2018年6月18日月曜日

【小ネタ】ヒートマップとは

本記事では、サッカーにおけるヒートマップ(の作成)について説明します。

サッカーをある程度長く見ていれば、ヒートマップの意味する所はなんとなく分かるでしょうが、原理を丁寧に説明しているページが無かったので、書いておきます。

(小学生中学生が対象かな?言葉遣いが小難しいかな?)


「サッカー ヒートマップとは」GOOGLE検索結果

「サッカー ヒートマップとは」GOOGLE画像検索結果

6月18日現在の検索結果では、「サッカーのヒートマップをQGISで作ってみる」(Qiita)という記事が、ある試合のトラッキングデータの入手からフリーのソフトウェアを使ったヒートマップ作成までをレポートしてます。

他に良さそうな説明記事はちょっとないかな?





ヒートマップとは?


「選手やボールがその領域に居た時間を示すグラフ」です。

サッカーに限らず他分野でも使われています。

サイト解析の場合、ヒートマップの対象は各ページが閲覧者に読まれている(滞在されている)時間となりますが、サッカーでは各領域での滞在時間になります。

上記の画像検索結果で多くの図を見ることができます。

この図がどうやって作られるのか、簡単に説明します。


ヒートマップ作成


まず、ボールの観測例を示します。(選手の場合も同じです)

図1、ボールが観測された位置(黒丸)と軌道。

手動での作図です。

長い時間間隔での粗い観測のつもりです。

縦軸と横軸の矢印は、サイド方向とゴール方向に置き換わります。

このようなボールの観測点に対して、ヒートマップの升目となる、観測点をカウントする領域を設定します。

図2、観測点をカウントする領域(緑枠)を設定。

次に、各領域内で観測点がいくつあるかをカウントします。

図3、領域内での観測点数。

あとは、このカウント数に従って色付けをすれば完成です。

図4、色付け。

図5、完成。

今回は非常に粗い例をお見せしましたが、現実のトラッキング観測では、ボールと選手達の位置を観測する時間間隔は0.1秒以下で、完全に連続的な位置の変化を見る事ができます。

そのようなデータを使って、さらにカウントする領域を適切に設定すれば、上記の画像検索結果で見られる図ができます。

(一部、非常になめらかに変化している図があるが、それらの中には、色付けだけを細かくやってる図もあると思われる。

 領域を細かく設定してカウントしても顕著な変化が見えず、計算資源の無駄だったりするから、ある程度はしゃーない。)



前回の記事(【小ネタ】ワールドカップの公開データ紹介)で紹介した、ロシアワールドカップで公開されているヒートマップは、色付けではなく、各領域を塗りつぶしています。

以下の例では、塗りつぶす面積をカウント数に比例させました。

カウント1は領域の面積の1/3を塗りつぶし、カウント2は2/3を塗りつぶし、カウント3は全面積を塗りつぶしました。

図6、カウント数に応じて領域を塗りつぶす。

う~んという感じですが、とりあえずこうなります。



もう一つ、%表示のヒートマップも図を出しておきます。(20180621追加)

ロシアワールドカップのボールについてのヒートマップはこの表示です。

図7、%表示。

総観測点数が8で、1/8=12.5%を四捨五入して13%と表示しています。

このため、合計すると100%を超えます。



ヒートマップを作る前提である、選手達とボールの位置をデータ化する方法については、簡易な説明ですが、「【小ネタ】 トラッキングデータの計測方法」を御覧下さい。



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[記事一覧]トラッキングデータとスプリント回数について


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