Brodkorb, Felix (2013)
Visualisierung von Graphen mit geographischem Bezug.
Technische Universität Darmstadt
Masterarbeit, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

Bei Graphen mit geographischem Bezug gibt es Probleme, wenn sie auf einer Karte visualisiert werden sollen. Die Probleme sind Overplotting von Knoten und Kanten, sowie Teile des Graphen, die außerhalb des Bildschirms liegen. Die Ursache ist eine ungleichmäßige Verteilung der Knoten. In dieser Arbeit werden Visualisierungsmethoden vorgestellt, die diese Probleme versuchen zu lösen, ohne dass dabei die geographische Struktur des Graphen zu stark verändert wird. Dazu werden die Knoten in eine Cluster-Hierarchie eingefügt, die auf der politischen Einteilung der Welt basiert. Mit den Clustern können dann die Knoten eines Gebiets zu einem Superknoten zusammengefügt werden. Knoten, die sich außerhalb des Bildschirms befinden, werden als Proxy-Knoten am Bildschirmrand dargestellt. Um Details von kleinen oder entfernten Gebieten sehen zu können, werden Insets verwendet. Dabei handelt es sich um kleine Fenster, die auf der Karte dargestellt werden und die entsprechenden Teile des Graphen und das dazugehörige Gebiet anzeigen. Damit diese Teilgraphen nicht unter Overplotting oder Kantenüberschneidungen leiden, wird lokales Lügen verwendet. Diese Technik verändert das Layout des Graphen in kleinen Gebieten, wo die exakte Position von Knoten nicht wichtig ist, so, dass Overplotting und Kantenüberschneidungen minimiert werden. Dazu werden noch Filter verwendet, mit denen der Benutzer den Graph vereinfachen kann, um die direkte und indirekte Nachbarschaft von einzelnen Knoten hervorheben zu können. Die Techniken werden auf Beispielgraphen angewendet, die auf realen Daten basieren, und die Ergebnisse werden diskutiert. Graphs with geographic connection suffer from problems when they are visualized on a map. These problems are overplotting of nodes and edges, as well as parts of the graph being outside of the screen. This is caused by an irregular distribution of nodes. In this work, we will present ways of visualization that try to solve these problems, without affecting the geographical structure of the graph in a big way. To achieve this, we will categorize the nodes into a cluster hierarchy that represents the political division of the world. Using these clusters, we can join the nodes of an area together to build a super node. Nodes located outside of the screen will be represented by proxy nodes that are placed at the borders of the screen. To be able to visualize details of small or remote areas, we use insets, small windows on top of the map showing these parts of the graph and its surrounding area. To prevent these subgraphs from overplotting and edge crossing, we use local distortion. This technique changes the layout of the graph in small local areas where the exact positions of nodes are not important, to reduce Overplotting and edge crossing. Additionally, filters are used to simplify the graph so that the direct and indirect neighborhood of a node is highlighted. The techniques are tested on sample graphs that are based on real world data, and the results are discussed.

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