Visualisierung komplexer Strukturen: Grundlagen der Darstellung mehrdimensionaler Netzwerke
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Frankfurt [u.a.]
Campus-Verl.
2005
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| Schriftenreihe: | Schriften des Max-Planck-Instituts für Gesellschaftsforschung Köln : Sonderband
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Inhalt
Abbildungen 9
Danksagung 11
Einleitung 13
Kapitel 1
Grafik und Information 23
1.1 Grafische Darstellungen 23
1.1.1 Karten 23
1.1.2 Informationsvisualisierung 25
1.1.3 Grafische Information und das menschliche Denken 25
1.1.4 Mentale Karten als internalisierte Strukturen 28
1.2 Strukturen sichtbar machen 29
1.2.1 Information über Strukturen 29
1.2.2 Grafische Kommunikation 30
1.2.3 Geordnete Netze 32
Kapitel 2
Grafische Informationsverarbeitung 33
2.1 Bertins visuelle Variable 33
2.2 Die präattentive Wahrnehmung von Markierungen 35
2.3 Layouts und Platzierungen 37
2.4 Größenmarkierungen und quantitative Information 37
2.5 Farben 40
2.5.1 Kommunikation von Daten mit Farben 42
2.5.2 Ein kurzer historischer Abriss 44
2.5.3 Anatomisch physiologische Grundlagen der Farbwahmehmung 45
2.5.4 Technologische Normierung der physiologischen
Wahrnehmung: CIE 1931 47
2.5.5 Farben, Farbsysteme und Farbwahrnehmung 48
5
2.6 Colorimetrie 54
2.6.1 CIE XYZ und xyY 55
2.6.2 XYZ und RGB 56
2.6.3 CIEL*a*b* 57
2.6.4 CIE L*a*b* und XYZ 58
2.6.5 CIE L*a*b und Munsell 59
2.6.6 Farbmetriken im CIE L*a*b* Farbraum 59
2.7 Quantitative Informationen und Farben 62
2.7.1 Kontextkontraste 66
2.7.2 Grenzen der Kommunikation mit Farben 68
2.7.3 Die Zukunft hat begonnen 69
2.7.4 Resümee 70
2.8 Effizienz: Ergonomie und Informationsökonomie 70
Kapitel 3
Netzwerkanalyse und Visualisierung 73
3.1 Netze und Graphen 73
3.1.1 Subgraphen 74
3.1.2 Verbundenheit 74
3.1.3 Dichte 75
3.1.4 Komponenten, Brücken, Schnittpunkte und Blöcke 75
3.1.5 Knoteneigenschaften: Grad und Zentralität 75
3.1.6 Lokale Verdichtungen 76
3.1.7 Positionen und Rollen 79
3.1.8 Weitere Typen von Graphen 80
3.2 Eigenschaften und Attribute von Netzen 80
3.3 Typologien und Partitionen als Erklärungen 81
3.4 Einfache Bildsprachen: Mengendiagramme und Quantifizierung 83
3.5 Strukturhypothesen als geometrische Beschränkungen 87
Kapitel 4
Netze ordnen 89
4.1 Einbettungen in einfache Lösungsräume 90
4.1.1 Vereinfachungen 91
4.1.2 Modell und Daten 92
4.1.3 Optimierungen und Fehler 93
4.1.4 Ein Algorithmus 94
4.1.5 Beispiele 94
4.1.6 Schlussfolgerungen 102
4.2 Die Darstellung von Graphen mit Kräftemodellen 103
4.2.1 Was ist ein Spring Embedder? 103
4.2.2 Eine allgemeine Übersicht 104
4.2.3 Binäre symmetrische Graphen 106
4.2.4 Eigenschaften der Spring Embedder 106
4.2.5 Graphen Layouts auf der Basis von Distanzinformationen 112
4.2.6 Darstellungen bipartiter Graphen (Two mode Daten) 114
4.2.7 Bewertete Daten 116
4.2.8 Resümee 118
4.3 Platzierungen von Knoten unter Nebenbedingungen 120
6
Kapitel 5
Syntaktische Markierungen 123
5.1 Degree Zentralität 125
5.2 First Order zone 126
5.3 Partitionen 127
5.4 Partitionen, Teilmengen und Zonenmarkierungen 128
5.5 Partitionen und Hüllen 129
5.6 Zentralitäten und Erreichbarkeiten 130
5.7 Exkurs: Die grafische Exploration eines Blockmodells 132
5.7.1 Aggregationen, Hüllen und Zonensymbole 132
5.7.2 Numerische Ausgangsinformationen 133
5.7.3 Visuelle Strategien und Markierungen 134
5.7.4 Die Daten: kollegiale Netzwerke in einer Firma 134
5.7.5 Fragen 137
5.7.6 Layouts unter Verwendung der Verbundenheitsmatrix 137
5.7.7 Layouts unter Verwendung der Blockmatrix 139
5.7.8 Layouts auf der Basis von Burts euklidischer Distanzmatrix 140
5.7.9 Resümee 142
Kapitel 6
Die Transformation von Layouts 145
6.1 Der symbolische Gabentausch der !Kung 146
6.2 Die räumliche Einbettung des Tauschsystems 147
6.3 Der Kern des Hxaro Austauschsystems 150
6.4 Hxaro Austausch und enge Verwandtschaft 151
6.5 Verwandtschaft und Austauschbeziehungen im Kern des Systems 153
Kapitel 7
Zusammenhänge sichtbar machen 155
7.1 Merkmalsmuster in Strukturen 156
7.2 Attribute und Zonensymbole 157
7.2.1 Exkurs: Knotenattribute und Welthandelsdaten 159
7.2.2 Kantenattribute 169
7.3 Strukturen und Muster explorieren 176
7.3.1 Selektionen 177
7.3.2 Aggregationen 179
7.4 Resümee 182
Kapitel 8
Optimierte Darstellungen von Strukturen 185
8.1 Ordnen und Positionieren 187
8.2 Strukturen markieren: syntaktische Zeichen 188
8.3 Attribute abbilden: Muster in Netzen 190
7
8.4 Quantitative Daten und grafische Markierungen 191
8.5 Entwicklungsperspektiven und offene Fragen 192
8.5.1 Große Netze 193
8.5.2 Mehrdimensionale Darstellungen 193
8.5.3 Hierarchien in Netzen 194
8.5.4 Die Effizienz von Darstellungen 194
8.6 Resümee 195
Literatur 199
Anhang Programme und Programmierwerkzeuge 209
Personen und Sachverzeichnis 211
8
Abbildungen
E.l Informationsvisualisierung als grafische Erweiterung der Statistik 17
2.1 Empfindungen (JNDs) und physikalische Reize (schematisch) 38
2.2 Stevens' Law 39
2.3 Der Standardbeobachter nach CIE 1931 47
2.4 Das xyY Diagramm nach CIE 1931 48
2.5 RGB und CMYK als zwei gerätespezifische Farbsysteme 49
2.6 Munsell Farbsystem 50
2.7 Luminance (Munsell value) und Chroma im Munsell Farbraum 51
2.8 Eine MDS Rekonstruktion des Munsell Color Systems 53
2.9 Der CIE L*a*b* Farbraum 58
2.10 Munsell, CIE xy und CIE L*a*b* 60
2.11 Helligkeitskodierte Farbschemata nach Cynthia Brewer 63
2.12 Kommunikation von binären, qualitativen und quantitativen Verteilungen
mit helligkeitskodierten Farben nach Brewer 64
2.13 Das PRAVDA Farbmodul des Data Explorers (IBM) 65
2.14 Induktion von Farbempfindungen 67
3.1 Ein Graph mit Brücken und Schnittpunkten 76
3.2 Degree , Closeness und Betweenness Zentralität 77
3.3 Ein Netzwerk mit verschiedenen Verdichtungen 78
3.4 Positionen und Rollen 79
3.5 Logische Aussagen mit Euler Diagrammen 84
3.6 Euler Diagramme und Piagets infralogische Quantifizierung 86
4.1 Zwei Cliquen und ein Star 95
4.2 Zwei Cliquen und eine Brücke 95
4.3 Zwei Anordnungen für Doreians Politiker Netzwerk 97
4.4 Ein System von drei Forschungsorganisationen und die Verbindungen
zu verschiedenen Kommitees und Gremien 99
4.5 Das Forschungssystem und industrielle Partner I 101
4.6 Animation eines Spring Embedders 104
4.7 Schwerpunktorientiertes Graphenzeichnen mit fixierten Knoten 108
4.8 Platzierung bei Veränderung der Abstoßung nach Fruchterman/Reingold 110
4.9 Animation der Iterationen eines Spring Embedders für Two mode Daten 115
4.10 Zwei Lösungen für die Two mode Daten von Davis, Gardener und Gardener 115
9
4.11 Eine Weltkarte auf der Basis von Luftliniendistanzen 119
4.12 Größenmarkierungen und die Optimierung von Layouts 121
5.1 Der ungerichtete Beispielgraph mit strukturellen Löchern 125
5.2 Markierungen der Knoten mit Größen 126
5.3 Markierungen einer Partition mit Farben 127
5.4 Elementare Lagerungen in einer Partition 129
5.5 Zonensymbole als Beschreibung der primären Umwelt 129
5.6 Das Forschungssystem und industrielle Partner II 130
5.7 Breadth First Suche im Netzwerk des Forschungssystems 131
5.8 Das kollegiale Netzwerk und die Standorte einer Firma 135
5.9 Markierung der Blockpartition mit konvexen Hüllen 138
5.10 Geometrische Blockaggregation des elementaren Spring Embedder Layouts 139
5.11 Metrisches Embedding mit der Imagematrix 140
5.12 Konvexe Hüllen und Layout mit Burts Distanzmatrix 141
5.13 Aggregierte Blocks und Hüllen 142
6.1 Hxaro Tauschbeziehungen im geografischen Raum 148
6.2 Eine schwerpunktorientierte Einbettung des Austauschsystems 149
6.3 Konvexe Hüllen für die unterschiedlichen Camps 150
6.4 Der Kern als Schnittmenge der konvexen Hüllen ^'
6.5 Beziehungen des Kerns mit der Peripherie '52
6.6 Typen von Beziehungen in der Kernzone ^
7.1 Welthandel 1994, Positionen 160
7.2 Welthandel 1994, Volumina und Größen 160
7.3 Welthandel 1994, geografische Regionen als nominale Attribute 160
7.4 Welthandel 1994, Regionen und nominale Kantenattribute '62
7.5 Welthandel 1994, Regionen und Zonensymbole 163
7.6 Welthandel 1994, Bruttosozialprodukt als quantitatives Merkmal 164
7.7 Welthandel 1994, Bruttosozialprodukt und Austausch 165
7.8 Welthandel 1994, Bruttosozialprodukt, Ungleichheit und Handel 167
7.9 Farbmarkierungen für Kanten bei kategorialen Knotenattributen '°°
7.10 Farbmarkierungen für Kanten bei geordneten Knotenattributen ' "9
7.11 Wachstum der Komponentenlieferungen im Weltautohandel *'
7.12 Internationale Arbeitsteilung (Krempel/Plumper 1999) '73
7.13 Konzentrationen von Schätzfehlern bei der Modellierung von Handelsflüssen I 174
7.14 Konzentrationen von Schätzfehlern bei der Modellierung von Handelsflüssen II 1'*
7.15 Welthandel 1994, Schwellenwertselektionen 178
7.16 Die Stellung der EU 15 Staaten im Welthandelsnetz 1994 X 79
7.17 Die EU 15 im Welthandelsnetz 1994 '80
7.18 Welthandel 1994, Aggregation nach Regionen 18'
7.19 Welthandel 1994 als Tetrade '8'
10 |
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