภัย แผนที่เตือนภัยมีโจทย์เฉพาะตัวมาก คือต้องทำให้คน ลงมือทำ โดยไม่ทำให้คน ตื่นตระหนก สองอย่างนี้เป็นเป้าหมายการออกแบบคนละแบบ และเราต้องเลือก

สอง ช่องทาง แผนที่ในรายงานวิชาการใส่รายละเอียดหนา ๆ ได้ เพราะคนอ่านมีเวลาและย้อนกลับไปดูใหม่ได้ แผนที่บนจอโปรเจกเตอร์มีเวลาราวสิบห้าวินาที ส่วนแผนที่ที่ถูกส่งต่อในไลน์กลุ่มตอนน้ำท่วม มีเวลาสามวินาที กับนิ้วโป้งหนึ่งนิ้ว

สาม ผู้รับสาร ข้อนี้สำคัญที่สุด แผนที่สำหรับรัฐมนตรี ไม่ใช่แผนที่แบบเดียวกับที่ส่งให้นักวิเคราะห์ในทีม

และทั้งสองใบก็ไม่ใช่แผนที่สำหรับผู้ใหญ่บ้านที่ยืนอยู่ในน้ำ ข้อมูลชุดเดียวกัน แบบจำลองตัวเดียวกัน แต่ต้องเป็นแผนที่คนละแบบ ถ้าเราทำแบบเดียวเพื่อสื่อสาร แล้วส่งให้ทั้งสามคน แปลว่าเราล้มเหลวไปแล้วอย่างน้อยสองคน

4 อย่างที่เราควบคุมได้บนแผนที่ผ่าน “กายวิภาคของเเมพวิชวล”

องค์ประกอบแผนที่แบบที่เราเรียนกันมา — ชื่อแผนที่ ทิศเหนือ มาตราส่วน สัญลักษณ์ พิกัด ขอบระวาง — ไม่ผิดเลย

แต่สำหรับงานสื่อสาร ผมอยากเสนออีกวิธีคิด ผมเรียกมันว่า กายวิภาคของแมพวิชวล มี 4 ส่วน

1. ตัวอักษร

โรงเรียนการแผนที่ในอดีต มีวิชาเฉพาะสำหรับเรื่องนี้ เรียกว่า lettering on the map ว่าด้วยการเขียนตัวอักษรลงบนแผนที่ ชื่อเมือง การโค้งชื่อแม่น้ำไปตามลำน้ำ การเว้นระยะตัวอักษรของชื่อเทือกเขา มันเคยเป็นศาสตร์หนึ่ง และเราเกือบลืมมันไปเกือบหมดแล้ว

สิ่งที่ปรับได้ทันทีโดยไม่ต้องใช้โปรแกรมใหม่มีหลายอย่าง เช่น น้ำหนักของตัวอักษร ตำแหน่งการวางป้ายชื่อ ระยะห่างระหว่างตัวอักษร และระยะห่างระหว่างบรรทัด นี่คือสิ่งพื้นที่ฐานสำหรับนักออกแบบและทำแผนที่

หลักการสำคัญที่สุดคือ ลำดับศักย์ของป้ายชื่อ (Label) ถ้าทุกป้ายชื่อขนาดเท่ากันหมด แปลว่าทุกอย่างสำคัญเท่ากัน ซึ่งก็เท่ากับไม่มีอะไรสำคัญเลย

และอย่าดูถูกพลังของ ชื่อแผนที่ ที่ UDDC เราเคยตั้งชื่องานว่า “มหานครซอยตัน” “สุสานคนเป็น” (แผนที่แสดงความยากลำบากในการเข้าถึงบริการสาธารณสุข) หรือ “แหล่งแช่แอร์แบบฟรีเมียม” (สำหรับแผนที่พื้นที่หลบร้อนฟรี) ชื่อพวกนี้ไม่ใช่แค่การตกแต่ง มันบอกคนอ่านว่าควรมองหาอะไร และทำให้เขาหยุดดูอีกสักห้าวินาที

ในห้องประชุมที่เต็มไปด้วยคนยุ่ง ห้าวินาทีคือเวลามหาศาล

2. สี

ผมมองเรื่องสีเป็นสมดุลของสามอย่าง คือ ทฤษฎีสี กฎการใช้สี และรสนิยมการใช้สี หากใช้แต่ทฤษฎี เราจะได้แผนที่ที่ถูกต้องแต่ไร้ชีวิต หากใช้แต่รสนิยม แผนที่จะสวยแต่อาจจะอ่านไม่ออกและไม่สื่อความ

ในทางปฏิบัติ สีในทางแผนที่ มีสามตระกูลใหญ่ ๆ ที่ต้องแยกให้ออก

สีบอกคุณภาพ (Qualitative) หนึ่งสีต่อหนึ่งประเภท ไม่มีลำดับ เช่น ประเภทสิ่งปกคลุมดิน ประเภทภัย เหมาะสำหรับข้อมูล Nominal Scale

สีบอกลำดับขั้น (Sequential) อ่อนไปเข้ม น้อยไปมาก เช่น ความหนาแน่นประชากร ความลึกน้ำท่วม

สีบอกความแตกต่าง (Diverging) แยกสองทางจากจุดกลาง เช่น สูงกว่า–ต่ำกว่าค่าเฉลี่ย ได้–เสีย

ความผิดพลาดที่ผมเห็นบ่อยที่สุดคือเลือกผิดตระกูล ถ้าข้อมูลมีลำดับแต่เราใช้สีแบบไม่มีลำดับ เท่ากับเราซ่อนรูปแบบของข้อมูลตัวเองไว้

มีอีกเรื่องที่ถูกลืมบ่อยมาก และผมอยากย้ำเป็นพิเศษโดยเฉาพะในงานของการเตือนภัยหรือสีที่ใช้ในงานสาธารณะ  ผู้ชายราวหนึ่งในสิบสองคนมีภาวะตาบอดสี และแบบที่พบมากที่สุด คือ สีแดงและสีเขียว แปลว่าสเกลความเสี่ยงแบบคลาสสิก แดงคืออันตราย เขียวคือปลอดภัย คือ สเกลที่คนกลุ่มนี้ใช้ไม่ได้เลย และทุกคนก็อ่านแผนที่เตือนภัยเหมือนกับทุกคน

วิธีตรวจง่ายที่สุดคือแปลงแผนที่เป็นขาวดำ ถ้ามันยังอ่านรู้เรื่อง แปลว่ามันใช้ได้กับทุกคน

สุดท้าย อย่าลืมว่ามีสีที่เราอาจ ไม่มีสิทธิ์เลือก รหัสสีการใช้ประโยชน์อาคาร (เช่น เหลือง คือ ที่อยู่อาศัย รหัส 1000 แดง คือ พาณิชยกรรม รหัส 2000 ม่วง คือ อุตสาหกรรม รหัส 3000 ) รหัสสีผังเมืองรวม รหัสสีสิ่งปกคลุมดิน  (เช่น แดง คือ พื้นที่เมือง รหัส U เหลือง คือ เกษตรกรรม รหัส A เขียว คือ พื้นที่ป่า รหัส F) และเพียงแค่ 3 ชุดนี้ ระบบสีก็มีความแตกต่างกัน เพราะนั้น สีกับประเภทข้อมูลจึงมีความสำคัญซึ่งกันและกัน  สิ่งเหล่านี้นี้เป็นมาตรฐานทางกฎหมาย ก่อนออกแบบชุดสี ควรตั้งคำถามก่อนเสมอว่ามาตรฐานมีอยู่แล้วหรือเปล่า

บางครั้งเราใช้สีในการกำหนดอัตลักษณ์ของแผนที่ หรือของโครงการ ที่อาจทะซ้ำหลายพื้นที่ ทำซ้ำหลายช่วงเวลา การใช้สีเหมือนเป็นแบรนด์ของแผนที่ ทำให้ผู้รับสารหรือผู้อ่านแผนที่รับรู้ได้ก่อนที่จะอ่านคำอธิบ่ายสัญลักษณ์ เช่น แผนที่ GoodWalk หรือแผนที่ Space Syntax

3. การจัดวาง

การจัดวางคือสิ่งที่กำหนดว่าคนจะอ่านอะไรก่อน

ลองนึกถึงสไลด์ที่มีข้อความสามบรรทัดขนาดต่างกัน เราจะอ่านบรรทัดใหญ่ก่อน แล้วไล่ลงมา และอ่านคำบรรยายเล็ก ๆ ข้างล่างเป็นอันดับสุดท้าย ทั้งที่มันอยู่ตรงนั้นมาตั้งแต่แรก

ไม่มีใครสั่งให้เราอ่านแบบนั้น การจัดวางเป็นคนสั่ง นี่คืออำนาจที่ผมกำลังพูดถึง เราออกแบบ ลำดับ ที่คนจะได้รับข้อมูลได้ (โดยทั่วไปสายตาของมนุษย์จะโฟกัสไปที่บริเวณเหนือจุดศูนย์กลางเป็นอันดับแรก)

หลักการเรื่องนี้มาจากศิลปะและการถ่ายภาพ ได้แก่ สัดส่วน ความสมดุล จังหวะ จุดเน้น เอกภาพ ความขัดแย้ง และความกลมกลืน

ถ้าจะจำแค่สองข้อ ผมแนะนำ จุดเน้น กับ ความสมดุล จุดเน้นคือต้องมีสิ่งหนึ่งที่ชัดว่าสำคัญที่สุด ความสมดุลคือหน้ากระดาษต้องไม่รู้สึกเอียง (ที่เรารู้จักกันดีเวลาแฟนให้ถ่ายภาพ หรือถ่ายภาพให้เพื่อน การใช้เส้นตาราง 9 ช่อง 3×3 คือสิ่งที่อธิบ่นเรื่องนี้ หรือที่เรียกว่า Rule of Third)

ตัวอย่างที่ชัดที่สุดคือภาพ ราตรีประดับดาว ของแวน โก๊ะ  สายตาเราไม่ได้ตกลงบนภาพแบบสุ่ม มันเข้าที่ต้นไซเปรสสีเข้มทางซ้าย ไต่ขึ้นไปในวังวนของท้องฟ้า เคลื่อนไปตามเส้นโค้ง แล้วมาหยุดที่หมู่บ้าน และพระจันทร์ (หรือในลำดับทิศทางย้อนกลับ) คำถามเดียวกันนี้ควรถูกถามกับแผนที่ของเรา สายตาเข้าที่ไหน ไปต่อที่ไหน แล้วจบตรงไหน ถ้าตอบไม่ได้ แปลว่าคนอ่านกำลังเดินหลง

4. เนื้อหาแผนที่ — คือ หัวใจที่แท้จริงของแผนที่

สามข้อข้างบนคือการจัดรูป ซึ่งช่วยอะไรไม่ได้เลยถ้าแผนที่ไม่มีอะไรจะพูด

บันไดของความรู้ไล่จาก Noise → Data → Information → Insight → Knowledge → Wisdom หากมองว่าแผนที่คือเครื่องมือที่จะสร้างให้เกิดความรู้

เป้าหมายของเราควรอยู่สูงกว่าคำว่าการแสดง “ข้อมูล” แต่การทำแผนที่ที่ดีคือเราจะถ่ายมอดข้อมูลผ่านการวิเคราะห์ให้ออกมาเป็น “ข้อมูลเชิงลึก (Insight)” ผ่านแผนที่ที่ผมเรียกว่าแมพวิชวลได้อย่างไร

แผนที่เทคนิคส่วนใหญ่หยุดอยู่แค่ Information คือบอกว่า ฝนตกที่ไหนบ้าง โรงพยาบาลอยู่ที่ไหน

แต่แผนที่ระดับ Insight จะบอกในสิ่งที่คนอ่านคิดเองไม่ได้ เช่น พื้นที่ที่ท่วมไม่ใช่พื้นที่ต่ำ แต่อาจจะเป็นพื้นที่ที่ทางระบายน้ำถูกถมไปเมื่อยี่สิบปีก่อน

งานของเราในฐานะนักวิเคราะห์และทำแผนที่ หรือคนออกแบบแผนที่ คือเปลี่ยนข้อมูลดิบให้กลายเป็น insight บนแผนที่

เคล็ดลับที่ฟังดูแปลก: ร่างแผนที่ตั้งแต่ยังไม่มีข้อมูล

ที่ UDDC เรามีวิธีทำงานอย่างหนึ่งที่คนมักแปลกใจ เราวาดร่างแผนที่ปลายทางด้วยมือ ก่อนจะรันการวิเคราะห์ เหตุผลมีสามข้อ

ข้อแรก ถ้าเราวาดคร่าว ๆ ได้ว่าคำตอบหน้าตาจะเป็นยังไง แปลว่าเราเข้าใจคำถามของตัวเองจริง

ข้อสอง เราจะรู้ตั้งแต่วันแรกว่าขาดข้อมูลอะไร แทนที่จะมารู้ทีหลัง (นี่คือส่วนสำคัญของการกำหนดการวิเคราะห์เพื่อสร้างแผนที่)

ข้อสาม พอแบบจำลองรันเสร็จ แผนที่จะถูกออกแบบคร่าว ๆ ไว้เรียบร้อยแล้ว เราไม่ต้องมานั่งทำการออกแบบแผนที่แบบตื่นตระหนกในคืนสุดท้ายก่อนส่งงาน

แผนที่เหมือนหยาดน้ำฟ้า

“แผนที่เหมือนหยาดน้ำฟ้า ไม่ว่าจะเป็นฝน หิมะ หรือน้ำค้าง
น้ำเป็นสารชนิดเดียวกันเสมอ แต่แปรรูปไปคนละแบบ
ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความกดอากาศ และความสูง

ข้อมูลแผนที่ดิบก็เป็นแบบเดียวกัน
ชุดข้อมูลเดียวกันจะกลายเป็นแผนที่คนละชนิดโดยสิ้นเชิง
ขึ้นอยู่กับเป้าหมายของการออกแบบ การวิธีการทางเทคนิค และผู้รับสาร

เพราะฉะนั้น เวลามีคนขอ “แผนที่” จากเรา คำถามที่เราในฐานะผู้ออกแบบต้องตอบก่อนลงมือทำแผนที่คือ “ใช้แผนที่นี้เพื่ออะไร บนช่องทางไหน และให้ใครดู”

สามอย่างที่อยากให้ติดมือกลับไป

หนึ่ง แผนที่ไม่ใช่ขั้นตอนสุดท้ายของโครงการ/กระบวนการ แต่เป็นส่วนหนึ่งของวิธีการ/กระบวนการ ให้ภาพของแผนที่อยู่ในกระบวนการของการตั้งคำถาม การเลือกใช้ข้อมูล และการวิเคราะห์

สอง เปลี่ยนการตั้งคำถามว่า “เหมาะไหม” ก่อนถามว่า “ถูกไหม” — เป้าหมาย ช่องทาง ผู้รับสาร ทุกครั้ง

สาม เล็งไปที่ insight ไม่ใช่ information ไม่หยุดแค่การทำแผนที่เพื่อเเสดงข้อมูลบางอย่าง แต่ต้องไปถึงว่า มันกำลังสื่อสารหรือบอกอะไรเรา

บทความนี้เรียบเรียงจากการบรรยายพิเศษให้แก่ Asian Disaster Preparedness Center (ADPC) กรณีศึกษาทั้งหมดเป็นผลงานของศูนย์ออกแบบและพัฒนาเมือง (UDDC) จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ร่วมกับเครือข่ายภาคี