Um sensor ou biossensor é um dispositivo analítico que tem por objetivo principal a identificação de substâncias e suas concentrações. O emprego efetivo dos sensores permite resolver diversos problemas em várias áreas como química, biologia, medicina, farmacologia, ciências ambientais, entre outras. Dentre desses problemas podemos ressaltar dois: o diagnóstico de doenças e a substituição de seres humanos por línguas eletrônicas para evitar as análises subjetivas. O primeiro problema é resolvido pela identificação de molécula única mas apresenta problemas relacionados a grande quantidade de dados gerados pelos sensores Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS). Já o segundo problema envolve a recalibração de sensores de espectroscopia de impedância para que possam ser substituídos em línguas eletrônicas quando apresentem deficiências. Em ambos casos foram desenvolvidas abordagens que empregaram técnicas de visualização de informação e permitem uma exploração eficiente da grande quantidade de dados produzidos. A primeira abordagem conseguiu melhorar o tempo de execução do processo de detecção de molécula única em contrapartida a análise manual atualmente empregada além de reduzir o número de falsos positivos. A segunda abordagem, a troca de sensores em línguas eletrônicas, mostrou resultados satisfatórios. O uso da definição do circuito eletrônico equivalente de Taylor em combinação com Generalized Procrustes Analysis (GPA) permitiu de forma adequada a troca de sensores por conseguir transformar a resposta de um sensor na resposta do outro, característica que no futuro poderá ser usada para conseguir produzir sistemas mais reprodutíveis e confiáveis / A sensor or biosensor is an analytical device that aims to identify substances and their concentrations. The efficient employment of sensors allows the solution of many problems in several fields such as chemistry, biology, medicine, pharmacology, environmental sciences, among others. Two problems were the main focus of this master\'s thesis: the diagnosis of diseases and the replacement of human beings by electronic tongues to avoid subjective analysis. The first problem is solved using single molecule detection but presents problems related to the large amount of data generated by sensors Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS). The second one involves the recalibration of impedance spectroscopy sensors in electronic tongues for them to be replaced when one of them presents defficiencies. We have developed two different approaches to handle these problems, both of them involve information visualization methods making the exploration of large amounts of data more efficiently. The first approach improved the execution time of the single molecule detection process compared to the manual analysis. The number of spectra classified as false positives was also reduced. The second approach, which is a candidate solution to the replacement of sensors in an electronic tongue, employs the definition of the equivalent circuit of Taylor along with Generalized Procrustes Analysis (GPA) to achieve the desired goal. This leads to the recalibration of one sensor into the response of another one, presenting good results. In the future, this could be potentially used to produce more reliable and reproducible systems

Em 2008, o IRTF lançou a RFC “SNMP Traffic Measurements and Trace Exchange Formats”, que apresenta uma metodologia para coleta e análise de tráfego SNMP, com o objetivo de identificar características e padrões de uso desse protocolo nas redes em produção. Uma das limitações desta metodologia é a não especificação de um processo de visualização dos dados gerados, o que dificulta o estudo dos resultados obtidos através da aplicação da mesma. Existem alguns trabalhos no âmbito de redes de computadores que investigam a aplicação de técnicas de visualização de informação no estudo de tráfegos. No entanto, tais trabalhos disponibilizam apenas visualizações estáticas, com pouca ou nenhuma possibilidade de interação com o usuário, i.e., elas não permitem que o mesmo explore e retrabalhe a maneira que os dados são visualizados. Esta dissertação de mestrado descreve e avalia técnicas de visualização de informação interativas adaptadas para o estudo de tráfegos gerados pelo SNMP, levando em conta as características peculiares do protocolo. Quatro protótipos de visualização de tráfegos SNMP foram implementos, integrados à ferramenta Management Traffic Analyzer e validados com base em um modelo aninhado para o projeto e análise de visualizações. / In 2008 IRTF released RFC “SNMP Traffic Measurements and Trace Exchange Formats”, which proposes a methodology for capturing and analysis of SNMP traffic traces, in order to identify the behavior and usage patterns of the protocol in production networks. One of the limitations of such methodology is the lack of a process definition to visualize the results of the gathered data, which makes the understanding of its results more difficult. There is some work in the computer network area dealing with the applicantion of information visualization techniques in the study of network traces. Nevertheless, such work only provide static visualization techniques, with little or none user interaction possibilities. That is, they do not allow the user to explore and rebuild the way data is visualized. This masters dissertation presents and evaluates interactive information visualization techniques, adapted for the study of SNMP traces and its unique features. Four visualization prototypes were implemented, integrated in the tool Management Traffic Analyzer, and validated following a nested model for the project and evaluation of visualization techniques.

Com a ampliação da quantidade de informação disponível, gerada pelas diversas atividades humanas, surgiu a necessidade de sistemas computacionais capazes de indexar e analisar estas informações. A manipulação de dados, a derivação de novas informações e a extração de características desses dados propiciam descoberta de padrões e geração de conhecimento, tornando tais sistemas uma importante ferramenta científica. Sistemas com essas funcionalidades são criados com as mais variadas finalidades. No presente trabalho, focamos os sistemas para gerenciamento de informações na área da Biologia, mais especificamente, nos estudos da evolução de mamíferos. Tais sistemas podem ser enquadrados nos chamados sistemas de informação de biodiversidade. Tem-se verificado um número crescente de iniciativas direcionadas para o compartilhamento de informações de biodiversidade através da web. Tais sistemas visam disponibilizar, através da rede mundial de computadores, informações sobre espécimes catalogados em coleções nos mais variados locais, tais como museus de ciências naturais e instituições de pesquisa. Este trabalho descreve os componentes principais de um sistema de informações de biodiversidade, cujo objetivo é integrar recursos de visualização e de análise de dados e funções convencionais de gerenciamento encontradas em bancos de dados. O sistema, denominado TaxonomyBrowser, visa auxiliar os biólogos no gerenciamento de informações a respeito de espécimes por eles coletados, assim como exemplares já catalogados em coleções de museus. A integração com visualização de mapas através da API do Google Maps e a utilização de ferramentas de análise de dados através do Google Charts e do sistema R amplia a aplicabilidade do sistema, bem como, facilita a interação com os usuários. A validação, assim como todo projeto do sistema, foi realizada com a ajuda de biólogos da UFRGS, responsáveis pela coleta e catalogação de espécimes de mamíferos. / The increasing amount of information available due to the several, different human activities leads to the need for computing systems able to index and analyze these large data volume. Data manipulation, derivation of new data from the available ones and the extraction of characteristics from these data allow finding patterns and generating knowledge, turning such computing systems important scientific tools. Thus, systems with these features are created with a variety of purposes. In this work we focus on systems for the management of biological data, more specifically on those supporting the study of mammals’ evolution. Such systems are classified as biodiversity information systems. It has been verified an increasing number of approaches to share biodiversity information through the web. Such systems aim at providing, through theWorldWideWeb, information about catalogued specimens in collections at various locations, like natural sciences museums and research institutions. This work describes the main components of a biodiversity information system developed to integrate visualization and data analysis tools and conventional data management functions provided by relational databases. The system, named TaxonomyBrowser, aims at helping biologists to manage the information about the specimens they collect in fieldwork, as well as specimens that have already been catalogued in museums’ collections. The integration of map visualization through the Google Maps API and the application of Google Charts and R System as data analysis tools improve the system applicability, as well as facilitate user interaction. All phases of the system design were performed together with UFRGS biologists, in a participatory design experience, and currently they are carrying on a thorough validation of the system.

Orientador: Celmar Guimarães da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T22:48:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcheteFilho_JoaoRubens_M.pdf: 10431540 bytes, checksum: 5b2b14817538f82611b82878238e256c (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A utilização de grafos acíclicos direcionados permite a representação gráfica de estruturas hierárquicas, o que facilita encontrar padrões e tendências durante a análise dessas estruturas. A principal abordagem de desenho automático desses grafos divide seus vértices em camadas, de tal modo que as arestas sempre apontem para uma mesma direção. Um dos principais critérios estéticos dessas estruturas visuais é evitar, sempre que possível, o cruzamento entre arestas, facilitando assim o entendimento do desenho. Os algoritmos de redução de cruzamentos devem também prover essa solução em um tempo inferior a 0,1 segundo, tornando mais apropriada sua utilização em estruturas visuais interativas. Nesta dissertação, pesquisou-se como uma estrutura de dados conhecida por árvore PQR poderia ser utilizada a fim de aperfeiçoar dois métodos de redução de cruzamentos: BC e MEDIAN. Dentre os novos métodos desenvolvidos, destacaram se: PQR_BC2 para o aperfeiçoamento do BC; PQR_M2 para o aperfeiçoamento do MEDIAN. Os resultados obtidos através da aplicação dos métodos a pacotes de grafos amplamente utilizados na literatura mostram que os métodos baseados em árvores PQR superaram o método BC e o método MEDIAN, com relação à redução de cruzamentos, em 42% dos casos, empatando nesse critério em 45% dos grafos analisados. Além disso, os métodos baseados em árvores PQR também executaram em um tempo viável para aplicação em estruturas visuais interativas / Abstract: The use of directed acyclic graphs allows the graphical representation of hierarchical structures, which eases to find patterns and trends during the analysis of these structures. The main approach to automatic design of these graphs divides its vertices in layers so that the edges always point toward the same direction. One of the major aesthetic criteria of such visual structures is to avoid, whenever possible, the crossing between the edges, thereby facilitating the understanding of the drawing. The crossing reduction algorithms must also provide this solution in a time less than 0.1 second, allowing its use in interactive visual structures. In this dissertation, was investigated as a data structure known as PQR tree could be used to improve both methods for reducing crossings: BC and MEDIAN. Among the new methods developed, stood out: PQR_BC2 for improvement of BC; PQR_M2 for improving the MEDIAN. The results obtained by applying the methods to packets of graphs widely used in the literature show that the methods based on PQR trees outperformed the BC method and the MEDIAN method, with respect to the crossing reduction, in 42% of cases, tying this criterion in 45% of the graph analyzed. In addition, methods based on PQR trees also performed at a feasible time for application to interactive visual structures / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia

AbstractThis thesis is about the visual analysis of author impact and other bibliometric data such as an authorspublication history. It utilizes Publish or Perish as a data source, which is a search tool to find thisbibliometric data. Bibliometric data is a concept within Bibliometrics with which to find and definenotable publications, to draw a number of different conclusions, such as how much impact an authorhas had in a given field. To do this we use information visualization techniques. InformationVisualization is a field of science about increasing insight and understanding of raw data. It does this byresearching on details of human cognition and perception and how data itself is modeled, and bycategorizing and developing new ways to encode and interact with data visually.Since Publish or Perish only gives its information as a raw text feed, and do not allow for anyreal comparisons between authors, this thesis tries to rectify this by introducing a web basedvisualization tool to analyze this data. The data itself consists of a number of scientifically definedindexes which measures an author's impact in his given field, an overview of his publication history,and some general bibliometric data.

This report documents the work and result of a master thesis in Media Technology and Engineering at Linköping University conducted in collaboration with Siemens Industrial Turbomachinery AB. The aim of the project was to develop an interactive visualization application to be used for data exploration. The purpose of the application is to provide Siemens with valuable insights about how different configurations of their gas turbines affect the lifetime of the machines and their components. The result is a JavaScript based web application, ViSITelligence, that allows employees at Siemens to explore the data in order to discover patterns and relationship between different settings in the configuration of the turbines. ViSITelligence has been developed through an agile process with usability and perception in mind, and facilitates the answering of questions and the emergence of new ones.

Large data sets are difficult to analyze. Visualization has been proposed to assist exploratory data analysis (EDA) as our visual systems can process signals in parallel to quickly detect patterns. Nonetheless, designing an effective visual analytic tool remains a challenge. This challenge is partly due to our incomplete understanding of how common visualization techniques are used by human operators during analyses, either in laboratory settings or in the workplace. This thesis aims to further understand how visualizations can be used to support EDA. More specifically, we studied techniques that display multiple levels of visual information resolutions (VIRs) for analyses using a range of methods. The first study is a summary synthesis conducted to obtain a snapshot of knowledge in multiple-VIR use and to identify research questions for the thesis: (1) low-VIR use and creation; (2) spatial arrangements of VIRs. The next two studies are laboratory studies to investigate the visual memory cost of image transformations frequently used to create low-VIR displays and overview use with single-level data displayed in multiple-VIR interfaces. For a more well-rounded evaluation, we needed to study these techniques in ecologically-valid settings. We therefore selected the application domain of web session log analysis and applied our knowledge from our first three evaluations to build a tool called Session Viewer. Taking the multiple coordinated view and overview + detail approaches, Session Viewer displays multiple levels of web session log data and multiple views of session populations to facilitate data analysis from the high-level statistical to the low-level detailed session analysis approaches. Our fourth and last study for this thesis is a field evaluation conducted at Google Inc. with seven session analysts using Session Viewer to analyze their own data with their own tasks. Study observations suggested that displaying web session logs at multiple levels using the overview + detail technique helped bridge between high-level statistical and low-level detailed session analyses, and the simultaneous display of multiple session populations at all data levels using multiple views allowed quick comparisons between session populations. We also identified design and deployment considerations to meet the needs of diverse data sources and analysis styles. / Science, Faculty of / Computer Science, Department of / Graduate

Online scientific publications are becoming more and more popular. The number of publications we can access almost instantaneously is rapidly increasing. This makes it more challenging for researchers to pursue a topic, review literature, track research history or follow research trends. Using online resources such as search engines and digital libraries is helpful to find scientific publications, however most of the time the user ends up with an overwhelming amount of linear results to go through. This thesis proposes an alternative system, which takes advantage of citation/reference relations between publications. This demonstrates better insight of the hierarchy distribution of publications around a given topic. We also utilize information visualization techniques to represent the publications as a network. Our system is designed to automatically retrieve publications from Google Scholar and visualize them as a 2-dimensional graph representation using the citation relations. In this, the nodes represent the documents while the links represent the citation/reference relations between them. Our visualization system provides a better view of publications, making it easier to identify the research flow, connect publications, and assess similarities/differences between them. It is an interactive web based system, which allows the users to get more information about any selected publication and calculate a similarity score between two selected publications. Traditionally, similar documents are found using Natural Language Processing (NLP), which compares documents based on matching their contents. In the proposed method, similar documents are found using the citation/reference relations which are iii represented by the relationship that was originally inputted by the authors. We propose a new path based metric for measuring the similarity scores between any pair of publications. This is based on both the number of paths and the length of each path. More paths and shorter lengths increase the similarity score. We compare our similarity score results with another similarity score from Scurtu’s Document Similarity [1] that uses the NLP method. We then use the average of the similarity scores collected from 15 users as a ground truth to validate the efficiency of our method. The results indicate that our Citation Network approach yielded better scores than Scurtu’s approach.

Técnicas de visualização de informaçoes têm sido usadas para a representação de ontologias visando permitir a compreensão de conceitos e propriedades em domínios específicos. A visualização de ontologias deve ser baseada em representaccões gráficas efetivas e téquinas de interação que auxiliem tarefas de usuários relacionadas a diferentes entidades e aspectos. Ontologias podem ser complexas devido tanto à grande quantidade de níveis da hierarquia de classes como também aos diferentes atributos. Neste trabalho, propo˜e-se uma abordagem baseada no uso de múltiplas e coordenadas visualizações para explorar ambos os níceis intensional e extensional de uma ontologia. Para tanto, são empregadas estruturas visuais baseadas em árvores que capturam a característica hierárquiva de partes da ontologia enquanto preservam as diferentes categorias de classes. Além desta contribuição, propõe-se um inovador emprego do conceito "Degree of Interest" de modo a reduzir a complexidade da representação da ontologia ao mesmo tempo que procura direcionar a atenção do usuádio para os principais conceitos de uma determinada tarefa. Através da análise automáfica dos diferentes aspectos da ontologia, o principal conceito é colocado em foco, distinguindo-o, assim, da informação desnecessária e facilitando a análise e o entendimento de dados correlatos. De modo a sincronizar as visualizações propostas, que se adaptam facilmente às tarefas de usuários, e implementar esta nova proposta de c´calculo baseado em "Degree of Interest", foi desenvolvida uma ferramenta de visualização de ontologias interativa chamada OntoViewer, cujo desenvolvimento seguiu um ciclo interativo baseado na coleta de requisitos e avaliações junto a usuários em potencial. Por fim, uma última contribuição deste trabalho é a proposta de um conjunto de "guidelines"visando auxiliar no projeto e na avaliação de téncimas de visualização para os níceis intensional e extensional de ontologias. / Visualization techniques have been used for the representation of ontologies to allow the comprehension of concepts and properties in specific domains. Techniques for visualizing ontologies should be based on effective graphical representations and interaction techniques that support users tasks related to different entities and aspects. Ontologies can be very large and complex due to many levels of classes’ hierarchy as well as diverse attributes. In this work we propose a multiple, coordinated views approach for exploring the intensional and extensional levels of an ontology. We use linked tree structures that capture the hierarchical feature of parts of the ontology while preserving the different categories of classes. We also present a novel use of the Degree of Interest notion in order to reduce the complexity of the representation itself while drawing the user attention to the main concepts for a given task. Through an automatic analysis of ontology aspects, we place the main concept in focus, distinguishing it from the unnecessary information and facilitating the analysis and understanding of correlated data. In order to synchronize the proposed views, which can be easily adapted to different user tasks, and implement this new Degree of Interest calculation, we developed an interactive ontology visualization tool called OntoViewer. OntoViewer was developed following an iterative cycle of refining designs and getting user feedback, and the final version was again evaluated by ten experts. As another contribution, we devised a set of guidelines to help the design and evaluation of visualization techniques for both the intensional and extensional levels of ontologies.

The large amount of available data on a diverse range of human activities provides many opportunities for understanding, improving and revealing unknown patterns in them. Powerful automatic methods for extracting this knowledge from data are already available from machine learning and data mining. They, however, rely on the expertise of analysts to improve their results when those are not satisfactory. In this context, interactive multidimensional projections are a useful tool for the analysis of multidimensional data by revealing their underlying structure while allowing the user to manipulate the results to provide further insight into this structure. This manipulation, however, has received little attention regarding their influence on the mappings, as they can change the final layout in unpredictable ways. This is the main motivation for this research: understanding the effects caused by changes in these mappings. We approach this problem from two perspectives. First, the user perspective, we designed and developed visualizations that help reduce the trial and error in this process by providing the right piece of information for performing manipulations. Furthermore, these visualizations help explain the changes in the map caused by such manipulations. Second, we defined the effectiveness of manipulation in quantitative terms, then developed an experimental framework for assessing manipulations in multidimensional projections under this view. This framework is based on improving mappings using known evaluation measures for these techniques. Using the improvement of measures as different types of manipulations, we perform a series of experiments on five datasets, five measures, and four techniques. Our experimental results show that there are possible types of manipulations that can happen effectively, with some techniques being more susceptible to manipulations than others. / O grande volume de dados disponíveis em uma diversa gama de atividades humanas cria várias oportunidades para entendermos, melhorarmos e revelarmos padrões previamente desconhecidos em tais atividades. Métodos automáticos para extrair esses conhecimentos a partir de dados já existem em áreas como aprendizado de máquina e mineração de dados. Entretanto, eles dependem da perícia do analista para obter melhores resultados quando estes não são satisfatórios. Neste contexto, técnicas de projeção multidimensional interativas são uma ferramenta útil para a análise de dados multidimensionais, revelando sua estrutura subjacente ao mesmo tempo que permite ao analista manipular os resultados interativamente, estendendo o processo de exploração. Essa interação, entretanto, não foi estudada com profundidade com respeito à sua real influência nos mapeamentos, já que podem causar mudanças não esperadas no mapeamento final. Essa é a principal motivação desta pesquisa: entender os efeitos causados pelas mudanças em tais mapeamentos. Abordamos o problema de duas perspectivas. Primeiro, da perspectiva do usuário, desenvolvemos visualizações que ajudam a diminuir tentativas e erros neste processo provendo a informação necessária a cada passo da interação. Além disso, essas visualizações ajudam a explicar as mudanças causadas no mapeamento pela manipulação. A segunda perspectiva é a efetividade da manipulação. Definimos de forma quantitativa a efetividade da manipulação, e então desenvolvemos um arcabouço para avaliar manipulações sob a visão da efetividade. Este arcabouço é baseado em melhorias nos mapeamentos usando medidas de avaliação conhecidas para tais técnicas. Usando tais melhorias como diferentes formas de manipulação, realizamos uma série de experimentos em cinco bases de dados, cinco medidas e quatro técnicas. Nossos resultados experimentais nos dão evidências que existem certos tipos de manipulação que podem acontecer efetivamente, com algumas técnicas sendo mais suscetíveis a manipulações do que outras.