Visual analytics of geolocated open fitness data of children and teens

Abstract

The Motorik Modul (MoMo) study conducted by the Karlsruhe Institute of Technology (KIT), collected a range of physical activity data of children and teenagers in Germany across multiple time waves to analyze underlying effects on their fitness and health over a large period of time. The physical activity data consists of BMI scores, accelerometer data which shows how active participants were during the day and various fitness tests, that were measured to determine the participant’s fitness status. In this work the Visual Analytics of Sport Data (VASD) system is introduced, which visualizes different aspects of this data for a holistic analysis. With this system an analysis across one or multiple time waves is possible and the analysis is done on groups of participants in states of Germany or for one or multiple participants of a selected state. There were some longitudinal participants who participated in more than one of the MoMo time waves, which allows an analysis of their performance over time. Using the different data categories about Accelerometer, Fitness, BMI and Questionnaire with the various linked charts that visualize the data, for example pie chart and scarf plot, the user can analyze specific fitness and health trends that appear in the data. VASD offers an overview of the collected MoMo data and detailed analyses for selected participants. An evaluation of a small user study conducted for the system concludes that VASD improves the comprehensibility of the data set. In this thesis, three use cases are presented to demonstrate the possibilities of using the system.

In der vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) durchgeführten Motorik Modul (MoMo) Studie wurde eine Reihe von Daten über die körperliche Aktivität von Kindern und Jugendlichen in Deutschland über mehrere Zeitwellen hinweg gesammelt, um die zugrunde liegenden Auswirkungen auf ihre Fitness und Gesundheit über einen langen Zeitraum zu analysieren. Die Daten zur körperlichen Aktivität bestehen aus BMI Werten, Akzelerometerdaten, die zeigen, wie aktiv die Teilnehmer während des Tages waren und verschiedenen Fitnesstests, die zur Bestimmung des Fitnessstatus der Teilnehmer gemessen wurden. In dieser Arbeit wird das Visuelle Analyse vonSportdaten (VASD) System vorgestellt, das verschiedene Aspekte dieser Daten für eine ganzheitliche Analyse visualisiert. Mit diesem System ist eine Analyse über einen oder mehrere Zeitwellen möglich und die Analyse wird für Gruppen von Teilnehmern in den Bundesländern oder für einen oder mehrere Teilnehmer eines ausgewählten Bundeslandes durchgeführt. Es gab einige Längsschnitt Teilnehmer, die an mehr als einer der MoMo Zeitwellen teilgenommen haben, was eine Analyse ihrer Leistung über die Zeit ermöglicht. Mit Hilfe der verschiedenen Datenkategorien zu Akzelerometer, Fitness, BMI und Fragebogen mit den verschiedenen verknüpften Diagrammen, die die Daten visualisieren, zum Beispiel Tortendiagramm und Streudiagramm, kann der Benutzer spezifische Fitness– und Gesundheitstrends analysieren, die in den Daten auftauchen. VASD bietet einen Überblick über die gesammelten MoMo Daten und detaillierte Analysen für ausgewählte Teilnehmer. Eine Auswertung einer kleinen Nutzerstudie, die für das System durchgeführt wurde, kommt zu dem Schluss, dass VASD die Verständlichkeit des Datensatzes verbessert. In dieser Arbeit werden drei Anwendungsfälle vorgestellt, um die Möglichkeiten der Nutzung des Systems zu demonstrieren.