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Polymaps: Choropleth Map
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Parallel Coordinates
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Open Data Vorlesung Termin 5: Visualisierungen von Daten

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Agenda:
1. Begrifflichkeiten
2. Usability-Standards
3. User Interface Design Patterns
4. Datenvisualisierungen

Vorlesung "Open Data: Datenmanagement und Visualisierung" an der Universität Bern im Frühlingssemester 2014:
http://www.iwi.unibe.ch/content/studium/veranstaltungen/resource/open_data_datenmanagement_und_visualisierung/index_ger.html

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Open Data Vorlesung Termin 5: Visualisierungen von Daten

  1. 1. Open Data: Datenmanagement und Visualisierung Visualisierungen von Daten Termin 5, 20. März 2014 Dr. Matthias Stürmer und Prof. Dr. Thomas Myrach Universität Bern, Institut für Wirtschaftsinformatik Abteilung Informationsmanagement Forschungsstelle Digitale Nachhaltigkeit
  2. 2. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 2 Infos zur Vorlesung Open Data Apps > Bereits 22 Gruppen angemeldet > Bitte Gruppenbildung in ILIAS so rasch als möglich abschliessen > Wenn jemand eine Gruppe sucht, bitte im Forum melden Prüfung Open Data Vorlesung > Donnerstag, 5. Juni 2014 14:45-16:15h Hauptgebäude, 201
  3. 3. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 3 05: Visualisierungen von Daten Donnerstag, 20. März 2014 > Informationsmehrwert von Visualisierungen, Human Interaction, Usability, User Experience, GUI Design, Wahl von Formen, Strukturen, Symbolen und Farben, Navigationsstrukturen, Diagrammformen, Ordnen von Informationen, Beschriftungen Gastreferat im zweiten Teil der Vorlesung: > Prof. Dr. Edy Portmann, Assistenzprofessor am Institut für Wirtschaftsinformatik > Interaktive Datenvisualisierung: — Kognitive Wahrnehmung und Landkarten — Wissensstrukturen — Big Data Visualisierungen mit Graphdatenbanken — Schlussfolgerungen durch interaktive Modelle
  4. 4. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 4 Agenda 1. Begrifflichkeiten 2. Usability-Standards 3. User Interface Design Patterns 4. Datenvisualisierungen
  5. 5. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 5 Begrifflichkeiten > Usability: Software-Ergonomie, Gebrauchstauglichkeit, Bedienbarkeit > User Experience: Nutzererlebnis oder Nutzungserlebnis > Interaction Design: Gestaltung der Funktion und des Verhalten > Interfacedesign: Gestaltung von Benutzeroberflächen > Screendesign: Präsentation von Inhalten auf Monitoren > User Interface: Benutzerschnittstelle > Graphical User Interface (GUI): Grafische Benutzeroberflächen > Responsive Webdesign: Anpassung der Website auf Endgerät > Accessibility: Barrierefreiheit
  6. 6. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 6 Agenda 1. Begrifflichkeiten 2. Usability-Standards 3. User Interface Design Patterns 4. Datenvisualisierungen
  7. 7. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 7 Relevante ISO-Standards > Stufen der Nutzungsqualität von interaktiven Systemen: Quelle: Leitfaden Usability, DAkkS Deutsche Akkreditierungsstelle, 2010 http://www.dakks.de/sites/default/files/71-SD-2-007_Leitfaden%20Usability%201.3.pdf
  8. 8. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 8 DIN EN ISO 9241 – 110: Grundsätze der Dialoggestaltung Die sieben Gestaltungsgrundsätze gemäss DIN EN ISO 9241 Teil 110: 1. Aufgabenangemessenheit 2. Selbstbeschreibungsfähigkeit 3. Lernförderlichkeit 4. Steuerbarkeit 5. Erwartungskonformität 6. Individualisierbarkeit 7. Fehlertoleranz Quelle: DIN EN ISO 9241-110: Europäisches Komitee für Normung, Ergonomie der Mensch-System-Interaktion. Teil 110: Grundsätze der Dialoggestaltung, 2006. Deutsches Institut für Normung, Berlin.
  9. 9. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 9 DIN EN ISO 9241 – 110: 1. Aufgabenangemessenheit "Ein Dialog ist aufgabenangemessen, wenn er den Benutzer unterstützt, seine Arbeitsaufgabe effektiv und effizient zu erledigen." > Erläuterungen: — Effektivität: Vollständigkeit und Genauigkeit, mit der ein Benutzer ein bestimmtes Ziel erreichen kann — Effizienz: Aufwand des Benutzers im Verhältnis der Aufgabe > Umsetzung: — Nur notwendige Informationen anzeigen, keine Informationsüberflutung — Standardwerte (z.B. aktuelles Datum) automatisch eintragen — Texteingabe automatisch ins erste Eingabefeld positionieren — Logische Anordnung der Eingabefelder (z.B. Adresse) > Positive oder negative Beispiele? > Wichtig: Entwickler muss Arbeitsabläufe der Benutzer kennen Quelle: DIN EN ISO 9241-110: Grundsätze der Dialoggestaltung, 2006 Aufgabenangemessenheit http://www.fit-fuer-usability.de/archiv/aufgabenangemessenheit/
  10. 10. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 10 DIN EN ISO 9241 – 110: 2. Selbstbeschreibungsfähigkeit "Ein Dialog ist in dem Maße selbstbeschreibungsfähig, in dem für den Benutzer zu jeder Zeit offensichtlich ist, in welchem Dialog, an welcher Stelle er sich befindet, welche Handlungen unternommen werden können und wie diese ausgeführt werden können." > Orientierung: — Wo komme ich her? — Wo bin ich? — Wo kann ich hin? > Beherrschbarkeit/Antizipierbarkeit: Links, Navigationspunkten und Buttons richtig beschriften und Erwartung einhalten > Rückmeldung: nach jeder Aktion Feedback geben, schafft Sicherheit > Hilfestellung: Möglichkeit für weitere Informationen und Hilfe geben Quelle: DIN EN ISO 9241-110: Grundsätze der Dialoggestaltung, 2006 http://wifimaku.com/online-marketing/relaunch-und-usability/usability-in-der-konzeptionsphase/
  11. 11. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 11 DIN EN ISO 9241 – 110: 3. Steuerbarkeit "Ein Dialog ist steuerbar, wenn der Benutzer in der Lage ist, den Dialogablauf zu starten sowie seine Richtung und Geschwindigkeit zu beeinflussen, bis das Ziel erreicht ist." > Möglichkeiten dem Benutzer Steuerbarkeit zu vermitteln: — Möglichkeiten, Medien zu nutzen oder auszuschalten — Alternative Navigationsmöglichkeiten — Sicherstellung der korrekten Funktionsweise der Zurück-Schaltfläche — Jederzeit mögliche Erreichbarkeit der Startseite — Abbruchmöglichkeiten > Beispiele: — Eine Tabelle hat Buttons, mit deren Hilfe die Informationen spaltenweise sortiert werden können. — Eine Suchmaschine bietet die Möglichkeit, die Zahl der auf einer Seite angezeigten Treffer einzustellen. — Ein Tool ermöglicht es den Benutzern, einen Dateidownload zu unterbrechen und später fortzusetzen. — Umfangreiche Grafiken werden als "Thumbnails" dargestellt, die bei Bedarf vom Benutzer vergrößert werden können. Quellen: http://www.handbuch-usability.de/steuerbarkeit.html http://www.kommdesign.de/texte/din.htm#Steuerbarkeit
  12. 12. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 12 DIN EN ISO 9241 – 110: 4. Erwartungskonformität "Ein Dialog ist erwartungskonform, wenn er konsistent ist und den Merkmalen des Benutzers entspricht, z.B. den Kenntnissen aus dem Arbeitsgebiet, der Ausbildung und der Erfahrung des Benutzers sowie den allgemein anerkannten Konventionen." Kognitive und verhaltens- sowie lernpsychologische Faktoren: > Konsistenz: Erfassen von Zusammenhängen wenn Muster erkannt wird (interne Konsistenz) > Erfahrung: Anwendungswissen aus älteren Versionen oder anderen Programmen hilft sich zurechtzufinden Beispiele: > Einheitliche Gestaltung der jeweiligen Software > Ähnliche Icons in unterschiedlichen Programmen Quelle: http://www.handbuch-usability.de/erwartungskonformitaet.html
  13. 13. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 13 DIN EN ISO 9241 – 110: 5. Fehlertoleranz "Ein Dialog ist fehlertolerant, wenn das beabsichtigte Arbeitsergebnis trotz erkennbar fehlerhafter Eingaben entweder mit keinem oder mit minimalem Korrekturaufwand seitens des Benutzers erreicht werden kann." Potentielle Fehler sind: > Vermeidbare Fehler: Programmierfehler, Navigationsfehler, fehlerhafte Eingabemöglichkeiten auf Formularen etc. > Bekannte, nicht vermeidbare Fehler: Tippfehler, versehentlich Abschicken des Formulars -> Validieren der Eingaben > Nicht antizipierbare Fehler: schwer identifizierbare Programmierfehler aufgrund unerwarteten Besucherverhaltens -> Debugging-Meldung Quelle: http://www.handbuch-usability.de/fehlertoleranz.html
  14. 14. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 14 DIN EN ISO 9241 – 110: 6. Individualisierbarkeit "Ein Dialog ist individualisierbar, wenn das Dialogsystem Anpassungen an die Erfordernisse der Arbeitsaufgabe, individuelle Vorlieben des Benutzers und Benutzerfähigkeiten zulässt." Möglichkeiten für die Individualisierung von Anwendungen sind: > Anpassung der Darstellung: Schriftgrösse, Farben, Formen > Anpassung von Funktionen: Anwendungsumgebung flexibel gestalten, zu-/abschalten von Funktionen bspw. in Menu-Bars > Anpassung von Werten: Zeitzone, Sprache, Ort, Währung, Masseinheiten, Formate, Bandbreite etc. > Anpassung von Standard-Eingaben: Default-Werte eingeben > Anpassung von Abläufen (Workflows): Organisations- spezifische Geschäftsprozesse abbilden Quelle: http://www.fit-fuer-usability.de/archiv/individualisierbarkeit/
  15. 15. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 15 DIN EN ISO 9241 – 110: 7. Lernförderlichkeit "Ein Dialog ist lernförderlich, wenn er den Benutzer beim Erlernen des Dialogsystems unterstützt und anleitet." > Mentalen Modelle der Benutzer aktivieren > Im Grundsatz gilt: "Je seltener ein Besucher eine Website besucht, desto weniger ist es ihm zuzumuten, dass er ihre Bedienung erst erlernen muss." Lernförderliche Anwendungen beinhalten: > Frequently Asked Questions > Dialogsequenzen durch Dialogboxen > Tutorials, Hilfeinformationen, Assistenten, Guided Tour Quellen: http://www.fit-fuer-usability.de/archiv/lernfoerderlichkeit/ http://www.handbuch-usability.de/lernfoerderlichkeit.html
  16. 16. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 16 Agenda 1. Begrifflichkeiten 2. Usability-Standards 3. User Interface Design Patterns 4. Datenvisualisierungen
  17. 17. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 17 Design Patterns Quelle: http://ui-patterns.com/patterns Quelle: http://developer.yahoo.com/ypatterns/
  18. 18. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 18 Breadcrumbs Problem summary: The user needs to know his location in the website's hierarchical structure in order to possibly browse back to a higher level in the hierarchy. Usage > Use when the structure of the website follows a strict hierarchical structure of similar formatted content. > Use when the structure of the site is parted in to sections which can be divided into more subsections and so on > Use together with some sort of main navigation. Quelle: http://ui-patterns.com/patterns/Breadcrumbs
  19. 19. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 19 Steps Left Problem summary: The user is about to go through the process of filling in data over several steps and is in need of guidance. Usage > Use when the user is about to go through a longer process of giving data to the system that is longer than two screens (steps). > Use when the steps of a process is so long that the user might get the impression that it will go on forever without the guidance of steps. > Do not use when there is only 1 or 2 steps in submitting data to the website. > Do not use when the process of filling out data is easy foreseeable. Quelle: http://ui-patterns.com/patterns/StepsLeft
  20. 20. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 20 Tool Tip Invitation Problem summary: Designer needs to cue the user about what will happen if they click the mouse on the hovered object. Usage > You want to invite the user to click or interact with the object being hovered over. > You want to make it clear that something will happen when the user clicks on the object being hovered over. > The user is interacting directly with the object (e.g., inline editing). > You need a textual description to make it explicit what will happen when the user interacts with the object. > You want to entice the user to interact with the feature. Quelle: http://developer.yahoo.com/ypatterns/richinteraction/invitation/tooltip.html
  21. 21. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 21 Inplace Editor Problem summary: The user needs to easily and quickly edit a value on a page. Usage > Use when the user only needs to edit one value (or very few) and not many > Use when the value the user needs to edit is of a simple format, i.e. a text string, in a dropdown box. > Use when you have already authenticated the user (he is logged in) or if you do not care about his or her authenticity. > Use if you want the user to be able to edit a value without actually going to an administration page, but by staying on the same page. Quelle: http://ui-patterns.com/patterns/InplaceEditor
  22. 22. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 22 Autocomplete Problem summary: The user needs to enter information into a text box which is prone to be mis- typed, hard to remember, or ambiguous. Usage > Use to help ambiguity-issues, when an item can be entered in multiple ways > Use when the type of information entered can readily be matched with a specific piece of information in the system. > Use when autocomplete suggestions can be pulled from a set of data that is manageable in size. > Use when input speed is an important goal > Use when input accuracy is an important goal Quelle: http://ui-patterns.com/patterns/Autocomplete
  23. 23. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 23 Agenda 1. Begrifflichkeiten 2. Usability-Standards 3. User Interface Design Patterns 4. Datenvisualisierungen
  24. 24. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 24 IBM Many Eyes Quelle: Many Eyes - An experiment brought to you by IBM Research and the IBM Cognos software group http://www.many-eyes.com
  25. 25. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 25 IBM Many Eyes Quelle: Many Eyes - An experiment brought to you by IBM Research and the IBM Cognos software group http://www.many-eyes.com
  26. 26. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 26 Open Source Statistics Software R Quelle: The R Project for Statistical Computing http://www.r-project.org
  27. 27. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 27 Open Source JavaScript Lib Polymaps Quelle: Polymaps http://www.polymaps.org
  28. 28. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 28 Open Source JavaScript Library D3.js Quelle: D3.js http://www.d3js.org
  29. 29. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 29 D3: Reingold–Tilford Tree Quelle: http://bl.ocks.org/mbostock/4339184
  30. 30. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 30 D3: Radial Reingold–Tilford Tree Quelle: http://bl.ocks.org/mbostock/4063550
  31. 31. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 31 D3: Hierarchical Edge Bundling Quelle: http://bl.ocks.org/mbostock/7607999
  32. 32. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 32 D3: Visualisierte Interessenbindungen im Schweizer Parlament Quelle: NZZ, 4. März 2014 http://www.nzz.ch/aktuell/schweiz/die-daten-hinter-der-visualisierung-1.18255344
  33. 33. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 33 D3: Cushion Treemaps Quelle: Jarke J. van Wijk and Huub van de Wetering, Cushion Treemaps: Visualization of Hierarchical Information, 1999 http://www.win.tue.nl/~vanwijk/ctm.pdf
  34. 34. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 34 D3: Zoomable Treemaps Quelle: http://mbostock.github.io/d3/talk/20111018/treemap.html
  35. 35. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 35 D3: Obama’s 2012 budget proposal Quelle: http://www.nytimes.com/packages/html/newsgraphics/2011/0119-budget/
  36. 36. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 36 D3: Clustered Force Layout I Quelle: http://bl.ocks.org/mbostock/1747543
  37. 37. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 37 D3: Tax Rates of U.S. Companies Quelle: http://www.nytimes.com/interactive/2013/05/25/sunday-review/corporate-taxes.html?_r=0
  38. 38. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 38 D3: Circle Packing Quelle: http://bl.ocks.org/mbostock/4063530/
  39. 39. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 39 D3: Zoomable Circle Packing Quelle: http://bl.ocks.org/mbostock/7607535/
  40. 40. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 40 D3: 2014 Budget der Stadt Bern Quelle: http://bern.budget.opendata.ch/
  41. 41. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 41 Sankey Diagram Quelle: https://en.wikipedia.org/wiki/Sankey_diagram/
  42. 42. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 42 D3: Sankey Diagrams Quelle: http://bost.ocks.org/mike/sankey/
  43. 43. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 43 D3: Finanzausgleich im Kanton Bern Quelle: http://be-fa.budget.opendata.ch/
  44. 44. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 44 D3: Bilevel Partition Quelle: http://bl.ocks.org/mbostock/5944371
  45. 45. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 45 D3: Deutscher Bundeshaushalt 2013 Quelle: http://www.bundeshaushalt-info.de/startseite/#/2013/soll/ausgaben/einzelplan.html
  46. 46. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 46 Polymaps: Choropleth Map Quelle: http://polymaps.org/ex/statehood.html
  47. 47. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 47 Polymaps: Krankenkassenprämien Quelle: http://healthinsurance.opendata.ch
  48. 48. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 48 Parallel Coordinates Quelle: Alfred Inselberg, Multidimensional Detectives, 1997 http://www.cs.ucdavis.edu/~ma/ECS289H/papers/Inselberg1997.pdf
  49. 49. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 49 D3: Parallel Coordinates Quelle: http://syntagmatic.github.io/parallel-coordinates/
  50. 50. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 50 D3: Nutrient Contents Quelle: http://exposedata.com/parallel/
  51. 51. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 51 Weitere Code-Beispiele von D3.js http://bl.ocks.org/mbostockhttps://github.com/mbostock/d3/wiki/Gallery
  52. 52. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 52 Prof. Dr. Hans Rosling Quelle: The River of Myths by Hans Rosling http://www.youtube.com/watch?v=OwII-dwh-bk
  53. 53. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 53 Prof. Dr. Hans Rosling Quelle: Videos on Gapminder http://www.gapminder.org/videos/
  54. 54. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 54 Gapminder Quelle: Gapminder http://www.gapminder.org
  55. 55. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 55 Smartvote > Smartmap der Grossratskandidierenden 2014 > 1905 Kandidierende im Kanton Bern Quelle: Smartmap http://www.smartvote.ch/14_be_leg/smartmap/candidates
  56. 56. FS 2014 Open Data > 05: Visualisierungen von Daten 56 Conclusions > "Statistics is about storytelling with data." > "Always let the data do the talking." > "Lookout for patterns and relationships (comparisons and correlations)." Quelle: Visualize This: The FlowingData Guide to Design, Visualization, and Statistics http://flowingdata.com/visualize-this/
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