Grundlagen der Informationssuche, Informationsvisualisierung und Informationsverarbeitung für die Integration von interaktiven Visualisierungen in die Websuche

This article gives an overview of the foundations in the areas of Information Search, Information Visualization and Information Processing. They form the basis for developing the model in the previous article (Hienert 2014). The field of Information Search provides various models which describe how users search for information. Several characteristics and methods are presented which are part of the search process. A major challenge is the heterogenous information basis on the Web. The section Information Visualization describes the goals, benefits, processes, models and techniques of interactive visualizations. It can be shown that interactive visualizations are beneficial for the representation of large and complex information collections. The following section Information Processing shows how users process information. For this purpose, basic mechanisms of cognitive processing and properties are presented. Based on this, the process of cognitive processing of visualizations is described. Interactive Visualizations can expand the cognitive process in which an ongoing exchange between external and internal representation takes place. This article is a shortened and revised summary of the chapter in the dissertation of Hienert (2013)

Informationsvisualisierung und Retrieval im Fokus der Informationspraxis

Methoden und Techniken der Informationsvisualisierung werden seit ungefähr zwanzig Jahren im Bereich der Informationssuche eingesetzt. In dieser Literaturstudie werden ausgewählte Visualisierungsanwendungen der letzten Jahre vorgestellt. Sie betreffen zum einen den Retrievalprozess, das Boolesche Retrieval, die facettierte Suche, Dokumentbeziehungen, die Zufallssuche und Ergebnisanzeige, zum anderen spezielle Anwendungen wie die kartenbasierte und adaptive Visualisierung, Zitationsnetzwerke und Wissensordnungen. Die Einsatzszenarien für Applikationen der Informationsvisualisierung sind vielfältig. Sie reichen von mobilen kleinformatigen Anwendungen bis zu großformatigen Darstellungen auf hochauflösenden Bildschirmen, von integrativen Arbeitsplätzen für den einzelnen Nutzer bis zur Nutzung interaktiver Oberflächen für das kollaborative Retrieval. Das Konzept der Blended Library wird vorgestellt. Die Übertragbarkeit von Visualisierungsanwendungen auf Bibliothekskataloge wird im Hinblick auf die Nutzung des Kataloginputs und des Angebots an Sucheinstiegen geprüft. Perspektivische Überlegungen zu zukünftigen Entwicklungsschritten von Bibliothekskatalogen sowie zum Einfluss von Visualisierungsanwendungen auf die Informationspraxis werden angestellt.Information visualization methods and techniques have been applied to information retrieval tasks for about twenty years. This literature survey gives an overview over recent applications in the field of information seeking. Information visualization applications for general search processes (Boolean queries, faceted search, relations between documents, serendipity and presentation of results) as well as for specific applications like map-based visualization, adaptive visualization, citation networks and knowledge systems are presented. Application settings for information visualization are manifold. They span from small-sized mobile devices to wall-sized high resolution displays, from integrative workplaces for individual use to interactive surfaces for collaborative information seeking activities. The idea of the Blended Library is presented. The portability of information visualization applications for library catalogs is evaluated with special regard to metadata use and catalog access points. Possible next stages of library catalog development are discussed. Finally, observations on the influence of visualization applications on the information practice are made

Rückmeldungen aus Schulleistungstests an Lehrkräfte durch interaktive Informationsvisualisierungen

Teaching staff are expected to be able to use results from comprehensive student achieve-ment tests to improve their instruction. For these data-driven decision-making processes, skills that could be denoted as data literacy are required. Research has shown, however, that in some cases these competencies are not sufficiently pronounced and that feedback is often difficult to understand. Furthermore, the research demonstrated that it is necessary to in-crease the comprehensibility of feedback by using data visualizations. Regional state insti-tutes for education tasked with providing feedback supported teaching staff by offering fur-ther training and handouts on how to use external achievement test results. The matter of increasing the comprehensibility of feedback remains unaddressed. This gap in the research will be taken up in this thesis, which uses the example of comparative achievement tests to approach the question of whether the comprehensibility of achievement-test feedback could be increased by using a feedback system with interactive information visualizations. As part of a study with a cross-sectional design, twenty primary school teachers compared a familiar paper-based feedback for achievement-test results with a new, interactive feedback system. First, the teachers participating in the study assessed the perceived time required to answer the questions asked about the test results. Secondly, the teachers assessed how useful the feedback formats were for answering the questions. The results show that, on average, the questions asked about the data could be answered significantly more quickly using the interactive information visualizations. Furthermore, interactive information visualizations are assessed as being significantly more useful on average. Matrix visualizations were prov-en to have particularly positive effects. For the co-variables only one significant effect was perceived: Teachers with a high level of data literacy assessed the interactive feedback sys-tem as being faster. Moreover, the teachers gave statements regarding requirements for an interactive feedback system and their attitudes and experiences in working with achievement tests. The findings of this study indicate that feedback systems with a user- and demand-oriented graphic layout are becoming more important

Visuelle Exploration multidimensionaler Informationsräume: Ein Interface-Baukasten für die Produktsuche

Suchmaschinen bieten Zugang zu großen Datenmengen und viele Möglichkeiten, die Nutzeranfragen zu interpretieren und mit Korrekturen oder Empfehlungen zu unterstützen. Neben diesen technologischen Vorteilen, hat sich am Suchparadigma selbst in den letzten Jahren nicht viel geändert. Die meisten Suchinterfaces bestehen auch heute noch aus den typischen Eingabemasken und linearen Ergebnislisten. Jedoch ist es besonders für Nutzer mit wenig Erfahrung in der aktuellen Suchdomäne oder mit einem sehr unscharfen Informationsbedürfnis schwierig, ihre vagen Vorstellungen in eine spezifische Suchanfrage zu transformieren. Die herkömmlichen eindimensionalen Ergebnislisten bieten oft nur eine einfache Sortierfunktion. Verschiedene Techniken der Informationsvisualisierung bieten jedoch weitaus mehr Möglichkeiten, um multidimensionale Datensätze zu visualisieren und vergleichbar zu machen. Ziel der Arbeit ist es, den Suchprozess am Beispiel der Produktsuche aus der Nutzerperspektive zu analysieren und Anforderungen zu formulieren, welche verschiedene Strategien und Phasen der Suche unterstützen. Die Anwendungsfälle stützen sich dabei vor allem auf komplexere Suchaufgaben mit einem vagen Informationsbedürfnis wie der Planung eines Urlaubs oder dem Finden einer passenden Finanzierungsmöglichkeit. Weiterhin werden verschiedene Techniken der Informationsvisualisierung untersucht, um sowohl die visuelle Exploration und Analyse der multidimensionalen Datenmengen als auch eine schnelle Interpretation und den Vergleich der gefundenen Suchergebnisse zu ermöglichen. Die Betrachtung verschiedener verwandter Arbeiten aus dem kommerziellen und akademischen Bereich führen zu fünf verschiedenen Suchmusterkategorien, die in explorativen Suchszenarien miteinander kombiniert werden können, um den Suchraum einzugrenzen oder aufzufächern. Unter Berücksichtigung der Suchmusterkategorien der schlagwortbasierten Suche, der Ähnlichkeitssuche, der Facettennavigation, der empfehlungsbasierten Suche und des Browsing in strukturierten Inhalten werden verschiedene Lösungsansätze entwickelt, welche die Exploration unterschiedlicher Produktdatenmengen ermöglichen. Basierend auf diesen Fallbeispielen wird ein Baukasten für visuelle Suchinterfaces vorgeschlagen, der vorwärtsgerichtet oder rückwärtsgerichtet im Sinne des Reverse-Engineering angewandt werden kann. Die Bausteine geben einen Gestaltungsraum vor, der den Designer vor allem in der Konzeptionsphase unterstützt. Durch die Kombination verschiedener Bausteine werden der Entwurf neuer Interfacekonzepte und deren Variation ermöglicht. Weiterhin können erprobte Lösungen in Entwurfsmuster überführt werden, welche die Wiederverwendung in ähnlichen Problemkontexten erlauben. Durch das Reverse-Engineering können bekannte Interfaces in einzelne Bestandteile zerlegt und innere Strukturen sowie Zusammenhänge analysiert werden.:1 Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Problemdarstellung und Zielsetzung 1.3 Aufbau der Arbeit 2 Interdisziplinäre Grundlagenbetrachtung 2.1 Informationssuche 2.1.1 Informationsbedürfnis 2.1.2 Modelle der Informationssuche 2.1.3 Suchstrategien 2.2 Informationsvisualisierung 2.2.1 Visualisierungsprozess 2.2.2 Datenstrukturen 2.2.3 Visuelle Strukturen 2.2.4 Visualisierungstechniken 2.2.5 Interaktionstechniken 2.3 Entwurfsproblematik in der Mensch-Computer-Interaktion 2.3.1 Entwurfsprozess 2.3.2 Entwurfsmuster und -prinzipien 2.3.3 Baukastensysteme 2.3.4 Semiotik 2.4 Zusammenfassung 3 Suchmuster im Kontext der Produktsuche 3.1 Schlüsselwortsuche 3.1.1 Kommerzielle Anwendungen 3.1.2 Akademische Arbeiten 3.2 Ähnlichkeitssuche 3.2.1 Kommerzielle Anwendungen 3.2.2 Akademische Arbeiten 3.3 Facettennavigation 3.3.1 Kommerzielle Anwendungen 3.3.2 Akademische Arbeiten 3.4 Empfehlungsbasierte Suche 3.4.1 Kommerzielle Anwendungen 3.4.2 Akademische Arbeiten 3.5 Browsing in strukturierten Inhalten 3.5.1 Kommerzielle Anwendungen 3.5.2 Akademische Arbeiten 3.6 Zusammenfassung 4 Motivbasierte Suche 4.1 Nutzerbefragung 4.2 Aspekte der motivbasierten Suche 4.2.1 Exploration 4.2.2 Recherche 4.2.3 Evaluation 4.3 Zusammenfassung 5 Schlagwortbasierte Suche 5.1 Datengrundlage 5.1.1 Klassifikationsschema 5.1.2 Datenanalyse 5.2 DelViz 5.2.1 Konzept für die Explorative Suche 5.2.2 Analysekonzept 5.2.3 Browsing-Konzept 5.2.4 Prototyp 5.3 TagCircus 5.4 Facettice 5.5 Zusammenfassung 6 Ähnlichkeitssuche 6.1 Glyphdarstellungen 6.1.1 Many-to-One-Mapping 6.1.2 One-to-One-Mapping 6.2 Nutzerstudien 6.2.1 Evaluation von Differenzglyphen 6.2.2 Evaluation von Star-Plots und Flower-Glyphen 6.3 Ähnlichkeitssuche mittels Glyphen 6.3.1 Beispielbasierte Suche 6.3.2 Exploration multidimensionaler Datenmengen 6.4 Zusammenfassung 7 Facettennavigation 7.1 Datengrundlage 7.2 Basiskonzept 7.2.1 Interaktion mit den Achsen 7.2.2 Facettenfilter 7.2.3 Ergebnisliste 7.2.4 Suchhistorie 7.3 Parallele Koordinaten 7.3.1 Vergleich 7.3.2 Unscharfer Filter 7.4 Parallel Sets 7.5 Prototyp 7.6 Nutzerstudie 7.6.1 Methodik 7.6.2 Ergebnisse 7.6.3 Diskussion 7.7 Adaption des Konzepts 7.8 Zusammenfassung 8 Empfehlungsbasierte Suche 8.1 Get Inspired 8.1.1 Datengrundlage 8.1.2 Konzeption 8.1.3 Prototyp 8.1.4 Nutzerstudie 8.2 Motbasi 8.2.1 Prototyp 8.2.2 Nutzertest 8.3 Movie-Recommender 8.4 Findr 8.5 Zusammenfassung 9 Baukasten für visuelle Suchinterfaces 9.1 Bausteine 9.2 Baumuster 9.3 Baumusterpläne 9.3.1 Verbindungselemente 9.3.2 Referenzbausteine 9.4 Semiotische Aspekte des Baukastens 9.5 Anwendungsszenarien 9.5.1 Mustererstellung zur Wiederverwendbarkeit 9.5.2 Variantenerzeugung 9.5.3 Inspiration im Entwurfsprozess 9.5.4 Design- und Lehrmethodik 9.6 Zusammenfassung 10 Zusammenfassung 10.1 Zusammenfassung der Kapitel 10.2 Diskussion 10.3 Ausblick Anhang Glossar Abkürzungsverzeichnis Literatur Eigene Veröffentlichungen Betreute studentische Arbeiten Forschungsprojekte Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Verzeichnis der Code-Beispiel

Entwurf und Implementierung eines Informationsvisualisierungssystems auf Basis der Relevanzkugel-Metapher unter Verwendung von VRML und Java

Visualisierungssysteme nutzen die Mittel der modernen Computergraphik, um Informationen und Zusammenhänge zu veranschaulichen. Ein wichtiges Teilgebiet besteht dabei in der Veranschaulichung großer Informationsmengen zur Gewinnung eines Überblicks und Vorauswahl potentiell interessanter Teilmengen, die dann mit weiterführenden Methoden im Detail erforscht werden können. Das Relevanzkugelmodell wurde erstmals eingeführt, um als Bestandteil des LyberWorld-Projekts genau diese Vorselektion auf einer Menge von Textdokumenten zu leisten. Ziel dieser Arbeit ist es, dieses Modell in eine neue Form auf Basis des World Wide Web zu überführen und damit aus der engen Anbindung an das ursprüngliche System zu lösen und allgemeiner verwendbar zu machen. Zu diesem Zweck werden zunächst das Modell an sich und seine früheren Implementierungen genauer betrachtet, dann nach Auswahl geeigneter Hilfsmittel – VRML zur graphischen Modellierung und Java zur Handhabung der Funktionalität – Konzepte zur weiteren Ausgestaltung und zur Behebung existierender Schwächen des Ansatzes erarbeitet, und schließlich die resultierende Implementierung beschrieben und bewertet

Entwicklung eines Frameworks unter Verwendung von Kontextinformationen und kollektiver Intelligenz

Die Bedeutung von Daten, Informationen und Wissen als Faktor für wirtschaftliches und gesellschaftliches Handeln ist enorm und wächst noch weiter an. Ihr Austausch kennzeichnet und bestimmt die Globalisierung und den digitalen Wandel weit mehr als der Austausch von Waren. Grundlage dieser Entwicklung sind in erster Linie die enormen Fortschritte der Informations- und Kommunikationstechnik, die inzwischen insbesondere die Verfügbarkeit von Daten und Informationen nahezu zu jedem Zeitpunkt und an jedem Ort ermöglichen. Allerdings führt die riesige, rasant weiterwachsende verfügbare Menge an Daten und Informationen zu einer Überflutung in dem Sinne, dass es immer schwieriger wird, die jeweils relevanten Daten und Informationen zu finden bzw. zu identifizieren. Insbesondere beim Einsatz von Softwaresystemen ergibt sich aber für die Nutzer der Systeme häufig situations‑/kontextabhängig ein drängender Informationsbedarf, u.a. deshalb, weil die Systeme in immer kürzeren Zyklen verändert bzw. weiterentwickelt werden. Die entsprechende Suche nach Informationen zur Deckung des Informationsbedarfs ist jedoch häufig zeitaufwendig und wird vielfach „suboptimal“ durchgeführt. Michael Beul geht in seiner Arbeit der Frage nach, wie die Suche und Bereitstellung von relevanten Informationen erleichtert bzw. automatisiert durchgeführt werden kann, um eine effektivere Nutzung von Anwendungssystemen zu ermöglichen. Er erarbeitet ein Framework, welches insbesondere mit Hilfe von Konzepten der kollektiven Intelligenz eine kontextabhängige Echtzeit-Informationsbeschaffung für Nutzer softwareintensiver Systeme in den verschiedenen Anwendungsdomänen ermöglicht

Graphdatenbanken für die textorientierten e-Humanities

Vor dem Hintergrund zahlreicher Digitalisierungsinitiativen befinden sich weite Teile der Geistes- und Sozialwissenschaften derzeit in einer Transition hin zur großflächigen Anwendung digitaler Methoden. Zwischen den Fachdisziplinen und der Informatik zeigen sich große Differenzen in der Methodik und bei der gemeinsamen Kommunikation. Diese durch interdisziplinäre Projektarbeit zu überbrücken, ist das zentrale Anliegen der sogenannten e-Humanities. Da Text der häufigste Untersuchungsgegenstand in diesem Feld ist, wurden bereits viele Verfahren des Text Mining auf Problemstellungen der Fächer angepasst und angewendet. Während sich langsam generelle Arbeitsabläufe und Best Practices etablieren, zeigt sich, dass generische Lösungen für spezifische Teilprobleme oftmals nicht geeignet sind. Um für diese Anwendungsfälle maßgeschneiderte digitale Werkzeuge erstellen zu können, ist eines der Kernprobleme die adäquate digitale Repräsentation von Text sowie seinen vielen Kontexten und Bezügen. In dieser Arbeit wird eine neue Form der Textrepräsentation vorgestellt, die auf Property-Graph-Datenbanken beruht – einer aktuellen Technologie für die Speicherung und Abfrage hochverknüpfter Daten. Darauf aufbauend wird das Textrecherchesystem „Kadmos“ vorgestellt, mit welchem nutzerdefinierte asynchrone Webservices erstellt werden können. Es bietet flexible Möglichkeiten zur Erweiterung des Datenmodells und der Programmfunktionalität und kann Textsammlungen mit mehreren hundert Millionen Wörtern auf einzelnen Rechnern und weitaus größere in Rechnerclustern speichern. Es wird gezeigt, wie verschiedene Text-Mining-Verfahren über diese Graphrepräsentation realisiert und an sie angepasst werden können. Die feine Granularität der Zugriffsebene erlaubt die Erstellung passender Werkzeuge für spezifische fachwissenschaftliche Anwendungen. Zusätzlich wird demonstriert, wie die graphbasierte Modellierung auch über die rein textorientierte Forschung hinaus gewinnbringend eingesetzt werden kann.In light of the recent massive digitization efforts, most of the humanities disciplines are currently undergoing a fundamental transition towards the widespread application of digital methods. In between those traditional scholarly fields and computer science exists a methodological and communicational gap, that the so-called \\\"e-Humanities\\\" aim to bridge systematically, via interdisciplinary project work. With text being the most common object of study in this field, many approaches from the area of Text Mining have been adapted to problems of the disciplines. While common workflows and best practices slowly emerge, it is evident that generic solutions are no ultimate fit for many specific application scenarios. To be able to create custom-tailored digital tools, one of the central issues is to digitally represent the text, as well as its many contexts and related objects of interest in an adequate manner. This thesis introduces a novel form of text representation that is based on Property Graph databases – an emerging technology that is used to store and query highly interconnected data sets. Based on this modeling paradigm, a new text research system called \\\"Kadmos\\\" is introduced. It provides user-definable asynchronous web services and is built to allow for a flexible extension of the data model and system functionality within a prototype-driven development process. With Kadmos it is possible to easily scale up to text collections containing hundreds of millions of words on a single device and even further when using a machine cluster. It is shown how various methods of Text Mining can be implemented with and adapted for the graph representation at a very fine granularity level, allowing the creation of fitting digital tools for different aspects of scholarly work. In extended usage scenarios it is demonstrated how the graph-based modeling of domain data can be beneficial even in research scenarios that go beyond a purely text-based study

Grundlagen der Informationswissenschaft

Die 7. Ausgabe der "Grundlagen der praktischen Information und Dokumentation" (Erstausgabe 1972) heißt jetzt: „Grundlagen der Informationswissenschaft". Der Bezug zur Praxis und zur Ausbildung bleibt erhalten, aber der neue Titel trägt dem Rechnung, dass die wissenschaftliche theoretische Absicherung für alle Bereiche von Wissen und Information, nicht nur in der Fachinformation, sondern auch in den Informationsdiensten des Internet immer wichtiger wird. Für die Grundlagen sind 73 Artikel in 6 Hauptkapiteln vorgesehen. Viele Themen werden zum ersten Mal behandelt, z.B. Information und Emotion, Informationelle Selbstbestimmung, Informationspathologien. Alle Beiträge sind neu verfasst

Kontextsensitive Informationsvisualisierung mit kompositen Rich Internet Applications für Endnutzer

Das stetig wachsende Datenaufkommen - die weltweite Datenmenge verdoppelt sich alle zwei Jahre - ist eine wesentliche Herausforderung für den Menschen in allen Bereichen des beruflichen und privaten Alltags. Um trotzdem relevante Informationen zu identifizieren und auch zu verstehen, nehmen Techniken und Anwendungen zur InfoVis einen immer größeren Stellenwert ein. Leider hat sich die Vision der "InfoVis for and by the masses" aufgrund des notwendigen Daten-, Visualisierungs- und Programmierwissens noch nicht durchgesetzt. Zudem sind heutige InfoVis-Softwareanbieter mit dem Problem konfrontiert, verschiedenste Kontexte, wie Nutzergruppen oder Hard- und Softwareplattformen, unterstützen zu müssen. Ein möglicher Lösungsansatz für dieses Problem ist das Paradigma der kompositen Webanwendungen. Auf deren Basis können Daten und UI-Widgets je nach Anwendungsfall teils automatisch kombiniert werden. Dies erhöht die Wiederverwendbarkeit und spart Zeit sowie Entwicklungskosten. Unter Zuhilfenahme von (semantischen) Modellen ist es zudem möglich, eine komposite RIA an die vorliegende Situation zu adaptieren. Um dem Endanwender Zugang zu den kompositen RIA zu verschaffen, mangelt es jedoch an einem Integrationsprozess, der den speziellen Anforderungen der InfoVis gerecht wird. Diese Dissertation stellt deshalb neue Konzepte für einen ganzheitlichen Semantik-gestützten InfoVis-Prozess vor, der bspw. die Endnutzer-gerechte Filterung großer Datensätze, die kontextsensitive Auswahl von InfoVis-Komponenten, die Nutzerunterstützung bei der Exploration und Interpretation der Daten sowie die Gewinnung und Wiederverwendung von Visualisierungswissen adressiert. Zur Unterstützung des InfoVis-Prozesses werden weiterhin Konzepte für eine formale Wissensbasis mit Domänenwissen vorgeschlagen. Die modulare, mit W3C-Standards prototypisch realisierte Visualisierungsontologie definiert u.a. Konzepte und Relationen zu Daten, graphischen Vokabular, menschlicher Aktivität sowie veränderliches Faktenwissen. Ein weiterer, wesentlicher Beitrag der Arbeit liegt in der Architekturkonzeption für modellbasierte, komposite RIA für die InfoVis-Domäne, womit ein neues Anwendungsfeld des Software-Paradigmas erschlossen wird. Damit steht nun erstmals für eine komposite, webbasierte InfoVis-Lösung ein ganzheitliches Architekturkonzept zur Verfügung, das die Ausführbarkeit der Anwendungen in der heute existierenden, heterogenen Landschaft der (mobilen) Endgeräte gewährleisten kann. Durch die Implementierung entscheidender Architekturkonzepte sowie einer beispielhaften InfoVis-Anwendung für semantische Daten wurde die Tragfähigkeit der geschaffenen Konzepte nachgewiesen. Anhand einer Vielzahl von formativen sowie einer summativen Nutzerstudien konnte validiert werden, dass sich aus den neuen Konzepten Vorteile für den Endanwender bei der Erstellung einer InfoVis ergeben