@phdthesis{Riehmann,
  author    = {Riehmann, Patrick},
  title     = {Advanced Visual Interfaces for Informed Decision-Making},
  publisher = {Patrick Riehmann},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.2454},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20150907-24542},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {132},
  abstract  = {This thesis presents new interactive visualization techniques and systems intended to support users with real-world decisions such as selecting a product from a large variety of similar offerings, finding appropriate wording as a non-native speaker, and assessing an alleged case of plagiarism. The Product Explorer is a significantly improved interactive Parallel Coordinates display for facilitating the product selection process in cases where many attributes and numerous alternatives have to be considered. A novel visual representation for categorical and ordered data with only few occurring values, the so-called extended areas, in combination with cubic curves for connecting the parallel axes, are crucial for providing an effective overview of the entire dataset and to facilitate the tracing of individual products. The visual query interface supports users in quickly narrowing down the product search to a small subset or even a single product. The scalability of the approach towards a large number of attributes and products is enhanced by the possibility of setting some constraints on final attributes and, therefore, reducing the number of considered attributes and data items. Furthermore, an attribute repository allows users to focus on the most important attributes at first and to bring in additional criteria for product selection later in the decision process. A user study confirmed that the Product Explorer is indeed an excellent tool for its intended purpose for casual users. The Wordgraph is a layered graph visualization for the interactive exploration of search results for complex keywords-in-context queries. The system relies on the Netspeak web service and is designed to support non-native speakers in finding customary phrases. Uncertainties about the commonness of phrases are expressed with the help of wildcard-based queries. The visualization presents the alternatives for the wildcards in a multi-column layout: one column per wildcard with the other query fragments in between. The Wordgraph visualization displays the sorted results for all wildcards at once by appropriately arranging the words of each column. A user study confirmed that this is a significant advantage over simple textual result lists. Furthermore, visual interfaces to filter, navigate, and expand the graph allow interactive refinement and expansion of wildcard-containing queries. Furthermore, this thesis presents an advanced visual analysis tool for assessing and presenting alleged cases of plagiarism and provides a three-level approach for exploring the so-called finding spots in their context. The overview shows the relationship of the entire suspicious document to the set of source documents. An intermediate glyph-based view reveals the structural and textual differences and similarities of a set of finding spots and their corresponding source text fragments. Eventually, the actual fragments of the finding spot can be shown in a side-by-side view with a novel structured wrapping of both the source, as well as the suspicious text. The three different levels of detail are tied together by versatile navigation and selection operations. Reviews with plagiarism experts confirm that this tool can effectively support their workflow and provides a significant improvement over existing static visualizations for assessing and presenting plagiarism cases. The three main contributions of this research have a lot in common aside from being carefully designed and scientifically grounded solutions to real-world decision problems. The first two visualizations facilitate the decision for a single possibility out of many alternatives, whereas the latter ones deal with text at varying levels of detail. All visual representations are clearly structured based on horizontal and vertical layers contained in a single view and they all employ edges for depicting the most important relationships between attributes, words, or different levels of detail. A detailed analysis considering the context of the established decision-making literature reveals that important steps of common decision models are well-supported by the three visualization systems presented in this thesis.},
  subject      = {Informatik},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schoenhardt2005,
  author    = {Sch{\"o}nhardt, Matthias},
  title     = {Geostatistische Bearbeitung unsicherer Baugrunddaten zur Ber{\"u}cksichtigung in Sicherheitsnachweisen des Erd- und Grundbaus},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.665},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20050922-7014},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2005},
  abstract  = {In der Dissertation werden die Unsicherheiten von Baugrundkenngr{\"o}ßen f{\"u}r die Erstellung von geologischen Halbraummodellen auf der Grundlage geostatistischer Methoden entgegen dem bislang {\"u}blichen Herangehen mit einbezogen. Infolge der unsicheren Kenngr{\"o}ßen ist das abgeleitete Halbraummodell aus unsicheren geologischen Homogenbereichen zusammengesetzt. In einem probabilistischen Sicherheitsnachweis werden die unsicheren Parameter der Grenzzustandsgleichung und das unsichere geologische Modell gemeinsam betrachtet. Die geostatistischen Methoden sind unterteilt in die experimentelle und theoretische Variographie sowie das Kriging. Die Ber{\"u}cksichtigung von unsicheren Eingangskenngr{\"o}ßen f{\"u}r die geologische Modellbildung f{\"u}hrt zu Variogrammfunktionen mit unsicheren Parametern. Bis zum experimentellen Variogramm sind die Variogrammparameter und deren Unsicherheit analytisch nachvollziehbar beziehungsweise absch{\"a}tzbar. In den weiteren Teilschritten der geostatistischen Modellbildung ist der Einfluss unsicherer Kenngr{\"o}ßen auf Teilergebnisse nur numerisch nachzuvollziehen. F{\"u}r die umfangreichen Simulationen stand keine Software zur Verf{\"u}gung. Als Teilleistung dieser Arbeit wurde hierf{\"u}r die eigenst{\"a}ndige Anwendung „GeoStat" erstellt. Sie erm{\"o}glicht die Berechnung und Auswertung der Fortpflanzung von Unsicherheiten auf numerischem Weg in beliebigen Teilschritten bis hin zur geologischen Modellbildung. Mit dem {\"U}bergang vom experimentellen zum theoretischen Variogramm sind wesentliche Zusammenh{\"a}nge zwischen der Unsicherheit der Kenngr{\"o}ßen und der Unsicherheiten der Parameter f{\"u}r das sph{\"a}rische, das exponentielle und das Gauß'sche Modell mit den Ergebnissen aus GeoStat ableitbar. Der Schwellenwert dieser Funktionen ist proportional zur relativen Kenngr{\"o}ßenunsicherheit. Eine Absch{\"a}tzung der oberen Schranke des Schwellenwertes und dessen Unsicherheit wird angegeben. Die Reichweite ist ein charakteristischer Kennwert des Untersuchungsgebietes. Die Parameterunsicherheiten der Variogrammfunktionen wirken sich in Relation zur Kenngr{\"o}ßenunsicherheit nur gering auf den Prognosewert am unbeprobten Ort infolge des Kriging aus. Die Varianz des Prognosewertes ist geringer als die Kenngr{\"o}ßenvarianzen, aber nicht vernachl{\"a}ssigbar klein. Es ist grunds{\"a}tzlich zu unterscheiden, ob die Kenngr{\"o}ßenvarianzen ausschließlich durch unsichere Parameter der theoretischen Variogrammfunktion repr{\"a}sentiert oder deren Eigenvarianzen zus{\"a}tzlich im Kriging ber{\"u}cksichtigt werden. Mit der alleinigen Ber{\"u}cksichtigung der unsicheren theoretischen Variogrammparameter wird die Standardabweichung der Krigingprognose untersch{\"a}tzt. Sie haben maßgeblichen Einfluss auf die Krigingvarianz als Modellvarianz und deren Standardabweichung. Mit der Einbeziehung der Kenngr{\"o}ßenunsicherheiten kann die Standardabweichung der Prognose realistischer simuliert werden. Sie hat keinen direkten Einfluss auf die Krigingvarianz. Der abgeleitete Unsicherheitsplot, ein Resultat dieser Arbeit, kombiniert die Modellunsicherheit des Krigings und die Varianz des Prognosewertes im unbeprobten Untersuchungsgebiet auf der Grundlage des Varianzenfortpflanzungsgesetzes. F{\"u}r geotechnische Sicherheitsnachweise ist neben der Informationsdichte auch die Optimierung des geologischen Modells wesentlich. Dieses ist vom auszuwertenden Grenzzustand auf der Grundlage eines Sicherheitsnachweises abh{\"a}ngig, so dass vor der geostatistischen Baugrundmodellierung die Sensitivit{\"a}t der in den Grenzzustand eingehenden Kenngr{\"o}ßen zu untersuchen ist. Es hat sich gezeigt, dass die Erh{\"o}hung der Datengesamtheit f{\"u}r die geologische Modellbildung nur dann sinnvoll ist, wenn parallel die Unsicherheit der relevanten Kenngr{\"o}ßen im Sicherheitsnachweis innerhalb der unsicheren Homogenbereiche reduziert wird. F{\"u}r den Referenzstandort f{\"u}hren {\"a}quivalent zur Ber{\"u}cksichtigung der unsicheren Steifemoduln die unsicheren Halbraummodelle zur erheblichen Zunahme der erforderlichen Fundamentabmessungen. Die Unsicherheit der Steifemoduln war maßgebender als die Unsicherheiten des Halbraummodells, obwohl die Datenbasis f{\"u}r die geostatistische Modellierung gering war. Bisher werden in probabilistischen Sicherheitsnachweisen zwar unsichere Kenngr{\"o}ßen, jedoch deterministische geologische Modelle betrachtet. Die unsicheren Kenngr{\"o}ßen innerhalb der Homogenbereiche eines geologischen Modells haben im aufgezeigten Sicherheitsnachweis zwar den maßgebenden Einfluss, doch sind die Unsicherheiten im geologischen Modell nicht zu vernachl{\"a}ssigen. Wege und Grenzen der Ber{\"u}cksichtigung dieses kombinierten Einflusses werden mit dieser Arbeit untersucht und aufgezeigt. Das Anwendungsbeispiel zeigt, dass die optimale geologische Modellbildung spezifisch f{\"u}r den Sicherheitsnachweis vorzunehmen ist. Werden die Unsicherheiten der Kenngr{\"o}ßen innerhalb der Homogenbereiche und unsicheren geologischen Modelle ber{\"u}cksichtigt, wird ein sch{\"a}rferes Abbild der Realit{\"a}t erreicht.},
  subject      = {Geostatistik},
  language  = {de}
}