Visualisierung von dynamischen Clustern innerhalb von Netzwerken

Abstract

Viele reale Systeme nehmen die Form eines Netzwerks an. Unter einem Netzwerk versteht man eine Struktur, in welcher Elemente in Beziehung zueinander stehen. Netzwerke lassen sich formal als Graphen modellieren. Eine Eigenschaft vieler Netzwerke ist, dass sich ihre Elemente in Gruppen (Cluster) einteilen lassen. Diese Gruppen sind in sich sehr dicht, untereinander aber nur schwach verbunden. In dynamischen Netzwerken durchlaufen die Gruppen einen Lebenszyklus: Sie entstehen, entwickeln sich und verschwinden eventuell wieder. Die Analyse dieser Gruppenentwicklungen kann entscheidend zum Verständnis von realen Systemen beitragen. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde daher eine Visualisierung entwickelt, welche es ermöglicht die Evolution von Gruppen in dynamischen Netzwerken nachzuvollziehen. Im Gegensatz zu bestehenden Visualisierungen für Gruppen, kann mit dem entwickelten Ansatz auch die Struktur des Netzwerks zu jedem Zeitpunkt dargestellt werden. Einzelne Elemente können selektiert werden, um so deren Gruppenzugehörigkeit im Verlauf der Zeit sichtbar zu machen. Die Stabilität von Elementen im Bezug auf ihre Gruppenzugehörigkeit kann ebenfalls visuell abgebildet werden. Zudem können dominierende Gruppen, welche über die Zeit hinweg bestehen, detektiert und hervorgehoben werden. Zuletzt wurde die Anwendbarkeit der Visualisierung mithilfe zweier realer Netzwerk-Datensätze untersucht.