Evolução de Sistema de Análise de Trajetos com Rosas dos Ventos

Tese de mestrado, Engenharia Informática (Sistemas de Informação) Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019Este trabalho utiliza o conceito de rosa dos ventos, que consiste num diagrama radial usado na área da meteorologia, onde são registados os dados dos ventos, como a velocidade e direção. Porém, no âmbito desta dissertação a ideia da rosa foi utilizada para a análise de dados de trajetos urbanos, permitindo representar e agregar este tipo de informação. A rosa dos trajetos é uma forma de representação e visualização que tem por objetivo analisar percursos urbanos e ser uma ferramenta de apoio na tomada de decisão por parte dos analistas. Por exemplo, pode ser importante perceber o tráfego urbano de uma cidade ao longo de uma semana, em diferentes períodos do dia e locais de uma cidade. Para tal, um analista pode colocar um marcador num ponto do mapa com trajetos urbanos, sendo criada uma região de agregação onde são intersetados trajetos. Desta interseção resulta uma rosa com pétalas (os trajetos) que contém informação agregada, como a quantidade de trajetos, a velocidade, e a direção. Podem ser criadas várias rosas para possibilitar a visualização simultânea e análise comparativa entre estas, incluindo o caso particular de duas ou mais rosas estarem associadas ao mesmo ponto no mapa, contemplando, por exemplo, diferentes períodos do dia. Este trabalho teve dois objetivos principais: evoluir um sistema de análise de trajetos do ponto de vista de um analista e fazer a avaliação deste sistema, através de testes com utilizadores. Relativamente ao primeiro objetivo, a biblioteca de funcionalidades da rosa de trajetos foi revista e aumentada, através da inclusão de uma framework para fazer um processamento de trajetos mais rápido e da possibilidade de criar rosas duplicadas. Também foram realizadas melhorias na interação com o utilizador, sendo permitida uma maior liberdade de escolha dos intervalos temporais em análise, movimentar os marcadores das rosas com atualização automática dos seus dados agregados, e a possibilidade de deteção e análise de movimentos pendulares. Estas modificações devem facilitar a inspeção e análise de trajetos mais pormenorizada e exploratória que é o foco do trabalho dos analistas. O segundo objetivo correspondeu à avaliação do novo sistema de análise de trajetos a partir de uma aplicação de testes onde foram feitas sessões de avaliação com utilizadores. O propósito destes testes foi avaliar a facilidade de inspeção e análise de trajetos a partir de um conjunto de tarefas pedidas. Outro ponto importante em estudo, foi perceber qual o nível de usabilidade do sistema, a partir das respostas dadas a um questionário SUS. Os resultados dos testes registaram um aumento no número de erros e no tempo de execução das tarefas face ao sistema anterior, mas isto deveu-se ao aumento da complexidade das tarefas de análise, pois houve uma maior preocupação de aproximar as questões, tarefas e cenários ao trabalho com que os analistas se deparam. Todos os utilizadores conseguiram concluir com sucesso as tarefas pedidas e con-sideraram que o sistema apresenta um alto nível de usabilidade. Os resultados sugerem que o sistema concretizado facilita a análise e visualização de trajetos agregados, por exemplo na gestão do tráfego urbano de uma cidade.This work uses the concept of wind rose, which is a radial diagram used in the area of meteorology, where wind data such as speed and direction are recorded. However, in the scope of this dissertation the idea of the rose was used for the analysis of urban route data, allowing to represent and aggregate this type of information. The tracks rose is a form of representation and visualization that aims to analyze urban tracks and to be a support tool in decision making by analysts. For example, it may be important to understand urban traffic in a city over the course of a week, at different times of the day, and in locations within a city. To do this, an analyst can place a marker on a map point with urban tracks, creating an aggregation region where tracks are intersected. This intersection results in a rose with petals (the tracks) that contains aggregate information such as the number of paths, the speed, and the direction. Multiple roses can be created to enable simultaneous visualization and comparative analysis between them, including the particular case of two or more roses being associated with the same point on the map, contemplating, for example, different times of the day. This work had two main objectives: to evolve a path analysis system and to evaluate the new system through tests with users. Regarding the first objective, the tracks rose feature library has been revised and expanded by including a framework for faster track processing and the possibility of creating duplicate roses. Improvements have also been made in the interaction with the user, allowing greater freedom of choice of the time intervals under analysis, moving rose markers with automatic updating of their aggregate data, and the possibility of detecting and analyzing pendulum movements. These modifications should facilitate the more detailed and exploratory track inspection and analysis that is the focus of analysts' work. The second objective corresponded to the evaluation of the new track analysis system from a testing application where user evaluation sessions were held. The purpose of these tests was to evaluate the ease of inspection and analysis of tracks from a set of requested tasks. Another important point under study was to understand the level of usability of the system, based on the answers given to a SUS questionnaire. Test results showed an increase in the number of errors and task execution time compared to the previous system, but this was due to the increased complexity of the analysis tasks, as there was a greater concern to approximate issues, tasks and scenarios to the work analysts face. All users were able to successfully complete the requested tasks and considered the system to have a high level of usability. The results suggest that the implemented system facilitates the analysis and visualization of aggregate tracks, for example in the urban traffic management of a city