Visualització de Dades

Esteu aquí

Crèdits
3
Tipus
Optativa
Requisits
Aquesta assignatura no té requisits, però té capacitats prèvies
Departament
CS
L'objectiu de l'assignatura és donar a conèixer els principis bàsics de la visualització de dades, tant des d'un punt de vista més teòric, com des d'un punt de vista pràctic. En finalitzar l'assignatura, l'estudiant hauria de ser capaç de fer una neteja de dades, un disseny visual i una implementació emprant les tècniques més conegudes de visualització de dades.

Professorat

Responsable

  • Pere Pau Vázquez Alcocer ( )

Hores setmanals

Teoria
1.5
Problemes
0.5
Laboratori
2
Aprenentatge dirigit
0.15
Aprenentatge autònom
20

Competències

Competències Tècniques de cada especialitat

Direcció i gestió

  • CDG3 - Capacitat per a la direcció de projectes de recerca, desenvolupament i innovació, en empreses i centres tecnològics, amb garantia per la seguretat de les persones i béns, la qualitat final dels productes i la seva homologació.

Específiques

  • CTE9 - Capatitat per a aplicar mètodes matemàtics, estadístics i d'intel·ligència artificial per a modelar, dissenyar i desenvolupar aplicacions, serveis, sistemes intel·ligents i sistemes basats en el coneixement.
  • CTE11 - Capacitat per a conceptualitzar, dissenyar, desenvolupar i avaluar la interacció persona-ordinador de productes, sistemes, aplicacions i serveis informàtics.
  • CTE12 - Capacitat per a la creació i explotació d'entorns virtuals, i per a la creació, gestió i distribució de continguts multimèdia.

Competències Tècniques Generals

Genèriques

  • CG9 - Capacitat per a comprendre i aplicar la responsabilitat ètica, la legislació i la deontologia professional de l'activitat de la professió d'Enginyer en Informàtica

Competències Transversals

ús solvent dels recursos d'informació

  • CTR4 - Gestionar l'adquisició, l'estructuració, l'anàlisi i la visualització de dades i d'informació de l'àmbit de l'enginyeria informàtica, i valorar de forma crítica els resultats d'aquesta gestió.

Raonament

  • CTR6 - Capacitat de raonament crític, lògic i matemàtic. Capacitat de resoldre problemes en la seva àrea d'estudi. Capacitat d'abstracció: capacitat de crear i utilitzar models que reflecteixin situacions reals. Capacitat de dissenyar i realitzar experiments senzills, i analitzar-ne i interpretar-ne els resultats. Capacitat d'anàlisi, de síntesi i d'avaluació.

Bàsiques

  • CB7 - Que els estudiants siguin capaços d'integrar coneixements i enfrontar-se a la complexitat de formular judicis a partir d'una informació que, essent incomplerta o limitada, inclogui reflexions sobre les responsabilitats socials i ètiques vinculades a l'aplicació dels seus coneixements i judicis.
  • CB8 - Que els estudiants sàpiguen comunicar les seves conclusions i els coneixements i raons darreres que les sustenten- a públics especialitzats i no especialitzats d'una manera clara i sense ambigüitats.
  • CB9 - Que els estudiants posseeixin les habilitats d'aprenentatge que els permetin continuar estudiant d'una manera que haurà de ser en gran mesura autodirigida o autònoma.

Objectius

  1. Introducció a la visualització
    Competències relacionades: CDG3, CTE12, CB7, CB9,
    Subcompetences:
    • Història de la visualització
    • Definició
    • Conceptes bàsics
  2. Percepció
    Competències relacionades: CTE9, CTE11, CTE12, CTR4, CTR6, CB7, CB8, CG9,
    Subcompetences:
    • El sistema visual
    • Rànquing de canals visuals
    • Variables preatentives
  3. Tècniques bàsiques i avançades de visualització de dades
    Competències relacionades: CTE11, CTE12, CTR4, CTR6, CB7, CB8, CB9, CG9,
    Subcompetences:
    • Diagrames de barres, de línies, de pastís
    • Visualització de múltiples variables
    • Esquemes específics (dades espacials, de temps...)
  4. Múltiples vistes, interacció i reducció de dades
    Competències relacionades: CDG3, CTE9, CTE11, CTE12, CTR4, CTR6, CB7, CB8, CB9, CG9,
    Subcompetences:
    • Motivació
    • Organització de múltiples vistes
    • El mantra de la visualització
  5. Implementació de sistemes de visualització de dades
    Competències relacionades: CDG3, CTE9, CTE11, CTE12, CTR4, CTR6, CB7, CB8, CB9, CG9,
    Subcompetences:
    • Neteja de dades
    • Diseny de sistemes de visualització
    • Implementació de sistemes de visualització

Continguts

  1. Introducció a la visualització
    En aquest apartat s'introduiran els conceptes més importants de visualització, es descriuran algunes males pràctiques. També es parlarà de la història de la visualització.
  2. Representacions visuals de les dades
    En aquest tema es mostraran les tècniques més bàsiques de visualització de dades i també es presentaran algunes tècniques més avançades per a visualitzar dades complexes, com visualització de múltiples variables o visualització geoespacial.
  3. Percepció
    S'explicarà el funcionament elemental del sistema de percepció visual. També es descriuran alguns conceptes importants com les variables preatentives, la importància del color, i els principis de percepció més important. També es descriurà quines variables visuals es perceben amb més cura que d'altres.
  4. Disseny de mútiples vistes
    Per representar informació altament complexa, és molt comú necessitar múltiples variables i vistes. En aquest apartat es parlarà de com dissenyar sistemes complexes utilitzant múltiples vistes: quines formes hi ha d'organitzar les vistes, separar les dades, i com crear interaccions connectades.
  5. Implementació d'aplicacions de visualització de dades
    Existeixen moltes eines i tecnologies desenvolupades que permeten la programació de sistemes de visualització de dades. Hi ha eines que no requereixen cap tipus de programació com Tableau, Vega, Lyra o que faciliten més control sobre el resultat emprant llenguatges de programació i llibreries com altair per Python, matplotlib per R, o D3 per JavaScript.
    L'objectiu d'aquest tema és que els alumnes siguin capaços d'avaluar les necessitats que demana un projecte per tal de poder escollirl 'eina correcta.
    A banda, també serà fonamental que els alumnes aprenguin a realitzar aplicacions interactives de visualització de dades utilitzant una llibreria moderna, com altair o Vega.

Activitats

Activitat Acte avaluatiu


Introducció a la visualització i els sistemes de visualització de dades

Desenvolupament del tema: Introducció a la visualització
  • Teoria: Definició de visualització. Importància i impacte. Introducció als sistemes de visualització.
  • Problemes: Exemples de bones i males pràctiques.
Objectius: 1
Continguts:
Teoria
1.5h
Problemes
0.5h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
2h

Percepció

Desenvolupament del tema: percepció i color. Rànquing de variables visuals. Conceptes de percepció: variables preatentives. Principis de percepció. Marques i canals. Ús del color i paletes de colors.
  • Teoria: Percepció i color. Rànquing de variables visuals. Conceptes de percepció: variables preatentives. Principis de percepció. Marques i canals. Ús del color i paletes de colors.
  • Problemes: Percepció i color. Rànquing de variables visuals. Conceptes de percepció: variables preatentives. Principis de percepció. Marques i canals. Ús del color i paletes de colors.
Objectius: 2 1
Continguts:
Teoria
3h
Problemes
1h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
2h

Representacions visuals de dades

Desenvolupament del tema: Representacions visuals de dades. Tècniques bàsiques de visualització. Tècniques avançades de visualització.
  • Laboratori: Disseny de visualitzacions efectives. Neteja de dades. Implementació de visualitzacions bàsiques de dades.
  • Aprenentatge dirigit: Exercicis pràctics de visualització de conjunts senzills de dades.
  • Aprenentatge autònom: Exercicis de neteja de dades. Exercicis pràctics de visualització de conjunts senzills de dades.
Objectius: 3 4
Continguts:
Teoria
1.5h
Problemes
0.5h
Laboratori
4h
Aprenentatge dirigit
4h
Aprenentatge autònom
16h

Disseny de múltiples vistes

Desenvolupament del tema: Disseny de múltiples vistes. Organització de múltiples vistes. Vistes coordinades. Interacció. Anàlisi exploratòria de dades.
  • Teoria: Disseny de múltiples vistes. Organització de múltiples vistes. Vistes coordinades. Interacció. Anàlisi exploratòria de dades.
  • Problemes: Disseny de múltiples vistes. Organització de múltiples vistes. Vistes coordinades. Interacció. Anàlisi exploratòria de dades.
  • Laboratori: Implementació de sistemes de múltiples vistes coordinades. Implementació d'interacció creuada.
  • Aprenentatge dirigit: Implementació de sistemes de múltiples vistes coordinades. Implementació d'interacció creuada.
  • Aprenentatge autònom: Implementació de sistemes de múltiples vistes coordinades. Implementació d'interacció creuada.

Teoria
3h
Problemes
1h
Laboratori
2h
Aprenentatge dirigit
4h
Aprenentatge autònom
20h

Implementació d'aplicacions de visualització de dades.

Aprenentatge d'una eina o llibreria de visualització de dades. Projecte de visualització de dades.
  • Laboratori: Aprendre una eina o biblioteca de visualització de dades. Projecte de visualització de dades.
  • Aprenentatge dirigit: Aprendre una eina o biblioteca de visualització de dades. Desenvolupament del projecte de visualització de dades.
  • Aprenentatge autònom: Aprendre una eina o biblioteca de visualització de dades. Desenvolupament del projecte de visualització de dades.
Objectius: 2 1 3 4 5
Continguts:
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
6h
Aprenentatge dirigit
4h
Aprenentatge autònom
35h

Entrega Lab1

Entrega de la primera part del projecte: Visualització estàtica
Objectius: 2 1 3 4 5
Setmana: 4
Tipus: entrega
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
20h

Entrega Lab2

Entrega de la segona part del projecte: Lab2
Objectius: 2 3 4 5
Setmana: 7
Tipus: entrega
Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
25h

Metodologia docent

L'assignatura s'impartirà d'una forma molt pràctica. Cada dia es comentaran alguns conceptes teòrics, i la resta de la sessió es dedicarà a treballar els conceptes en el laboratori. Es començarà per la resolució d'exercicis senzills de visualització i de seguida es passarà a desenvolupar un projecte en dues etapes. En una primera etapa, es realitzarà una visualització de múltiples vistes estàtica i en una segona, s'afegirà interacció.

Mètode d'avaluació

L'assignatura s'avaluarà amb un projecte que tindrà dues entregues. La primera entrega serà una visualització estàtica (Lab1) i la segona serà una visualització interactiva (Lab2).
La nota final serà:
NF = Lab1 * 0.5 + Lab2 * 0.5

Bibliografia

Bàsica:

Capacitats prèvies

Els estudiants haurien de tenir coneixements bàsics d'estadística i eventualment de gràfics per computador. També han de saber programar en algun llenguatge de programació general, preferentment Python.