Titulo Estágio
Plataforma de Visualização Modular: Desenvolvimento de uma Ferramenta Analítica para Estudos das Condições Climatéricos
Local do Estágio
CISUC-CMS
Enquadramento
No panorama geral do desenvolvimento para a web, podemos facilmente identificar uma tendência crescente nos últimos anos: a modularidade. Com o desenvolvimento e aumento exponencial do uso de frameworks como ReactJS, VueJS e até AngularJS, entre outras, observa-se uma contínua evolução em direção à compartimentalização e à separação de preocupações. Esta abordagem apoia radicalmente a reutilização de código, levando à sua mais fácil manutenção e legibilidade. Curiosamente, o paradigma atual da visualização de dados carece deste tipo de abordagens, especialmente no que toca a visualizações avançadas. Desta forma, foi identificado um nicho tecnológico nas áreas de visualização de dados. Uma das áreas de visualização que especialmente tira partido das vantagens de visualização modular é a visualização analítica.
Visualização analítica é extremamente útil nos cenários em que a natureza dos dados é complexa e heterogénea e o fenómeno do estudo é desconhecido. Os estudos das condições climatéricos nos espaços urbanos é uma caso deste tipo. Os dados são recolhidos usando drones capazes de recolher dados a vários níveis de altitude, em várias localizações geográficas e em várias alturas do tempo. Esse método permite capturar/recriar uma imagem topo-climatérica mais detalhada, possibilitando realizar estudos complexos a diferentes horas, dias ou meses. Trata-se de dados espacio-temporais. Há uma especial exigência da parte das técnicas de visualização e de interação devido à complexidade dos dados e do fenómeno em questão.
No caso da cidade de Coimbra, o estudo local tem como objectivo demonstrar a relação entre grandes espaços verdes e as dinâmicas atmosféricas, que em última análise afetam o clima da cidade. Para facilitar a compreensão e análise dos dados recolhidos, os investigadores tiram partido de técnicas de visualização de informação geográfica e ferramentas de visualização analítica. Em particular, trata-se de um conjunto de técnicas de visualização conhecidas como por exemplo mapas temáticos, cudo de espaço e tempo, scaterplot 3D, entre outras, que de forma isolada são eficazes em casos concretos. No entanto o problema surge quando estas técnicas são integradas numa ferramenta analítica única. Cada uma das técnicas tem as suas especificidades arquiteturais que dificultam a integração do código e especialmente a partilha dos dados.
Objetivo
O objetivo principal prende-se com o desenvolvimento de uma plataforma de apoio à análise e decisão ancorada numa arquitetura baseada em componentes web hierárquicos. Para efetuar com sucesso esta tarefa, é necessário, então, um objetivo subjacente: desenvolver componentes de visualização avançada, que actuarão como peças para compor a interface supramencionada.
Um objectivo secundário passa pela exploração das técnicas de visualização de informação que facilitam exploração, análise e comunicação dos dados atmosféricos. Em particular, trata-se das técnicas de visualização que tiram partido de representação das estruturas geo-temporais.
Uma primeira fase do trabalho consistirá na aplicação dos modelos de visualização existentes (p.ex., mapas de calor). O objectivo será transformar os modelos de visualização existentes em componentes web hierárquicos e começar as primeiras explorações visuais.
Numa segunda fase, será desenvolvido o sistema de visualização que integra diversos componentes de visualização básica e os modelos avançados específicos ao problema de visualização dos dados atmosféricos. Além disso, espera-se exploração de técnicas de interação inovadoras e a sua integração na plataforma.
Finalmente, os resultados obtidos serão comparados com as técnicas existentes através de uma série de estudos empíricos e testes de utilizador. Os resultados serão publicados numa conferência de visualização de informação.
Plano de Trabalhos - Semestre 1
- Revisão bibliográfica;
- Analise e processamento dos dados do projecto;
- Análise e estudo das técnicas de visualização existentes;
- Definição das questões analíticas e de requisitos da plataforma de visualização;
- Desenvolvimento das primeiras experiências;
- Elaboração da proposta de tese.
Plano de Trabalhos - Semestre 2
- Desenvolvimento e estudo da interface gráfica e dos mockups;
- Implementação dos componentes básicos e avançados de visualização;
- Implementação das técnicas de interação básica/avançada;
- Desenvolvimento da plataforma de visualização analítica;
- Testes e validação;
- Introdução das melhorias;
- Escrita da dissertação e disseminação dos resultados através de um artigo científico.
Condições
- O estágio será realizado nas instalações do grupo CMS do CISUC.
- Existe a possibilidade de o/a estudante de atribuir uma Bolsa de Investigação para Licenciado por pelo menos 6 meses, eventualmente renovável. A bolsa irá seguir os valores mensais estipulados pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT).
Observações
Trata-se de uma dissertação na área de visualização de informação que integra tanto uma componente tecnológica como comunicação visual. O ambiente de desenvolvimento será Javascript, o que implica conhecimento das frameworks ou meta-frameworks orientadas para o desenvolvimento web (e.g ReactJS, VueJS, AngularJS, NodeJS, ExpressJS, Django). Para além disso, o aluno deverá ter conhecimento de Python, especificamente ferramentas de análise e manipulação de dados em massa (e.g Numpy, Pandas). São valorizados os conhecimentos das frameworks como d3.js, p5.js, ou similares.
- Durante a fase de candidaturas, dúvidas relacionadas com esta proposta devem ser esclarecidas através de email ou de uma reunião presencial/videoconferência. Contactar orientador: Evgheni Polisciuc (evgheni@dei.uc.pt)
Orientador
Evgheni Polisciuc
evgheni@dei.uc.pt 📩