การทำความรู้จักกับ Voronoi Diagram ด้วยภาษา COBOL

 

ในยุคที่เทคโนโลยีและข้อมูลเติบโตอย่างรวดเร็ว การวิเคราะห์ข้อมูลเชิงภูมิศาสตร์ (Geospatial Analysis) ได้กลายมาเป็นเครื่องมือที่มีความสำคัญในการตัดสินใจในหลายสาขา เช่น ภูมิศาสตร์ วิทยาศาสตร์ข้อมูล การวางผังเมือง และการจัดการทรัพยากรธรรมชาติ ในบทความนี้ เราจะมาพูดถึง "Voronoi Diagram" ซึ่งเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงพื้นที่ โดยเราใช้ภาษา COBOL เป็นสื่อในการอธิบาย

 

Voronoi Diagram คืออะไร?

Voronoi Diagram เป็นโครงสร้างทางคณิตศาสตร์สำหรับการแบ่งพื้นที่ในสองมิติให้เป็นจำนวนของเซลล์ ซึ่งในที่นี้ เราจะเรียกว่า "เซลล์วอโรโนอิ" (Voronoi Cell) โดยพื้นที่แต่ละเซลล์จะครอบคลุมจุดหนึ่งจุดในกลุ่มของจุด (Points) ที่เรามีอยู่ และสนับสนุนการวิเคราะห์ความใกล้ชิด (Proximity Analysis) ข้อมูลที่เรามีในลักษณะต่าง ๆ

วิธีการทำงาน

เมื่อเรามีชุดของจุดเช่น A, B, C, ... จุดแต่ละจุดจะมีพื้นที่วอโรโนอิของตัวเอง ซึ่งตัวเซลล์จะถูกกำหนดโดยระยะทางที่ดีที่สุดจากจุดนั้นถึงจุดอื่น ๆ ในพื้นที่ซึ่งอยู่รอบตัวมัน

 

ใช้งาน Voronoi Diagram ในชีวิตจริง

การใช้งาน Voronoi Diagram ในชีวิตจริงมีหลายรูปแบบ เช่น:

1. การวางแผนเมือง: คำนวณตำแหน่งของสถานีบริการ เช่น สถานีตำรวจ โรงเรียน หรือโรงพยาบาล เพื่อให้ประชาชนสามารถเข้าถึงบริการได้อย่างทั่วถึง 2. การวิเคราะห์การกระจายสินค้าของธุรกิจ: ช่วยธุรกิจในการวางแผนการจัดการการกระจายสินค้าและบริการทั่วพื้นที่ 3. วิจัยสัตว์ป่า: อาจใช้ในการสำรวจพื้นที่ที่สัตว์อาหารสะดวกที่สุดและแบ่งพื้นที่วางไข่

 

ตัวอย่างโค้ด COBOL สำหรับ Voronoi Diagram

แม้ว่า COBOL จะไม่ใช่ภาษาที่เป็นที่นิยมในด้านการเขียนโปรแกรมเชิงกราฟิก แต่เราสามารถทำให้เห็นภาพว่า Voronoi Diagram ทำงานอย่างไรได้ในลักษณะดั้งเดิม:

        IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. Voronoi.

       DATA DIVISION.
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01  POINTS.
           05  A     OCCURS 10 TIMES.
               10  X   PIC 9(3).
               10  Y   PIC 9(3).
       01  I       PIC 9(3).
       01  J       PIC 9(3).
       01  DISTANCE PIC 9(3).

       PROCEDURE DIVISION.

       MAIN-PROCEDURE.
           PERFORM INITIALIZE-POINTS
           PERFORM CALCULATE-VORONOI
           DISPLAY "Voronoi Diagram calc completed."
           STOP RUN.

       INITIALIZE-POINTS.
           MOVE 10 TO X(1).
           MOVE 20 TO Y(1).
           MOVE 30 TO X(2).
           MOVE 40 TO Y(2).
           MOVE 50 TO X(3).
           MOVE 60 TO Y(3).
           * เพิ่มเติมจุดอื่น ๆ ที่นี่

       CALCULATE-VORONOI.
           MOVE 0 TO I
           PERFORM VARYING I FROM 1 BY 1 UNTIL I > 10
               MOVE 0 TO J
               PERFORM VARYING J FROM 1 BY 1 UNTIL J > 10
                   IF I NOT = J
                       COMPUTE DISTANCE = FUNCTION SQRT((X(I) - X(J)) * (X(I) - X(J)) + (Y(I) - Y(J)) * (Y(I) - Y(J)))
                       DISPLAY "Distance between Point " I " and Point " J ": " DISTANCE
                   END-IF
               END-PERFORM
           END-PERFORM.

วิเคราะห์เวลาและพื้นที่

เมื่อดูที่ Complexity ของอัลกอริธึม Voronoi Diagram:

1. **เวลา**: การคำนวณ Voronoi Diagram แบบง่ายที่สุด (Incremental Algorithm) ต้องใช้เวลา **O(n log n)** สำหรับ n จุด แต่จะใช้เวลา O(n^2) สำหรับวิธีที่ง่ายกว่ามาก

2. พื้นที่: การใช้พื้นที่จะเป็น O(n) เนื่องจากเราต้องเก็บผลลัพธ์สำหรับ Voronoi Cells ทั้งหมด

ข้อดีข้อเสียของ Voronoi Diagram

#### ข้อดี:

- ช่วยให้การวิเคราะห์ภูมิศาสตร์และวางแผนง่ายขึ้น

- สร้างมุมมองใหม่ในเรื่องการกระจายทรัพยากร

- ใช้งานในหลายสาขาอย่างเช่น GIS, วิทยาศาสตร์ข้อมูล, การแพทย์

#### ข้อเสีย:

- อาจมีความซับซ้อนในการคำนวณสำหรับชุดข้อมูลใหญ่

- ต้องการการประมวลผลมากขึ้นสำหรับข้อมูลที่ซับซ้อน

- ผลลัพธ์ผันผวนกับการกระจายของข้อมูล

 

สรุป

Voronoi Diagram สามารถนำไปใช้ในการแก้ปัญหาในหลายด้าน ไม่ว่าจะเป็นการจัดการทรัพยากร การวางผังเมือง หรือแม้กระทั่งในธุรกิจที่ต้องการการพัฒนาผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้ เขียนโปรแกรมในภาษา COBOL ก็สามารถแสดงถึงหลักการทำงานพื้นฐานได้ ในยุคที่โปรแกรมมิ่งเป็นสิ่งจำเป็น อย่าพลาดโอกาสที่จะศึกษาการโปรแกรมให้ชำนาญที่ EPT หรือ Expert-Programming-Tutor ที่เรามีหลักสูตรที่หลากหลายให้เลือกตลอดเวลา!

 

 

หมายเหตุ: ข้อมูลในบทความนี้อาจจะผิด โปรดตรวจสอบความถูกต้องของบทความอีกครั้งหนึ่ง บทความนี้ไม่สามารถนำไปใช้อ้างอิงใด ๆ ได้ ทาง EPT ไม่ขอยืนยันความถูกต้อง และไม่ขอรับผิดชอบต่อความเสียหายใดที่เกิดจากบทความชุดนี้ทั้งทางทรัพย์สิน ร่างกาย หรือจิตใจของผู้อ่านและผู้เกี่ยวข้อง