ODT Flow: Extracting, Analyzing, and Sharing Multi-Source Multi-Scale Human Mobility

In response to the soaring needs of human mobility data, especially during disaster events such as the COVID-19 pandemic, and the associated big data challenges, we develop a scalable online platform for extracting, analyzing, and sharing multi-source multi-scale human mobility flows. Within the platform, an origin-destination-time (ODT) data model is proposed to work with scalable query engines to handle heterogenous mobility data in large volumes with extensive spatial coverage, which allows for efficient extraction, query, and aggregation of billion-level origin-destination (OD) flows in parallel at the server-side. An interactive spatial web portal, ODT Flow Explorer, is developed to allow users to explore multi-source mobility datasets with user-defined spatiotemporal scales. To promote reproducibility and replicability, we further develop ODT Flow REST APIs that provide researchers with the flexibility to access the data programmatically via workflows, codes, and programs. Demonstrations are provided to illustrate the potential of the APIs integrating with scientific workflows and with the Jupyter Notebook environment. We believe the platform coupled with the derived multi-scale mobility data can assist human mobility monitoring and analysis during disaster events such as the ongoing COVID-19 pandemic and benefit both scientific communities and the general public in understanding human mobility dynamics

SynVisio: A Multiscale Tool to Explore Genomic Conservation

Comparative analysis of genomes is an important area in biological research that can shed light on an organism's internal functions and evolutionary history. It involves comparing two or more genomes to identify similar regions that can indicate shared ancestry and in turn conservation of genetic information. Due to rapid advancements in sequencing systems, high-resolution genome data is readily available for a wide range of species, and comparative analysis of this data can offer crucial evolutionary insights that can be applied in plant breeding and medical research. Visualizing the location, size, and orientation of conserved regions can assist biological researchers in comparative analysis as it is a tedious process that requires extensive manual interpretation and human judgement. However, visualization tools for the analysis of conserved regions have not kept pace with the increasing availability of information and are not designed to support the diverse use cases of researchers. To address this we gathered feedback from experts in the field, and designed improvements for these tools through novel interaction techniques and visual representations. We then developed SynVisio, a web-based tool for exploring conserved regions at multiple resolutions (genome, chromosome, or gene), with several visual representations and interactive features, to meet the diverse needs of genome researchers. SynVisio supports multi-resolution analysis and interactive filtering as researchers move deeper into the genome. It also supports revisitation to specific interface configurations, and enables loosely-coupled collaboration over the genomic data. An evaluation of the system with five researchers from three expert groups coupled with a longitudinal study of web traffic to the system provides evidence about the success of our system's novel features for interactive exploration of conservation

Percepção humana na visualização de grandes volumes de dados

Nos dias de hoje, são cada vez mais comuns conjuntos de dados de elevada dimensão e complexidade, para os quais os métodos tradicionais de visualização e análise de dados se tornam ineficazes. Vivendo-se num mundo em que o tempo tem um papel cada vez mais crítico no processo de tomada de decisão, podendo influenciar significativamente o sucesso de uma qualquer acção, urge encontrar soluções que satisfaçam eficientemente a necessidade de processamento e análise de informação.Ao analisar a história da Visualização, tem-se uma noção de quão distante é a sua origem, coincidindo praticamente com a origem da humanidade, e quão diversas são as áreas que contribuíram (e contribuem) para seu desenvolvimento. Observando mais em detalhe o processo evolutivo da visualização, começa-se a compreender melhor o que acontece nos dias de hoje. De facto, é fácil perceber que algumas das abordagens actuais são baseadas em metodologias e técnicas de visualização previamente desenvolvidas, mas que foram agora adaptadas às inovações tecnológicas mais recentes. Porém, não se está diante de um ciclo fechado da história; está-se sim novamente no início de uma nova era em termos de visualização. Com efeito, novas abordagens e metodologias começam a ser alvo de novos trabalhos científicos, também impulsionadas pelos recentes avanços tecnológicos. Tais avanços tecnológicos são novamente propulsores desta nova fase, mas a grande preocupação está agora voltada para os factores humanos aplicados a novas metodologias científicas de visualização. Destes factores, merecem destaque a visão, a percepção e a cognição, mas têm surgido também pesquisas ao nível do tacto e da audição.Através do sistema visual, a percepção humana desempenha um papel importante na área da visualização, auxiliando os processos cognitivos. Assim, considerar factores da percepção visual humana no desenvolvimento de ferramentas computacionais de visualização de dados complexos e elevada dimensão, assume um papel fundamental com grande interesse científico e até para a comunidade em geral.Em muitos momentos na evolução da Visualização, o design, a percepção e a cognição foram também factores relevantes, mesmo quando aplicados empiricamente. Neste momento, a formalização de estudos que se foquem nestas áreas são bem-vindas e necessárias, uma vez que existem inúmeras possibilidades de investigação que envolvem a intersecção destas áreas que se complementam. Em suma, este artigo é motivado pelo actual interesse na visualização de informação e nas linhas de investigação que vêm explorando a representação de dados através de princípios da percepção; princípios estes que facilitam o processo cognitivo de análise das informações envolvidas. Assim, são revistas teorias e metodologias para visualização de grandes volumes de dados baseadas em princípios de percepção humana

Multi-scale navigation of large trace data: A survey

Dynamic analysis through execution traces is frequently used to analyze the runtime behavior of software systems. However, tracing long running executions generates voluminous data, which are complicated to analyze and manage. Extracting interesting performance or correctness characteristics out of large traces of data from several processes and threads is a challenging task. Trace abstraction and visualization are potential solutions to alleviate this challenge. Several efforts have been made over the years in many subfields of computer science for trace data collection, maintenance, analysis, and visualization. Many analyses start with an inspection of an overview of the trace, before digging deeper and studying more focused and detailed data. These techniques are common and well supported in geographical information systems, automatically adjusting the level of details depending on the scale. However, most trace visualization tools operate at a single level of representation, which are not adequate to support multilevel analysis. Sophisticated techniques and heuristics are needed to address this problem. Multi-scale (multilevel) visualization with support for zoom and focus operations is an effective way to enable this kind of analysis. Considerable research and several surveys are proposed in the literature in the field of trace visualization. However, multi-scale visualization has yet received little attention. In this paper, we provide a survey and methodological structure for categorizing tools and techniques aiming at multi-scale abstraction and visualization of execution trace data and discuss the requirements and challenges faced to be able to meet evolving user demands

Détermination d'indicateurs géomorphologiques à partir de données altimétriques laser

Dans le domaine de l'analyse et la gestion du territoire, les modèles numériques d'altitude (MNA) sont utilisés depuis longtemps. Cependant, l'apparition de MNA laser (haute précision et rpsolution) a permis d'élargir les applications des modèles de terrain. C'est dans ce concept que s'inscrit cette étude

Representação e análise de informação contextual georreferenciada em sistemas de monitorização de desempenho em redes

O negócio de telecomunicações é uma área que está em constante evolução e, com o crescimento e o surgimento de novas tecnologias, as operadoras precisam de encontrar novas soluções que satisfaçam os seus clientes. Este trabalho consiste num estudo exploratório realizado em parceria com a Nokia Solutions and Networks, cujo objetivo principal é cruzar informação da ferramenta Nokia Performance Manager com informações externas que possam acrescentar valor, por exemplo, dados meteorológicos, fluxo de tráfego e eventos sociais. Para tal, foi desenvolvida uma solução para modelar e integrar este tipo de informação contextual no sistema de monitorização do desempenho de redes atual, dando particular importância às dimensões geográfica e temporal, e foram implementados processos de recolha periódica e extração de informação contextual a partir de serviços disponíveis online. Uma vez que os dados são recolhidos de forma periódica e que o número de elementos a monitorar numa rede de telecomunicações é elevado, foi feita uma avaliação de desempenho e foram testadas diversas soluções para melhorar os tempos de resposta do sistema. O resultado obtido foi um sistema capaz de representar a informação da rede e informação contextual, em que os tempos de resposta são compatíveis com a realização de tarefas de análise de dados interativas, utilizando para tal um mecanismo de cache. A informação pode ser filtrada e visualizada com base nas suas dimensões contextual, geográfica e temporal.The telecommunications business is an area that is constantly evolving and with the growth and appearance of new technologies, operators must find new ways to exploit and find solutions that will please their customers. This report deals with an exploratory study carried out in partnership with Nokia Solutions and Networks, whose main objective is to cross-reference information from its existing NPM tool with external information that may be of added value to the business, for example: meteorological data, traffic flow and social events. To do that, a solution to model and integrate this type of contextual information into the current network performance monitoring system was developed, giving importance to the geographic and temporal dimensions, and the processes for periodic collection and extraction of contextual information from online services were implemented. Since data are collected periodically and the number of elements to be monitored in a telecommunications network is high, a performance assessment has been made and various solutions have been tested to improve system response times. The result was a system capable of representing the network information and contextual information, in which the response times are fast enough to enable interactive data analysis, by using a caching mechanism. Information can be filtered and viewed based on its contextual, geographical and temporal dimensions.Mestrado em Engenharia Informátic