A visualização de informação procura interpretar as informações contidas em um conjunto de dados e através de técnicas visuais, perceber relacionamentos e padrões que auxiliam na descoberta de novos conhecimentos. O grande volume de informações nas bases educacionais sobre o rendimento na aprendizagem aumenta a dificuldade em analisar o desempenho na aprendizagem dos estudantes. Indicadores educacionais como nota, índice de aprovação e reprovação não podem ser considerados únicos medidores do desempenho, porém junto aos estilos de aprendizagem dos estudantes e perfil metodológico das disciplinas podem revelar informações sobre o desempenho. As técnicas de visualização combinadas com análises estatísticas pode ser considerada uma alternativa para explorar melhor os dados no processo de descoberta do conhecimento. Este trabalho apresenta um novo modelo para identificar relacionamentos de dados do desempenho na aprendizagem através de uma ferramenta visual interativa ao usuário. Nesse modelo é possível combinar os estilos de aprendizagem dos estudantes com estilos metodológicos das disciplinas e dados educacionais como notas, índice de aprovação e reprovação, para detectar variações de rendimento e propor modificações nas estratégias de ensino. Os dados utilizados para teste foram originados da base de dados do aproveitamento educacional dos estudantes da Escola de Engenharia Elétrica de São Carlos, Universidade de São Paulo. / Information visualization deals with the use of visual techniques to interpret data and to notice relationships and patterns that support an active user to discovery new knowledge. The vast quantity of information in educational databases increases the difficulty of analysis of the student\'s performance. Educational indicators such as grade, approval and fail index should not be considered as unique performance indicators; however, these indicators along with student\'s learning styles and methodological course profile can reveal educational progress. The visualization techniques combined with statistical analysis should be considered as an alternative to data exploration in the process of knowledge discovery. This work presents a new methodology to identify the relationships that demonstrate the learning performance through the development of a visualization tool in an user\'s adaptable environment. In this new methodology it is possible to combine students and courses styles to detect variations on the courses outline and suggest changes in some methodologies and teaching strategies.The data used to test the proposed methodology came from the learning process database of the Electrical Engineering School at the University of Sao Paulo/ São Carlos/SP.

Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-10-06T11:54:40Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação_versão_final.pdf: 1596425 bytes, checksum: 14aac945d3664065981b1aa0bb533a2d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-06T11:54:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação_versão_final.pdf: 1596425 bytes, checksum: 14aac945d3664065981b1aa0bb533a2d (MD5) Previous issue date: 2016-08-31 / FACEPE / Este trabalho trata do uso da Visualização da Informação (VI) como instrumento de suporte a tomada de decisão no processo de Gerenciamento de Risco (GR) de um modo geral, e também realiza um estudo particular no GR no fornecimento e distribuição de energia elétrica. O objetivo principal é investigar como a VI é usada no processo de GR, bem como, sua formalização no processo e a atenção referente a tomada de ações de melhorias através do uso da VI. Para identificar as ferramentas de VI usada no processo de gerenciamento de risco foram analisadas as ferramentas FMEA (Failure Modes and Effect Analysis), FTA (Fault Tree Analysis), ETA (Event Tree Analysis), HAZOP (Hazards and Operability Study), ALARP (As Low As Reasonably Practicable), Diagrama Bow-Tie e Diagrama Ishikawa. Em seguida, algumas considerações e sugestões foram feitas a respeito do uso das ferramentas de visualização da informação identificadas. O trabalho prosseguiu com a análise do uso dessas ferramentas no processo de GR no fornecimento e distribuição de energia elétrica através de uma pesquisa feita na base ISI (Web of Science). Os resultados indicam que o uso da VI em sistemas elétricos não é formalizado, dificultando dessa forma qualquer tipo de ação de melhoria embasada teoricamente. Nota-se também falta de estudos que façam uma abordagem empírica do uso da VI no GR em sistemas de fornecimento e distribuição de energia elétrica. Em suma, é necessário que haja uma atenção para o uso da VI nas ferramentas de GR consideradas neste trabalho, como meio de superar lacunas existentes que dificultam o processo de GR. / This work deals with the use of Information Visualization (InfoVis) as a decision-making support tool in the Risk Management process in general, and performs a particular study in risk management in the supply and distribution of electricity. The main objective is to investigate how InfoVis is used in the risk management process, as well as its formalization in the process and attention regarding taking actions for improvement using InfoVis. To identify the InfoVis tools used in the risk management process were analyzed FMEA tools (Failure Modes and Effect Analysis), FTA (Fault Tree Analysis), ETA (Event Tree Analysis) HAZOP (Hazards and Operability Study), ALARP (As Low As Reasonably Practicable), Bow-Tie Diagram and Ishikawa Diagram. Then some considerations and suggestions were made regarding the use of visualization tools of information identified. The work continued with the analysis of the use of these tools in the risk management process in the supply and distribution of electric energy through a survey in ISI (Web of Science). The results indicate that the use of InfoVis in electrical systems is not formalized, thus hindering any improvement action grounded in theory. It is also noted lack of studies to make an empirical approach to the use of InfoVis in managing risk in the supply and distribution of electric power systems. In short, there needs to be attention to the use of InfoVis in the risk management tools considered in this work, as a means of overcoming gaps that hinder the risk management process.

Com o aumento da expectativa de vida em quase todos os países do mundo, inclusive no Brasil, o número de pessoas idosas vem crescendo de forma considerável. Consequentemente, as doenças degenerativas comuns às pessoas com idades avançadas também tendem a aumentar correspondentemente, tornando doenças, como o Alzheimer, cada vez mais comuns. O cuidado a esses idosos é de extrema importância. Infelizmente, um dos problemas enfrentados pela sociedade, é que o número de cuidadores nesse contexto não segue um aumento proporcional, resultando então em cuidadores altamente sobrecarregados. Acredita-se que o uso de tecnologia para algumas tarefas dos cuidadores (e.g. registro do dia a dia), possa amenizar essa sobrecarga, mas, o que se tem visto é a carência de ferramentas tecnológicas que possam auxiliar nas atividades de cuidado ao paciente idoso. Apesar da importância de estudos nessa direção, poucas iniciativas de pesquisas abordam questões relacionadas às ferramentas tecnológicas para apoiar cuidadores de idosos, sem que essa os traga uma sobrecarga ainda maior. Uma das tarefas que pode ser feita com o auxílio da tecnologia é o registro de informações diárias do idoso, como por exemplo, alimentação, medicação e higiene. A partir das informações coletadas, é possível gerar visualizações que podem potencializar as análises feitas pelos médicos, e consequentemente, prover colaboração entre os cuidadores e os diferentes profissionais de saúde (e.g. psicólogos, nutricionistas, terapeutas ocupacionais, enfermeiros). Com o objetivo de entender melhor as reais necessidades dos cuidadores na coleta das informações do dia a dia, foram conduzidos alguns estudos que consistiam, basicamente, na realização de entrevistas e aplicação de questionários avaliativos. Diante dos resultados obtidos nesses estudos, foi desenvolvida uma ferramenta nomeada Day2Day que utiliza técnicas de visualização de informação e conceitos colaborativos como solução. A fim de avaliar se o Day2Day atingia os objetivos propostos, foi possível implantar a ferramenta em dois ambientes reais distintos, um lar para idosos e duas residências particulares. No total, sete profissionais de saúde fizeram uso da ferramenta por aproximadamente 25 dias, gerando informações diárias de oito idosos. Os resultados dessa avaliação indicam que o Day2Day atende em conformidade com as expectativas propostas, como por exemplo, a redução do tempo gasto para registro das informação. / Nowadays, the number of elderly people has grown considerably is almost every country in the world, including Brazil. Thus, many degenerative diseases that affect elderly people, such as the Alzheimer, also tend to increase and becomme more common. Taking care of elderly is extremelly important, however one of the problems faced by society is the fact that the number of caregivers does not follow this proportional increase, overloading most of the professionals. A possible solution may be the adoption of technology to help elderly caregivers in their tasks, such as recording day to day activities, and addressing these needs in a context where there is a lack of technological tools. Despite the importance of studies in this area, few research initiatives deal issues related to technological tools in order to support elderly caregivers, and in general they bring an even greater overhead in their tasks. One activity that can be done using technological tools is the record daily information of the elderly, such as feeding, medication and hygiene times. From the information collected, it is possible to generate useful views that can enhance the analysis made by doctors, and consequently provide more collaboration among caregivers and different health professionals (phycologists, nursers and so on). In order to better understand the real needs of caregivers in their day to day tasks, interviews and the application of evaluation questionnaires were conducted. Based on these results a so called Day2Day tool has been developed. It uses information from visualization techniques and collaborative concepts. In purpose of assess Day2Day has reached its goals, the tool was deployed in two real different environments: a home for elderly people and two private homes. A total of seven health professionals used the tool for 25 days, producing daily information of eight elderly. The results of this study have shown that the Day2Day tool meets in accordance with expectation proposals, such as reducing the time spent for recording information.

Técnicas de Visualização Exploratória acopladas a estratégias de interação podem ser muito úteis para apoiar processos de descoberta de conhecimento a partir de dados. Múltiplas visualizações de um mesmo conjunto de dados permitem observá-lo sob várias perspectivas, bem como explorar os pontos fortes e minimizar o efeito dos pontos fracos de técnicas específicas. Nesse contexto, é interessante que as múltiplas visualizações estejam coordenadas de forma que ações de interação executadas pelo usuário sobre uma delas possam ser propagadas para as demais durante as etapas exploratórias. Um aspecto complexo do projeto de ferramentas de visualização é justamente como acoplar representações visuais e controles interativos de maneira flexível. Esse projeto de mestrado abordou a concepção e implementação de um modelo de coordenação de ações capaz de tratar a coordenação entre múltiplas visualizações de forma genérica e flexível. Para isso, foram estudados alguns modelos de coordenação descritos na literatura e utilizados em Sistemas de Visualização de uso geral. O modelo proposto foi implementado no InfoVis, uma plataforma de software extensível que incorpora múltiplas técnicas de visualização exploratória, em desenvolvimento no ICMC-USP / Exploratory Visualization techniques in association with interaction techniques provide useful tools to support knowledge discovery processes from raw data. Multiple visualizations of the same data set allows users to observe the data from multiple perspectives, so as to make the most of the strengths of each technique, while minimizing their weaknesses. In this context, in exploratory processes it is interesting to coordinate the multiple visualizations, so that user interaction actions on one visualization are reflected in the remaining ones, thus reducing the cognitive load on the user. A complex aspect in the project of visualization tools is how to connect visual representations and interactive controls in a flexible way. This work approaches the conception and implementation of a coordination model capable of handling multiple visualizations in a generic and flexible manner. In order to accomplish this, some coordination models described in recent works in the literature and used in multi-purpose Visualization Systems were studied. The proposed model was implemented in InfoVis, an extensible software framework that incorporates multiple exploratory visualization techniques under development at the ICMC-USP

Orientadores: Hugo Enrique Hernandez Figueroa, Marli de Freitas Gomes Hernandez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T04:59:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_AdrianodaSilva_M.pdf: 3529460 bytes, checksum: 6c56923b440eba1f061eb8ad9e0f144f (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho tem por objetivo desenvolver um ambiente computacional livre para o software MEEP (MIT Electromagnetic Equation Propagation), um simulador eletromagnético de código aberto baseado no método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (Finite-Difference Time-Domain - FDTD). Este ambiente computacional foi implementado sob o paradigma de Programação Orientada à Objetos, através da linguagem de programação Java, e estruturado em Préprocessamento (configuração do cenário da simulação eletromagnética), Processamento (aplicação do FDTD no cenário configurado) e Pós-processamento (análise e visualização dos resultados da simulação), com o propósito de prover novas funcionalidades para o Préprocessamento e o Pós-processamento do MEEP. Através do VTK (Visualization Toolkit), um software de Visualização e Computação Gráfica Tridimensional, buscou-se implementar requisitos geométricos e gráficos ausentes no Pré-processamento do MEEP com o desenvolvimento de funcionalidades para leitura de arquivos gráficos e construção de modelos geométricos de cristais fotônicos pré-definidos, e com o desenvolvimento de mecanismos eficientes de geração, interação e visualização de objetos gráficos. Utilizou-se, do VTK, funcionalidades para leituras de arquivos STL (Standard Tessellation Language) e Wavefront OBJ, ambos fornecedores de geometrias, e implementou-se um importador de arquivos CAD (Computer-Aided Design), de formato DXF (Drawing Exchange Format), que fornece dados de geometrias e de materiais. O objetivo é prover uma interface gráfica de usuário para possibilitar e facilitar, através da inserção automática e visualização de objetos gráficos, a configuração de cenários mais elaborados nas simulações eletromagnéticas, em oposição ao mecanismo de scripting em linguagens de programação específicas disponíveis nas versões atuais do MEEP. Após executar o estágio de Processamento, o MEEP gera dois arquivos de saída, ambos em formato HDF5, que representam a geometria discretizada e o resultado dos cálculos da simulação. Softwares como MATLAB®, HDFView ou H5utils (ferramenta livre desenvolvida pelo próprio grupo do MEEP) podem manipular arquivos HDF5. Entretanto, essas ferramentas carecem de funcionalidades que permitem análises mais elaboradas e detalhadas em Pós-processamento, oferecendo mecanismos muito simples e limitados para a realização de cortes em geometrias e animação de simulações. Neste sentido, objetiva-se, com este ambiente computacional, contribuir com um Pós-processamento capaz de realizar cortes através de planos posicionados, arbitrariamente, em geometrias tridimensionais simuladas e gerar animações bidimensionais de propagação de ondas eletromagnéticas em simulações bidimensionais e tridimensionais, tomando, como base, os softwares H5utils e VTK / Abstract: This work aims the development of a free computational environment for the software MEEP (MIT Electromagnetic Equation Propagation), an open-source electromagnetic simulator based on Finite-Difference Time-Domain (FDTD) method. This computational environment has been implemented under the Object Oriented Programming paradigm using Java programming language, and it is structured in Preprocessing (configuration of electromagnetic simulation scenario), Processing (execution of the FDTD on defined scenario) and Post-processing (analysis and visualization of simulation results), with the purpose of providing new functionalities of Pre-processing and Postprocessing for the MEEP. Through the VTK (Visualization Toolkit), a 3D Visualization and Computer Graphics software system, we have implemented geometrical and graphical requirements missing in MEEP's Pre-processing with the development of features for reading graphics files and for building of geometrical pre-defined photonic crystals models, and with the development of efficient mechanisms for generation, interaction and displaying of graphics objects. We used VTK features for reading STL (Standard Tessellation Language) and Wavefront OBJ files, both suppliers of geometries, and we implemented a CAD file importer (Computer-Aided Design), based on DXF format (Drawing Exchange Format), which provides geometrical and material data. The goal is to provide a graphical user interface to enable and facilitate, through automatic insertion and visualization of graphical objects, the configuration of more elaborate scenarios in electromagnetic simulations, as opposed to the scripting engine in specific programming languages available in the current versions of MEEP. After executing the Processing stage, MEEP generates two output files, both in HDF5 format, which represent the discretized geometry and the calculation result of the simulation. Softwares such as MATLAB®, HDFView or H5utils (free tool developed by the MEEP's group) can manipulate HDF5 files. However, these tools lack features that allow more elaborate and detailed analysis in Post-processing, offering very simple and x limited mechanisms for making cuts in geometries and animation simulations. In this sense, the objective is, with this computing environment, to contribute with a Post-processing system able to perform cuts through arbitrary plans in three-dimensional simulated geometries and to generate two-dimensional animations of propagation of electromagnetic waves in two and three-dimensional simulations, based on H5utils and VTK softwares / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Celmar Guimarães da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T09:05:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Medina_BrunoFigueiredo_M.pdf: 3649814 bytes, checksum: ab007f9e22f1dab1394a99e9b4d80b4f (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Matrizes são estruturas subjacentes a diferentes tipos de visualização de dados, como por exemplo, heatmaps. Diferentes algoritmos possibilitam uma permutação automática de suas linhas e colunas para prover um melhor entendimento visual, procurando agrupar linhas e colunas similares e evidenciar padrões. Trabalhos anteriores testaram e compararam alguns desses algoritmos em matrizes de dados binários, obtendo bons resultados o algoritmo PQR-Sort with Sorted Restrictions, em termos de tempo de execução e qualidade da reordenação em alguns tipos de matrizes. Contudo, este algoritmo não foi estendido para trabalhar com matrizes de dados quantitativos. Dessa forma, como continuidade desses trabalhos, este projeto testa a hipótese de que é possível elaborar variações do algoritmo PQR-Sort with Sorted Restrictions capazes de reordenar matrizes de dados quantitativos, e cuja eficiência de tempo e de qualidade da reordenação supere algoritmos de mesmo propósito. Neste projeto, foram elaborados os algoritmos Smoothed Multiple Binarization (SMB) e Multiple Binarization (MB). Ambos utilizam criação de vetores característicos (para descoberta de padrões canônicos de dados), árvores PQR e binarização de matrizes para sua reordenação. O SMB possui um potencial para prover boas reordernações de matrizes que contenham ruídos, pois faz o tratamento destes ruídos no conjunto de dados. Esses algoritmos foram testados e comparados com o Multidimensional Scaling (MDS) e algoritmo de Sugiyama adaptado (heurística baricêntrica), em termos de qualidade de reordenação e tempo de execução sobre matrizes sintéticas com os padrões canônicos Simplex, Band, Circumplex e Equi. Os resultados obtidos indicaram que os algoritmos SMB e MB destacaram-se dentre os demais pela capacidade de evidenciação do padrão Circumplex, e trouxeram resultados similares aos dos algoritmos testados para os padrões Equi e Band. Os resultados também indicam que SMB e MB são, em média, 3 e 6 vezes mais rápidos que o MDS, respectivamente. Deste modo, o uso de SMB e MB torna-se atrativo para a reordenação de matrizes que evidenciem padrões Circumplex, Equi e Band / Abstract: Matrices are structures underlying different types of data visualization, as heatmap. Different algorithms enable automatic permutation of their rows and columns to provide a better visual understanding, aiming to group similar rows and columns and show patterns. Earlier work tested and compared some of these algorithms on binary data matrices, and revealed that PQR-Sort with Sorted Restrictions algorithm returned good results in terms of runtime and quality of reordered matrix. However, this algorithm was not extended for quantitative data matrices. Thus, as a continuation of these studies, this project aims to test the hypothesis that it is possible to develop variations of the PQR-Sort with Sorted Restrictions algorithm able to reorder quantitative data matrices, and whose quality of results and time efficiency surpasses algorithms that have the same purpose. In this work, it was elaborated the Smoothed Multiple Binarization (SMB) and Multiple Binarization (MB). Both use feature selection (to discovering canonical pattern of data), PQR Tree and binary matrices for their reordering. SMB algorithm has a potential to provide good matrices reordering with noise, because it does the noise treatment in data sets. These algorithms were tested and compared with Multidimensional Scaling (MDS) and Adapted Sugiyama (or Barycentric Heuristic) algorithms, in terms of quality of reordering and runtime on synthetics matrices with the canonical patterns Simplex, Band, Circumplex and Equi. The results indicated that SMB and MB algorithms stood out from the others by capacity of highlight Circumplex pattern, besides showing that may to obtain similar results to MDS and Adapted Sugiyama for Equi and Band patterns. Furthermore, SMB and MB were, on average, 3 and 6 times faster than MDS, respectively. Thus, the use of the SMB and MB algorithms can be attractive for matrices reordering that evidence Circumplex, Equi and Band patterns / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia

As técnicas de projeção ou posicionamento de pontos no plano, que servem para mapear dados multi-dimensionais em espaços visuais, sempre despertaram grande interesse da comunidade de visualização e análise de dados por representarem uma forma útil de exploração baseada em relações de similaridade e correlação. Apesar disso, muitos problemas ainda são encontrados em tais técnicas, limitando suas aplicações. Em especial, as técnicas de projeção multi-dimensional de maior qualidade têm custo computacional proibitivo para grandes conjuntos de dados. Adicionalmente, problemas referentes à escalabilidade visual, isto é, à capacidade da metáfora visual empregada de representar dados de forma compacta e amigável, são recorrentes. Esta tese trata o problema da projeção multi-dimensional de vários pontos de vista, propondo técnicas que resolvem, até certo ponto, cada um dos problemas verificados. Também é fato que a complexidade e o tamanho dos conjuntos de dados indicam que a visualização deve trabalhar em conjunto com técnicas de mineração, tanto embutidas no processo de mapeamento, como por meio de ferramentas auxiliares de interpretação. Nesta tese incorporamos alguns aspectos de mineração integrados ao processo de visualização multi-dimensional, principalmente na aplicação de projeções para visualização de coleções de documentos, propondo uma estratégia de extração de tópicos. Como suporte ao desenvolvimento e teste dessas técnicas, foram criados diferentes sistemas de software. O principal inclui as técnicas desenvolvidas e muitas das técnicas clássicas de projeção, podendo ser usado para exploração de conjuntos de dados multi-dimensionais em geral, com funcionalidade adicional para mapeamento de coleções de documentos. Como principal contribuição desta tese propomos um entendimento mais profundo dos problemas encontrados nas técnicas de projeção vigentes e o desenvolvimento de técnicas de projeção (ou mapeamento) que são rápidas, tratam adequadamente a formação visual de grupos de dados altamente similares, separam satisfatoriamente esses grupos no layout, e permitem a exploração dos dados em vários níveis de detalhe / Projection or point placement techniques, useful for mapping multidimensional data into visual spaces, have always risen interest in the visualization and data analysis communities because they can support data exploration based on similarity or correlation relations. Regardless of that interest, various problems arise when dealing with such techniques, impairing their widespread application. In particularly the projections that yield highest quality layouts have prohibitive computational cost for large data sets. Additionally, there are issues regarding visual scalability, i.e., the capability of visually fit the individual points in the exploration space as the data set grows large. This thesis treats the problems of projections from various perspectives, presenting novel techniques that solve, to certain extent, several of the verified problems. It is also a fact that size and complexity of data sets suggest the integration of data mining capabilities into the visualization pipeline, both during the mapping process and as a tools to extract additional information after the data have been layed out. This thesis also add some aspects of mining to the multidimensional visualization process, mainly for the particular application of analysis of document collections, proposing and implementing an approach for topic extraction. As supporting tools for testing these techniques and comparing them to existing ones different software systems were written. The main one includes the techniques developed here as well as several of the classical projection and dimensional reduction techniques, and can be used for exploring various kinds of data sets, with addition functionality to support the mapping of document collections. This thesis contributes to the understanding of the projection or mapping problem and develops new techniques that are fast, treat adequately the visual formation of groups of highly related data items, separate those groups properly and allow exploration of data in various levels of detail

Usuários da Internet estão muito familiarizados que resultados de uma consulta sejam exibidos como uma lista ordenada de snippets. Cada snippet possui conteúdo textual que mostra um resumo do documento referido (ou página web) e um link para o mesmo. Esta representação tem muitas vantagens como, por exemplo, proporcionar uma navegação fácil e simples de interpretar. No entanto, qualquer usuário que usa motores de busca poderia reportar possivelmente alguma experiência de decepção com este modelo. Todavia, ela tem limitações em situações particulares, como o não fornecimento de uma visão geral da coleção de documentos recuperados. Além disso, dependendo da natureza da consulta - por exemplo, pode ser muito geral, ou ambígua, ou mal expressa - a informação desejada pode ser mal classificada, ou os resultados podem contemplar temas variados. Várias tarefas de busca seriam mais fáceis se fosse devolvida aos usuários uma visão geral dos documentos organizados de modo a refletir a forma como são relacionados, em relação ao conteúdo. Propomos uma técnica de visualização para exibir os resultados de consultas web que visa superar tais limitações. Ela combina a capacidade de preservação de vizinhança das projeções multidimensionais com a conhecida representação baseada em snippets. Essa visualização emprega uma projeção multidimensional para derivar layouts bidimensionais dos resultados da pesquisa, que preservam as relações de similaridade de texto, ou vizinhança. A similaridade é calculada mediante a aplicação da similaridade do cosseno sobre uma representação bag-of-words vetorial de coleções construídas a partir dos snippets. Se os snippets são exibidos diretamente de acordo com o layout derivado, eles se sobrepõem consideravelmente, produzindo uma visualização pobre. Nós superamos esse problema definindo uma energia funcional que considera tanto a sobreposição entre os snippets e a preservação da estrutura de vizinhanças como foi dada no layout da projeção. Minimizando esta energia funcional é fornecida uma representação bidimensional com preservação das vizinhanças dos snippets textuais com sobreposição mínima. A visualização transmite tanto uma visão global dos resultados da consulta como os agrupamentos visuais que refletem documentos relacionados, como é ilustrado em vários dos exemplos apresentados / Internet users are very familiar with the results of a search query displayed as a ranked list of snippets. Each textual snippet shows a content summary of the referred document (or web page) and a link to it. This display has many advantages, e.g., it affords easy navigation and is straightforward to interpret. Nonetheless, any user of search engines could possibly report some experience of disappointment with this metaphor. Indeed, it has limitations in particular situations, as it fails to provide an overview of the document collection retrieved. Moreover, depending on the nature of the query - e.g., it may be too general, or ambiguous, or ill expressed - the desired information may be poorly ranked, or results may contemplate varied topics. Several search tasks would be easier if users were shown an overview of the returned documents, organized so as to reflect how related they are, content-wise. We propose a visualization technique to display the results of web queries aimed at overcoming such limitations. It combines the neighborhood preservation capability of multidimensional projections with the familiar snippet-based representation by employing a multidimensional projection to derive two-dimensional layouts of the query search results that preserve text similarity relations, or neighborhoods. Similarity is computed by applying the cosine similarity over a bag-of-words vector representation of collection built from the snippets. If the snippets are displayed directly according to the derived layout they will overlap considerably, producing a poor visualization. We overcome this problem by defining an energy functional that considers both the overlapping amongst snippets and the preservation of the neighborhood structure as given in vii the projected layout. Minimizing this energy functional provides a neighborhood preserving two-dimensional arrangement of the textual snippets with minimum overlap. The resulting visualization conveys both a global view of the query results and visual groupings that reflect related results, as illustrated in several examples shown

As técnicas de projeção multidimensional tornaram-se uma ferramenta de análise importante. Elas buscam mapear dados de um espaço multidimensional para um espaço visual, de menor dimensão, preservando as estruturas de distância ou de vizinhança no mapa visual produzido. Apesar dos recentes avanços, as técnicas existentes ainda apresentam deficiências que prejudicam a sua utilização como ferramentas exploratórias em certos domínios. Um exemplo está nos cenários streaming, nos quais os dados são produzidos e/ou coletados de forma contínua. Como a maioria das técnicas de projeção necessitam percorrer os dados mais de uma vez para produzir um layout final, e fluxos normalmente não podem ser carregados por completo em memória principal, a aplicação direta ou mesmo a adaptação das técnicas existentes em tais cenários é inviável. Nessa tese de doutorado é apresentado um novo modelo de projeção, chamado de Xtreaming, no qual as instâncias de dados são visitadas apenas uma vez durante o processo de projeção. Esse modelo é capaz de se adaptar a mudanças nos dados conforme eles são recebidos, atualizando o mapa visual para refletir as novas estruturas que surgem ao longo do tempo. Os resultados dos testes mostram que o Xtreaming é muito competitivo em termos de preservação de distâncias e tempo de execução se comparado com técnicas do estado-da-arte. Também é apresentada uma nova técnica de projeção multidimensional, chamada de User-assisted Projection Technique for Distance Information (UPDis), que foi projetada para permitir a intervenção do usuário exigindo apenas informações de distância entre as instâncias, e que é utilizada como parte do Xtreaming. Os resultados também mostram que a UPDis é tão rápida, precisa e flexível quanto as técnicas do estado-da-arte. / Multidimensional Projection techniques have become an important analytics tool. They map data from a multidimensional space into a visual space preserving the distance or neighborhood structures on the produced layout. Despite the recent advances, existing techniques still present drawbacks that impair their use as exploratory tools on certain domains. An example is the streaming scenario, in which data are captured or produced continuously. Since most projection techniques need to traverse the data more than once to produce a final layout, and streaming data typically cannot be completely loaded into the main memory, the direct use or even adaptation of the existing techniques in such scenarios is infeasible. In this dissertation, we present a novel projection model, called Xtreaming, wherein the data instances are visited only once during the projection process. This model is able to adapt itself to the changes in data as data is received, updating the visual layout to reflect the new structures that emerge over time. The tests show that Xtreaming is very competitive regarding distance preservation and running time when compared with state-of-the-art projection techniques. We also present a new multidimensional projection technique, called User-assisted Projection Technique for Distance Information (UPDis), that was designed to allow user intervention requiring only distance information between data instances. UPDis is used as part of the Xtreaming model. The results show that UPDis is as fast, accurate and flexible as state-of-the-art techniques.

Simulações por computador permitem reduzir custo e, muitas vezes, realizar experimentos que na vida real seriam impraticáveis, ou por questões ambientais (explosões nucleares), ou por fatores que estão fora do controle do ser humano (colisões entre estrelas). Entretanto, e muito difícil manipular e analisar as centenas de gigabytes, ou mesmo terabytes, que tais simulações produzem como resultado. Os trabalhos que lidam com tais conjuntos de dados, tipicamente, empregam tanto técnicas de visualização científica como técnicas de visualização da informação, em geral refletindo o comportamento dos dados em um único instante de tempo. Entretanto, a análise da evolução temporal e a disponibilização de representações visuais integradas ainda é um grande desafio. Esse trabalho introduz diversas estratégias buscando tratar estes problemas, as quais tem em comum a utilização de projeções multidimensionais para apoiar a análise exploratória dos de dados, tanto em um instante de tempo específico, como ao longo da evolução temporal. O objetivo é favorecer a localização de grupos de elementos com comportamento similar e acompanhar sua evolução ao longo da simulação. Uma das estratégias introduzidas resume o comportamento temporal dos dados multidimensionais em uma única visualização, o que permite rastrear as entidades com comportamento similar e analisá-las ao longo da simulação / Computer simulations of physical phenomena allow reducing costs and studying behavior that would be unfeasible to observe in real life situations, either due to environmental limitations, e.g., a nuclear explosion, or due to factors that are beyond human control (e.g., collisions between stars). Millions of primitives (voxels, vertices or particle) may be required to accurately capture system behavior, thus generating very large data sets that are typically time-varying and multidimensional, as multiple simulation variables describe each primitive. Therefore, analyzing the hundreds of gigabytes or even terabytes resulting from these simulations remains a challenge. Current solutions that handle this type of data usually rely on Scientific or Information Visualization techniques, but typically revealing data behavior at a particular time instant. It remains a major challenge to provide visualizations capable of assisting analysts trying to inspect and understand behavior along the temporal domain. This work is an attempt in this direction, introducing several strategies to handle these problems. They have in common the use of multidimensional projection techniques to support exploratory analysis of simulation data, both at specic time instants and along the simulation as a whole. The goal is to favor the perception of groups of elements showing similar behavior and track their temporal evolution. One of the strategies introduced summarizes, in a single visual representation, the temporal behavior of the multidimensional data space, thus allowing analysts to identify and analyze the entities with similar behavior along the simulation