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20170320logiciels

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Visualisation de réseaux : principes, alternatives et logiciels

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20170320logiciels

  1. 1. Visualisation des réseaux Visualisation de réseaux Comment choisir un logiciel Laurent Beauguitte CNRS - UMR IDEES 20 mars 2017
  2. 2. Visualisation des réseaux 1 Visualisation de graphe : rappels sémiologiques de base Variables visuelles Légende 2 Visualisation de réseaux Des principes de base aux force-directed layouts Réseaux denses et grands réseaux 3 Choisir un logiciel 4 Démo : Cytoscape, R
  3. 3. Visualisation des réseaux Introduction Analyse de réseaux ne nécessite pas a priori de visualisation Les images de réseaux sont le plus souvent inecaces (pas de message clair) Fossé entre moyens techniques et capacités cognitives Il n'existe pas de logiciel idéal...
  4. 4. Visualisation des réseaux sémiologie Le graphe comme image : exploration vs communication Exploration esthétique superue légende inutile plus les données sont complètes et précises, mieux c'est
  5. 5. Visualisation des réseaux sémiologie Le graphe pour communiquer nécessité d'une légende claire, précise, complète transparence sur l'outil et la méthode (quel logiciel ? quel algorithme de visualisation ?) plus le graphe reète vos données, moins il est lisible : sélection indispensable
  6. 6. Interactivité : communication sans message ou exploration ? http://www.global-migration.info/ - *tous les liens ont été visités en mars 2017.
  7. 7. Visualisation des réseaux sémiologie Variables visuelles Sémiologie graphique selon J. Bertin : trois implantations (ponctuelle, linéaire et surfacique) et six variables visuelles (forme, taille, valeur, couleur, orientation, texture ou grain). http://margaux.ipt.univ-paris8.fr/vgodard/enseigne/carto2/memocart/mem12car.htm
  8. 8. Visualisation des réseaux sémiologie Variables visuelles Pour les graphes : deux implantations (ponctuelle et zonale) et quatre variables pertinentes (orientation peu adaptée, grain en voie de disparition). Selon Bertin (et les bertiniens orthodoxes): variable taille = variables quantitatives absolues (stock) valeur = variables quantitatives relatives (taux) et qualitatives ordonnées (petit, moyen, grand) couleur et forme = variable qualitative nominale
  9. 9. Visualisation des réseaux sémiologie Légende Un graphe sans légende ne sert à rien... source : http://agencephare.com/lanalyse-reseau/
  10. 10. Visualisation des réseaux Visualisation de réseaux Des principes de base aux force-directed layouts Principes élaborés par J. Moreno (1934) sommets les plus connectés au centre sommets les moins connectés en périphérie éviter les croisements de lien longueur des liens équivalente pour des liens équivalents* *très vite impossible pour des raisons géométriques
  11. 11. Visualisation des réseaux Visualisation de réseaux Des principes de base aux force-directed layouts Légende claire
  12. 12. Visualisation des réseaux Visualisation de réseaux Des principes de base aux force-directed layouts Développement de la SNA dans les années 70 : perte de qualité graphique
  13. 13. Visualisation des réseaux Visualisation de réseaux Des principes de base aux force-directed layouts Perte de qualité graphique durable... (Knoke, 1991)
  14. 14. Visualisation des réseaux Visualisation de réseaux Des principes de base aux force-directed layouts Innovations majeures en écologie : souci clarté graphique et mode représentation des propriétés des réseaux (graphique log-log) 1982 1987
  15. 15. Visualisation des réseaux Visualisation de réseaux Des principes de base aux force-directed layouts Placements manuels puis automatiques (70s) Premiers placements : aléatoire, géométrique (circle), basés sur des propriétés statistiques (analyse factorielle, MDS) Apparition des force-based layouts dans les 90s : Kamadakawai (89), Fruchterman-Reingold (91) Depuis 90s : développement capacités informatiques et dataviz (data visualisation)
  16. 16. http://owingdata.com/2012/01/02/high-resolution-maps-of-science/
  17. 17. Visualisation des réseaux Visualisation de réseaux Des principes de base aux force-directed layouts Exemples de spacialisation extrait de Cruz et Tamassia, 2003
  18. 18. Exemples de spacialisation extrait de Cruz et Tamassia, 2003
  19. 19. Réseaux denses et grands réseaux ne peuvent pas être représentés par des graphes (techniquement si...) Grandjean, 2015
  20. 20. Quelques options visualiser autrement (distribution des degrés, matrice bloquée) zoomer sur les lieux denses passer du graphe à l'ego-network
  21. 21. Visualisation des réseaux Visualisation de réseaux Réseaux denses et grands réseaux Henry et Fekete, 2008
  22. 22. Graphe ou matrice : déjà en 1946... E. Forsyth and L. Katz, A Matrix Approach to the Analysis of Sociometric Data: Preliminary Report, Sociometry, 9(4): 340-347
  23. 23. Visualisation des réseaux Visualisation de réseaux Réseaux denses et grands réseaux Combiner les approches Visualisation mixte graphe - matrice (logiciel NodeTrix) http://www.aviz.fr/wiki/uploads/Research/NodeTrix.png
  24. 24. Visualisation des réseaux Visualisation de réseaux Réseaux denses et grands réseaux Coup de génie des physiciens (emprunté aux écologues) : graphiques révélant les propriétés du réseau Moyenne des plus courts chemins et clustering coecient (transitivité) Watts et Strogatz, 1998
  25. 25. Visualisation des réseaux Visualisation de réseaux Réseaux denses et grands réseaux Moyenne des plus courts chemins et clustering coecient (transitivité) Watts et Strogatz, 1998
  26. 26. Visualisation des réseaux Visualisation de réseaux Réseaux denses et grands réseaux Distribution des degrés Albert et Barabási, 1999
  27. 27. Visualisation des réseaux Choisir un logiciel Des dizaines de logiciels existent et il est impossible de connaître tous les logiciels ; il est impossible de suivre leur actualité ; maîtriser un logiciel est un processus (plus ou moins) chronophage. Bilinguisme (français-anglais et SNA-physique-informatique) indispensable
  28. 28. Visualisation des réseaux Choisir un logiciel Critères pour eectuer un choix raisonné critères liés à l'utilisateur ou à l'utilisatrice ; critères liés aux données ; critères liés aux traitements souhaités ; critères liés au logiciel lui-même.
  29. 29. Visualisation des réseaux Choisir un logiciel Critères liés à l'utilisateur ou à l'utilisatrice objectifs système d'exploitation libre / gratuit / payant réseau personnel degré de geekitude (de NodeXL à networkX) connecté.e en permanence ou non
  30. 30. Visualisation des réseaux Choisir un logiciel Critères liés aux données (liste de logiciels non exhaustive) taille et ordre du réseau à étudier graphe simple (one-mode, pas de boucle, pas de liens multiplexes) graphe biparti (R, package bipartite et tnet) graphe multiplexe (Cytoscape, R) ego-network (Vennmaker, EgoNet, E-Net) réseaux longitudinaux (Siena, RSiena, networkDynamic dans R) réseaux spatiaux/planaires (QGis, Network Analyst dans ArcGis, Pigale)
  31. 31. Visualisation des réseaux Choisir un logiciel Critères liés aux traitements à eectuer visualisation (Cytoscape, Gephi, Tulip) mesures standards (à peu près tous les logiciels...) modéles statistiques (statnet dans R, PNet)
  32. 32. Visualisation des réseaux Choisir un logiciel Critères liés au logiciel date de la dernière version (ex. Visone, mai 2011...) portabilité entre OS format de données logiciel porté par une équipe ? une seule personne ?
  33. 33. Visualisation des réseaux Choisir un logiciel Format de données pas de format universel x formats spéciques (.net, .paj, .cysj...) préférer format .csv, encodage utf-8 (avoir un bon éditeur de texte ! Notepad++, Geany, etc.) une liste de sommets (Id, attributs) une liste de liens (Origine, destination, attributs)
  34. 34. Visualisation des réseaux Démo : Cytoscape, R Deux logiciels libres, gratuits, multi-plateformes : interface vs script Jeux de données D. rerio (Zebrash interactome) - Cytoscape Liens entre médias - igraph, package R, d'après Katya Ognyanova Plus un mini jeu de données (import) : une liste de liens, une liste de sommets (.csv, encodage utf-8)
  35. 35. Visualisation des réseaux Démo : Cytoscape, R Figure mini jeu de données : simple, orienté, attributs liens et sommets

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