Thema:7. Zeitabhängige Daten Informations-visualisierung

(1)

Informations- visualisierung

Thema: 7. Zeitabhängige Daten Dozent: Dr. Dirk Zeckzer

zeckzer@informatik.uni-leipzig.de Sprechstunde: nach Vereinbarung

Umfang: 2

Prüfungsfach: Modul Fortgeschrittene Computergrafik

(2)

Übersicht

7. Zeitabhängige Daten

7.1 Klassifikation 7.2 Darstellungen

(3)

7. Zeitabhängige Daten

Wolgang Eigner, Silvia Miksch, Heidrun Schumann, Christian

Tominski, Visualization of Time-Oriented Data, Springer, 2010.

(4)

7. Zeitabhängige Daten

 Eine zufällige Auswahl von 4000 Graphen aus 15 Tageszeitungen und Magazinen zwischen 1974 und 1980 ergab, dass 75% dieser Graphen Zeitreihen waren [Tuf1:28f].

 Jedes Datenobjekt ist ein Ereignis in der Zeit

 Nutzen wir unser bisheriges Wissen, so können wir Zeitreihen bereits darstellen

 Zeitpunkte werden als zusätzliches Attribut betrachtet

 Dieser Ansatz ist jedoch sehr oft unzureichend, weil besondere Fragen auftreten

(5)

7. Zeitabhängige Daten

Spezifische Fragen [MacEachran ‘95]

 Existenz

 Existiert ein Objekt zu einem bestimmten Zeitpunkt?

 Zeit

 Wann existiert ein Objekt?

 Zeitintervalle

 Für welchen Zeitraum existiert ein Objekt?

 Grad der Veränderung

 Wie schnell und wie sehr ändert sich ein Objekt?

(6)

7. Zeitabhängige Daten

Spezifische Fragen [MacEachran ‘95]

 Reihenfolge

 In welcher Reihenfolge erscheinen und verschwinden Objekte?

 Zeitmuster

 Wie oft und in welchem Rhythmus erscheint und verschwindet ein Objekt?

 Gleichzeitigkeit

 Welche Objekte existieren zur gleichen Zeit?

(7)

7.1 Klassifikation

 Ordinale Zeit – Diskrete Zeit – Kontinuierliche Zeit

 Ordinale Zeit: geordnete, qualitative Zeitachse

 Diskrete Zeit: quantitative Zeitachse, Integer Skala

 Kontinuierliche Zeit: quantitative Zeitachse, Reelle Skala

 Diskrete Zeitpunkte – Zeitintervalle

 Diskret: Zeitpunkte ohne Dauer

 Intervall: Zeitintervalle (Tage, Jahre, …)

(8)

7.1 Klassifikation

 Lineare Zeit – zyklische Zeit

 Linear: Ereignisse bewegen sich von einem Startpunkt in der Vergangenheit zu einem Endpunkt in der Zukunft in linearer Ordnung

 Zyklisch: Wiederkehrende Ereignisse (Wochentage, Jahreszeiten, …)

 Geordnete Zeit – verzweigende Zeit

 Geordnet: Ereinisse passieren nacheinander

 Verzweigung: Es gibt alternative Ereignisse basierend auf Entscheidungen

 Jeder Typ hat seine eigene, angepasste visuelle Darstellung

(9)

7.2 Darstellungen

Es gibt eine ganze Reihe von visuellen Darstellungen, die speziell für Zeitreihen entwickelt wurden

 2D und 3D

 Statisch und dynamisch (Animationen)

 Uni-, Bi-, Tri-, und Multivariat

 Daten getrieben

 Sofortige Darstellung der Objekte

 Ereignis getrieben

 Es werden nur wichtige Änderungen angezeigt

(10)

7.2 Darstellungen

Standard sind 2D-Liniengraphen, bei denen die Zeit auf der x-Achse und die Variable auf der y-Achse plaziert werden

[Inspired by a lecture of J. Stasko]

(11)

7.2 Darstellungen

Zusätzlich werden häufig Kreis- und Spiralförmige Darstellungen verwendet

[http://pubs.usgs.gov/gip/geotime/time.html]

[W. Müller, H. Schumann, Visualization for modeling and simulation: visualization methods for time-dependent data - an overview, In Proceedings of the 35th conference on Winter simulation: driving innovation (WSC '03).

Winter Simulation Conference 737-745.]

(12)

7.2 Darstellungen

Schon sehr früh wurden InfoVis Techniken verwendet, zum Beispiel parallele Koordinaten

[W. Müller, H. Schumann, Visualization for

modeling and simulation: visualization methods for time-dependent data - an overview, In Proceedings of the 35th conference on Winter simulation: driving innovation (WSC '03). Winter Simulation

Conference 737-745.]

(13)

7.2 Darstellungen

Spiral Calendar [Mackinlay, J. D., Robertson, G. G. and DeLine, R, Developing Calendar Visualizers for the Information Visualizer. UIST, 1994]

(14)

7.2 Darstellungen

Calendar View [van Wijk and van Selow, Cluster- and Calendar-based Visualization of Time Series Data, IEEE InfoVis 1999]

(15)

7.2 Darstellungen

People Garden [Rebecca Xiong, Judith Donath, PeopleGarden: Creating Data Portraits for Users, UIST, 1999]

(16)

7.2 Darstellungen

People Garden [Rebecca Xiong, Judith Donath, PeopleGarden: Creating Data Portraits for Users, UIST, 1999]

(17)

7.2 Darstellungen

Theme River [Susan Havre, Beth Hetzler, and Lucy Nowell. ThemeRiver: Visualizing Theme Changes over Time, IEEE InfoVis, 2000]

(18)

7.2 Darstellungen

Arc Diagrams

[Martin Wattenberg, Arc Diagrams: Visualizing

Structure in Strings, IEEE InfoVis, 2002]

(19)

7.2 Darstellungen

Multi-Scale Temporal Behavior

[Milton H. Shimabukuro, Edilson F. Flores, Maria Cristina F. de Oliveira, Haim Levkowitz,

Coordinated Views to Assist Exploration of

Spatio-Temporal Data: a Case Study, IEEE CMV, 2004]

(20)

7.2 Darstellungen

Multi-Scale Temporal Behavior

[Milton H. Shimabukuro, Edilson F. Flores, Maria Cristina F. de Oliveira, Haim Levkowitz,

Coordinated Views to Assist Exploration of

Spatio-Temporal Data: a Case Study, IEEE CMV, 2004]

(21)

7.2 Darstellungen

VIS-STAMP

[Diansheng GuoJin Chen, Alan M. MacEachren, and Ke Liao, Visualization System for Space- Time and Multivariate Patterns (VIS-STAMP), TVCG Vol. 12(6), 2006]

(22)

7.2 Darstellungen

VIS-STAMP [Diansheng GuoJin Chen, Alan M. MacEachren, and Ke Liao, Visualization System for Space-Time and Multivariate Patterns (VIS-STAMP), TVCG Vol. 12(6), 2006]

(23)

7.2 Darstellungen

VIS-STAMP

(24)

7.2 Darstellungen

VIS-STAMP

(25)

7.2 Darstellungen

VIS-STAMP

(26)

7.2 Darstellungen

[W. Javed, Stack Zooming for Multi-Focus Interaction in Time-Series Data Visualization, PacificVis 2010]

(27)

7.2 Darstellungen

Spiral Graphs [John V. Carlis and Joseph A. Konstan. Interactive Visualization of Serial Periodic Data, UIST, 1998]

2D 3D

(28)

7.2 Darstellungen

TimeWheel (Introduced by Tominski et al., SAC ’04)

[W. Müller, H. Schumann,

Visualization for modeling and simulation: visualization

methods for time-dependent data - an overview, In

Proceedings of the 35th

conference on Winter simulation:

driving innovation (WSC '03).

(29)

7.2 Darstellungen

MultiCombs (Introduced by Tominski et al., SAC ’04)

(30)

7.2 Darstellungen

Lexis Pencils (Introduced by Brian et al., AGOCG ’97)

(31)

7.2 Darstellungen

Wakame [C. Forlines, K. Wittenburg, Wakame:

Sense Making of Multi-Dimensional Spatial- Temporal Data, ACM AVI, 2010]

(32)

7.2 Darstellungen

Wakame [C. Forlines, K. Wittenburg, Wakame: Sense Making of Multi-Dimensional Spatial-Temporal Data, ACM AVI, 2010]

(33)

7.2 Darstellungen

(34)

7.2 Darstellungen

(35)

7.2 Darstellungen

(36)

7.2 Darstellungen

(37)

7.2 Darstellungen

Data Vases [Sidharth Thakur and Theresa-Marie Rhyne: Data Vases: 2D and 3D Plots for Visualizing Multiple Time Series, ISVC, 2009]

(38)

7.2 Darstellungen

(39)

7.2 Darstellungen

(40)

7.2 Darstellungen

(41)

7.2 Darstellungen

Helix Icons [C. Tominski, P. Schulze-Wollgast, H. Schumann, 3D Information Visualization for Time Dependent Data on Maps, IV, 2005.]

(42)

7.2 Darstellungen

[Poonam Shanbhag, Penny Rheingans, Marie desJardins, Temporal Visualization of Planning Polygons for Ecient Partitioning of Geo-Spatial Data, InfoVis, 2005.]