Reducing the information load in map animations as a tool for exploratory analysis

Tämä väitöskirja käsittelee kartta-animaatioiden käyttäjälleen aiheuttamaa informaatiokuormaa, sekä esittelee kaksi uutta menetelmää animaatioiden eksploratiivisen analyysin tueksi. Informaatiokuorma koostuu tietosisällöstä ja sen esitystavasta. Objektienmäärä ja niiden ominaisuudet ovat välttämätöntä tietosisältöä, kun taas niiden visualisointitapa, taustakartta ja animaation asetukset vaikuttavat informaatio kuormaan ja animaation koettuun kompleksisuuteen. Informaation ylikuormitus rasittaa ihmisen työmuistia ja kognitiivista suorituskykyä. Aivot pystyvät käsittelemään kerrallaan vain muutamaa kohdetta, ja jos uutta informaatiota tulee nopeammin kuin edelliset saadaan siirrettyä säilömuistiin, osa informaatiosta menetetään. Informaatio kuitenkin voidaan ryhmitellä suuremmiksi kokonaisuuksiksi, jolloin säilömuistiin siirtämisen kapasiteetti kasvaa. Tämä väitöskirja pyrkii selvittämään, mitkä tekijät kasvattavat kartta-animaatioiden aiheuttamaa informaatiokuormaa, kuinka tätä kuormaa voidaan lievittää, ja kuinka käsiteltävien kokonaisuuksien muodostamista animaatioista voidaan tukea. Tärkeimmiksi informaatiokuormaa lisääviksi tekijöiksi tunnistettiin ilmiön ajallinen laajuus, geometrian kompleksisuus ja ilmiön epälooginen käyttäytyminen, sekä käyttäjän tehtävämäärittely. Kun tarkasteltavana aineiston ajallinen laajuus kasvoi liikaa, käyttäjät vähensivät automaattisesti tietosisältöä joltain toiselta akselilta. Kahden aineiston yhdistelmä, joka oli suunniteltu kaksimuuttujaisen visualisoinnin aiempiin tutkimuksiin perustuen, koettiin liian kompleksiseksi. Tämä johtui aineiston geometrisesta rikkonaisuudesta ja aineistojen esittämien ilmiöiden epäloogisesta käyttäytymisestä. Esitellyt uudet menetelmät, temporaalinen tasavälimuunnos ja temporaalinen luokittelu, pyrkivät vähentämään informaatiokuormaa ilman, että yhtään tietosisältöä häviää. Tämä ominaisuus on tärkeä eksploratiivisessa analyysissa, jossa käyttäjän tavoite ei ole vielä selvillä. Käyttäjätestit osoittivat menetelmät lupaaviksi. Erityisesti ne onnistuivat paljastamaan aineistoista hahmoja, jotka olisivat jääneet huomaamatta perinteisen animaation avulla. Menetelmät vaikuttavat onnistuvan vähentämään informaatiokuormaa tasoittamalla havainnot tasaisesti tarkastelujaksolle ja ryhmittelemällä animaation sisällön helpommin omaksuttaviksi palasiksi. Yhteenvetona voidaan todeta että eksploratiiviseen käyttöön tarkoitetun kartta-animaation suunnittelussa tulee ottaa huomioon datan spatiaaliset ja temporaaliset ominaispiirteet, koska tehtäväperusteinen suunnittelu ei ole mahdollista.