Visualisierung facettenreicher Daten: Ein einheitliches Konzept für die Analyse räumlich-zeitlicher Datenensembles

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Lars Linsen
• Fachliche Zuordnung: Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545837520

Ein Hauptziel der naturwissenschaftlichen Forschung ist es, Modelle zu generieren, die natürliche Phänomene beschreiben. Üblicherweise führen diese Modelle Parameter ein, wobei die Parameterwerte nicht a priori bekannt sind. Stattdessen werden Simulationen mit vielen Parameterkonfigurationen für das gegebene Modell berechnet, was zu einem Simulationsensemble führt. Dann ist es ein Datenanalyseproblem, die Simulationsergebnisse zu interpretieren. Ein interaktiver, nutzerzentrierter Ansatz erlaubt es den Wissenschaftler:innen, ihr Fachwissen einzubringen, um den Analyseprozess zu steuern und die Ergebnisse zu interpretieren. Visualisierungsmethoden erlauben eine solche Analyse. Da natürliche Phänomene meist räumlich-zeitlich sind, bestehen die Ensembles aus facettenreichen Daten, wobei sich die Facetten auf Raum, Zeit und die Parameter beziehen. Üblicherweise werden Analysemethoden entwickelt, die eine Untermenge dieser Facetten betrachten. In diesem Projekt schlagen wir ein einheitliches Konzept für die Analyse aller Facetten von räumlich-zeitlichen Ensembles vor. Dazu wollen wir ein einheitliches und skalierbares Datenmanagement entwickeln, das wir den facettenreichen Hyperkubus nennen. Weiter schlagen wir verschiedene interaktive visuelle Analysemethoden für den facettenreichen Hyperkubus vor. Sie zielen ab auf Überblicksvisualisierungen, direkte Visualisierungen aller Facetten und deren flexibel anpassbaren Kombinationen, interaktive und automatische Merkmalsextraktion aus dem facettenreichen Hyperkubus, unsicherheitsbewusste Visualisierung von Regionen mit mehreren Facetten sowie vergleichende Visualisierung von mehreren facettenreichen Hyperkuben. Wir schlagen also einen gesamtheitlichen Ansatz für die Hauptanalyseziele von Simulationsensembles vor, die die gemeinsame Betrachtung aller Facetten erfordern. Wir planen, unseren Ansatz in realen Szenarien aus unterschiedlichen Bereichen zu evaluieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen