Improving Dynamic Network Visualization via Geographic Mapping and Overlap Resolution

This thesis describes the methods and techniques used to develop geospatial network visualization integrations into Collaboration Spotting X (CSX), a free, open-source tool for visualizing network-based data. The traditional core of CSX focuses on the visualization of tabular data as dynamic node-link representations; this work extends that functionality by incorporating geographic context, thereby enabling the exploration of spatial relationships within complex datasets based on the dataset, which serves as the data source in this implementation. Only a pre-filtered subset of the dataset is used during interaction to ensure performance. The primary research questions addressed in this work concern how geographic representations integrated with dynamic network schemas can improve the exploration of network and geospatial data. To address the challenge of node overlap within dense geographic networks, the system applies layout techniques such as grid, stack, circular, double-circle, and sunflower arrangements, in combination with clustering and link bundling, to enhance visual clarity. These techniques are drawn from selected representative methods in the literature. The integration also accommodates dynamic schema changes, allowing users to transition between high-level overviews and detailed views, and to explore data across varying geographic scales. Additional interactive features allow users to customize visualizations, modify the properties of links and nodes, and utilize tools such as heatmaps, clustering, and node information popovers for deeper inspection. A preliminary user evaluation involving students suggested improvements in spatial insight and feature usefulness; however, further evaluations are required to confirm the impact on usability. The extended CSX platform combines traditional network visualization with geographic visualization through an interactive interface. This approach aims to support the identification of spatial patterns, exploration of relationships, and contextual understanding of data origin. The result may offer an integrated method for geospatial-network analysis, potentially bridging gaps between spatial and relational exploration.

Questa tesi descrive i metodi e le tecniche utilizzate per sviluppare integrazioni di visualizzazione di reti geospaziali in Collaboration Spotting X (CSX), uno strumento gratuito e open-source per la visualizzazione di dati basati su reti. Il nucleo tradizionale di CSX si concentra sulla visualizzazione di dati tabellari come rappresentazioni dinamiche nodo-arco; questo lavoro estende tale funzionalità incorporando un contesto geografico, consentendo così l'esplorazione delle relazioni spaziali all'interno di dataset complessi basati sul dataset, che funge da fonte di dati in questa implementazione. Solo un sottoinsieme pre-filtrato del dataset viene utilizzato durante l'interazione per garantire le prestazioni. Le principali domande di ricerca affrontate in questo lavoro riguardano come le rappresentazioni geografiche integrate con schemi di rete dinamici possano migliorare l'esplorazione dei dati di rete e geospaziali. Per affrontare la sfida della sovrapposizione dei nodi all'interno di reti geografiche dense, il sistema applica tecniche di layout come le disposizioni a griglia, pila, circolare, doppio cerchio e girasole, in combinazione con il clustering e il raggruppamento dei collegamenti, per migliorare la chiarezza visiva. Queste tecniche sono tratte da metodi rappresentativi selezionati nella letteratura. L'integrazione supporta anche i cambiamenti dinamici dello schema, consentendo agli utenti di passare da panoramiche di alto livello a viste dettagliate e di esplorare i dati su scale geografiche variabili. Ulteriori funzionalità interattive consentono agli utenti di personalizzare le visualizzazioni, modificare le proprietà dei collegamenti e dei nodi e utilizzare strumenti come heatmap, clustering e popover informativi sui nodi per un'ispezione più approfondita. Una valutazione preliminare condotta con studenti ha suggerito miglioramenti nella comprensione spaziale e nell'utilità delle funzionalità; tuttavia, sono necessarie ulteriori valutazioni per confermare l'impatto sull'usabilità. La piattaforma CSX estesa combina la visualizzazione di reti tradizionali con la visualizzazione geografica attraverso un'interfaccia interattiva. Questo approccio mira a supportare l'identificazione di pattern spaziali, l'esplorazione delle relazioni e la comprensione contestuale dell'origine dei dati. Il risultato può offrire un metodo integrato per l'analisi geospaziale e di rete, potenzialmente colmando le lacune tra l'esplorazione spaziale e quella relazionale.