MoViSys Um Sistema de Visualização para Dispositivos Móveis

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1 MoVSys Um Sstema de Vsualzação para Dspostvos Móves Ana F. Vaz, Paulo P. de Matos, Ana Paula Afonso, Mara Beatrz Carmo Departamento de Informátca, Faculdade de Cêncas, Unversdade de Lsboa Campo Grande, , Lsboa {afvaz, Sumáro A crescente utlzação de dspostvos móves tem fomentado o desenvolvmento de aplcações de vsualzação própras para estes dspostvos. O tamanho reduzdo do ecrã e os modos de nteracção são as característcas que, entre outras, mas desafos colocam em termos de vsualzação e nteracção na concepção deste tpo de aplcações. Este artgo descreve o sstema MoVSys para a vsualzação em dspostvos móves de dados georeferencados, organzados em categoras com múltplos atrbutos. Este sstema explora técncas de fltragem, baseadas em crtéros defndos pelo utlzador, e de varação de smbologa de modo a reduzr o número de elementos representados. A nterface de especfcação de pesqusas é construída dnamcamente, no doma selecconado, em função da meta-nformação sobre a organzação dos dados. Palavras-chave Vsualzação de nformação geo-referencada, dspostvos móves, nterfaces adaptatvas, mecansmos de fltragem.. INTRODUÇÃO A evolução das capacdades e funconaldades dos dspostvos móves, bem como, a prolferação de nfraestruturas para comuncação sem fos, promovem a utlzação cada vez mas generalzada destes dspostvos. Esta realdade fomenta o desenvolvmento de aplcações de vsualzação própras para estes dspostvos. Os dspostvos móves apresentam algumas lmtações relatvamente aos computadores de secretára, tas como, as relaconadas com as capacdades de processamento e memóra, a conectvdade, a autonoma, a resolução e número de cores, os mecansmos de entrada ou a dmensão [Matos07]. Esta últma é a que mpõe mas restrções relatvamente ao desenvolvmento de aplcações de vsualzação. Contudo, em termos de facldade de transporte, a dmensão reduzda dos dspostvos móves é uma das suas característcas mas apelatvas, justfcando assm a necessdade de procurar soluções para mnorar esta lmtação, quer em termos de vsualzação, quer de nteracção. Embora crando problemas de oclusão, alguns autores têm explorado a utlzação de espaços trdmensonas para aumentar o espaço de representação de modo aumentar a quantdade de dados representados [Gartner0], [Coors03], [Burgat05]. Outra aproxmação para a geração de magens ntelgíves em pequenos ecrãs consste em reduzr o número de elementos representados. Para este efeto podem ser usadas técncas de fltragem, para exclur elementos menos relevantes, e agregação, para combnar város elementos numa únca representação. O ecrã de dmensões reduzdas requer também a utlzação de técncas de navegação no espaço de nformação. As mas usuas são as panorâmcas (pannng) e amplações/reduções (zoomng). Começam, contudo, a ser ensaadas técncas usadas em ecrãs de maores dmensões que combnam a amplação de zonas restrtas com uma vsão de conjunto [Burgat08b]. Em contrapartda às lmtações própras dos dspostvos móves, a possbldade de localzação automátca do utlzador, assm como, a obtenção de hora e data, permtem ajustar a vsualzação ao contexto de utlzação sem ntervenção drecta do utlzador, smplfcando a nteracção. Este aspecto é relevante em aplcações para vsualzação de pontos de nteresse sobre um mapa. Exemplos de aplcações deste tpo são o CyberGude [Abowd97], o GUIDE [Cheverst00] o CRUMPET [Posla0] ou o Lol@ [Gartner0], ou anda os sstemas de navegação automóvel, como o TomTom Navgator [TomTom], o Navgon [Navgon] ou o NDrve [NDrve]. Um outro sstema de vsualzação de pontos de nteresse sobrepostos num mapa é o Google Maps Moble [GoogleMapsMoble] que é uma extensão do Google Maps [GoogleMaps] para dspostvos móves. Contudo, o problema da densdade de nformação nas magens geradas em dspostvos móves contnua a colocar-se. Neste artgo descreve-se o sstema MoVSys, para a vsualzação em dspostvos móves de dados

2 geo-referencados, organzados em categoras, com múltplos atrbutos. Este sstema explora técncas de fltragem, baseadas em crtéros defndos pelo utlzador, e de varação de smbologa de modo a reduzr o número de elementos representados. A nterface desenvolvda para especfcação de pesqusas é construída dnamcamente, no doma selecconado, em função da meta-nformação sobre a organzação dos dados. Na secção 2 apresentam-se as técncas utlzadas para fltrar e agregar os elementos a vsualzar, de modo a obter magens ntelgíves, e para navegar no espaço de nformação. Na secção 3 descreve-se a nterface adaptatva desenvolvda para este sstema. Na secção 4 descreve-se o processo de concepção do protótpo do sstema MoVSys e na secção 5 apresentam-se conclusões e o trabalho em curso. 2. VISUALIZAÇÃO DE INFORMAÇÃO GEO-RE- FERENCIADA O sstema MoVSys tem como objectvo a vsualzação em dspostvos móves de pontos de nteresse geo-referencados, organzados em dferentes categoras, com múltplos atrbutos. Para este efeto colocam-se sobre um mapa símbolos que representam os pontos de nteresse. Assm, para obter uma representação ntelgível para o utlzador, é necessáro utlzar símbolos adequados e que estejam organzados de uma forma clara. Uma vez que o ecrã dos dspostvos móves tem dmensões muto reduzdas, a representação de todos os pontos de nteresse que satsfazem uma determnada pesqusa, dá frequentemente orgem a magens confusas. Deste modo, para que a nformação seja compreensível para o utlzador, é necessáro controlar o número de símbolos desenhados no ecrã. Para que tal seja possível, é necessáro reduzr o número de símbolos sempre que exstam demasados pontos de nteresse ou que estejam muto próxmos. No sstema desenvolvdo, é utlzada uma combnação de mecansmos de fltragem, que permtem elmnar resultados menos relevantes, e operadores de generalzação que permtem agrupar resultados próxmos. De seguda será descrta a função utlzada para a fltragem dos pontos de nteresse, os operadores de generalzação utlzados e a varação de smbologa consoante o nível de amplação. 2. Função de Grau de Interesse Para fltrar quas os pontos de nteresse que devem ser apresentados ao utlzador, utlzamos uma função que permte quantfcar o grau de nteresse que o utlzador tem num determnado ponto. Esta função, apresentada em [Carmo08], desgna-se por função de grau de nteresse por analoga ao conceto ntroduzdo por Furnas em [Furnas86]. A função de Furnas quantfca o nteresse num ponto, dado um foco de nteresse. O valor desta função num ponto x depende de uma dstânca a pror do ponto, API(x), e na dstânca entre x e o foco y: DoI(x y)=api(x)-d(x,y). Outros autores defnram também funções que quantfcam o nteresse num elemento quanto é feta uma pesqusa. Kem e Kregel calcularam a relevânca de cada elemento numa base de dados, para uma determnada nterrogação [Kem94]. O factor de relevânca de um elemento é determnado através do cálculo das dstâncas entre os valores dos seus atrbutos e os valores dos predcados de selecção. Rechenbacher defnu também uma função de relevânca que é aplcada à vsualzação de eventos em ambentes móves [Rechenbacher04]. Esta função depende de uma dstânca espacal, uma dstânca entre tópcos e uma dstânca temporal. A relevânca fnal de cada elemento é a soma dos valores normalzados de cada uma das funções de dstânca (espacal, temporal e entre tópcos). Para a função de grau de nteresse por nós desenvolvda, utlzámos como base [Furnas86] e [Kem94] e defnmos uma função que calcula a dstânca entre as condções defndas pelo utlzador e os valores dos atrbutos de cada ponto de nteresse. Defnmos uma função de grau de nteresse (DoI) base que quantfca o nteresse do utlzador num determnado ponto de nteresse, p j. Esta função calcula a méda do nteresse do utlzador (UI) relatvamente aos valores por ele especfcados para k atrbutos dferentes, a, =,2,,k: DoI ( p ) j = k = UI k [ 0,] A função UI(a,p ), depende por sua vez, da dstânca entre o valor selecconado pelo utlzador para o atrbuto, a, e o valor desse mesmo atrbuto no ponto de nteresse, p. Foram adoptadas as seguntes funções de dstânca: Para um atrbuto do tpo nomnal (por exemplo, marca ou tpo de restaurante) Dst 0, f a = p =, f a p Para um atrbuto do tpo numérco (por exemplo, preço ou classfcação) Dst a = max mn onde max e mn correspondem, respectvamente, ao valor máxmo e mínmo conhecdo para esse atrbuto. Para a dstânca geográfca, utlzamos uma dstânca Eucldeana normalzada Dst = xa x p max mn x x 2 ya y p + max mn y y onde (x a, y a ) e (x p, y p ), correspondem, respectvamente, à posção de nteresse defnda pelo utlzador, e a localzação do ponto de nteresse. Para a normalzação da função de dstânca geográfca, é necessáro ter em conta que os valores máxmos e mínmos utlzados varam consoante a posção geográfca de 2

3 nteresse escolhda pelo utlzador. Assm, caso a posção de nteresse para o utlzador esteja dentro da área vsível no ecrã, os valores utlzados para a normalzação serão as coordenadas máxmas e mínmas da área vsível (Fgura zona sombreada a verde). No entanto, caso a posção de nteresse esteja fora da área vsível, as coordenadas máxmas e mínmas utlzadas serão os extremos de um rectângulo centrado na área vsível e expanddo para nclur a posção de nteresse (Fgura zona 3 sombreada a azul). De referr, no entanto, que o tamanho deste rectângulo não pode nunca ser nferor à área vsível, de modo a mpedr que pontos de nteresse vsíves fcassem de fora da área de normalzação (Fgura zona 2 sombreada a vermelho). Fgura. Áreas consderadas para a normalzação da dstânca geográfca. Os pontos colordos exemplfcam posções de nteresse para o utlzador. As áreas estão numeradas e sombreadas com a mesma cor do ponto a que correspondem. Após ter sdo efectuado o cálculo das dstâncas, é possível determnar o valor da função UI: UI Dst w, w [ 0,] = onde w é o peso do atrbuto a, que pode ser defndo pelo utlzador de modo a especfcar qual a mportânca que dá a esse atrbuto na pesqusa. Desta forma, utlzando este tpo de função, é possível ordenar os dferentes pontos de nteresse presentes e através desta nformação apresentar apenas os mas relevantes para o utlzador. Uma vez que tanto as funções de dstânca, como a função UI podem apenas ter valores compreenddos entre 0 e, também a função DoI tem valores no ntervalo entre 0 e. Assm, um ponto de nteresse que obtenha um resultado próxmo de será muto relevante para o utlzador, e pelo contráro, um resultado próxmo de 0 será pouco relevante. 2.2 Função de Grau de Interesse Estendda Apesar da utlzação de pesos nos atrbutos permtr à função DoI dstngur os atrbutos mportantes para o utlzador daqueles que não o são, não tem em conta as dferenças de mportânca entre as própras categoras. Para resolver este problema, fo feta uma extensão à função DoI base defnda anterormente. Para dstngur a mportânca das dferentes categoras, fo adconado um peso a cada categora: k UI = DoI ( p j ) = wcat [ 0,] k onde w cat é o peso defndo pelo utlzador para a categora de p j. A utlzação dos pesos permtu também alterar o modo como é feta a lmtação no número de pontos de nteresse apresentado em cada ecrã. Assm, em vez de se ter apenas defndo um lmte total de pontos de nteresse, é tdo em conta o peso dado a cada categora: nmax wcat _ ncat _ = k w j= 0 cat _ j Em que n Cat_ representa o lmte de ponto de nteresse da categora, n max é o lmte total de pontos de nteresse e w cat_ é o peso dado à categora. Desta forma, ao dar mas mportânca a uma dada categora, o utlzador garante a possbldade de ter mas resultados da categora em que tem mas nteresse. No caso de, para uma dada categora, não exstrem pontos de nteresse sufcentes para atngr o lmte, são então repescados os melhores pontos de nteresse do conjunto de todas as categoras que anda não foram utlzados, de modo a atngr o lmte global. Outro problema que exste nas funções defndas anterormente, é o de apenas permtrem a selecção de um únco valor em cada atrbuto (por exemplo, o valor Chnês para o tpo de restaurante). No entanto, nalguns casos, é útl para o utlzador, a possbldade de selecconar múltplos valores (por exemplo, os valores Chnês e Italano para o tpo de restaurante), ou um ntervalo de valores (por exemplo, n.º de estrelas de 3 a 5 de um hotel). Para soluconar esta lmtação, as dstâncas numércas e nomnas foram também estenddas: Para um atrbuto nomnal com l valores alternatvos Dst 0, f a = p a2 = p =, f a p a2 p... a... a l l = p p Para um atrbuto numérco, com l valores alternatvos Dst a = mn max mn a2, max mn al,..., max mn Para um atrbuto numérco, com um ntervalo de valores entre a e a 2

4 Dst 0, f a p a2 a =, f p < a max mn a2, f p > a max mn Esta extensão permte resolver o problema da selecção de múltplos valores ou um ntervalo de valores para um atrbuto. No caso do utlzador apenas escolher um valor, ou seja l =, as funções estenddas correspondem às funções base defndas anterormente. 2.3 Operadores de Generalzação Apesar do uso de uma função de grau de nteresse permtr reduzr o número de elementos e deste modo mnmzar o problema da sobreposção de símbolos, não o resolve totalmente. De facto, se a dstrbução dos símbolos no ecrã não for unforme, contnua a ser possível exstrem símbolos sobrepostos, e consequentemente a magem pode ser de dfícl compreensão para o utlzador. Este problema tem uma mportânca acrescda se constatarmos que efectvamente, a dstrbução de pontos de nteresse num mapa não é normalmente unforme. É assm necessáro encontrar um modo de complementar a redução dos pontos de nteresse através da função de grau de nteresse. A solução adoptada consstu em agregar elementos. A agregação requer, por um lado, a cração de símbolos adequados para a sua representação e, por outro lado, regras para determnar o agrupamento dos elementos e a sua assocação aos símbolos gráfcos. Os símbolos gráfcos defndos para as agregações estão exemplfcados nas fguras 2, 3 e 4 e descrevem-se com mas detalhe em [Carmo08]. A selecção e posconamento do símbolo de agregação baseam-se na utlzação de operadores de generalzação, segundo a termnologa adoptada em [Edwardes05]. Outras soluções para posconamento dos ícones de agregação são apresentadas em [Burgat08b]. Para decdr quando utlzar estes operadores, fo utlzada uma grelha sobreposta à área de vsualzação [Woodruff98]. Quando o número de pontos de nteresse presentes numa determnada célula exceder um lmar predefndo é feta uma generalzação. A utlzação da grelha está descrta em maor detalhe em [Matos07] e [Carmo07]. Consderaram-se três tpos de operadores de generalzação: agregação, tpfcação e afastamento. Descrevem-se em seguda como são utlzados. Se os pontos de nteresse contdos numa determnada célula da grelha pertencerem todos a uma mesma categora, tendo consequentemente uma relação semântca entre s, é utlzado o operador de agregação. Desta forma, dos ou mas símbolos, são substtuídos por apenas um únco símbolo que representa um grupo de pontos de nteresse (Fgura 2). 2 Fgura 2. Utlzação do operador de agregação. No caso dos pontos de nteresse pertencerem a categoras dstntas, não havendo uma assocação semântca entre s, é utlzado o operador de tpfcação. Através deste operador, é possível fazer um tpo de agregação, mas no qual é dada alguma nformação sobre as dferentes característcas semântcas que o compõem. Neste caso, é apresentada no símbolo, nformação sobre que categoras estão presentes, ordenadas pelo número de resultados obtdos em cada uma delas (Fgura 3). Fgura 3. Utlzação do operador de tpfcação. Tanto no caso das agregações, como das tpfcações, o símbolo fnal é colocado na méda das posções dos pontos de nteresse que o compõem. Por últmo, nos casos em que não seja útl para o utlzador recorrer aos tpos de generalzação anterores, podem ocorrer sobreposções, nomeadamente em stuações em que o nível de amplação é elevado e não se pretenda juntar elementos. Para que as sobreposções sejam atenuadas é utlzado um operador de afastamento. Através deste operador, sempre que exsta uma sobreposção, é calculado o afastamento necessáro para a mnmzar. Deste modo, é possível afastar os símbolos da sua posção orgnal. Recorre-se a um segmento de recta para vsualzar qual o deslocamento efectuado (Fgura 4). Fgura 4. Operador de Afastamento. As lnhas a vermelho mostram o deslocamento dos símbolos. 2.4 Amplação A navegação no espaço de nformação é realzada através de panorâmcas e de amplações/reduções. As operações de varação de escala não são aplcadas do mesmo modo aos ícones e aos mapas subjacentes. No que dz respeto aos mapas são executadas amplações/reduções usando um conjunto de níves de amplação predefndos entre os quas o utlzador pode varar nteractvamente. Quanto aos símbolos, as amplações/reduções não afectam a sua dmensão, mas fazem varar o seu nível de detalhe.

5 A dmensão dos símbolos tem que salvaguardar, por um lado, que a sua área é sufcentemente grande para se dentfcar o símbolo e para permtr a selecção por um dspostvo de nteracção. Desta forma será possível mostrar numa janela auxlar nformação sobre o elemento selecconado, o que usualmente se desgna por detalhes a peddo. Por outro lado, é convenente que a sua área seja reduzda para não sobrecarregar a magem. Optou-se por defnr os símbolos com um conjunto de dmensões predefndas permtndo ao utlzador selecconar a dmensão dos ícones num menu de confguração. A nível de amplação pode determnar o nível de detalhe. Assm, se um utlzador estver a vsualzar um mapa com uma amplação muto reduzda (abrangendo uma área muto vasta), terá como objectvo prncpal ter uma vsão abrangente e contextualzada, mas menos detalhada. Pelo contráro, ao amplar um mapa, o utlzador pretende vsualzar cada vez com mas detalhes os pontos de nteresse exstentes. Deste modo, foram ntroduzdas duas opções de confguração para a vsualzação dos símbolos. Por um lado, é possível ao utlzador confgurar a partr de que níves são vsualzados símbolos com maor detalhe. Desta forma, com amplações menores, apenas são desenhados símbolos smples (ndcando apenas a categora do ponto de nteresse) tornando a magem menos confusa. Para amplações maores, o símbolo poderá nclur nformação sobre o valor do atrbuto que melhor qualfca o ponto de nteresse, por exemplo, valor do atrbuto concessonáro da categora bombas de gasolna. Por outro lado, fo também ntroduzda uma opção que permte lmtar a partr de que nível dexa de ser possível efectuar agregações/tpfcações, passando (em caso de sobreposção) a ser utlzado o operador de afastamento. Desta forma, é possível garantr que em amplações mas elevadas os pontos de nteresse são mostrados com o maor detalhe possível. 3. ESPECIFICAÇÃO DE PESQUISAS GEO- REFE-RENCIADAS Nos dversos domínos de nvestgação, nomeadamente nas áreas de nteracção, vsualzação e computação móvel observa-se uma grande varedade de propostas de sstemas e técncas com graus varáves de adaptação quer às restrções dos dspostvos, quer aos ambentes de utlzação. Neste trabalho, pretende-se explorar técncas capazes de mtgar a lmtação do tamanho do ecrã, a utlzação novos dspostvos de nteracção (por exemplo, canetas e teclados vrtuas) e as característcas da mobldade do utlzador. Na secção anteror foram apresentadas as técncas de vsualzação utlzadas na apresentação dos resultados das pesqusas. Esta secção é dedcada à apresentação da nterface de especfcação de pesqusas nteractvas de nformação geo-referencada. Na secção 3. apresentamse alguns dos métodos utlzados para contornar o problema da gestão do espaço de nformação em dspostvos que apresentam tamanhos de ecrã reduzdos e na secção 3.2 descrevemos em detalhe as técncas utlzadas no sstema MoVSys. 3. Técncas de gestão de espaço de nformação O tamanho do ecrã dos dspostvos móves reduz sgnfcatvamente o espaço dsponível, condconando a quantdade de nformação vsualzada. O enquadramento de espaços de nformação num únco ecrã é um problema bem conhecdo da área de HCI e dversas soluções têm sdo propostas [Burgat08a]. No desenho da nterface de especfcação de pesqusas os desafos colocam-se em explorar quas as técncas mas adequadas na organzação do espaço, na organzação da nformação e na navegação. 3.. Organzação do Espaço Dversas aproxmações têm sdo exploradas para soluconar o problema do tamanho da área de vsualzação [Zwck05]. De entre estas destacam-se: as janelas (wndows), os separadores (tabs) e os menus pull-down e pop-up. A utlzação de janelas e respectvas funconaldades de movmento, aumento e redução anda não é uma técnca muto frequente em dspostvos móves uma vez que o espaço dsponível é nsufcente para permtr movmentos flexíves. A técnca de organzação de espaço baseada em separadores permte a exstênca de dversas págnas de nformação com um acesso rápdo às categoras presentes nos separadores. Adconalmente, o facto das categoras estarem sempre vsíves permte smplfcar a navegação em estruturas complexas. A sua utlzação deverá ter em conta algumas recomendações de desenho, nomeadamente: () utlzação entre cnco a sete separadores em smultâneo para evtar estruturas confusas; () utlzação cudada de soluções baseadas em múltplas lnhas de separadores na medda em que reduz de forma sgnfcatva a área vsível para a apresentação de resultados; () quando a nteracção se efectuar com caneta (stylus) os separadores deverão ser colocados na base do ecrã; (v) nas soluções em que a dsposção horzontal dos separadores é utlzada, o número de categoras vsíves é lmtado, devendo ser consderadas as soluções baseadas em ícones ou conjugar com mecansmos de navegação. A utlzação de menus (pull-down ou pop-up) permte selecconar opções apresentadas sob a forma de uma lsta e são com alguma frequênca utlzados nas aplcações para dspostvos móves como forma de oferecer ambentes de nteracção dêntcos aos exstentes em ecrãs maores. Nos dspostvos móves os menus pull-down tornaram-se uma técnca frequente para aceder de uma forma rápda a campos de formuláros. Os dos tpos de menus são frequentemente utlzados para uma rápda e unforme selecção ou confrmação de operações em alternatva à ntrodução de texto, nomeadamente nas soluções em que são utlzados como menus de contexto para smplfcar a nteracção. A sua utlzação deverá ter em conta alguns prncípos de desenho, nomeadamente: () utlzar menus pop-up em dspostvos em que a nte-

6 racção se realza com canetas para evtar que os elementos de nformação fquem obstruídos e () evtar menus encadeados se exstr o rsco de serem mas comprdos ou mas largos do que o tamanho do ecrã Organzação da nformação Um dos aspectos mas mportantes na nterface de especfcação de pesqusas é a organzação das categoras e respectvos atrbutos de modo a smplfcar a navegação e aumentar o reconhecmento por parte do utlzador. Rchard S. Wurman defnu que a nformação podera ser organzada em cnco categoras: ordem alfabétca, ordem temporal, por contexto, por localzação ou por herarqua [Zwck05]. Na nterface de pesqusa foram exploradas as opções de organzação por ordem alfabétca e por herarqua. A ordem alfabétca é a opção predefnda para organzar a estrutura de categoras, atrbutos e valores de atrbutos. Após a prmera nteracção do utlzador com o sstema, a organzação da estrutura é baseada numa herarqua de mportânca. A mportânca de cada tem da estrutura é calculada com base no hstórco de utlzação e nas preferêncas defndas pelo utlzador. Este prncípo torna-se muto adequado para dspostvos com pequenos ecrãs, na medda em que optmza os camnhos de navegação Mecansmos de Navegação As aproxmações de navegação propostas para os dspostvos móves está dependente dos dspostvos de nteracção e do espaço de nformação a explorar [Burgat08a]. Nesta secção, o objectvo é apresentar os mecansmos mas adequados de navegação em espaços de nformação textuas (nterface de especfcação de pesqusas) para dspostvos móves. As aproxmações mas comuns são: Barras de navegação (scroll bars): utlzadas para varrer largas áreas numa janela. Dvdem-se em componente horzontal e componente vertcal de navegação. Para pequenos ecrãs a técnca frequentemente utlzada é o scroll bar vertcal e deve-se evtar a utlzação smultânea das duas componentes. Leafng: técnca frequentemente utlzada na apresentação de texto e na qual o conteúdo de uma janela ou de um ecrã é dvddo em dversas págnas ou vstas, com a ndcação da vsta actual e do número total de vstas dsponíves. 3.2 Interface de especfcação de pesqusas Um dos objectvos do MoVSys é construr um sstema de vsualzação para dspostvos móves faclmente adaptável para dversos domínos de aplcação. Para tal, fo construído um modelo de nformação que nclu as característcas das categoras, dos atrbutos das categoras, da smbologa e dos pontos de nteresse. Na versão actual do MoVSys a nformação exstente refere-se à área de tursmo. A adaptação do sstema para outro domíno de aplcação sera de fácl concretzação, na medda em que envolvera apenas a lgação a outros dados com a mesma organzação. O modelo de dados permte que a nterface de especfcação de pesqusas seja construída dnamcamente em função da meta-nformação sobre as categoras e valores de atrbutos exstentes. A nterface utlza o conceto de pesqusas dnâmcas (dynamc queres) [Schnederman94] de modo a aglzar a defnção e análse da nformação geo-referencada pretendda pelo utlzador. Através da manpulação drecta de wdgets ou query devces [Ahlberg95], tas como, rado buttons ou check boxes, os utlzadores podem faclmente especfcar os valores dos atrbutos de uma determnada categora. A rápda vsualzação dos resultados permte ao utlzador analsar a nformação obtda e eventualmente redefnr a sua nterrogação Descrção Geral da Interface A nterface está organzada em duas partes dstntas: uma de confguração e outra de especfcação da pesqusa do utlzador. A prmera parte da nterface permte que o utlzador personalze algumas opções de confguração. Estas opções estão organzadas em váras págnas contendo opções geras, de defnção da área a vsualzar, de confguração da função de grau de nteresse e dos operadores de generalzação, bem como do doma. Na defnção da área a vsualzar o utlzador tem à escolha três hpóteses: uma localzação prevamente guardada, captura da localzação geográfca do utlzador através de um dspostvo de posconamento ou nserção de coordenadas geográfcas. É anda possível especfcar outros parâmetros de vsualzação, tas como: o tamanho dos símbolos em pxels (mínmo, máxmo 00) a vsualzar no mapa; o número máxmo de pontos de nteresse a vsualzar smultaneamente; o tamanho das células da grelha a utlzar pelos operadores de generalzação; e o número máxmo de pontos de nteresse apresentados em cada célula. A especfcação de pesqusas é efectuada através da selecção de categoras e, em alguns casos, mpondo restrções aos valores dos seus atrbutos. Os resultados são vsualzados no mapa da área geográfca consderada. A Fgura 5 lustra a organzação da nterface de especfcação de pesqusas em duas áreas prncpas: uma área de vsualzação do mapa e dos resultados da pesqusa e uma área dedcada à especfcação da pesqusa. Na área de vsualzação, o utlzador pode efectuar panorâmcas através de deslocamentos da caneta sobre o mapa. O controlo do nível de amplação é efectuado através das operações de zoom n e zoom out exstentes na barra nferor do ecrã (Fgura 5). Para a varação da amplação fo utlzada a escala utlzada pelo Google Maps [Google Maps]. Assm, são permtdos 9 níves de amplação, em que o nível corresponde à maor amplação e o nível 9 à menor. No canto superor dreto do ecrã, exste um botão para aumentar ou dmnur o tamanho dos símbolos representatvos dos pontos de nteresse, para o caso do utlzador se encontrar em movmento ou parado, respectvamente.

7 Área de vsualzação do mapa Interface tabular com os query devces Fgura 5. Áreas da nterface. O utlzador ncalmente seleccona as categoras que pretende vsualzar. As categoras estão organzadas alfabetcamente com excepção das três prmeras na qual a apresentação é baseada nas escolhas efectuadas pelo utlzador na últma sessão. Para conforto do utlzador e rapdez de operação, nesta opção é utlzada a técnca de leafng, em que o conteúdo do panel é dvddo em váras vstas com a ndcação da vsta corrente e do número total de vstas dsponíves. A selecção da vsta corrente é feta na parte nferor do ecrã onde a navegação é assegurada através de botões (esquerda e dreta). As categoras selecconadas são mostradas através de uma nterface tabular dupla, acma da qual exste uma área dedcada aos query devces para a selecção de valores de cada atrbuto. A lnha nferor de separadores contém as categoras selecconadas e a lnha superor os respectvos atrbutos. As categoras estão organzadas pela ordem de selecção, tal como se pode observar na Fgura 5. Os atrbutos das categoras encontram-se organzados de acordo o número de vezes que o utlzador selecconou o atrbuto nas sessões anterormente efectuadas. Quando o utlzador seleccona algum dos valores de um atrbuto, o peso desse valor para a função de grau de nteresse é automatcamente modfcado para o seu valor máxmo, fazendo com que a função de grau de nteresse (DoI), seja acconada. O utlzador poderá nteractvamente redefnr a especfcação da pesqusa baseado na análse dos resultados vsuas obtdos. A organzação de espaço baseada numa nterface tabular para a especfcação de pesqusas permte um acesso rápdo às categoras presentes nos separadores (Fgura 5). Adconalmente, o facto das categoras estarem sempre vsíves permte smplfcar a navegação na estrutura de categoras e atrbutos. A sua construção está em conformdade com as recomendações enuncadas na sessão anteror, nomeadamente o número de separadores utlzados e o seu posconamento na base do ecrã Query Devces No sstema MoVSys concretzaram-se ses tpos de query devces dependentes da semântca assocada ao tpo de selecção de valores de cada atrbuto. Os tpos de query devces propostos são uma adaptação para pequenos ecrãs das técncas exstentes em [Ahlberg95]. Na Tabela representa-se a correspondênca entre cada tpo de selecção com os respectvos query devces. Desta forma, a nterface de especfcação de pesqusas é construída dnamcamente de acordo com a semântca de cada atrbuto. O prmero tpo de selecção permte especfcar os extremos de um ntervalo (por exemplo: horáro de abertura e fecho de um restaurante). Os valores mínmo e máxmo são determnados de acordo com as defnções exstentes no modelo de dados e o utlzador defne dos valores dentro desses lmtes. Este tpo de selecção está assocado ao query devce baseado em dos controlos numerc up-down, tal como se pode observar na Tabela e na Fgura 6 (). O segundo tpo de selecção é utlzado para escolher de entre uma lsta de opções qualquer número de valores dsponíves (por exemplo, funconaldades exstentes numa caxa Multbanco). Neste caso o tpo de query devce utlzado é baseado em check boxes (Fgura 6 () e Tabela ). () () Fgura 6. Mecansmo baseado em () numerc up-down para a selecção de valores com ntervalo () check boxes para a escolha de múltplos valores. O tercero tpo de selecção é um caso partcular do anteror, no qual a lsta de opções é um conjunto muto lmtado de valores dscretos. Neste caso utlza-se um mecansmo baseado em botões para a selecção dos valores pretenddos (Tabela ou Fgura 7 ()). O wdget assocado permte optmzar o espaço ocupado. O quarto tpo de selecção é utlzado para selecconar exactamente uma escolha de um conjunto de duas ou mas opções mutuamente exclusvas. Um exemplo é lustrado na Fgura 7 (), no qual dversas opções são mostradas para o atrbuto Banco de uma caxa Multbanco. O mecansmo utlzado é baseado em wdgets do tpo rado button. () () Fgura 7. Mecansmo baseado em () botões para a selecção de valores ordnas () rado button para a selecção de valores exclusvos O qunto tpo de selecção permte especfcar valores reas e nteros (Tabela ). A utlzação de um wdget baseado num campo textual e de um mn-teclado numérco evta que a área tabular de categoras e atrbutos

8 Tpos de Selecção Selecção de um ntervalo de valores Selecção de um conjunto de valores num conjunto dscreto Selecção de um conjunto de valores num conjunto lmtado de valores dscretos Selecção de um valor num conjunto dscreto Tpo de Wdgets Selecção de um valor numérco real ou ntero Selecção de um valor num ntervalo Tabela : Tpos de Selecção e respectvo query devce fque tapada com o teclado vrtual exstente neste tpo de dspostvos. A Fgura 8 () lustra a utlzação deste wdget na especfcação do preço pretenddo para uma atracção turístca. Por últmo, fo crado um range slder para a escolha de um valor num ntervalo (Tabela ou Fgura 8 ()). No exemplo da fgura, o range slder é usado para a defnção do peso da função de grau de nteresse no ntervalo [0,0]. apresentado ao utlzador. Para além do nome do ponto de nteresse, o utlzador terá de escolher o símbolo representante da sua categora e os detalhes, nomeadamente a especfcação dos valores dos atrbutos da categora selecconada. () () Fgura 8. Mecansmo baseado em () text box e botões para a nserr valores reas () range slder para selecconar valores ordnas De referr que na especfcação de pesqusas não é necessáro recorrer ao teclado vrtual, o que além de não ocultar a nterface defnda, melhora o desempenho. A nterface do MoVSys possu anda um conjunto de funconaldades adconas, nomeadamente o suporte mult-língua e cração de Pontos de Interesse Suporte Mult-Língua O MoVSys possu suporte mult-línguas, permtndo actualmente a selecção entre os domas Português e Inglês. Para selecconar a o doma pretenddo, o utlzador apenas necessta de selecconar a opção pretendda em Idoma na nterface de confguração. O modelo de meta-nformação sobre a organzação dos dados pode ser estenddo de forma a representar outros domas Pontos de Interesse O MoVSys permte que o utlzador possa crar pontos de nteresse própros. Para tal, o utlzador escolhe, no menu de contexto (Fgura 9 ()), a opção Crar Ponto- DeInteresse. A Fgura 9 () lustra o formuláro que é () () Fgura 9. () Menu de contexto () Interface para crar um ponto de nteresse. O utlzador pode anda gravar um ponto de nteresse já exstente como favorto. Ao efectuar uma pesqusa o utlzador pressona durante alguns segundos no ponto de nteresse com a caneta e terá acesso ao menu de contexto (Fgura 9 ()). Após selecconar a opção Crar Favorto o utlzador deverá atrbur um nome ao seu ponto favorto para posteror reconhecmento na lsta de Favortos. O utlzador pode gravar um ponto de nteresse smples, uma agregação, ou uma agregação de múltplas categoras. O utlzador pode aceder posterormente ao ponto de nteresse favorto através da opção Favortos da nterface tabular ncal. 4. PROTÓTIPO DO SISTEMA MOVISYS A concepção do sstema MoVSys fo realzada de acordo uma metodologa centrada no utlzador. A fase de análse de requstos envolveu entrevstas nformas com potencas utlzadores, smulações de sessões e o estudo de dversos projectos com objectvos comuns ao sstema MoVSys. O resultado deste processo permtu dentfcar

9 as funconaldades requerdas e as propredades e comportamento da nterface numa fase ncal. Nas fases de prototpagem foram realzadas e avaladas algumas alternatvas de smbologa e de desgn da nterface de especfcação de pesqusas que permtram fundamentar algumas decsões, nomeadamente sobre os símbolos mas adequados e os tpos de wdget a usar. Fnalmente, o protótpo tem sdo teratvamente refnado de modo a concretzar a totaldade das funconaldades. A Fgura 0 apresenta a arqutectura global do protótpo do sstema MoVSys. O protótpo fo desenvolvdo para Pocket PC, com o sstema operatvo Wndows Moble 5.0, utlzando o.net Compact Framework 2.0. Os pontos de nteresse são guardados numa base de dados SQL Server e os mapas são obtdos através do Google Maps WebServer. Nesta arqutectura sempre que o utlzador altera as coordenadas da área que está a vsualzar ou altera a amplação do mapa, o Clente de HTTP enva um peddo ao servdor Web do Google Maps, que lhe devolve uma nova magem do mapa para as coordenadas e nível de amplação desejado. Do mesmo modo, sempre que há uma alteração na área vsível, ou na pesqusa feta pelo utlzador, é envado um peddo para um servdor SQL Server que devolve para o Clente SQL Server a lsta de pontos de nteresse vsíves, e respectvos atrbutos. De notar, que a nterface é dnamcamente construída baseada nas defnções exstentes no modelo de dados concretzado como uma base de dados SQL Server. Na Fgura é possível observar o fluxo de execução após a especfcação de uma pesqusa por parte do utlzador. Nesta especfcação foram selecconadas as categoras a vsualzar e os respectvos pesos. Relatvamente a cada uma das categoras podem ter sdo selecconados valores de alguns atrbutos relevantes para o utlzador e respectvos pesos. Incalmente é obtda a magem do mapa, e a lsta dos correspondentes pontos de nteresse. De seguda, é calculada a função de grau de nteresse para cada um destes pontos de nteresse, tendo em conta as opções selecconadas pelo utlzador. Utlzando os valores calculados é então possível ordenar os pontos de nteresse do mas relevante para o menos relevante, guardando apenas os pontos de nteresse com maor valor da função de grau de nteresse. Os restantes pontos de nteresse são omtdos. Como já fo referdo, o número de pontos de nteresse a representar é defndo prevamente pelo utlzador na fase de confguração da aplcação. Obtenção do Mapa e PoI Mapa + Lsta PoI Função de Grau de Interesse Mapa + Lsta PoI Ordenada e Fltrada Operadores de Generalzação Mapa + Lsta Símbolos Bbloteca de Símbolos Representação Mapa com Símbolos Desenhados Interface do Utlzador Fgura 0. Arqutectura do protótpo do sstema MoVSys Fgura. Fluxo de execução da aplcação. Após a fase de ordenação, são utlzados os operadores de generalzação. Estes operadores, calculam para cada célula da grelha, se é efectuado um agrupamento de város pontos de nteresse, num únco símbolo. De seguda, são crados os símbolos para cada ponto de nteresse (ou grupo de pontos de nteresse), recorrendo a uma bbloteca de símbolos exstente no dspostvo. Fnalmente, os símbolos são desenhados sobre o mapa. 5. CONCLUSÕES Este artgo apresenta as característcas de vsualzação e da nterface adaptatva do sstema MoVSys. Relatvamente à vsualzação, apresentou-se uma função de grau de nteresse, que quantfca o nteresse do utlzador para cada ponto de nteresse da área vsível, de modo a fltrar os elementos menos relevantes, descreveram-se os operadores de generalzação adoptados para dsposção dos símbolos que os representam sobre um mapa e ndcaram-se as varações de smbologa relaconadas com as varações de níves de amplação. Quanto à nterface, focaram-se os aspectos relatvos à organzação dos dados num meta-modelo. Este metamodelo é fundamental para a geração dnâmca da nterface, nclundo a escolha do tpo de wdget adequada à semântca dos dados e suporte mult-língua. Apesar de terem sdo realzadas algumas avalações ncas a aspectos específcos do MoVSys, nomeadamente, do desenho dos símbolos e do tpo de wdget na nterface de pesqusa, estão em curso testes de usabldade para avalar os aspectos de vsualzação e de nteracção.

10 O foco deste trabalho tem sdo o estudo de técncas de fltragem para reduzr a densdade de ícones colocados sobre mapas representados por magens. Como trabalho futuro nteressa explorar a colocação dos ícones relatvamente a outros elementos de nformação dsponíves no mapa (por exemplo: nomes de ruas). Para este efeto é fundamental explorar formatos vectoras para a representação de mapas. 6. AGRADECIMENTOS O trabalho apresentado neste artgo é baseado em nvestgação fnancada pela FCT (Fundação para a Cênca e Tecnologa) através do projecto PTDC/EIA/69765/2006 e pelo programa de fnancamento pluranual. 7. REFERÊNCIAS [Abowd97] Abowd, G. D., Atkeson, C. G., Hong, J., Long, S., Kooper, R., & Pnkerton, M. Cybergude: A moble context-aware tour gude. Wreless Networks, 3(5), pp , 997. [Ahlberg95] Ahlberg, C., & Truvé, S.. Explorng Terra Incognta n the Desgn Space of Query Devces. Proceedngs Work. Conference on Engneerng for HCI, pp , 995. [Burgat05] Burgat, S., Chtttaro, L., Locaton-aware Vsualzaton of VRML Models n GPS-based Moble Gudes, Proceedngs of Web3D 2005, pp 57-64, ACM Press, [Burgat07] Burgat, S., & Chttaro, L.. Geographc Data Vsualzaton on Moble Devces for User's Navgaton and Decson Support Actvtes. Spatal Data on the Web - Modelng and Management pp Sprnger, [Burgat08a] Burgat, S., Chttaro, L., & Gabrell, S.. Navgaton technques for small-screen devces: and evaluaton on maps and web. Internatonal Journal of Human-Computer Studes, 66(2): 78-97, [Burgat08b] Burgat, S., Chtttaro, L., Declutterng of Icons based on Aggregaton n Moble Maps, Mapbased Moble Servces Desgn, Interacton and Usablty, Sprnger, pp. 3-32, 2008 [Carmo07] Carmo, M. B., Afonso, A. P., & Pombnho, P.. Vsualzaton of geographc query results for small screen devces. Proceedngs of ACM-GIR-2007, pp , [Carmo08] Carmo, M. B., Afonso, A. P., Matos, P. P., Vaz, A., MoVSys A Vsualzaton System Georeferenced Informaton on Moble Devces, acete para publcação na conferênca VISUAL08, Setembro [Cheverst00] Cheverst, K., Daves, N., Mtchell, K., & Frday, A.. Experences of Developng and Deployng a Context-Aware Tourst Gude: The GUIDE Project. In Proceedngs of MobCom, pp ACM Press, [Coors03] Coors, V., Gjesdal, O., Sulebak, J., Laakso, K., 3D Maps for Boat Toursts, Procedngs of ENTER Conference, pp , [Edwardes05] Edwardes, A., Burghardt, D., & Webel, R.. Portrayal and Generalsaton of Pont Maps for Moble Informaton Servces. In Map-based Moble Servces Theores, Methods and Implementatons pp Sprnger-Verlag, [Furnas86] Furnas, G. W.. Generalzed Fsheye Vews. Proceedngs of the ACM CHI 86, pp. 6-23, 986. [Gartner0] Gartner, G., & Uhlrz, S.. Cartographc Concepts for Realzng a Locaton Based UMTS Servce: Venna Cty Gude Lol@. Proceedngs of the Cartographc Conference, pp , 200. [GoogleMaps] Google Maps. [GoogleMapsMoble] Google Maps Moble. [Kem94] Kem, D. A., & Kregel, H.-P.. VsDB: Database Exploraton Usng Multdmensonal Vsualzaton. IEEE Computer Graphcs and Applcatons, 4 (5), 994. [Matos07] Matos, P. P., Carmo, M. B., & Afonso, A. P.. Vsualzação de Informação Georeferencada em Dspostvos Móves. EPCG'07, [Navgon] Navgon. [NDrve] NDrve. [Poslad0] Poslad, S., Laamanen, H., Malaka, R., Nck, A., Buckle, P., & Zpf, A.. CRUMPET: Creaton of User-Frendly Moble Servces Personalzed for Toursm. Proceedngs of the Conference on 3G Moble Communcaton Technnologes, pp , 200. [Rechenbacher04] Rechenbacher, T.. Moble Cartography Adaptve Vsualsaton of Geographc Informaton on Moble Devces. München. Verlag Dr. Hut, [Schnederman94] Schnederman, B.. Dynamc Queres for Vsual Informaton Seekng. IEEE Software, (6), pp , 994. [TomTom] Tom Tom Car navgaton System. [Woodruff98] Woodruff, A., Landay, J., & Stonebraker, M.. Constant densty vsualzatons of non-unform dstrbutons of data. Proceedngs of ACM UIST 98, pp. 9-28, 998. [Zwck05] Zwck, C., Schmtz, B., & Kuhl, K.. Desgnng for Small Screens. AVA Academa Publshng, 2005