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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Desenho de grafos: uma abordagem utilizando programação linear inteira
Authors: Felipe Marques Terra
First Advisor: Renato Cardoso Mesquita
Abstract: Um problema importante em visualização de dados é como organizar a informação a ser mostrada em estruturas que mostram entidades e as relações entre elas. Quando se tem um número extenso de entidades e de relações este problema pode ser muito complexo. Para um número grande de dados ou quando vários requisitos estéticos tem que ser obedecidos, o desenho automático de grafos se torna um problema relevante. Este trabalho tem como objetivo o estudo de metodologias e o desenvolvimento de uma ferramenta computacional capaz de gerar desenhos de grafos de maneira automática, otimizando fatores como complexidade visual da informação representada no grafo, legibilidade, e diversos critérios estéticos. Para isso foram aplicadas técnicas de Programação Linear Inteira (PLI) em etapas de algoritmos de desenho de grafos, para que restrições específicas de desenhos de circuitos alimentadores de energia elétrica fossem contempladas de maneira mais eficiente. Duas abordagens são apresentadas. A topologia-forma-métrica, que consiste em tratar o desenho em três etapas: planarização, responsável por definir um embutimento planar para o grafo; ortogonalização, responsável por definir ângulos de vértices e arestas; e compacta ção, responsável por obter cordenadas de um desenho o mais compacto possível. Outra abordagem, a hierárquica, visa dispor vértices em camadas, ou níveis, e possui resultados interessantes quando aplicada a determinados problemas de desenho de grafos, tais como esquemas que precisam realçar informações de direção de fluxos, como é o caso de alguns diagramas de sistemas de energia elétrica. Desenhos de grafos gerados pelas diferentes abordagens são discutidos e comparados. Os resultados obtidos indicam que a abordagem PLI permite a inclusão de restrições de forma mais simples, possibilitando a inserção de mais requisitos estéticos nos desenhos automáticos. 
Abstract: An important problem in data visualization is the information organization into structures that show entities and their relationships. This problem can be more complex as the number of entities increases. The way a graph is drawn can directly impact on the information quality and reliability. For large amount of data, or, when large number of aesthetic requirements had to be defined, the automatic graph drawing problem becomes a very relevant problem. The methodology study and the development of a computational tool designed to build automatic graph drawing are the objectives of this work, optimizing the graph data visual complexity, readability and many kinds of aesthetic requirements. To achieve these goals, the Integer Linear Programming (ILP) approach was used in algorithm steps, just for treating electric circuits drawing requirements in an efficient way. Two approaches are presented: the topology-metric-shape deals the drawing in three steps: planarization, responsible for the definition of a planar embedding; orthogonalization, responsible for vertices and edges angles definition; and the compaction, which defines the compact drawing coordinates. Another approach, the hierarchical one, targets a drawing in levels, and achieves better results in some kinds of graph drawing problems, like flow schemas in electric power systems diagrams. Graph drawings built with the different approaches are largely discussed and compared. The obtained results show that the ILP approach allows the insertion of requirements in the system in a simple way. This enables the insertion of many aesthetic requirements.
Subject: Engenharia elétrica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8CSENG
Issue Date: 19-Aug-2009
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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