Visual analytics for the exploration of cultural models

Abstract

Ziel dieser Masterarbeit ist es, aktuelle Visual-Analytics-Methoden zur Erforschung und Analyse kultureller Modelle zu überprüfen und zu verstehen. Anschließend entwarfen und entwickelten wir einen Rahmen für die interaktive Darstellung von Kulturmodellen. Dieser Rahmen kann für die Generierung neuen Wissens über Kulturmodelle und für die Bestätigung neuer Hypothesen im Bereich der Kulturwissenschaften verwendet werden. Unsere Methodik basiert auf dem Forschungsrahmen „three-cycle design science research framework“.Bei der Literaturrecherche stellten wir fest, dass die wenigen bereits vorhandenen Visual-Analytics-Methoden im Bereich der Kulturwissenschaften nicht flexibel genug sind. Ausgehend davon entwarfen und implementierten wir ein Programm, das eine Kombination aus Python- und JavaScript- Programmbibliotheken verwendet. Dies bietet Benutzern die Flexibilität, die Visualisierungen nach Bedarf zu ändern und anzupassen.Nachdem wir Anforderungen basierend auf relevanter Literatur im Bereich der Kulturwissenschaften festgelegt hatten, teilten wir die Anforderungen auf vier Aufgaben auf. Um ihren Zweck zu erfüllen, wählten wir für jede Aufgabe geeignete Visualisierungs- und Interaktionsmethoden aus.Um das implementierte Visualisierungsprogramm zu evaluieren, überprüften wir drei verschiedene Fallstudien aus dem Bereich der Kulturwissenschaften. Wir versuchten, die Ergebnisse der Fallstudien zu reproduzieren, indem wir deren Methodik in unser Programm einsetzten. Wir verglichen die Ergebnisse der Fallstudie mit den Ergebnissen unseres Programms unter Verwendung unseres Visualisierungs-Frameworks. Schließlich prüften wir, ob alle definierten Aufgaben erfüllt werden konnten.Nach Abschluss der Evaluierung stellten wir unseren Prototyp mit Docker fertig, sodass andere Forscher unser Visualisierungstool wiederverwenden und unser Ergebnis reproduzieren können. Schließlich wird unser Ansatz in einem Rahmen zusammengefasst, mit dem das aktuelle Visualisierungswerkzeug angepasst und geändert oder völlig neue Ansätze für andere Kulturmodelle erstellt werden können.

The purpose of this master thesis is to review and comprehend current Visual Analytics methods and tools for the exploration and analysis of cultural models. Subsequently, we design and develop a framework for the interactive representation of cultural models, for the generation of new knowledge about cultural models, and for the confirmation of new hypotheses within the domain of cultural science. We based our methodology on the three-cycle design science research framework.Reviewing the existing literature, we identified that the few, already existing Visual Analytics methods used in the cultural science domain lack flexibility. Using this literature gap as a motivation, we aim to design and implement a framework, using a combination of Python and JavaScript libraries, which gives users the flexibility to change and adapt the visualizations on demand.After establishing requirements based on related literature in the cultural science domain, we break down the requirements into four medium-level tasks and select appropriate visualization and interaction methods to fulfill each task.To evaluate the implemented visualization framework, we review three different case studies from the cultural science domain. We attempt to reproduce previous results by following their methodology in our developed framework. We compare the original results, and the results achieved, using our visualization framework. Eventually, we examine if all the defined tasks can be fulfilled.After the evaluation is finished, we finalize our prototype using Docker, enabling other researchers to reuse our visualization tool and reproduce our result. Finally, our approach is summarized into a framework that can be used to adapt and change the current visualization tool or to create completely new approaches for other cultural models.