Visualização de Informação para Cidades Inteligentes
1.
2.
3. Visualização de Informação para a Percepção
Humana - Aplicações em Cidades Inteligentes
Rafael Lage Tavares e Jonice Oliveira
PPGI/ UFRJ
4. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 4
Introdução - Problema
IoT
Sensores
Prédi
os
Celula
res
Redes
Sociais
Compu
tadores
Carros
Tablets
Gelad
eira
5. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 5
Introdução - Problema
6. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 6
Introdução - Problema
7. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 7
Introdução - Problema
8. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 8
Introdução - Problema
Mas a realidade não é tão linda assim
9. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 9
Introdução - Problema
10. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 10
Introdução - Problema
• Data Overload
• muita informação relevante disponível que uma pessoa não consiga
assimilar
• acesso à uma grande quantidade de informação irrelevante
• quanto maior a velocidade e o volume dos dados, maior o stress
• do receptor
11. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 11
Introdução - Problema
Problemas
Armazenamento x Análise
12. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 12
Introdução - Problema
Problemas
Armazenamento x Análise
13. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 13
Introdução - Visualização
• Estudo de representação visual, interativa e suportada por computador
para ajudar pessoas a executar tarefas mais eficazmente.
• É útil quando há necessidade de aumentar a capacidade humana ao
invés delegar a tomada de decisão a um método computacional.
14. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 14
Introdução - Visualização
• Por que interatividade?
15. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 15
Introdução - Visualização
Estática
Muitos dados
Várias visualizações
disputando o
mesmo espaço
Interativa
Diferentes aspectos
Muitos elementos na
mesma visualização
Uma visualização com
controles para
apresentar cada aspecto
Muitos elementos
apresentados no
momento desejado
16. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 16
Introdução - Visualização
• Por que interatividade?
• Estática é limitada
• Pela capacidade do usuário absorver muitas informações diferentes
ao mesmo tempo
• Pelo display que possui uma área específica que limita o posicionamento
de elementos gráficos
17. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 17
Introdução - Visualização
• Por que suportada por computador?
18. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 18
Introdução - Visualização
• Por que suportada por computador?
• Muitos dados
• Dados que mudam dinamicamente
• Interatividade
19. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 19
Introdução - Visualização
• Por que suportada por computador?
20. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 20
Introdução - Visualização
• Por que a visão?
21. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 21
Introdução - Visualização
• Por que a visão?
22. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 22
Introdução - Visualização
• Por que a visão?
23. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 23
Introdução - Visualização
• Por que a visão?
24. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 24
Introdução - Visualização
• Por que a visão?
25. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 25
Introdução - Utilidade
• Entender problemas e a dinamicidade das cidades
• Situações de emergência
• Análise de ações da natureza
• Empoderamento do cidadão
26. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 26
Histórico
27. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 27
Histórico
• Século 15 e antes
• Egípcios já usavam gráficos para mapear estrelas e desenhar mapas
para ajudar na orientação geográfica
• Primeiro gráfico de múltiplas series de tempo data do século 10
• Oresme (1482)
• Desenvolveu a ideia de desenhar uma função teórica usando um
gráfico de barras
28. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 28
Histórico
• Século 15 e antes
Século 10 - múltiplas séries temporais
29. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 29
Histórico
• Século 16
• Técnicas e instrumentos para medições e observações foram desenvolvidas
• Primeiras iniciativas de capturar imagens diretamente
• Desenvolvido o primeiro atlas cartográfico, o Teatrum Orbis Terrarum
de Abraham Ortelius
30. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 30
Histórico
• Século 16
Primeiro Atlas
31. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 31
Histórico
• Século 17
• Período de medições para astronomia, levantamento de informações,
criação de mapas navegação e expansão territorial
• Christopher Scheiner (1630), criou um infográfico de pequenos múltiplos,
para mostrar as mudanças de configuração de manchas solares ao longo
do tempo
• Michael Florent van Langren (1644) criou um gráfico para medir distâncias
32. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 32
Histórico
• Século 17
Mudanças de configuração de manchas solares ao longo do tempo de Christopher Scheiner (1630)
33. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 33
Histórico
• Século 17
Comparar estimativas de distâncias de Michael Florent van Langren (1644)
34. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 34
Histórico
• Século 18
• Evolução para o uso de novas formas gráficas além do mapa
• Edmund Halley (1701) apresenta mapa com linhas para determinar
declinação magnética
• Introdução de novos domínios, como política e economia
• William Playfair inventou os gráficos de barras, linhas (1786) e setores (1801)
35. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 35
Histórico
• Século 18
Mapa com declinação magnética
36. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 36
Histórico
• Século 18
Comparação de populações e impostos em nações
37. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 37
Histórico
• Século 19 - 1800 a 1850
• Período de crescimento de gráficos estatísticos e mapeamento temático
• gráfico de barras e setores, histogramas, gráficos de linhas, séries temporais,
gráficos de dispersão, etc
• Gráfico de barras no tempo, de Playfair (1821)
• Mapa da cólera de Leeds, feito por Baker em 1831
• Mapa da cólera de Londres, feito por John Snow em 1855
38. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 38
Histórico
• Século 19 - 1800 a 1850
Gráfico de Barras no tempo, de Playfair, preços, salário e governantes no período
39. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 39
Histórico
• Século 19 - 1800 a 1850
Mapa da cólera em Leeds feito por Baker
43. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 43
Histórico
• Século 19 - 1850 a 1900
• Período de muitas inovações
• Zeuner em 1869 e Perozzo em 1880, construíram gráficos de população em 3D
• Minard (1861) desenvolveu o uso de círculos e setores em mapas e
mapas de fluxos
44. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 44
Histórico
• 1850 a 1900
Quantidade de população no tempo de Perozzo
45. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 45
Histórico
• 1850 a 1900
Círculos e setores em mapas, de Minard
46. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 46
Histórico
• 1850 a 1900
Gráfico de Minard mostra como Napoleão perdeu a guerra
47. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 47
Histórico
• Século 19 - 1850 a 1900
• Uso de visualizações em diversas áreas estava em expansão
• Francis Galton descobriu o padrão anti-ciclônico de ventos ao redor de
ventos de baixa pressão
• Atlas geográficos enormes foram produzidos com patrocínio de governos
contendo dados governamentais, comerciais e políticos
48. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 48
Histórico
• 1850 a 1900
Gráfico de Francis Galton mostra observações sobre dados meteorológicos
50. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 50
Histórico
• 1850 a 1900
Gráfico de transporte de trilhos a partir de Paris
51. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 51
Histórico
• Século 20 - 1900 a 1950
• Período de aplicação e popularização;
• Livros e empresas passaram a usar visualizações (Gantt, Fluxo de controle)
• Outras áreas como astronomia, física, biologia e outras ciências
• Diagrama de borboleta de Eric Maunder
52. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 52
Histórico
• 1900 a 1950
Variação de manchas solares ao longo do tempo, Eric Maunder
53. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 53
Histórico
• Século 20 - 1950 a 1975
• Período de despertar: um artigo, um livro e computadores
54. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 54
Histórico
• 1950 a 1975
Características visuais, Bertin.
55. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 55
Histórico
• Século 20 e 21 - 1975 até o presente
• Período de explosão de métodos, ferramentas e pesquisa
• Softwares como R
• Aumento da capacidade computacional
• Quantidade de dados (transparência, internet, redes sociais)
• Dados em tempo real (sensores, redes sociais)
• Quantidade de dispositivos (tablets, celulares, sensores)
56. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 56
Métodos e metodologias
• Modelo Card, 1999.
57. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 57
Métodos e metodologias
• Modelo Card, 1999.
Conteúdo Remetente
Uma coisa
não nega a
outra(...).
Ricardo
O
transporte
na
URCA(...)
Ulisses
58. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 58
• Mapeamento Visual
• Tufte, 2001
• Abela, 2008
• Lengler e Eppler, 2007
• Judelman, 2004
Métodos e metodologias
59. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 59
• Tufte
• Gráficos de mapas
• Gráficos de linhas do tempo
• Gráficos de narrativa de tempo e espaço
Métodos e metodologias
60. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 60
• Tufte
Mapas
Métodos e metodologias
61. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 61
• Tufte
Linhas do tempo
Métodos e metodologias
62. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 62
• Tufte
Narrativa de tempo e espaço
Métodos e metodologias
63. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 63
• Andrew Abela
• Comparação
• Distribuição
• Composição
• Relacionamento
Métodos e metodologias
64. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 64
• Abela
Classificação de Abela
Métodos e metodologias
66. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 66
• Lengler e Eppler
• Visualização de dados
• Visualização da informação
• Visualização conceitual
• Visualização metafórica
• Visualização estratégica
• Visualização composta
Métodos e metodologias
67. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 67
• Lengler e Eppler
Tabela periódica de métodos de visualização
Métodos e metodologias
69. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 69
• Lengler e Eppler: Visualização de dados
Línguas faladas em Senegal
Métodos e metodologias
70. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 70
• Lengler e Eppler: Visualização da Informação
Rede de relacionamentos no TouchGraph do Facebook
Métodos e metodologias
71. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 71
• Lengler e Eppler: Visualizações Conceituais
Gráfico de Pert
Métodos e metodologias
72. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 72
• Lengler e Eppler:
Visualizações Metafóricas
Mapa do Metrô
Métodos e metodologias
73. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 73
• Lengler e Eppler: Visualizações Estratégicas
Diagrama de Ishikawa
Métodos e metodologias
74. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 74
• Lengler e Eppler: Visualizações Compostas
Mapa do brasil e gráfico de bolhas
Métodos e metodologias
75. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 75
• Judelman
Métodos e metodologias
76. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 76
• Judelman - Complexity : Classify
Site map de um grande site
Métodos e metodologias
77. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 77
• Judelman - Complexity : Route
Mapa topológico da internet
Métodos e metodologias
78. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 78
• Judelman - Context : Explore -> semantic relevancy
Mapa de clusters
Métodos e metodologias
79. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 79
• Judelman - Context : Explore -> dynamic queries
Métodos e metodologias
80. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 80
• Judelman - Context : Chart -> Internet search engines
Métodos e metodologias
Vivisimo e sua classificação ontológica
81. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 81
• Judelman - Context : Chart -> Data Landscapes
Métodos e metodologias
Documentos na web de acordo com assunto
82. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 82
• Judelman - Context : Chart -> Virtual Environment
Métodos e metodologias
VR-Vibe - Visualização em ambiente virtual 3D
83. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 83
• Judelman - Dynamics : Flow
Métodos e metodologias
Fluxo de exportação de vinho Francês em 1864
84. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 84
• Judelman - Dynamics : Evolve
Métodos e metodologias
Evolução do rock de 1955 até 1968
85. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 85
Escolher uma visualização na internet, estática ou não.
Analisá-la de acordo com um ou mais métodos,
propondo possíveis melhorias.
Métodos e metodologias
86. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 86
• Uso da tecnologia em seu processo de planejamento,
interagindo e empoderando seus cidadãos
• Visualizações podem atuar como meio de comunicação ou apoio à
tomada de decisão
Aplicações em cidades inteligentes
87. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 87
• Mapa de incêndios em Boston
• Zofnass Information Tool
• Urban Lens
• Crime in Chicago
• City of Chicago
• InfoDengue
• Mapa das OSCs
Aplicações em cidades inteligentes
88. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 88
• Mapa de incêndios em Boston
Aplicações em cidades inteligentes
89. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 89
Zofnass Information Tool
Aplicações em cidades inteligentes
90. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 90
Urban Lens
Aplicações em cidades inteligentes
91. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 91
Crime in Chicago
Aplicações em cidades inteligentes
92. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 92
City of Chicago
Aplicações em cidades inteligentes
93. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 93
InfoDengue
Aplicações em cidades inteligentes
94. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 94
Mapa das OSCs
Aplicações em cidades inteligentes
95. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 95
Para cada sistema, pensar em cenários onde eles possam ser úteis
para cidadão, empresas ou governos, nos mais diferentes níveis.
Aplicações em cidades inteligentes
96. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 96
• Canvas
• SVG
• Processing
• Dimple
• D3.js
Tecnologias
97. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 97
• Canvas
• É um elemento da HTML
• Delimita uma área para desenho
• Usa-se Javascript para criar
Tecnologias
98. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 98
• Canvas
Tecnologias
99. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 99
• Canvas
Tecnologias
100. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 100
• Canvas
Tecnologias
101. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 101
• SVG (Scalable Vector Graphics)
• É um elemento HTML
• Delimita uma área para desenho
• XML para descrever gráficos vetorizados
Tecnologias
102. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 102
• SVG
Tecnologias
103. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 103
• SVG
Tecnologias
104. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 104
• Processing
• Biblioteca Javascript / Processing
• Processing originalmente foi uma linguagem que usava Java para criar
gráficos
• Construída usando o elemento canvas
Tecnologias
105. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 105
• Dimplejs
• Biblioteca Javascript
• Uma abstração do D3.js
• Construída usando o elemento SVG
Tecnologias
106. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 106
• Dimplejs
Tecnologias
107. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 107
• Dimplejs
Tecnologias
108. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 108
• D3.js
• Uma biblioteca Javascript para manipular documentos baseado em dados
• Possibilita ligar dados a elementos do DOM e transformar esses elementos com
ligados a ele
• Construída usando SVG ou qualquer elemento do DOM
Tecnologias
109. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 109
• D3.js
Tecnologias
110. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 110
• D3.js
Tecnologias
111. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 111
• D3.js - Adicionar um elemento
Tecnologias
112. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 112
• D3.js - Adicionar SVG ao DOM
Tecnologias
113. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 113
• D3.js - Ligar dados ao DOM
Tecnologias
114. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 114
• D3.js - Ligar dados ao DOM
Tecnologias
115. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 115
• D3.js - Ligar dados ao DOM
Tecnologias
116. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 116
• D3.js - Ligar dados ao DOM
Tecnologias
117. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 117
• D3.js
Tecnologias
118. CORES - Laboratório de Computação Social e Análise de Redes Sociais 118
Para um conjunto de dados, executar o processo de card, passo a passo
até construir a visualização.
Criar visualização