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Visualização de Informações Informações Hierárquicas e Grafos.

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1 Visualização de Informações Informações Hierárquicas e Grafos

2 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 2 Visualização de Informações  Obter informações úteis através do processamento de dados coletados em uma empresa é condição indispensável para o sucesso da mesma.  O esforço de coletar e armazenar dados pode ser infrutífero se não se souber recuperar dados pertinentes que respondam às consultas desejadas pelos usuários.

3 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 3 Visualização de Informações  Como visualizar corretamente as informações de forma a serem compreendidas a ponto de se tirar conclusões e afirmações?  Algumas formas de visualização que se aplicam muito bem para determinados tipos de dados não se aplicarão tão bem em outros.

4 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 4 Visualização de Informações  Hoffman [Hof 1999] alerta que cada atributo deve ser categorizado em não mais do que quatro ou cinco categorias e, que a visualização de mais de nove atributos é difícil.  Ambas as limitações são decorrentes do espaço disponível na tela do computador, e podem ser aliviadas com operações de interação, tais como ampliação/redução e deslocamento.  A escolha do arranjo hierárquico dos atributos, bem como o critério de categorização dos dados, também são parâmetros determinantes da sua eficácia da técnica de empilhamento dimensional como ferramenta de análise.

5 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 5 Árvores e Grafos  São dois tipos de informação que muitos autores costumam separar para um tipo de informação classificado como informações complexas, tornando-se uma área de estudo individual na Visualização de Informações, criando congressos e eventos variados para discussões sobre o tema.  Como conseguir classificar toda a informação existente?  Problemas complexos podem ser abstraídos de forma mais clara através de árvores e grafos

6 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 6 Árvores  [Fre2001]Estruturas de dados (não lineares) que caracterizam uma relação de hierarquia ou de composição (um conjunto é subordinado a outro). [Hor03]:  “um grafo conexo sem ciclos”  Na prática, árvore constitui uma estrutura os elementos existentes possuem uma hierarquia.

7 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 7 Árvores - [web02-web04]  As árvores podem ser utilizadas para representar: Árvores de Decisão Árvores de Processo Expressões Matemáticas (árvores binárias) Cadeias de Caracteres Sistemas de Arquivos e Pastas Mineração de Dados

8 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 8 Grafos - Definições  Um grafo G( V, E) é um conjunto não vazio v e um conjunto E de pares não-orientados de elementos distintos de v.  V – Vértices  E - Arestas Os grafos constituem uma estrutura onde pode-se visualizar a identificação de relacionamentos entre os elementos existentes. Os elementos representados necessariamente não possuem hierarquia.

9 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 9 Grafos - Definições  [Luz2007] - “Toda árvore é um grafo, mas nem todo grafo é uma árvore. Um grafo onde existe um número associado a cada arco (peso) é chamado de rede ou grafo ponderado.  Representações [web01]: Representação de cidades e suas distâncias até outras Conexão de Vôos aéreos Restrições de precedência Fluxo de um programa Fluxogramas

10 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 10 Listagem de Técnicas de Visualização  Árvores  TreeMap  TreeViz  TaxonTree  Browser Hiperbólico  Agrossolos  BeamTrees

11 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 11 Tree-Map – [Tre2007]  Descrição: Faz uso de 100% do espaço disponível na tela para mostrar uma estrutura hierárquica. Consiste em representar o nível mais alto da hierarquia como uma região retangular. Níveis mais baixos são desenhados recursivamente como retângulos dentro da região maior

12 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 12 TreeViz [Tree2007]  Software para Visualização de Informação Hierárquica Estruturada.  [Bri] Informação estruturada.  Mosaico de preenchimento dos retângulos para representar cada nó da árvore  Diversos nós da árvore podem ser mostrados de uma só vez  Tamanho e cor dos retângulos podem ser modificados para representar melhor as hierarquias Foco + contexto

13 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 13 TreeViz – Exemplos Interativos  MarketMap de SmartMoney – 8&oe=UTF- 8&langpair=en%7Cpt&u=http://www.smartmoney.com/ marketmap/&prev=/language_tools 8&oe=UTF- 8&langpair=en%7Cpt&u=http://www.smartmoney.com/ marketmap/&prev=/language_tools  Chá de Peet 2Fwww.rebeccashapley.com%2Fcipres%2Fbibliography. htm%23basicTreeViz&langpair=en%7Cpt&hl=pt- BR&ie=UTF-8&oe=UTF-8&prev=%2Flanguage_tools. 2Fwww.rebeccashapley.com%2Fcipres%2Fbibliography. htm%23basicTreeViz&langpair=en%7Cpt&hl=pt- BR&ie=UTF-8&oe=UTF-8&prev=%2Flanguage_tools

14 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 14 TAXONTREE [TAX2007]  BIOT (Biodiversity Information Organization using Taxonomy) Projeto de software para recuperar informações da web. Dotado de ferramentas para detalhar certas estatísticas de uma hoje page como:  quantidade de acessos (audiência)  links relevantes  Adaptável ao perfil de usuários, ocultando opções não utilizadas

15 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 15 TAXONTREE [TAX2007]  Estes exemplos utiliza o método similar para navegação de elementos  O formato TaxonTree tende a explorar a biodiversidade de bancos de dados com uma hierarquia de informações organizadas formando conteúdos associados.

16 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 16 Browser Hiperbólico [BROW2007]  Combina Foco + Contexto com desenho radial de árvores para auxiliar na exploração de grandes hierarquias.  Consegue disponibilizar cerca de dez vezes mais vértices de uma árvore do que utilizando uma visualização no plano cartesiano.  A navegação é mais efetiva. Mudanças de foco podem ser realizadas através de movimentos simples do mouse [12].

17 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 17 AGRISSOLOS  Exemplo Interativo: URL: tml tml

18 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 18 AGRISSOLOS [Agri2007]  Sistema de visualização de zoneamento agrícola, contendo a previsão de safras e outros processos de apoio à tomada de decisões  Utiliza a visualização de Browser Hyperbólico.  Possui uma base de dados contendo: Perfis de solos do território brasileiro Descrições de solos para o meio agrícola Um sistema de informação geográfica, para manipulaçãode informações cartográficas.

19 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 19 BeamTree [Bea2007]  Ferramenta desenvolvida para a visualização de grandes estruturas hierárquicas  Baseada na visualização de TreeMaps, porém possuindo a representação 3d e personalizações do usuário.  A estrutura visualiza as hierarquias em uma pilha de retângulos sobrepostos e a hierarquia é percebida pela profundidade dos itens

20 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 20 BeamTree  Outras Imagens:

21 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 21 Listagem de Técnicas de Visualização  Grafos Simulador de DataFlow SEENet GoogleMaps WalkScore MapLink Kartoo Cristalização do Conhecimento Rede de Metrô de Madrid

22 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 22 Simulador DataFlow [Pilla1999]  Exemplo de utilização para uma parte do software Utilizado para exemplificar o uso do simulador desenvolvido, onde é feito um cálculo de um fatorial um número maior que zero.  Utiliza dois laços Um multiplicando sucessivamente os valores para obter o fatorial Outro decementando o valor de entrada x e verificando a condição de parada.

23 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 23 SEENET [SEE1992]  Um software desenvolvido pela empresa AT & T para analisar o tráfego de rede da empresa.  Uma exposição que mostra a chamada inbound e outbound (representada pelas dimensões horizontais e verticais dos retângulos) dos interruptores na rede de AT&T.  Nas imagens foram escolhidos determinados horários de tráfego de rede onde foi aplicado o software SeeNet.  Existem diversas pesquisas envolvendo o software, alguns, prevêem a revolução tecnológica na área de redes.  A página do site m/SeeNet?show_comments= 1 explica de forma detalhada os projetos e o funcionamento do software. m/SeeNet?show_comments= 1

24 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 24 Walk Score [Wal2007]  Software que calcula qual distâncias de passeios a pé pela vizinhança e determinas as melhores rotas a serem percorridas.  Cruza informações com o GoogleMaps e retorna a pontuação para a região.  No exemplo, o software retornou uma vizinhança onde pode-se percorrer muitos trajetos a pé  Logo em seguida o retorna também uma vizinhança onde a dependência de carros é muito grande.

25 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 25 GoogleMaps [Goo2007]  Visualizador de rotas geográficas, o GoogleMaps utiliza grafos para traçar rotas entre cidades distantes.  O software também determina a distância entre os dois pontos.  A rota pode ser modificada pelo usuário através da interação do mouse.  O software permite também a localização de empresas geograficamente.

26 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 26 GoogleMaps [Goo2007]  Exemplo de uma pesquisa de Pelotas até Nova York.

27 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 27 MapLink [Map2000]  Software com funcionamento semelhante ao GoogleMaps que traça rotas entre pontos  Utiliza a api do google para traçar origem-destino  Possuir recursos para manipular as rotas através de estabelecimentos comercais  Alguns recursos adicionais estão no site da empresa, porém são cobrados.

28 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 28 Kartoo [Kart2007]  Software online para pesquisa de páginas web relacionadas.  Mostra a relação de páginas de mesmo domínio.  Os resultados são mostrados em um plano de 24 itens por tela (padrão)  Possui algumas ferramentas de personalização para o usuário.  Url:

29 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 29 Processo de Cristalização do Conhecimento [Hoff1999]  Exemplo de Grafo Dirigido, visualizando o processo da cristalização do conhecimento.  Adaptada por Card, Mackinlay e Shneiderman

30 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 30 Rede de Metrô de Madrid [LUL2007]  A rede de metrô de Madrid foi modelada em um projeto sugerido por uma equipe de engenheiros  O mapa anterior já possuia uma estrutura em forma de grafos, porem confusa tornando a pesquisa de locais mais lenta.  O novo mapa possui algumas pequenas modificações nos vértices e arestas que apresentou melhorias significativas no entendimento dos elementos.

31 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 31 Rede de Metrô de Madrid [LUL2007]  Novo Modelo

32 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 32 Fontes  [Joh1991] Johnson, B., Shneiderman, B. (1991), “Treemaps: A Space-Filling Approach to the Visualization of Hierarchical Information Structures”, In VIS’91: Proceedings of the 2nd conference on Visualization’91, IEEE Computer Society Press. p  [Hof1999] Hoffman, P.E. – Table Visualizations: A Formal Model and its Applications, PhD Thesis,University of Massachusetts Lowell, USA, November 1999  [Lam1996] Lamping, J., Rao, R. (1996), “The Hyperbolic Browser: A Focus+Context Technique for Visualizing Large Hierarchies”, Journal of Visual Languages and Computing, Nº7, p  [Luz2007] Luzzardi, Paulo roberto, 2007,  [Sil2003] Silva, Celmar Guimarães, Exploração de Bases de Dados de Ambientes de Educação a Distância por meio de ferramentas de consulta apoiadas por Visualização de Informação, Unicamp, Instituto de Computação,S, 2003.

33 Mestrado em Ciência da Computação UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS 33 Fontes – Web  [Agri2007], Sistemas de Informação sobre os Solos do Brasil, 02/10/  [Brow2007] Browser Hiperbólico, http://www.cs.tau.ac.il/~asharf/shrek/Projects/HypBrowser/index.htm  [Bea2007] – Frank, Van Ham, etc al, Compact Visualization of Large Hierarchies, Dept. of Mathematics and Computer Science, Netherlands,  [FRE2001] – Freitas, Carla Maria Dal Sasso et al, Introdução à Visualização de Informações, Programa de Pós- Graduação em Computação, UFRGS, Porto Alegre,  [GUIM] – Guimarães, Celmar – Exploração de Bases de dados de ambientes de Educação a Distância por meio de ferramentas de consulta apoiadas por Visualização de Informação, Universidade Estadual de Campinas – Unicamp em  [GOO2007] – GoogleMaps,  [INF2007]http://www.infovis.net/printMag.php?num=93&lang=2, 2007.http://www.infovis.net/printMag.php?num=93&lang=2  [Kart2007] – 2007http://www.kartoo.com  [LUL2007] http://lulileslie.com/blog/category/visualizacao-de-informacao/  [Map2000] – Universo Online, http://maplink.com.br  [PILLA1999] – Pilla, Maurício Lima, Simulador de Arquitetura DataFlow, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Instituto de Informática, Programa de Pós-Graduação em Computação,  [See1992] – Becker, Richard, AT & T Bell Labs,  [TAX2007] http://nzflora.landcareresearch.co.nz/default.aspx?NameID=Landcareresearch.co.nz/PS1/NK/  [web01] – Figueiredo, Jorge, Escola de Informação de Computação e Informação Quântica – Depto de Sistemas e Computação, Campina Grande, Paraíba, 28/09/  [web02] – Martins, Flávia Toledo et al, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE, São José dos Campos-SP, 28/09/2007.  [web03] – Instituto Ekos Brasil, 28/09/2007.http://www.ekosbrasil.org/default.asp?site_Acao=mostraPagina&paginaId=158  [wal2007] – WalkScore, Front Seat Managementhttp://www.walkscore.com, 2007.


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