Characterizations of Planar Lattices by Left-relations

Recently, Formal Concept Analysis has proven to be an efficient method for the analysis and representation of information. However, the possibility to visualize concept hierarchies is being affected by the difficulty of drawing attractive diagrams automatically. Reducing the number of edge crossings seems to increase the readability of those drawings. This dissertation concerns with a mandatory prerequisite of this constraint, namely the characterization and visual representation of planar lattices. The manifold existing approaches and algorithms are thereby considered under a different point of view. It is well known that exactly the planar lattices (or planar posets) possess an additional order ``from left to right''. Our aim in this work is to define left-relations and left-orders more precisely and to describe several aspects of planar lattices with their help. The three approaches employed structure the work in as many parts: Left-relations on lattices allow a more efficient consideration of conjugate orders since they are uniquely determined by the sorting of the meet-irreducibles. Additionally, the restriction on the meet-irreducibles enables us to achieve an intuitive description of standard contexts of planar lattices similar to the consecutive-one property. With the help of left-relations on diagrams, planar lattices can indeed be drawn without edge crossings in the plane. Thereby, lattice-theoretically found left-orders can be detected in the graphical representation again. Furthermore, we modify the left-right-numbering algorithm in order to obtain attribute-additive and plane drawings of planar lattices. Finally, we will consider left-relations on contexts. They turn out to be fairly similar structures to the Ferrers-graphs. Planar lattices can be characterized by a property of these graphs, namely the bipartiteness. We will constructively prove this result. Subsequently, we can design an efficient algorithm that finds all non-similar plane diagrams of a lattice.Die Formale Begriffsanalyse hat sich in den letzten Jahren als effizientes Werkzeug zur Datenanalyse und -repräsentation bewährt. Die Möglichkeit der visuellen Darstellung von Begriffshierarchien wird allerdings durch die Schwierigkeit, ansprechende Diagramme automatisch generieren zu können, beeinträchtigt. Offenbar sind Diagramme mit möglichst wenig Kantenkreuzungen für den menschlichen Anwender leichter lesbar. Diese Arbeit beschäftigt sich mit mit einer diesem Kriterium zugrunde liegenden Vorleistung, nämlich der Charakterisierung und Darstellung planarer Verbände. Die schon existierenden vielfältigen Ansätze und Methoden werden dabei unter einem neuen Gesichtspunkt betrachtet. Bekannterweise besitzen genau die planaren Verbände (bzw. planare geordnete Mengen) eine zusätzliche Ordnung "von links nach rechts". Unser Ziel in dieser Arbeit ist es, solche Links-Relationen bzw. Links-Ordnungen genauer zu definieren und verschiedene Aspekte planarer Verbände mit ihrer Hilfe zu beschreiben. Die insgesamt drei auftretenden Sichtweisen gliedern die Arbeit in ebensoviele Teile: Links-Relationen auf Verbänden erlauben eine effizientere Behandlung konjugierter Ordnungen, da sie durch die Anordnung der Schnitt-Irreduziblen schon eindeutig festgelegt sind. Außerdem erlaubt die Beschränkung auf die Schnitt-Irreduziblen eine anschauliche Beschreibung von Standardkontexten planarer Verbände ähnlich der consecutive-one property. Mit Hilfe der Links-Relationen auf Diagrammen können planare Verbände tatsächlich eben gezeichnet werden. Dabei lassen sich verbandstheoretisch ermittelte Links-Ordnungen in der graphischen Darstellung wieder finden. Weiterhin geben wir in eine Modifikation des left-right-numbering an, mit der planare Verbände merkmaladditiv und eben gezeichnet werden können. Schließlich werden wir Links-Relationen auf Kontexten betrachten. Diese stellen sich als sehr ähnlich zu Ferrers-Graphen heraus. Planare Verbände lassen sich durch eine Eigenschaft dieser Graphen, nämlich die Bipartitheit, charakterisieren. Wir werden dieses Ergebnis konstruktiv beweisen und darauf aufbauend einen effizienten Algorithmus angeben, mit dem alle nicht-ähnlichen ebenen Diagramme eines Verbandes bestimmt werden können