Zeichnen von Netzwerken unter Berücksichtigung von Kantenlängen

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Kolloquium zur Bachelorarbeit
Zeichnen von Netzwerken unter
Berücksichtigung von Kantenlängen
Matthias Neumann
Motivation
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
2
Motivation

Übersichtliche Darstellung von Bahnverbindungen
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
2
Motivation

Übersichtliche Darstellung von Bahnverbindungen

Visualisierung von Reisezeiten
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
2
Vorangegangene Arbeiten
Nöllenburg und Wolff:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
3
Übersichtliche Darstellung
Nöllenburg und Wolff:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
3
Übersichtliche Darstellung
Nöllenburg und Wolff:

Automatischer Entwurf mit Hilfe linearer Optimierung
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
3
Übersichtliche Darstellung
Nöllenburg und Wolff:

Automatischer Entwurf mit Hilfe linearer Optimierung

Auszeichnung von Haltestellen ohne Überlappung
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
3
Übersichtliche Darstellung
Fink et al.:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
4
Übersichtliche Darstellung
Fink et al.:

Kräftebasierter Algorithmus zum Zeichnungsentwurf
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
4
Übersichtliche Darstellung
Fink et al.:

Kräftebasierter Algorithmus zum Zeichnungsentwurf

Darstellung der Kanten durch Beziérkurven
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
4
Darstellung der Reisezeit
Galton:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
5
Darstellung der Reisezeit
Galton:
Isochrone Karten:
Linien gleicher Reisezeit ausgehend von einem Punkt
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
5
Darstellung der Reisezeit
Haverkort:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
6
Darstellung der Reisezeit
Haverkort:
Linienstärke:
Je dicker die Linie, desto
schneller die Verbindung.
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
6
Darstellung der Reisezeit
Haverkort:
Linienstärke:
Je dicker die Linie, desto
schneller die Verbindung.
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
6
Darstellung der Reisezeit
Haverkort:
Linienstärke:
Wärmebild:
Je dicker die Linie, desto
schneller die Verbindung.
Je dunkler die Farbe, desto
langsamer die Verbindung.
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
6
Darstellung der Reisezeit
Haverkort:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
7
Darstellung der Reisezeit
Haverkort:
Oszillation:
Je mehr sich die Linie
schlängelt, desto langsamer
die Verbindung.
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
7
Darstellung der Reisezeit
Haverkort:
Oszillation:
Je mehr sich die Linie
schlängelt, desto langsamer
die Verbindung.
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
7
Darstellung der Reisezeit
Haverkort:
Oszillation:
Einteilung in Zonen:
Je mehr sich die Linie
schlängelt, desto langsamer
die Verbindung.
Je mehr Zonen durchquert
werden, desto langsamer
die Verbindung.
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
7
Darstellung der Reisezeit
Stevens:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
8
Darstellung der Reisezeit
Stevens:
Fixed Minute Methode:
Einteilung der Strecke in Etappen von einer Minute Fahrtzeit.
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
8
Darstellung der Reisezeit
Weitere Hinweise auf die Reisezeit:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
9
Darstellung der Reisezeit
Weitere Hinweise auf die Reisezeit:
• Maßstabsgetreue Karten
• Fahrbahnkategorien
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
9
Darstellung der Reisezeit
Weitere Hinweise auf die Reisezeit:
• Maßstabsgetreue Karten
• Fahrbahnkategorien
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
9
Darstellung der Reisezeit
Weitere Hinweise auf die Reisezeit:
• Maßstabsgetreue Karten
• Einteilung in Tarifzonen
• Fahrbahnkategorien
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
9
Mathematische Grundlagen
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
10
Ungerichtete Graphen
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
10
Ungerichtete Graphen
Grad deg(𝑢) eines Knotens 𝑢
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
10
Ungerichtete Graphen
Grad deg(𝑢) eines Knotens 𝑢
• Anzahl 𝑖 der benachbarten Knoten 𝑣1 , … , 𝑣𝑖
• Unabhängig von ein- und ausgehenden Kanten
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
10
Ungerichtete Graphen
3
1
2
3
0
2
4
1
Grad deg(𝑢) eines Knotens 𝑢
• Anzahl 𝑖 der benachbarten Knoten 𝑣1 , … , 𝑣𝑖
• Unabhängig von ein- und ausgehenden Kanten
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
10
Beziérkurven
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
11
Beziérkurven
• Kurve vom Grad 𝑛 durch 𝑛 + 1 Beziérpunkte bestimmt
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
11
Beziérkurven
• Kurve vom Grad 𝑛 durch 𝑛 + 1 Beziérpunkte bestimmt
• 𝐶 𝑡 =
Einführung
𝑛
𝑖=0 𝐵𝑖,𝑛
Grundlagen
𝑡 𝑃𝑖 mit 𝐵𝑖,𝑛
𝑛 𝑖
𝑡 =
𝑡 (1 − 𝑡)𝑛−𝑖
𝑖
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
11
Beziérkurven
• Kurve vom Grad 𝑛 durch 𝑛 + 1 Beziérpunkte bestimmt
• 𝐶 𝑡 =
𝑛
𝑖=0 𝐵𝑖,𝑛
𝑡 𝑃𝑖 mit 𝐵𝑖,𝑛
𝑛 𝑖
𝑡 =
𝑡 (1 − 𝑡)𝑛−𝑖
𝑖
• Beziérpunkte spannen Kontrollpolygon auf
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
11
Übergänge zwischen Beziérkurven
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
12
Übergänge zwischen Beziérkurven
• Angleichen der Tangenten im Übergangspunkt
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
12
Übergänge zwischen Beziérkurven
• Angleichen der Tangenten im Übergangspunkt
• Tangenten verlaufen entlang der Kanten des Kontrollpolygons
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
12
Länge einer Beziérkurve
• Länge einer Kurve:
Einführung
Grundlagen
𝑏
𝑎
𝑓𝑥′ (𝑡)2 + 𝑓𝑦′ (𝑡)2 𝑑𝑡
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
13
Länge einer Beziérkurve
• Länge einer Kurve:
𝑏
𝑎
𝑓𝑥′ (𝑡)2 + 𝑓𝑦′ (𝑡)2 𝑑𝑡
• Ab Beziérkurven vom Grad 𝑛 = 3, Polynome fünften
oder Höheren Grades im Wurzelausdruck
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
13
Länge einer Beziérkurve
• Länge einer Kurve:
𝑏
𝑎
𝑓𝑥′ (𝑡)2 + 𝑓𝑦′ (𝑡)2 𝑑𝑡
• Ab Beziérkurven vom Grad 𝑛 = 3, Polynome fünften
oder Höheren Grades im Wurzelausdruck
• Allgemeine Polynome fünften oder höheren Grades
nicht mehr durch Wurzelausdrücke auflösbar (Satz von
Abel-Ruffini)
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
13
Länge einer Beziérkurve
• Länge einer Kurve:
𝑏
𝑎
𝑓𝑥′ (𝑡)2 + 𝑓𝑦′ (𝑡)2 𝑑𝑡
• Ab Beziérkurven vom Grad 𝑛 = 3, Polynome fünften
oder Höheren Grades im Wurzelausdruck
• Allgemeine Polynome fünften oder höheren Grades
nicht mehr durch Wurzelausdrücke auflösbar (Satz von
Abel-Ruffini)
→ Approximative Bestimmung der Länge
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
13
Algorithmus zur Längenberechnung
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
14
Algorithmus zur Längenberechnung
• Annäherung der Berziérkurve durch Strecken
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
14
Algorithmus zur Längenberechnung
• Annäherung der Berziérkurve durch Strecken
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
14
Algorithmus zur Längenberechnung
• Annäherung der Berziérkurve durch Strecken
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
14
Algorithmus zur Längenberechnung
• Annäherung der Berziérkurve durch Strecken
• Summe der Streckenlängen entspricht näherungsweise
der Länge der Kurve
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
14
Erstellen eines Streckenplanes
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
15
Erstellen eines Streckenplanes
Würzburger Straßenbahnnetz:
• Koordinaten der Haltestellen aus OpenStreetMap
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
15
Erstellen eines Streckenplanes
Würzburger Straßenbahnnetz:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
16
Erstellen eines Streckenplanes
Würzburger Straßenbahnnetz:
• Fahrtzeiten aus den Fahrplänen des VVM
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
16
Vorverarbeitung
Kreuzungen:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
17
Vorverarbeitung
Kreuzungen:
• Kommen selten vor
• Einfügen von Scheinknoten
an
Schnittpunkten
zur
Vermeidung
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
17
Vorverarbeitung
Umwandlung der Kanten in
Beziérkurven:
Kreuzungen:
• Kommen selten vor
• Einfügen von Scheinknoten
an
Schnittpunkten
zur
Vermeidung
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
17
Vorverarbeitung
Umwandlung der Kanten in
Beziérkurven:
Kreuzungen:
• Kommen selten vor
• Einfügen von Scheinknoten
an
Schnittpunkten
zur
Vermeidung
Einführung
Grundlagen
• Einfügen
von
zwei
zusätzlichen Punkten
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
17
Vorverarbeitung
Umwandlung der Kanten in
Beziérkurven:
Kreuzungen:
• Kommen selten vor
• Einfügen von Scheinknoten
an
Schnittpunkten
zur
Vermeidung
Einführung
Grundlagen
• Einfügen
von
zwei
zusätzlichen Punkten
• Ergeben Beziérkurve vom
Grad drei
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
17
Kräftebasierter Algorithmus
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
18
Kräftebasierter Algorithmus
• Anwendung von Kräften auf Knoten und Kanten, um
diese in eine gewünschte Form/Position zu bringen
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
18
Kräftebasierter Algorithmus
• Anwendung von Kräften auf Knoten und Kanten, um
diese in eine gewünschte Form/Position zu bringen
• Kräfte wirken über mehrere Iterationen hinweg
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
18
Kräftebasierter Algorithmus
• Anwendung von Kräften auf Knoten und Kanten, um
diese in eine gewünschte Form/Position zu bringen
• Kräfte wirken über mehrere Iterationen hinweg
• Abbruch bei bestimmter Anzahl Iterationen oder wenn
Änderungen bei Form/Position < 𝜀
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
18
Kräfte und deren Berechnung
Abstoßende und anziehende Kräfte:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
19
Kräfte und deren Berechnung
Abstoßende und anziehende Kräfte:
• Streben an Knoten in Abstände 𝑧 proportional zur Fahrtzeit
zwischen ihnen zu setzen
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
19
Kräfte und deren Berechnung
Abstoßende und anziehende Kräfte:
• Streben an Knoten in Abstände 𝑧 proportional zur Fahrtzeit
zwischen ihnen zu setzen
• 𝐹𝐴𝐵 𝑢, 𝑣 =
Einführung
2
𝑧
𝑑(𝑢,𝑣)
Grundlagen
∙ 𝑢𝑣
und
𝐹𝐴𝑁 𝑢, 𝑣 =
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
𝑑(𝑢,𝑣)
𝑧
∙ 𝑣𝑢
Ausblick
19
Kräfte und deren Berechnung
Abstoßende und anziehende Kräfte:
• Streben an Knoten in Abstände 𝑧 proportional zur Fahrtzeit
zwischen ihnen zu setzen
• 𝐹𝐴𝐵 𝑢, 𝑣 =
2
𝑧
𝑑(𝑢,𝑣)
∙ 𝑢𝑣
und
𝐹𝐴𝑁 𝑢, 𝑣 =
𝑑(𝑢,𝑣)
𝑧
∙ 𝑣𝑢
• Wirken auf alle Knoten
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
19
Kräfte und deren Berechnung
Kraft zur Beibehaltung der geographischen Lage:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
20
Kräfte und deren Berechnung
Kraft zur Beibehaltung der geographischen Lage:
• Strebt an Knoten an ihrer ursprünglichen Position zu halten
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
20
Kräfte und deren Berechnung
Kraft zur Beibehaltung der geographischen Lage:
• Strebt an Knoten an ihrer ursprünglichen Position zu halten
• 𝐹𝐺𝐸𝑂 = 𝑢𝑢𝑔𝑒𝑜
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
20
Kräfte und deren Berechnung
Kraft zur Beibehaltung der geographischen Lage:
• Strebt an Knoten an ihrer ursprünglichen Position zu halten
• 𝐹𝐺𝐸𝑂 = 𝑢𝑢𝑔𝑒𝑜
• Wirkt auf alle Knoten
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
20
Kräfte und deren Berechnung
Kraft zur Veranschaulichung der Fahrtzeit:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
21
Kräfte und deren Berechnung
Kraft zur Veranschaulichung der Fahrtzeit:
• Strebt an Knoten in Abständen
proportional
zur
Fahrtzeit
zwischen ihnen zu setzen
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
21
Kräfte und deren Berechnung
Kraft zur Veranschaulichung der Fahrtzeit:
• Strebt an Knoten in Abständen
proportional
zur
Fahrtzeit
zwischen ihnen zu setzen
• 𝐹𝑍𝐸𝐼𝑇 𝑢, 𝑣 =
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
𝑑(𝑢,𝑣)
∙ 𝑣𝑢 +
𝑧(𝑢,𝑣)
𝑧(𝑢,𝑣) 2
∙ 𝑢𝑣
𝑑(𝑢,𝑣)
Ergebnisse
Ausblick
21
Kräfte und deren Berechnung
Kraft zur Veranschaulichung der Fahrtzeit:
• Strebt an Knoten in Abständen
proportional
zur
Fahrtzeit
zwischen ihnen zu setzen
• 𝐹𝑍𝐸𝐼𝑇 𝑢, 𝑣 =
𝑑(𝑢,𝑣)
∙ 𝑣𝑢 +
𝑧(𝑢,𝑣)
𝑧(𝑢,𝑣) 2
∙ 𝑢𝑣
𝑑(𝑢,𝑣)
• Wirkt bei Kanten mit einem
Knoten vom Grad eins nur auf
diesen
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
21
Kräfte und deren Berechnung
Weitere Kräfte für eine optisch ansprechende Darstellung:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
22
Kräfte und deren Berechnung
Weitere Kräfte für eine optisch ansprechende Darstellung:
Kraft auf Kontrollpunkte zur Glättung
der
Übergänge
zwischen Kurven.
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
22
Kräfte und deren Berechnung
Weitere Kräfte für eine optisch ansprechende Darstellung:
Kraft auf Kontrollpunkte zur Glättung
der
Übergänge
zwischen Kurven.
Einführung
Kräfte auf Knoten und Tangenten
zur Verringerung der Kurvenkrümmung.
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
22
Kräfte und deren Berechnung
Weitere Kräfte für eine optisch ansprechende Darstellung:
Kraft auf Kontrollpunkte zur Glättung
der
Übergänge
zwischen Kurven.
Einführung
Kräfte auf Knoten und Tangenten
zur Verringerung der Kurvenkrümmung.
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Kraft auf Tangenten
zur
besseren
Auflösung.
Ausblick
22
Weitere Anpassungen
Vermeidung von Kreuzungen:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
23
Weitere Anpassungen
Vermeidung von Kreuzungen:
• Überprüfe alle Kantenpaare auf Kreuzungen
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
23
Weitere Anpassungen
Vermeidung von Kreuzungen:
• Überprüfe alle Kantenpaare auf Kreuzungen
• Tritt eine Kreuzung auf halbiere Betrag aller Kräfte
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
23
Weitere Anpassungen
Vermeidung von Kreuzungen:
• Überprüfe alle Kantenpaare auf Kreuzungen
• Tritt eine Kreuzung auf halbiere Betrag aller Kräfte
• Wiederhole dies, bis keine Kreuzungen mehr auftreten
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
23
Weitere Anpassungen
Vermeidung von Kreuzungen:
• Überprüfe alle Kantenpaare auf Kreuzungen
• Tritt eine Kreuzung auf halbiere Betrag aller Kräfte
• Wiederhole dies, bis keine Kreuzungen mehr auftreten
Zusammenfassen von Kanten:
𝑣
• 𝑒1 = 𝑢, 𝑣 , 𝑒2 = 𝑣, 𝑤
• deg 𝑣 = 2
𝑢
𝑤
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
23
Weitere Anpassungen
Vermeidung von Kreuzungen:
• Überprüfe alle Kantenpaare auf Kreuzungen
• Tritt eine Kreuzung auf halbiere Betrag aller Kräfte
• Wiederhole dies, bis keine Kreuzungen mehr auftreten
Zusammenfassen von Kanten:
𝑣
• 𝑒1 = 𝑢, 𝑣 , 𝑒2 = 𝑣, 𝑤
• deg 𝑣 = 2
• 𝑒 = 𝑢, 𝑤 kreuzt keine Kante
𝑢
𝑤
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
23
Weitere Anpassungen
Vermeidung von Kreuzungen:
• Überprüfe alle Kantenpaare auf Kreuzungen
• Tritt eine Kreuzung auf halbiere Betrag aller Kräfte
• Wiederhole dies, bis keine Kreuzungen mehr auftreten
Zusammenfassen von Kanten:
• 𝑒1 = 𝑢, 𝑣 , 𝑒2 = 𝑣, 𝑤
• deg 𝑣 = 2
• 𝑒 = 𝑢, 𝑤 kreuzt keine Kante
𝑢
𝑤
Einführung
Grundlagen
→ Ersetze 𝑒1 und 𝑒2 durch 𝑒
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
23
Einzeichnen zuvor entfernter Knoten
𝑣
1
2
𝑢
𝑤
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
24
Einzeichnen zuvor entfernter Knoten
𝑢
3
𝑤
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
24
Einzeichnen zuvor entfernter Knoten
𝑢
𝑤
𝑢
3
𝑤
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
24
Einzeichnen zuvor entfernter Knoten
𝑢
1
𝑣
2
𝑤
𝑢
3
𝑤
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
24
Einzeichnen zuvor entfernter Knoten
𝑢
1
𝑣
2
𝑤
𝑢
3
𝑤
• Knoten werden nicht gleichmäßig verteilt
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
24
Einzeichnen zuvor entfernter Knoten
𝑢
1
𝑣
2
𝑤
𝑢
3
𝑢
𝑤
𝑤
• Knoten werden nicht gleichmäßig verteilt
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
24
Einzeichnen zuvor entfernter Knoten
𝑢
1
𝑣
2
𝑤
𝑢
3
𝑢
1
𝑣
𝑤
2
𝑤
• Knoten werden nicht gleichmäßig verteilt
• Entsprechend der Fahrtzeiten zwischen einander gesetzt
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
24
Ergebnisse
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
25
Straßenbahn Würzburg
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
25
Straßenbahn Würzburg
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
25
Straßenbahn Würzburg
• Rote Kanten mindestens 10%
zu lang
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
25
Straßenbahn Würzburg
• Rote Kanten mindestens 10%
zu lang
• Grüne Kanten
10% zu kurz
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
mindestens
Ausblick
25
Straßenbahn Würzburg
• Rote Kanten mindestens 10%
zu lang
• Grüne Kanten
10% zu kurz
mindestens
• Durchschnittliche Abweichung
von
der
gewünschten
Kantenlänge 11,08%
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
25
U-Bahn Montreal
• Rote Kanten mindestens 10%
zu lang
• Grüne Kanten
10% zu kurz
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
mindestens
Ausblick
26
U-Bahn Montreal
• Rote Kanten mindestens 10%
zu lang
• Grüne Kanten
10% zu kurz
mindestens
• Durchschnittliche Abweichung
von
der
gewünschten
Kantenlänge 8,11%
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
26
U-Bahn Wien
• Hellrote/dunkelrote
Kanten
mindestens 10%/15% zu lang
• Hellgrüne/grüne/dunkelgrüne
Kanten
mindestens
10%
/15% /20% zu kurz
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
27
U-Bahn Wien
• Hellrote/dunkelrote
Kanten
mindestens 10%/15% zu lang
• Hellgrüne/grüne/dunkelgrüne
Kanten
mindestens
10%
/15% /20% zu kurz
• Durchschnittliche Abweichung
von
der
gewünschten
Kantenlänge 8,68%
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
27
Vorortslinien Sydney
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
28
Vorortslinien Sydney
• Rot markierter Bereich mit
vielen
Kanten
ohne
gewünschte Länge
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
28
Vorortslinien Sydney
• Rot markierter Bereich mit
vielen
Kanten
ohne
gewünschte Länge
• Durchschnittliche Abweichung
von
der
gewünschten
Kantenlänge 22,23%
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
28
Einfluss des Vorfaktors von 𝐹𝑍𝐸𝐼𝑇
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
29
Einfluss des Vorfaktors von 𝐹𝑍𝐸𝐼𝑇
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
29
Einfluss des Vorfaktors von 𝐹𝑍𝐸𝐼𝑇
Vorfaktor nahe null, durchschnittliche
Abweichung von gewünschter Länge
16,19%
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
29
Einfluss des Vorfaktors von 𝐹𝑍𝐸𝐼𝑇
Vorfaktor nahe null, durchschnittliche
Abweichung von gewünschter Länge
16,19%
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
29
Einfluss des Vorfaktors von 𝐹𝑍𝐸𝐼𝑇
Vorfaktor nahe null, durchschnittliche
Abweichung von gewünschter Länge
16,19%
Einführung
Grundlagen
Vorfaktor sehr groß, durchschnittliche
Abweichung von gewünschter Länge
19,50%
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
29
Ausblick
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
30
Einführung neuer Kräfte
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
30
Einführung neuer Kräfte
Zusätzliche Kraft, die Knoten von Kanten abstößt:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
30
Einführung neuer Kräfte
Zusätzliche Kraft, die Knoten von Kanten abstößt:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
30
Einführung neuer Kräfte
Zusätzliche Kraft, die Knoten von Kanten abstößt:
Kartenausschnitt Sydney:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
30
Weitere Anpassung der Kantenlänge
Einfügen zusätzlicher Krümmung:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
31
Weitere Anpassung der Kantenlänge
Einfügen zusätzlicher Krümmung:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
31
Weitere Anpassung der Kantenlänge
Einfügen zusätzlicher Krümmung:
• Verlängerung der Kante
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
31
Weitere Anpassung der Kantenlänge
Einfügen zusätzlicher Krümmung:
• Verlängerung der Kante
• Positionen der Knoten bleiben gleich
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
31
Vergrößerung unübersichtlicher Regionen
Haunert und Sering:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
32
Vergrößerung unübersichtlicher Regionen
Haunert und Sering:
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
32
Vergrößerung unübersichtlicher Regionen
Haunert und Sering:
Setzen einer Fokusregion in schwer überschaubaren Bereichen.
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
32
Einführung
Grundlagen
Zeichenalgorithmus
Ergebnisse
Ausblick
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