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Experten aus aller Welt besprachen Visualisierung von Datenmengen: Verborgene Muster aufdecken: die Kunst, Mengen zu zeigen

Experten aus aller Welt besprachen Visualisierung von Datenmengen : Verborgene Muster aufdecken: die Kunst, Mengen zu zeigen

Wissenschaftler widmeten sich auf Schloss Dagstuhl Fragen aus der Forschung, deren Beantwortung den Stand der Technik verbessern soll.

Mit der Visualisierung von Datenmassen haben sich vor kurzem Wissenschaftler aus aller Welt auf einem Seminar auf Schloss Dagstuhl beschäftigt. Auf dem Expertentreffen im Leibniz-Zentrum für Informatik sollten die Schwierigkeiten beim Darstellen großer Datenmengen diskutiert und Lösungsansätze gefunden werden.

Die versammelten Wissenschaftler aus zwölf Ländern und vier Kontinenten widmeten sich Fragen aus der Forschung, deren Beantwortung den Stand der Technik verbessern soll. Vorträge von Experten gaben einen Überblick über das Forschungsfeld aus verschiedenen Blickwinkeln: der Algorithmik, des Studiums der Benutzer und der künstlichen Intelligenz. Die Referenten kamen von Universitäten, Forschungsinstituten und Technologiefirmen wie Yahoo und Facebook. Die Vorträge stießen Debatten über den Umgang mit großen und komplexen Datenmengen an.

„In Massendaten werden Trends durch die Visualisierung von Gruppen von Datenpunkten erkennbar gemacht“, erläuterte Martin Nöllenburg von der Technischen Universität Wien. Er hatte das Seminar zusammen mit  Yifan Hu  von Yahoo! Research, Luana Micallef von der Universität Aalto, Finland, und Peter Rodgers von der Universität von Kent, Canterbury, Großbritannien, organisiert.

„Das kennen viele noch aus der Schule. Dort lernen die Kinder grundlegende mathematische Konzepte mithilfe einfacher Mengendarstellungen wie Venn-Diagrammen, auch Mengen-Diagramme genannt“, führte Nöllenburg weiter aus. Das funktioniere für zwei bis drei Mengen gut. Allerdings brauche man für den Umgang mit großen Datenmengen wirkungsvollere Techniken. Der Wiener Professor weiter: „So kann es zum Beispiel beim Verständnis sozialer Netzwerke helfen, Facebook-Freunde, „Gefällt mir“’s und Kommentare als einander überlappende Formen darzustellen – allerdings ist die Datenmenge groß und verändert sich ständig.“

Im Bereich der Methoden zur Visualisierung von Mengen gab Silvia Miksch von der Technischen Universität Wien einen Überblick über die vielen Entwicklungen in letzter Zeit. Martin Krzywinski vom Zentrum für Genomwissenschaften in Kanada, der an einer monatlich erscheinenden Kolumne im Magazin „Nature Methods” mitschreibt, besprach die Herausforderungen beim Verstehen biologischer Daten und seine persönliche Herangehensweise an die Visualisierung. Sara Irina Fabrikant von der Universität Zürich behandelte den Einsatz von Mengenvisualisierung in geographischen Informationssystemen.

Stephen Kobourov von der Universität von Arizona untersuchte die Nutzung fiktiver Karten, die Mengen als „Länder“ darstellen. Weiterhin zeigte Kobourov, dass die Nutzung einer solch vertrauten Metapher intuitive und im Gedächtnis bleibende Visualisierungen erzeugt. John Howse von der Universität Brighton erläuterte die theoretischen Aspekte der Veranschaulichung von Mengen und wie solche Diagramme Menschen beim Verständnis mathematischen Denkens helfen können.

Während der Seminarwoche erforschten eine Reihe interdisziplinärer Arbeitsgruppen bestimmte Herausforderungen beim Visualisieren von Mengen, schilderte Professor Nöllenburg. „Zum Beispiel konzentrierte sich eine Arbeitsgruppe auf die Analyse von Systemen von Mengen, die sich über einen Zeitverlauf entwickeln und ging die Frage an, wie dieses Fortschreiten am besten darzustellen sei.“ Wie der Experte erzählte, startete eine zweite Gruppe die Entwicklung eines Computerprogramms zur automatischen Visualisierung von Mengen – basierend auf einer Idee, die den aus der Grundschule bekannten Mengen-Diagrammen ähnelt.

„Die Darstellung wird voraussichtlich viel präziser als die mit zurzeit üblichen Methoden sein und mit viel größeren Datenmengen umgehen können“, freute sich Nöllenburg.

Eine dritte Gruppe schließlich befasste sich mit der Darstellung von Mengen von Objekten (etwa Filme) als U-Bahnkarten, wobei jede U-Bahnlinie für eine Kategorie steht (etwa ein Filmgenre). Eine vierte Gruppe entwickelte neuartige Methoden zur Visualisierung des menschlichen Genoms, um Genetikern beim Identifizieren von Veränderungen im Genom im Zusammenhang mit lebensgefährlichen Krankheiten zu helfen. Die fünfte Gruppe untersuchte Verfahren, um Mengendaten als einfach zu erkennende Formen über Landkarten zu legen (beispielsweise die Grafik von Wouter Meulemans).

  Ein vergrößerter Kartenausschnitt, der den Bereich klassische Musik zeigt.
 Ein vergrößerter Kartenausschnitt, der den Bereich klassische Musik zeigt. Foto: Bild: Yifan Hu
 Eine fiktive Karte der Musik, die Gruppen von Künstlern und ihre Beziehung zueinander mithilfe der so genannten gvmap-Technik herausstellt. Auch das war ein Thema in Schloss Dagstuhl.
Eine fiktive Karte der Musik, die Gruppen von Künstlern und ihre Beziehung zueinander mithilfe der so genannten gvmap-Technik herausstellt. Auch das war ein Thema in Schloss Dagstuhl. Foto: Bild: Yifan Hu

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