Tato bakalářská práce se zabývá časoprostorovou analýzou a vizualizací zahraničních mobilit studentů na Univerzitě Palackého v Olomouci. Hlavním cílem práce je sestavit provázanou sérii vizuálních výstupů, které komplexně mapují studentské výjezdy, příjezdy i síť smluvních vztahů s partnerskými institucemi. V úvodní části byla zpracována a anonymizována data z univerzitního systému IS/STAG. Klíčovým metodickým krokem bylo geokódování rozsáhlého souboru dat, pro které bylo po srovnání několika nástrojů zvoleno rozhraní Google Geocoding API. V rámci procesu byla u každého záznamu identifikována a kategorizována přesnost lokalizace do tří úrovní, což umožnilo efektivní kontrolu kvality výstupů. Stěžejním výsledkem práce je interaktivní dashboard vytvořený v prostředí ArcGIS Online pomocí nástroje Experience Builder. Tato webová aplikace integruje mapové pole, pokročilé filtry a dynamické interaktivní grafy, které uživateli umožňují analyzovat mobility podle fakult, typů programů, pohlaví či věku studentů a jiných ukazatelů. Práce je doplněna o časoprostorovou analýzu obsahující statické výstupy v podobě map metodami kartogramů a kartodiagramů, které pomocí indexu bilance mobilit a míry využití smluvního potenciálu dokumentují časoprostorový vývoj mobilit ve třech časových etapách.
Annotation
This bachelor’s thesis focuses on the spatiotemporal analysis and visualization of student mobility abroad at Palacký University in Olomouc. The main objective of the thesis is to compile a coherent series of visual outputs that comprehensively map student departures, arrivals, and the network of contractual relationships with partner institutions. In the introductory section, data from the university’s IS/STAG system was processed and anonymized. A key methodological step was the geocoding of the extensive dataset, for which the Google Geocoding API was selected after comparing several tools. As part of the process, the location accuracy of each record was identified and categorized into three levels, enabling effective quality control of the outputs. The main result of the work is an interactive dashboard created in the ArcGIS Online environment using the Experience Builder tool. This web application integrates a map panel, advanced filters, and dynamic interactive charts that allow users to analyze mobility by faculty, program type, student gender or age, and other indicators. The study is supplemented by a spatiotemporal analysis that includes static outputs in the form of maps created using cartograms and cartodiagrams, which document the spatiotemporal evolution of mobility across three time periods using the mobility balance index and the contractual potential utilization rate.
Cíle práce
Cílem bakalářské práce je sestavit provázanou sérii vizualizací mapujících zahraniční mobility studentů na Univerzitě Palackého v Olomouci. Data o příjezdech, výjezdech a partnerských institucích jsou analyzovány a následně pomocí geokódování je upřesněna lokalita jednotlivých institucí. Tohoto je následně využito pro zpracování prostorových, atributových a časových vizualizací pomocí dashboardu. Ten umožňuje data filtrovat dle nejrůznějších atributů a zobrazovat tak v mapovém poli požadované údaje. Dané filtry se rovněž aplikují na dynamické interaktivní grafy a diagramy v dalším sektoru dashboardu. Pomocí dashboardu budou moci pracovníci Univerzity Palackého vyhledávat informace o zahraničních mobilitách studentů Univerzity Palackého v Olomouci, filtrovat je dle svých požadavků a následně plánovat a vyhodnocovat zahraniční mobilitu studentů na Univerzitě Palackého v Olomouci. Data o příjezdech, výjezdech i partnerských institucích budou rovněž použity při tvorbě statických výstupů pro časoprostorovou analýzu. Statické mapy pomocí ukazatelů umožní porovnat ukazatele v jednotlivých obdobích sledovaného časového úseku.
Data
záznamy z IS/STAG: výjezdy, příjezdy, smlouvy
ArcGIS Hub: World countries
Software
Microsoft Office (Word, Excel)
ArcGIS Online
ArcGIS Pro
ArcGIS Experience Builder
Google Geocoding API
Affinity
Výsledky
Výsledky geokódování
Cílem geokódování bylo nalézt odpovídající software, který by zaručil provést lokalizaci jednotlivých institucí na základě poskytnutých dat. Pro nalezení finálního řešení byly srovnány nástroje Geocoding Google Spreadsheets, Here Maps a Google Geocoding API. Požadavkům práce nevyhověly Google Sheet z hlediska nemožnosti zpracování rozsáhlých datových souborů a Here Maps z hlediska vágní přesnosti výstupů. Softwarové řešení pomocí Google Geocoding API poskytlo adekvátní řešení jak pro rozsáhlý objem dat i pro určení jednotlivých typů přesnosti. Byly tedy zpracovány veškerá data o příjezdech, výjezdech i partnerských institucích a bylo jim přiřazeno 23 unikátních typů přesnosti. Těchto 23 typů bylo v konečné fázi rozděleno do tří hlavních kategorií přesnosti: nejvyšší, střední a nejnižší.
Výsledek návrhu a implementace dashboardu
Výsledkem vizualizace dat o příjezdech, výjezdech a partnerských institucích je interaktivní dashboard. Toto řešení bylo zvoleno vzhledem k vysoké efektivitě při zobrazování prostorových dat. Ve fázi návrhu bylo rovněž posouzeno řešení pomocí vlastní tvorby webové aplikace s využitím javascriptové knihovny Leaflet. Tato varianta by však byla časově a technicky velmi náročná a v konečné fázi tak neefektivní. K návrhu dashboardu byla použita platforma ArcGIS Online, konkrétně nástroj Experience Builder. Vlastní dashboard je rozdělen do několika panelů. Ve středním panelu je umístěno mapové pole, které je dominantním prvkem celého dashboardu. V levém panelu je umístěn prostor pro filtrování záznamů, v pravém horním panelu je umístěn nástroj pro výběr území a dolní pravý panel je určen pro zobrazení dynamických interaktivních grafů a diagramů. Takto koncipovaný dashboard plně vystihuje a splňuje požadavky interaktivní vizualizace dat o příjezdech a výjezdech studentů a partnerských institucích. Dashboard je dostupný na odkazu: https://experience.arcgis.com/experience/49a54008dc9d4960aac90ad011102a39/
Výsledky tvorby statických výstupů
Prostřednictvím komplexního kartografického zpracování dat o studentských zahraničních mobilitách na Univerzitě Palackého v Olomouci byla vytvořena ucelená sada statických mapových výstupů. Přestože stěžejním prvkem této bakalářské práce je interaktivní webový dashboard, tvorba statických map představuje nepostradatelnou součást dosažených výsledků. Z metodologického a prezentačního hlediska bylo nutné tyto výstupy vytvořit, neboť poskytují syntetický pohled na zkoumanou problematiku. Na rozdíl od dynamických prvků dashboardu je čtení statických výstupů nepodmíněné uživatelskou interakcí.
Za účelem vystižení časové dynamiky a exaktní identifikace strukturálních proměn v čase bylo celkové sledované období (1. 9. 2014 – 31. 8. 2024) dekomponováno do tří dílčích etap. První období pokrývá akademické roky od 1. 9. 2014 do 31. 8. 2018, druhé období představuje etapu od 1. 9. 2018 do 31. 8. 2022 a třetí období zachycuje vývoj od 1. 9. 2022 do 31. 8. 2024
Prvním stěžejním výsledkem statické kartografické tvorby je výstup s názvem bilance mobilit. Zařazení tohoto výstupu bylo nezbytné pro exaktní oddělení států s rozdílným charakterem výměny pomocí vytvořeného indexu bilance mobilit. Volba divergentní barevné stupnice v těchto mapách umožňuje okamžitou vizuální separaci států, které slouží primárně jako cílové destinace olomouckých studentů, od států, z nichž studenti na UP převážně přijíždějí. Dosažený mapový výstup tak na první pohled odkrývá silně asymetrické vazby a regionální anomálie.
Druhým logicky navazujícím statickým výsledkem je výstup využití smluvního potenciálu. Tento specifický analytický pohled byl do sady finálních výstupů zařazen především pro svou strategickou hodnotu. Zobrazený výsledek tak exaktně demonstruje efektivitu partnerství a poskytuje objektivní podklad. Na jeho základě lze spolehlivě identifikovat vysoce saturované smluvní destinace, stejně jako méně využívané smlouvy.
Třetí a čtvrtou součást statických výsledků tvoří samostatné kompozice zaměřené na fakultní strukturu mobilit, zpracované odděleně pro výjezdy a příjezdy. Tyto mapové výstupy využívají metodu výsečových kruhových kartodiagramů, které v jednotlivých státech zobrazují zastoupení jednotlivých fakult a zároveň intervalově vyjadřují počet realizovaných mobilit, přičemž kompozici doplňují grafy znázorňující podíl mobilit na celkovém počtu studentů každé fakulty.
Lze konstatovat, že tyto statické výstupy ve své finální podobě tvoří ucelený analytický aparát, který úspěšně naplňuje stanovené cíle práce. Zvolené kartografické a vizualizační metody podpořily transformaci rozsáhlých datových souborů zdrojových dat do srozumitelných, informativně bohatých a esteticky vyvážených kompozic.
Výsledky časoprostorové analýzy
Časoprostorová analýza odhaluje, že systém studentských mobilit na Univerzitě Palackého v Olomouci je vysoce dynamický a silně determinovaný vnějšími globálními faktory. Nejvýraznějším strukturálním šokem se stala pandemie COVID-19, která objektivně zapříčinila útlum obousměrných toků mobilit. Podíl vyjíždějících klesl o 50 % a příjezdů došlo k propadu 71 %. Vedle pandemie se jako klíčový destabilizační prvek ukázaly geopolitické proměny, primárně válečný konflikt mezi Ruskou federací a Ukrajinou. V důsledku této situace klesla dříve vysoká míra využití ruského smluvního potenciálu na absolutní nulu. Silná volatilita je typická zejména pro mimoevropské regiony, kde v čase dochází k radikálním změnám (např. skokové překlopení Íránu z čistě příjezdové do pouze výjezdové destinace). To ostře kontrastuje se stabilním evropským prostorem.
ZÁVĚR
Bakalářská práce se uceleně věnovala problematice časoprostorové analýzy a vizualizace zahraničních mobilit studentů na Univerzitě Palackého v Olomouci. Hlavním cílem této práce bylo vytvořit provázanou sérii vizuálních výstupů, které komplexně mapují studentské výjezdy, příjezdy a partnerské instituce. Vzhledem k velkému rozsahu dat o mezinárodních mobilitách bylo nezbytné navrhnout takové řešení, které primární data transformuje do podoby srozumitelných a analyticky hodnotných vizualizací.
V úvodní fázi zpracování byla využita rozsáhlá data z univerzitního informačního systému IS/STAG, která byla z důvodu ochrany osobních údajů plně anonymizována vedoucím práce. Pro následné prostorové zpracování bylo nutné provést hromadné geokódování desetitisíců záznamů. Z metodologického hlediska bylo pro tento krok po komparaci vybrána služba Google Geocoding API.
Stěžejním a nejvýznamnějším výsledkem praktické části práce je vytvoření interaktivního dashboardu v prostředí ArcGIS Online pomocí nástroje Experience Builder. Koncepce interaktivní webové aplikace byla zvolena záměrně, neboť tradiční statické mapové kompozice by při takto rozsáhlém datovém souboru nedokázaly zachytit veškeré informace a vedly by ke ztrátě podrobných atributových informací. Vývoj aplikace metodou od základu (např. pomocí javascriptové knihovny Leaflet) byl sice zvažován, ale následně zamítnut jako časově a technicky neefektivní. Výsledný dashboard tak integruje mapové pole, pokročilé filtrovací nástroje a dynamické datové vizualizace. Zásadním technickým krokem uvnitř dashboardu byla implementace dynamického shlukování bodů (clustering). Toto řešení bylo aplikováno z důvodu nutnosti potlačit překryv bodových znaků ve frekventovaných lokalitách, které by jinak fatálně zkreslilo interpretaci dat.
Práce je dále doplněna o časoprostorovou analýzu využívající čtyři statické mapové výstupy tvořené v softwaru ArcGIS Pro. Jmenovitě: Bilance mobilit, Využití smluvního potenciálu, Fakultní struktura výjezdů a Fakultní struktura příjezdů. Pro korektní vyhodnocení časové dynamiky bylo sledované desetileté období rozděleno do tří specifických období, které reflektují cykly a programová období smluv uzavíraných s mezinárodními institucemi. Pro zamezení dezinterpretace dat, kvůli různě dlouhým časovým obdobím, byly pro analýzu zkonstruovány dva relativní ukazatele. Prvním je index bilance mobilit, který byl využit pro hodnocení směrové vyváženosti výjezdů a příjezdů. Použití tohoto normalizovaného indexu bylo nezbytné, neboť prosté sledování absolutních objemů by zkreslilo reálné poměry. Druhým indikátorem je míra využití smluvního potenciálu, jenž hodnotí efektivitu smluvních vazeb. V rámci kartografické vizualizace těchto statických výstupů byly použita metoda kartogramu pro vyjádření indexu bilance mobilit a míry využití smluvního potenciálu. Pro znázornění fakultní struktury byla zvolena metoda výsečových kruhových kartodiagramů.
Realizovaná časoprostorová analýza dospěla k řadě signifikantních zjištění. Prokázala, že systém studentských mobilit je vysoce citlivý na globální vlivy. Doložen byl masivní strukturální šok způsobený pandemií COVID-19, který zapříčinil útlum výjezdů o 50 % a příjezdů dokonce o 71 %. Analýza rovněž kvantifikovala dopad geopolitických krizí, jako je konflikt mezi Ruskou federací a Ukrajinou, který zapříčinil pokles využití smluvního potenciálu s ruskými institucemi na nulovou hodnotu. Odhalena byla rovněž silná časoprostorová volatilita mimoevropských regionů, která ostře kontrastuje se stabilním prostředím evropského kontinentu.
Z výše uvedeného shrnutí jasně vyplývá, že všechny cíle vytyčené v úvodu bakalářské práce byly plně a úspěšně dosaženy. Podařilo se sestavit sérii vizualizací, provést geokódování i navrhnout plně funkční rozhraní dashboardu. Hlavní praktický přínos práce spočívá ve vytvoření funkční webové aplikace (dashboardu) dostupné z odkazu: https://experience.arcgis.com/experience/49a54008dc9d4960aac90ad011102a39/
Tento nástroj umožňuje pracovníkům Oddělení pro mo bility UP i efektivně vyhodnocovat využití partnerských smluv a strategicky plánovat budoucí mezinárodní spolupráci. Zároveň může sloužit samotným studentům jako přehledný a inspirativní průvodce při výběru zahraničního studijního pobytu.
