Informationsvisualisierung

Begriffsklärung

Information

Information ist der (geglückte) Transfer von Wissen. … „Wissen“ umfasst hierbei auch „Meinungen“ und „Glauben“.

(H. Zimmermann)

Visualisierung

Visualisierung bedeutet im Allgemeinen, abstrakte Daten oder Zusammenhänge in eine verständliche Form zu bringen. … Im Speziellen bezeichnet Visualisierung den Prozess, sprachlich/logisch nur schwer formulierbare Zusammenhänge in visuelle Modelle zu übersetzen, um sie damit verständlich zu machen.

(Wikipedia)

Informationsvisualisierung

Sucht man in der Fachliteratur nach dem Begriff Informationsvisualisierung, so findet man unterschiedliche Ansätze, diesen zu erklären. In der ersten der hier aufgeführten Definitonen steht das Interesse der visuellen Wissensrepräsentation im Mittelpunkt:

Unter Informationsvisualisierung werden heute alle Konzepte, Methoden und Tools zur visuellen Darstellung von Informationen aus Datenbanken, digitalen Bibliotheken oder anderen großen Dokumentsammlungen zusammengefasst.

(R. Däßler, H. Palm)

Ein weiteres Tätigkeitsfeld der Informationsvisualisierung ist die Mensch-Computer-Interaktion, welches in der folgenden Definition berücksichtigt wird:

Information visualization is the use of computer-supported interactive visual representation of abstract data to amplify cognition.

(XEROX PARC, User Interface Research Group)

Eine hervor stechende Eigenschaft der Informationsvisualisierung ist ihre Interdisziplinarität:

Information visualization combines aspects of scientific visualization, human-computer interfaces, data mining, imaging and graphics.

(Gershon und Eick, 1997)

Eigenschaften von Visualisierung

Menschliche Wahrnehmung

Grundlegend für die Bedeutung von Informationsvisualisierung bzw. Visualisierung als solcher ist die Tatsache, dass der Mensch ca. 75% der Information aus seiner Umwelt durch visuelle Signale wahrnimmt. Akustische Signale wird ein Anteil von ca. 13% zugeordnet, den übrigen etwa 12%.

Aufgaben der Visualisierung

Symbole, Diagramme oder Animationen helfen, komplexe Prozessabläufe und Objektbeziehungen in der Realwelt zu veranschaulichen und ggf. zu vereinfachen.

Visualisierung vereinfacht den Zugang zu Massendaten, z.B. durch Klassifikation und Datenstrukturierung.

Visualisierung hilft bei der Analyse und Interpretation von Daten, bei der Sichtbarmachung verborgener Trends sowie bei der Mustererkennung.

Visualisierung entspricht der Neigung der menschlichen Spezies und unserer Kultur, visuelle Informationsprozesse und Repräsentationsformen zu bevorzugen.

(Rolf Däßler)

Interdisziplinarität der Informationsvisualisierung

In der Informationsvisualisierung kommen viele miteinander verknüpfte Forschungsfelder zum Tragen, unter anderem die Informatik und die Statistik. Zwei weitere sollen im Folgenden kurz erklärt werden:

Data Mining ist ein integrierter Prozess, „der durch Anwendung von Methoden auf einen Datenbestand Muster entdeckt“.

(Frank Bensberg)

Die Kognitionswissenschaft erforscht kognitive Fähigkeiten, z.B. Wahrnehmung, Denken, Lernen, Motorik und Sprache.

(Wikipedia)

Aufgaben und Ziele der Informationsvisualisierung

Aufgaben

- Das Auffinden spezifischer Informationsdomänen in großen Datenbeständen

- Das Erkennen von Relationen, Strukturen oder Trends in unstrukturiert erscheinenden Informationsmengen

- Multiple Views, d.h. verschiedene Sichten auf identische Datenbestände

- Die Darstellung von Informationen im Kontext zu anderen Informationen

(Rolf Däßler)

Ziele

- Bewältigung der Informationsflut

- Mensch-Computer-Interaktion (MCI) => benutzergerechte Gestaltung von interaktiven Systemen

Entwicklung der Informationsvisualisierung

Mitte der 80er gab es erste Überlegungen, VR-Technologie zum Aufbau von Informationsräumen zu nutzen. In der Folge wurden bis Mitte der 90er Jahre zahlreiche Konzepte zur Informationsvisualisierung entwickelt, z.B. SemNet, die perspektivische Wand, der rotierende Kegelbaum, File System Navigator, MineSet, GopherVR etc. Ab 1994 wurde an verschiedenen Schemata zur Visualisierung von Webinhalten gearbeitet. Ergebnisse waren z.B. Ideen wie die von Hyperspace, Navigational View Builder, Hyperbolic tree oder Hotsauce. Auch wurden - seit Mitte der 90er - Systeme zur Repräsentation von Textdokumenten entwickelt, z.B. Galaxy, Mapdisplay oder WebSOM. Zusätzlich besteht mit VRML (Virtual Reality Modeling Language) seit 1995 die Möglichkeit, virtuelle Informationsräume im Internet anzubieten und sie dynamisch zu entwickeln.

Die Dokumentlinse

Die Dokumentenlinse (document lens) zeigt ein Textdokument, das aus mehreren Textseiten besteht. Hier kann der gesamte Text interaktiv durch das Sichtfenster geschoben werden. Ihre Aufgabe ist es, einzelne Textbausteine im Kontext einer Gesamtdokumentation visuell darzustellen.

Die perpektivische Wand

Die perspektivische Wand (perspective wall) ist eine sequentielle Darstellung von Dateien über eine Zeitachse. Sie nutzt die räumliche Metapher, um Dateien, die zu einem bestimmten Zeitpunkt erstellt wurden, im Vordergrund darzustellen. Im selben Augenblick sind Dateien älteren und neueren Datums zu sehen. Sie kann interaktiv verschoben werden.

Der rotierende Kegelbaum

Der rotierende Kegelbaum (cone tree) ist eine hierarchisch aufgebaute Verzeichnisstruktur. Die einzelnen Kegel lassen sich interaktiv drehen.

Anwendung der Informationsvisualisierung

- Grafische Repräsentation hierarchischer Klassifikationsstrukturen

- Grafische Repräsentation der Hyperlinkstruktur des Web

- Visuelle Retrievaloberflächen für den Zugriff auf Online-Datenbanken

(Rolf Däßler)

Hierarchien

Treemap

In der Treemap-Visualisierung eines kompletten Dateisystems wird jedes Verzeichnis und jede Datei als farbiges Rechteck dargestellt, wobei sich dessen Größe proportional zur Verzeichnis- bzw. Dateigröße verhält. Die Farben stehen für verschiedene Dateitypen.

Hyperbolic tree

Der Hyperbolic Tree projeziert eine Klassifikationsstruktur auf eine Kugeloberfläche.

Web-Visualisierung

Hyperspace-/Hyperlinkstrukturen

In der Hyperspace-Visualisierung stehen Kugeln für Webseiten, Verbindungslinien zwischen ihnen stellen die Hyperlinks dar. Die Größe der Kugeln repräsentiert die Anzahl von Hyperlinks, die von ihr ausgehen.

Hotsauce-Webseitenbrowser

Hotsauce-Webseitenbrowser sind Informations- und Navigationssysteme in 3D, die zur Erkundung von Webinhalten dienen.

Datenbanken

Document-Finder

Document-Finder zeigen als Ergebnis einer Suchanfrage sowohl textbasiert als auch visuell erkundbare Rechercheergebnisse. Hierbei stehen Dokumentcluster für das Ergebnis einer automatischen Strukturierung der Treffermenge.

Newsmap

Newsmap-Nachrichtenbrowser sind visuelle Oberflächen zur Nachrichtensuche. Einzelne Berge stehen für erhöhte Konzentration von Dokumenten in einem thematischen Umfeld. Höhenlinien verbinden zudem bestimmte zusammengehörige Begriffsdomänen.

Mapdisplay/Dokumentkarte

Mapdisplay –Dokumentkarten können interaktiv auf einem Clientrechner manipuliert werden. Zusammengehörige Flächen können als Konzeptbereiche interpretiert werden. Es können sich somit Themengruppen bilden. Die Größe der Flächen korrelieren mit der Häufigkeit von Begriffen. Benachbarte Flächen hängen häufig thematisch zusammen.

Probleme der Informationsvisualisierung

- Aufbereitung und Strukturierung von Information

- Visualisierung großer Informationsmengen

- Visuelle Inhaltsbeschreibung

- 2D vs. 3D

- Evaluation und Echtzeit-Visualisierung

(Rolf Däßler)

Quellenverzeichnis

• Rolf Däßler: Informationsvisualisierung – Stand, Kritik und Perspektiven. FH Potsdam, FB Archiv/Bibliothek/Dokumentation, Projektgruppe InfoViz.
• Hans-Jürgen Manecke, Thomas Seeger (1997). Zur Entwicklung der Information und Dokumentation in Deutschland. In: Buder/Rehfeld/Seeger/Strauch (Hrsg., 1997): Grundlagen der praktischen Information und Dokumentation. München et al. K.G. Saur, 16-60
• http://de.wikipedia.org/wiki/Visualisierung_%28allgemein%29/ - (Letzter Zugriff: 20.12.2005)
• R. Däßler und H. Palm: Virtuelle Informationsräume mit VRML. dpunkt Verlag Heidelberg 1998.
• http://de.wikipedia.org/wiki/Informationsvisualisierung/ - (Letzter Zugriff: 20.12.2005)
• Frank Bensberg: Web Log Mining als Instrument der Marketingforschung – Ein systemgestaltender Ansatz für internetbasiert Märkte, Gabler
• http://de.wikipedia.org/wiki/Mensch-Computer-Interaktion/ - (Letzter Zugriff: 20.12.2005)
• http://class.ee.iastate.edu/berleant/home/Courses/text/TextVisualization/DocumentLens.jpg/ - (Letzter Zugriff: 21.12.2005)
• http://rw4.cs.uni-sb.de/~kerren/lehre/seminar/ss99/6/3-xerox/perspective-wall.jpg/ - (21.12.2005)
• http://www.talisman.org/~erlkonig/img/interface/parc/cone-tree.gif/ - (Letzter Zugrif: 21.12.2005)
• http://www.ics.uci.edu/~kobsa/courses/ICS280/notes/images/treemap.gif/ - (Letzter Zugriff: 21.12.2005)
• http://mappa.mundi.net/maps/maps_018/hotsauce.gif/ - (Letzter Zugriff: 21.12.2005)
• http://www.cybergeography.org/atlas/newsmap_large.gif/ - (Letzter Zugriff: 21.12.2005)
• http://www.cs.umd.edu/class/spring2005/cmsc838s/viz4all/ss/newsmap.png/ - (Letzter Zugriff: 21.12.2005)
• http://fabdq.fh-potsdam.de/infodata/images/ifhelp01.gif/ - (Letzter Zugriff: 21.12.2005)