Coordinated and multiple views for exploration of similarity maps

Atualmente, diversas áreas de aplicação necessitam de mecanismos mais efetivos para analisar dados provenientes de naturezas distintas. Tipicamente, esses dados são abstratos, não estruturados e possuem uma natureza multidimensional (e.g., coleções de documentos). Dados que não possuem uma natureza multidimensional podem ser representados como tal por meio da aplicação de algoritmos extratores de características (e.g., coleções de imagens). Assim, técnicas de visualização de informação projetadas para interpretar dados multidimensionais podem ser aproveitadas para analisar dados não estruturados. Esta tese empregou técnicas de visualização de informação para construir mapas de similaridade a partir de dados multidimensionais como uma forma de representação desses dados, uma vez que as técnicas para construilos tem evoluído com a expansão dos campos de aplicação. Novas técnicas para coordenação de múltiplas visões foram desenvolvidas para permitir a exploração de conjuntos de dados, a partir de mapas de similaridade gerados por diferentes técnicas de construção de mapas, diferentes parâmetros ou ainda diferentes conjuntos de dados. As técnicas de coordenação desenvolvidas são baseadas em identificador, em distância, em tópicos, na identificação de tópicos em coleções que evoluem no tempo, e em uma técnica que combina o mapeamento de diferentes técnicas de coordenação. Esta tese também apresenta aplicações das técnicas de coordenação desenvolvidas e das ferramentas construídas para análise de coleções de documentos, coleções de imagens e dados volumétricos, empregando coordenações de mapas de similaridade. As técnicas de coordenação desenvolvidas são apoiadas por um modelo de coordenação que estende um modelo previamente proposto na literatura. O modelo estendido permite a configuração de técnicas de coordenação durante a exploração, admitindo diferentes tipos de mapeamentos. Uma característica importante do modelo é permitir o desenvolvimento de mapeamentos dinâmicos para técnicas de coordenação, isto é, mapeamentos que podem mudar o comportamento de acordo com a interação do usuário. Como resultado desta tese, está disponível um arcabouço para visualização coordenada de múltiplos mapas de similaridade, composto por um modelo, um conjunto de técnicas e um conjunto de ferramentas que efetivamente permitem a análise visual de conjuntos de dados multidimensionaisCurrently, various fields of application need effective mechanisms to analyse data differing in nature. Typically these data are abstract, unstructured and multidimensional (e.g. document collections). Data that do not present multidimensional description can be represented as such by means of feature extraction algorithms (e.g. image collections). Thus, information visualization techniques designed to interpret multidimensional data sets can be employed to analyse unstructured data. This thesis employed information visualization techniques that build similarity maps from multidimensional data as a form of data representation, since the techniques to construct them have evolved lately with expanding fields of application. Novel techniques for coordination of multiple views were developed that allow exploration of data sets, from similarity maps generated using different techniques for building maps, different parameters or even different data sets. The developed coordination techniques are based on identity relationships, on distance relationships, on topic coverage (for text or other annotated data) and on evolution of topic coverage (also for text). An approach to combine different coordination techniques was also developed. This thesis also reports on applications of the coordination techniques developed, and on tools built for analysis of image, text and volumetric data employing coordinated similarity maps. The techniques developed in this work are supported by a coordination model that extends a model previously proposed in literature. The extended model allows the definition and configuration of coordination techniques during coordination tasks and performing various types of mappings. An important feature of the model is to support the development of dynamic mappings, which are mappings that may change behavior according to user interaction. As a result of this thesis, a framework is available for coordinated visualization of multiple similarity maps, composed by a model, a set of techniques and a set of implemented tools that effectively support the visual analysis of multidimensional data set