Search

Investeringsbeslissingen worden vaak gebaseerd op een business case waarin investeringsalternatieven met elkaar worden vergeleken. Prognoses van de financiële impact van de investeringsalternatieven spelen hierin een belangrijke rol. De gebruikte historische data op basis waarvan financiële prognoses tot stand komen en de wijze waarop deze data worden gebruikt bij het bepalen van verwachte inkomsten en uitgaven bepalen in hoge mate de betrouwbaarheid van de prognoses. Big data en moderne analysetechnieken hebben de potentie om de betrouwbaarheid van financiële prognoses te vergroten. Het empirische bewijs van de werkelijke toegevoegde waarde van big data op dit vlak is echter schaars. In dit artikel wordt beschreven welke big data-toepassingen kunnen bijdragen aan betere financiële prognoses in business cases. Daarnaast wordt een casestudie gepresenteerd waarin big data-toepassingen daadwerkelijk tot betere financiële prognoses in business cases zouden hebben geleid.

Op het gebied van Enterprise Architectuur is het een gewoonte om de twee architecturen As-Is en To-Be met meerdere weergaven in te zetten voor veranderingen zonder Gap of Changes (een abstractie van de organisatieonderdelen (elementen) die geraakt worden door de wijzigingen). In dit onderzoek waarbij de ArchiMate modelleertaal is ingezet om veranderingen in concepten en relaties te modelleren is de Gap of Changes getoetst in vergelijking met de As-Is en de To-Be weergaven op het vinden van wijzigingen door de stakeholders. Inzage in de wijzigingen op een zorginformatiesysteem middels deze architectuur-model kan een aanvulling zijn ter ondersteuning voor stakeholders in het begrijpen van de implementatie. Het modelleren van de wijzigingen is onderzocht bij het casestudiebedrijf dat een nieuw zorginformatiesysteem heeft geïmplementeerd waarbij met behulp van empirisch onderzoek in kaart is gebracht of het voor de stakeholders zichtbaar is wat de wijzigingen zijn middels de Gap of Changes. Dit kan worden beschouwd als een belangrijke stap om de Gap (Kloof) tussen de As-Is en de To-Be architecturen te dichten. Uit het onderzoek is gebleken dat een Gap of Changes een bepalende factor is bij het visualiseren van wijzigingen in ArchiMate en dit meer zicht geeft op datgene wat veranderd.

Dit onderzoek evalueert twee visualisatietechnieken van veranderingen in de EnterpriseArchitectuur. De visualisatietechnieken zijn gebaseerd op de modelleertaal ArchiMate. Eén van devisualisatietechnieken is de standaardmethode voor het visualiseren van verandering in ArchiMate,zijnde de vergelijking van een uitgangs- en een doelarchitectuurmodel. Hierin leveren beidemodellen abstracties van de beoogde verandering op en wordt op deze manier de verschillenvastgesteld. Deze visualisatietechniek wordt in dit onderzoek als referentiemethode gehanteerd. Detweede visualisatietechniek is een, in een ander onderzoek, voorgestelde techniek om deveranderingen in één model te visualiseren, de Gap of Changes.Het onderzoek levert twee resultaten op, een methode om de twee visualisatietechnieken teevalueren op een telbare manier en de uitkomst dat de Gap of Changes meer inzicht geeft in deverandering, mits beide visualisatietechnieken worden gecombineerd.

Complexe structuren ontwarren en overzichtelijk maken Softwaresystemen bevatten grote en complexe verzamelingen waarin de afhankelijkheid tussen componenten is vastgelegd, zoals aanroep- en erfenisgrafen en ook dataflow en typeafhankelijkheidsgrafen. De analyse van dergelijke grafen - ‘graaf’ is de wiskundige benaming voor een verzameling punten (knopen) en verbindingen - is een van de hoofdtaken bij het onderhoud van software. Het bevatten en overzien van grote grafen is een zeer uitdagend proces. Visualisatie kan daarbij een goed hulpmiddel zijn, zij het dat visualiseren van zeer grote grafen ook niet eenvoudig is. Dat geldt zeker als het aantal knooppunten of verbindingen (edges) zodanig groeit dat de klassieke 'node-link' visualisaties worden belemmerd door ‘clutter’ (warboel, ongestructureerde groepen van knooppunten en verbindingen die dicht bij elkaar zitten). Clutter belemmert taken zoals het vinden van knooppunten die gekoppeld worden aan een gegeven verbinding of verbindingsset en, op een hoger niveau, het begrijpen van de graafstructuur. Gelukkig bestaan er verschillende methodes voor het reduceren van clutter. Een ervan is 'edge bundling', ofwel het geometrisch groeperen van verbindingen die dicht bij elkaar zitten in de visualisatie. Dit produceert afbeeldingen waarin de graafstructuur beter leesbaar is. In zijn proefschrift bespreekt Ozan Ersoy een nieuwe aanpak voor het berekenen van 'edge bundling layouts' (EBLs) met als doel het verminderen van clutter in grote grafen. Hij illustreert deze aanpak met verschillende voorbeelden die van toepassing zijn bij programmacomprehensie van grote software-systemen. Daarbij worden ook datasets afkomstig uit de analyse van luchtverkeerinformatie besproken.

Complexe structuren ontwarren en overzichtelijk maken Softwaresystemen bevatten grote en complexe verzamelingen waarin de afhankelijkheid tussen componenten is vastgelegd, zoals aanroep- en erfenisgrafen en ook dataflow en typeafhankelijkheidsgrafen. De analyse van dergelijke grafen - ‘graaf’ is de wiskundige benaming voor een verzameling punten (knopen) en verbindingen - is een van de hoofdtaken bij het onderhoud van software. Het bevatten en overzien van grote grafen is een zeer uitdagend proces. Visualisatie kan daarbij een goed hulpmiddel zijn, zij het dat visualiseren van zeer grote grafen ook niet eenvoudig is. Dat geldt zeker als het aantal knooppunten of verbindingen (edges) zodanig groeit dat de klassieke 'node-link' visualisaties worden belemmerd door ‘clutter’ (warboel, ongestructureerde groepen van knooppunten en verbindingen die dicht bij elkaar zitten). Clutter belemmert taken zoals het vinden van knooppunten die gekoppeld worden aan een gegeven verbinding of verbindingsset en, op een hoger niveau, het begrijpen van de graafstructuur. Gelukkig bestaan er verschillende methodes voor het reduceren van clutter. Een ervan is 'edge bundling', ofwel het geometrisch groeperen van verbindingen die dicht bij elkaar zitten in de visualisatie. Dit produceert afbeeldingen waarin de graafstructuur beter leesbaar is. In zijn proefschrift bespreekt Ozan Ersoy een nieuwe aanpak voor het berekenen van 'edge bundling layouts' (EBLs) met als doel het verminderen van clutter in grote grafen. Hij illustreert deze aanpak met verschillende voorbeelden die van toepassing zijn bij programmacomprehensie van grote software-systemen. Daarbij worden ook datasets afkomstig uit de analyse van luchtverkeerinformatie besproken.

In zijn proefschrift beschrijft Fred Kiwanuka technieken waarmee informatici 3D-beelden beter kunnen verwerken. Het onderzoek is onder meer van belang voor het verbeteren van medische beeldvormingstechnieken.

Complexe structuren ontwarren en overzichtelijk maken Softwaresystemen bevatten grote en complexe verzamelingen waarin de afhankelijkheid tussen componenten is vastgelegd, zoals aanroep- en erfenisgrafen en ook dataflow en typeafhankelijkheidsgrafen. De analyse van dergelijke grafen - ‘graaf’ is de wiskundige benaming voor een verzameling punten (knopen) en verbindingen - is een van de hoofdtaken bij het onderhoud van software. Het bevatten en overzien van grote grafen is een zeer uitdagend proces. Visualisatie kan daarbij een goed hulpmiddel zijn, zij het dat visualiseren van zeer grote grafen ook niet eenvoudig is. Dat geldt zeker als het aantal knooppunten of verbindingen (edges) zodanig groeit dat de klassieke 'node-link' visualisaties worden belemmerd door ‘clutter’ (warboel, ongestructureerde groepen van knooppunten en verbindingen die dicht bij elkaar zitten). Clutter belemmert taken zoals het vinden van knooppunten die gekoppeld worden aan een gegeven verbinding of verbindingsset en, op een hoger niveau, het begrijpen van de graafstructuur. Gelukkig bestaan er verschillende methodes voor het reduceren van clutter. Een ervan is 'edge bundling', ofwel het geometrisch groeperen van verbindingen die dicht bij elkaar zitten in de visualisatie. Dit produceert afbeeldingen waarin de graafstructuur beter leesbaar is. In zijn proefschrift bespreekt Ozan Ersoy een nieuwe aanpak voor het berekenen van 'edge bundling layouts' (EBLs) met als doel het verminderen van clutter in grote grafen. Hij illustreert deze aanpak met verschillende voorbeelden die van toepassing zijn bij programmacomprehensie van grote software-systemen. Daarbij worden ook datasets afkomstig uit de analyse van luchtverkeerinformatie besproken.

We presenteren onderzoek in de interactieve illustratieve beeldvorming met het doel de esthetische kwaliteit en de mogelijkheden voor ingrijpen door de gebruiker te verbeteren. We bespreken twee projecten die verschillende strategieën onderzoeken om deze doelen te bereiken. Het eerste project houdt zich bezig met de interactieve illustratieve visualisatie van volumetrische gegevens. We presenteren een visualisatiesysteem dat regel-gebaseerde visualisatie combineert met een grafische gebruikersinterface om gebruikers een flexibele, directe, en grafische manier te bieden het resultaat te beïnvloeden. Het tweede project houdt zich bezig met het interactief genereren van plaatjes die op arceringen met pen en inkt lijken. Deze methode maakt het mogelijk om 3D modellen te renderen in de stijl van klassieke illustraties met pen en inkt. We hebben als doel het synthetische uiterlijk van de resultaten van bestaande methoden te verbeteren door menselijke virtuositeit te integreren in de beeldsynthese. We presenteren een arceringstechniek die automatische voorbeeldgebaseerde controle over het resultaat combineert met interactieve controle door de gebruiker. Deze strategie staat ons toe de esthetische kwaliteit van de gegenereerde illustraties te verbeteren, door middel van een tweevoudige (automatische en interactieve) invloed van menselijke virtuositeit op het resultaat. We gebruiken beeldverwerking en machine learning om de arceringsstijl van handgetekende illustraties te leren. Wij dragen de geleerde arceringsstijl dan semi-automatisch over op nieuwe 3D objecten. Door deze semi-automatische aanpak brengt onze methode computergegenereerde arcering ook binnen het bereik van mensen zonder expertise in computergrafiek of illustratie.

In zijn proefschrift beschrijft Fred Kiwanuka technieken waarmee informatici 3D-beelden beter kunnen verwerken. Het onderzoek is onder meer van belang voor het verbeteren van medische beeldvormingstechnieken.

Nieuwe methode voor kwantitatieve fluorescentiemicroscopie Om beter te begrijpen hoe de grondbacterie Bacillus subtilis (die model kan staan voor de ziekenhuisbacterie S. aureus) overleeft, ontwikkelde UMCG-onderzoeker Sjouke Piersma nieuwe methoden voor kwantitatieve fluorescentiemicroscopie. Hij deed dat samen met zijn collega’s van de afdeling Medische Microbiologie. Bacillus subtilis is een bacterie die het liefst groeit op wortels van planten. Het is een populair modelorganisme voor onderzoek naar bacteriële genexpressie. Om na te gaan hoe de bacterie reageert op verschillende condities, maakten Piersma en zijn collega’s een verzameling van bacteriële stammen die meer dan 1.000 verschillende genfusies met een fluorescent eiwit (GFP) bevatten. Zo’n fusie licht op wanneer het bijbehorende proces in de cel actief is. Zo kon bekeken worden hoe genexpressie in de cel verandert onder verschillende condities. Het genexpressie-onderzoek van Piersma richtte zich zowel op individuele cellen binnen een populatie als op de gehele populatie. Voor de bestudering van genexpressie in individuele cellen werd gebruik gemaakt van een speciaal hiervoor ontwikkelde, nieuwe fluorescentiemicroscopie-methode. Deze methode is gebruikt voor een groot onderzoek waarin wiskundigen en biologen hebben samengewerkt. Zij hebben in kaart gebracht hoe Bacillus subtilis reageert op verandering in zijn voeding. Het onderzoek heeft meer inzicht gegeven in hoe de bacterie zich aan nieuwe omstandigheden aanpast, en leverde daarnaast een nieuwe methode op voor dataverwerking en datavisualisatie in de kwantitatieve fluorescentiemicroscopie.

Nieuwe methode voor kwantitatieve fluorescentiemicroscopie Om beter te begrijpen hoe de grondbacterie Bacillus subtilis (die model kan staan voor de ziekenhuisbacterie S. aureus) overleeft, ontwikkelde UMCG-onderzoeker Sjouke Piersma nieuwe methoden voor kwantitatieve fluorescentiemicroscopie. Hij deed dat samen met zijn collega’s van de afdeling Medische Microbiologie. Bacillus subtilis is een bacterie die het liefst groeit op wortels van planten. Het is een populair modelorganisme voor onderzoek naar bacteriële genexpressie. Om na te gaan hoe de bacterie reageert op verschillende condities, maakten Piersma en zijn collega’s een verzameling van bacteriële stammen die meer dan 1.000 verschillende genfusies met een fluorescent eiwit (GFP) bevatten. Zo’n fusie licht op wanneer het bijbehorende proces in de cel actief is. Zo kon bekeken worden hoe genexpressie in de cel verandert onder verschillende condities. Het genexpressie-onderzoek van Piersma richtte zich zowel op individuele cellen binnen een populatie als op de gehele populatie. Voor de bestudering van genexpressie in individuele cellen werd gebruik gemaakt van een speciaal hiervoor ontwikkelde, nieuwe fluorescentiemicroscopie-methode. Deze methode is gebruikt voor een groot onderzoek waarin wiskundigen en biologen hebben samengewerkt. Zij hebben in kaart gebracht hoe Bacillus subtilis reageert op verandering in zijn voeding. Het onderzoek heeft meer inzicht gegeven in hoe de bacterie zich aan nieuwe omstandigheden aanpast, en leverde daarnaast een nieuwe methode op voor dataverwerking en datavisualisatie in de kwantitatieve fluorescentiemicroscopie.

Visualisatie richt zich op het aanvullen van de zintuigen en het voorstellingsvermogen van wetenschappers zodat ze hun gegevens beter kunnen begrijpen. Dit is een interactief en iteratief proces waar informatierepresentatie, interactieve verkenning en het nemen van beslissingen een grote rol spelen. Het doel is om door middel van dit iteratieve proces inzicht te verkrijgen in het probleem en de onderliggende gegevens totdat er voldoende begrip is. Bij deze visuele verkenning is een hoge mate van interactiviteit essentieel voor het op eem efficiënte manier behalen van dit doel omdat het de gebruiker dan de mogelijkheid geeft om nieuwe ideëen uit te proberen, terugkoppeling te verkrijgen en de verkenning op basis daarvan bij te sturen. In dit proefschrift rapporteren we over ons onderzoek naar de uitdagingen voor natuurlijke interactie en de verkenning van gegevens die gerepresenteerd worden in drie dimensies. In dit proefschrift hebben we de visualisatie van astronomische gegevens als centraal voorbeeld genomen van een toepassingsdomein waarin de nadruk ligt op op drie-dimensionale puntwolkgegevens van numerieke simulaties, zoals simulaties van galactische dynamica of hoog-dimensionale informatie uit deeltjessystemen. We introduceren twee intuïtieve en efficiënte interactie-technieken voor de verkenning van gegevens in drie dimensies. De eerste techniek helpt gebruikers te navigeren in drie dimensies en de tweede techniek geeft gebruikers de mogelijkheid om eenvoudig een subset van deeltjes te selecteren. Daarnaast integreren we deze twee technieken in een visueel-analytische computerapplicatie om zo wetenschappers te helpen nuttige informatie te extraheren en inzicht te verkrijgen.

Visualisatie richt zich op het aanvullen van de zintuigen en het voorstellingsvermogen van wetenschappers zodat ze hun gegevens beter kunnen begrijpen. Dit is een interactief en iteratief proces waar informatierepresentatie, interactieve verkenning en het nemen van beslissingen een grote rol spelen. Het doel is om door middel van dit iteratieve proces inzicht te verkrijgen in het probleem en de onderliggende gegevens totdat er voldoende begrip is. Bij deze visuele verkenning is een hoge mate van interactiviteit essentieel voor het op eem efficiënte manier behalen van dit doel omdat het de gebruiker dan de mogelijkheid geeft om nieuwe ideëen uit te proberen, terugkoppeling te verkrijgen en de verkenning op basis daarvan bij te sturen. In dit proefschrift rapporteren we over ons onderzoek naar de uitdagingen voor natuurlijke interactie en de verkenning van gegevens die gerepresenteerd worden in drie dimensies. In dit proefschrift hebben we de visualisatie van astronomische gegevens als centraal voorbeeld genomen van een toepassingsdomein waarin de nadruk ligt op op drie-dimensionale puntwolkgegevens van numerieke simulaties, zoals simulaties van galactische dynamica of hoog-dimensionale informatie uit deeltjessystemen. We introduceren twee intuïtieve en efficiënte interactie-technieken voor de verkenning van gegevens in drie dimensies. De eerste techniek helpt gebruikers te navigeren in drie dimensies en de tweede techniek geeft gebruikers de mogelijkheid om eenvoudig een subset van deeltjes te selecteren. Daarnaast integreren we deze twee technieken in een visueel-analytische computerapplicatie om zo wetenschappers te helpen nuttige informatie te extraheren en inzicht te verkrijgen.

We presenteren onderzoek in de interactieve illustratieve beeldvorming met het doel de esthetische kwaliteit en de mogelijkheden voor ingrijpen door de gebruiker te verbeteren. We bespreken twee projecten die verschillende strategieën onderzoeken om deze doelen te bereiken. Het eerste project houdt zich bezig met de interactieve illustratieve visualisatie van volumetrische gegevens. We presenteren een visualisatiesysteem dat regel-gebaseerde visualisatie combineert met een grafische gebruikersinterface om gebruikers een flexibele, directe, en grafische manier te bieden het resultaat te beïnvloeden. Het tweede project houdt zich bezig met het interactief genereren van plaatjes die op arceringen met pen en inkt lijken. Deze methode maakt het mogelijk om 3D modellen te renderen in de stijl van klassieke illustraties met pen en inkt. We hebben als doel het synthetische uiterlijk van de resultaten van bestaande methoden te verbeteren door menselijke virtuositeit te integreren in de beeldsynthese. We presenteren een arceringstechniek die automatische voorbeeldgebaseerde controle over het resultaat combineert met interactieve controle door de gebruiker. Deze strategie staat ons toe de esthetische kwaliteit van de gegenereerde illustraties te verbeteren, door middel van een tweevoudige (automatische en interactieve) invloed van menselijke virtuositeit op het resultaat. We gebruiken beeldverwerking en machine learning om de arceringsstijl van handgetekende illustraties te leren. Wij dragen de geleerde arceringsstijl dan semi-automatisch over op nieuwe 3D objecten. Door deze semi-automatische aanpak brengt onze methode computergegenereerde arcering ook binnen het bereik van mensen zonder expertise in computergrafiek of illustratie.

Visualisatie richt zich op het aanvullen van de zintuigen en het voorstellingsvermogen van wetenschappers zodat ze hun gegevens beter kunnen begrijpen. Dit is een interactief en iteratief proces waar informatierepresentatie, interactieve verkenning en het nemen van beslissingen een grote rol spelen. Het doel is om door middel van dit iteratieve proces inzicht te verkrijgen in het probleem en de onderliggende gegevens totdat er voldoende begrip is. Bij deze visuele verkenning is een hoge mate van interactiviteit essentieel voor het op eem efficiënte manier behalen van dit doel omdat het de gebruiker dan de mogelijkheid geeft om nieuwe ideëen uit te proberen, terugkoppeling te verkrijgen en de verkenning op basis daarvan bij te sturen. In dit proefschrift rapporteren we over ons onderzoek naar de uitdagingen voor natuurlijke interactie en de verkenning van gegevens die gerepresenteerd worden in drie dimensies. In dit proefschrift hebben we de visualisatie van astronomische gegevens als centraal voorbeeld genomen van een toepassingsdomein waarin de nadruk ligt op op drie-dimensionale puntwolkgegevens van numerieke simulaties, zoals simulaties van galactische dynamica of hoog-dimensionale informatie uit deeltjessystemen. We introduceren twee intuïtieve en efficiënte interactie-technieken voor de verkenning van gegevens in drie dimensies. De eerste techniek helpt gebruikers te navigeren in drie dimensies en de tweede techniek geeft gebruikers de mogelijkheid om eenvoudig een subset van deeltjes te selecteren. Daarnaast integreren we deze twee technieken in een visueel-analytische computerapplicatie om zo wetenschappers te helpen nuttige informatie te extraheren en inzicht te verkrijgen.

Nieuwe methode voor kwantitatieve fluorescentiemicroscopie Om beter te begrijpen hoe de grondbacterie Bacillus subtilis (die model kan staan voor de ziekenhuisbacterie S. aureus) overleeft, ontwikkelde UMCG-onderzoeker Sjouke Piersma nieuwe methoden voor kwantitatieve fluorescentiemicroscopie. Hij deed dat samen met zijn collega’s van de afdeling Medische Microbiologie. Bacillus subtilis is een bacterie die het liefst groeit op wortels van planten. Het is een populair modelorganisme voor onderzoek naar bacteriële genexpressie. Om na te gaan hoe de bacterie reageert op verschillende condities, maakten Piersma en zijn collega’s een verzameling van bacteriële stammen die meer dan 1.000 verschillende genfusies met een fluorescent eiwit (GFP) bevatten. Zo’n fusie licht op wanneer het bijbehorende proces in de cel actief is. Zo kon bekeken worden hoe genexpressie in de cel verandert onder verschillende condities. Het genexpressie-onderzoek van Piersma richtte zich zowel op individuele cellen binnen een populatie als op de gehele populatie. Voor de bestudering van genexpressie in individuele cellen werd gebruik gemaakt van een speciaal hiervoor ontwikkelde, nieuwe fluorescentiemicroscopie-methode. Deze methode is gebruikt voor een groot onderzoek waarin wiskundigen en biologen hebben samengewerkt. Zij hebben in kaart gebracht hoe Bacillus subtilis reageert op verandering in zijn voeding. Het onderzoek heeft meer inzicht gegeven in hoe de bacterie zich aan nieuwe omstandigheden aanpast, en leverde daarnaast een nieuwe methode op voor dataverwerking en datavisualisatie in de kwantitatieve fluorescentiemicroscopie.

In zijn proefschrift beschrijft Fred Kiwanuka technieken waarmee informatici 3D-beelden beter kunnen verwerken. Het onderzoek is onder meer van belang voor het verbeteren van medische beeldvormingstechnieken.

Augmented reality: interactive visualisation and communication water projects for European water managers

Societal developments show that future demands for visualization can be expected to grow. In many areas of organized human activities organizations may turn away from textual and numerical flatlands, and rely on the convenient and multidimensional digital worlds. Virtual worlds for facility management, design, and planning are no exception, it has an enormous potential to help organizations finding the right spaces that fit the human activities they perform. However, a major take-up of virtual worlds in this context allowing a comparison between present and future, is yet to come. Perhaps such applications, interweaving virtual and real worlds in order to design better facilities are at its beginning stages. One thing is clear: sophisticated applications may have remained absent until today, but it will come to us. Digital worlds start to normalize and the design of organizational spaces can benefit from that development. In this current article the effects of the proposed integration of visualization with facilities were studied in a case study design. It was assessed whether the participants would actually change the design, without data on the organizational performance, and to what extent this affected staff satisfaction. This study however showed no design changes and no statistically significant changes in the affective responses of participants between pre-test and post-test stages. However, in this current case the sample size may have been too small for generalization purposes. The connection of virtual worlds with organizational data, which were not applied in this current case but were in fact applied in our earlier studies, may be vital for the efficacy of interactive facility management, design, and planning. It is concluded that data on organizational performance serve as a linking pin between facility management and virtual worlds. Interaction can thus be improved by using organizational data as ‘subtitles’ which stimulate a more active use of the visualization.

De laatste jaren zien we een exponentiële toename in de hoeveelheid data die de genetische inhoud (de genomen) en de expressie daarvan (de transcriptomen) van bacteriën beschrijven. Om uit deze berg aan data biologische kennis te verwerven is een enorme uitdaging. Dit proefschrift beschrijft hoe complexe datasets kunnen worden gereduceerd tot en gevisualiseerd als eenvoudige en gestructureerde modellen. Deze voor de mens goed te interpreteren modellen maken het vervolgens mogelijk om waardevolle informatie te extraheren. Het BAGEL-algoritme is ontwikkeld om in de grote hoeveelheid bacteriële DNA-sequenties die wereldwijd in databases aanwezig is, genen te kunnen opsporen die coderen voor eiwitten (bacteriocines) met een anti-microbiële werking. Dit unieke systeem is toegankelijk via een gebruikersvriendelijke webserver en mede daardoor heeft Bagel geleid tot de ontdekking van nieuwe actieve bacteriocines. Hierover is intussen door verschillende onderzoeksgroepen gepubliceerd. Uiteindelijk zouden deze bacteriocines kunnen helpen bij het terugdringen van het (excessieve) gebruik van antibiotica of bij de ontwikkeling van alternatieve anti-microbiële strategieën. Verder beschrijft dit proefschrift PePPER, een webserver die gebruikt kan worden om gen-regulatieprocessen te ontdekken. PePPER doet dit door gebruik te maken van bestaande databases en literatuurgegevens. Een aantal van de in dit proefschrift ontwikkelde technieken is ingezet om de groei in melk door de bacterie Lactococcus lactis te beschrijven in een computermodel. Dit model vormt een belangrijke bron voor de beschrijving van de processen die optreden tijdens de fermentatie van melk door deze melkzuurbacterie, in feite de eerste stappen in het kaasbereidingsproces dat door deze industrieel en economisch belangrijke bacterie wordt uitgevoerd.

De laatste jaren zien we een exponentiële toename in de hoeveelheid data die de genetische inhoud (de genomen) en de expressie daarvan (de transcriptomen) van bacteriën beschrijven. Om uit deze berg aan data biologische kennis te verwerven is een enorme uitdaging. Dit proefschrift beschrijft hoe complexe datasets kunnen worden gereduceerd tot en gevisualiseerd als eenvoudige en gestructureerde modellen. Deze voor de mens goed te interpreteren modellen maken het vervolgens mogelijk om waardevolle informatie te extraheren. Het BAGEL-algoritme is ontwikkeld om in de grote hoeveelheid bacteriële DNA-sequenties die wereldwijd in databases aanwezig is, genen te kunnen opsporen die coderen voor eiwitten (bacteriocines) met een anti-microbiële werking. Dit unieke systeem is toegankelijk via een gebruikersvriendelijke webserver en mede daardoor heeft Bagel geleid tot de ontdekking van nieuwe actieve bacteriocines. Hierover is intussen door verschillende onderzoeksgroepen gepubliceerd. Uiteindelijk zouden deze bacteriocines kunnen helpen bij het terugdringen van het (excessieve) gebruik van antibiotica of bij de ontwikkeling van alternatieve anti-microbiële strategieën. Verder beschrijft dit proefschrift PePPER, een webserver die gebruikt kan worden om gen-regulatieprocessen te ontdekken. PePPER doet dit door gebruik te maken van bestaande databases en literatuurgegevens. Een aantal van de in dit proefschrift ontwikkelde technieken is ingezet om de groei in melk door de bacterie Lactococcus lactis te beschrijven in een computermodel. Dit model vormt een belangrijke bron voor de beschrijving van de processen die optreden tijdens de fermentatie van melk door deze melkzuurbacterie, in feite de eerste stappen in het kaasbereidingsproces dat door deze industrieel en economisch belangrijke bacterie wordt uitgevoerd.

De laatste jaren zien we een exponentiële toename in de hoeveelheid data die de genetische inhoud (de genomen) en de expressie daarvan (de transcriptomen) van bacteriën beschrijven. Om uit deze berg aan data biologische kennis te verwerven is een enorme uitdaging. Dit proefschrift beschrijft hoe complexe datasets kunnen worden gereduceerd tot en gevisualiseerd als eenvoudige en gestructureerde modellen. Deze voor de mens goed te interpreteren modellen maken het vervolgens mogelijk om waardevolle informatie te extraheren. Het BAGEL-algoritme is ontwikkeld om in de grote hoeveelheid bacteriële DNA-sequenties die wereldwijd in databases aanwezig is, genen te kunnen opsporen die coderen voor eiwitten (bacteriocines) met een anti-microbiële werking. Dit unieke systeem is toegankelijk via een gebruikersvriendelijke webserver en mede daardoor heeft Bagel geleid tot de ontdekking van nieuwe actieve bacteriocines. Hierover is intussen door verschillende onderzoeksgroepen gepubliceerd. Uiteindelijk zouden deze bacteriocines kunnen helpen bij het terugdringen van het (excessieve) gebruik van antibiotica of bij de ontwikkeling van alternatieve anti-microbiële strategieën. Verder beschrijft dit proefschrift PePPER, een webserver die gebruikt kan worden om gen-regulatieprocessen te ontdekken. PePPER doet dit door gebruik te maken van bestaande databases en literatuurgegevens. Een aantal van de in dit proefschrift ontwikkelde technieken is ingezet om de groei in melk door de bacterie Lactococcus lactis te beschrijven in een computermodel. Dit model vormt een belangrijke bron voor de beschrijving van de processen die optreden tijdens de fermentatie van melk door deze melkzuurbacterie, in feite de eerste stappen in het kaasbereidingsproces dat door deze industrieel en economisch belangrijke bacterie wordt uitgevoerd.

Een van de oorzaken van hartfalen is dat de kransslagaders onvoldoende bloed naar de hartspier voeren. Deze problematiek wordt doorgaans met een ‘coronaire angiografie’ in beeld gebracht. Dit is een techniek waarbij bloedvaten en hartkamers met behulp van contrastvloeistof worden afgebeeld met röntgendoorlichting. Uit het onderzoek van Wisnumurti Kristanto blijkt dat in plaats van een angiografie wellicht ook een CT-scan kan worden gebruikt. Dit zou minder belastend zijn voor de patiënt. Met de multi-detector computed tomograaf (MDCT) kan de vaatwijdte en de hoeveelheid kalk in de wand van de kransslagader uitstekend gekwantificeerd worden. MDCT is een krachtig middel voor het onderzoeken van de kransslagaderen, zo stelt Kristanto vast. Wel is er nog ruimte voor verbetering. Met name op het gebied van het visualiseren van vroege stadia van vaatverkalking (plaques) heeft MDCT tekortkomingen die moeten worden opgelost voordat de techniek ook hiervoor in de zorgpraktijk kan worden toegepast. Er is echter aangetoond dat een aantal problemen verminderd en vermeden kan worden met behulp van geavanceerde beeldbewerkingstechnieken. De inzichten die dit onderzoek heeft opgeleverd, dragen bij aan de verbetering van de vroegtijdige, niet-invasieve opsporing van coronaire hartziekten met behulp van MDCT.

Een van de oorzaken van hartfalen is dat de kransslagaders onvoldoende bloed naar de hartspier voeren. Deze problematiek wordt doorgaans met een ‘coronaire angiografie’ in beeld gebracht. Dit is een techniek waarbij bloedvaten en hartkamers met behulp van contrastvloeistof worden afgebeeld met röntgendoorlichting. Uit het onderzoek van Wisnumurti Kristanto blijkt dat in plaats van een angiografie wellicht ook een CT-scan kan worden gebruikt. Dit zou minder belastend zijn voor de patiënt. Met de multi-detector computed tomograaf (MDCT) kan de vaatwijdte en de hoeveelheid kalk in de wand van de kransslagader uitstekend gekwantificeerd worden. MDCT is een krachtig middel voor het onderzoeken van de kransslagaderen, zo stelt Kristanto vast. Wel is er nog ruimte voor verbetering. Met name op het gebied van het visualiseren van vroege stadia van vaatverkalking (plaques) heeft MDCT tekortkomingen die moeten worden opgelost voordat de techniek ook hiervoor in de zorgpraktijk kan worden toegepast. Er is echter aangetoond dat een aantal problemen verminderd en vermeden kan worden met behulp van geavanceerde beeldbewerkingstechnieken. De inzichten die dit onderzoek heeft opgeleverd, dragen bij aan de verbetering van de vroegtijdige, niet-invasieve opsporing van coronaire hartziekten met behulp van MDCT.

Een van de oorzaken van hartfalen is dat de kransslagaders onvoldoende bloed naar de hartspier voeren. Deze problematiek wordt doorgaans met een ‘coronaire angiografie’ in beeld gebracht. Dit is een techniek waarbij bloedvaten en hartkamers met behulp van contrastvloeistof worden afgebeeld met röntgendoorlichting. Uit het onderzoek van Wisnumurti Kristanto blijkt dat in plaats van een angiografie wellicht ook een CT-scan kan worden gebruikt. Dit zou minder belastend zijn voor de patiënt. Met de multi-detector computed tomograaf (MDCT) kan de vaatwijdte en de hoeveelheid kalk in de wand van de kransslagader uitstekend gekwantificeerd worden. MDCT is een krachtig middel voor het onderzoeken van de kransslagaderen, zo stelt Kristanto vast. Wel is er nog ruimte voor verbetering. Met name op het gebied van het visualiseren van vroege stadia van vaatverkalking (plaques) heeft MDCT tekortkomingen die moeten worden opgelost voordat de techniek ook hiervoor in de zorgpraktijk kan worden toegepast. Er is echter aangetoond dat een aantal problemen verminderd en vermeden kan worden met behulp van geavanceerde beeldbewerkingstechnieken. De inzichten die dit onderzoek heeft opgeleverd, dragen bij aan de verbetering van de vroegtijdige, niet-invasieve opsporing van coronaire hartziekten met behulp van MDCT.

Dit proefschrift behandelt de visualisatie van grote aantallen dicht opeengepakte (gekromde) lijnen. Dergelijke verzamelingen van lijnen komen in verschillende domeinen voor, waarvan wij er twee expliciet behandelen. Allereerst het medische domein, waar zogenaamde DTI fiber tracts inzicht kunnen verschaffen in de structuur van de witte stof in de hersenen. Het tweede domein is de numerieke wiskunde, waar stroomlijnen informatie verschaffen over het gedrag van de stroming in vloeistoffen en gassen in simulaties. Voor beide soorten lijnen geldt dat wanneer ze op een naïeve manier gevisualiseerd worden er al gauw sprake is van een warboel van overlappende lijnen waaruit weinig inzicht te halen is. Daarom zijn in de loop van de jaren visualisatiemethoden ontwikkeld die helpen de structuur en de onderlinge ruimtelijke relaties van de lijnen inzichtelijk te maken. Dit proefschrift levert een viertal bijdragen op dit gebied. De eerste is een snelle nieuwe methode voor het extraheren van fiber tracts waarin de onderliggende DTI data omgezet wordt naar een graaf om daar dan Dijkstra’s kortste pad algoritme op toe te passen. Vervolgens introduceren we een nieuwe visualisatiemethode voor grote verzamelingen lijnen die gebaseerd is op traditionele illustratieve technieken. De resulterende visualisaties lijken qua stijl op met de hand gemaakte zwart-wit illustraties. In het daarop volgende hoofdstuk beschrijven we een methode voor het creëren van abstracte representaties van verzamelingen lijnen voor het inzicht geven in de globale structuur. Ten slotte introduceren we in het laatste hoofdstuk een flexibel lijn-stijl model voor het visualiseren van stroomlijnen.

Dit proefschrift behandelt de visualisatie van grote aantallen dicht opeengepakte (gekromde) lijnen. Dergelijke verzamelingen van lijnen komen in verschillende domeinen voor, waarvan wij er twee expliciet behandelen. Allereerst het medische domein, waar zogenaamde DTI fiber tracts inzicht kunnen verschaffen in de structuur van de witte stof in de hersenen. Het tweede domein is de numerieke wiskunde, waar stroomlijnen informatie verschaffen over het gedrag van de stroming in vloeistoffen en gassen in simulaties. Voor beide soorten lijnen geldt dat wanneer ze op een naïeve manier gevisualiseerd worden er al gauw sprake is van een warboel van overlappende lijnen waaruit weinig inzicht te halen is. Daarom zijn in de loop van de jaren visualisatiemethoden ontwikkeld die helpen de structuur en de onderlinge ruimtelijke relaties van de lijnen inzichtelijk te maken. Dit proefschrift levert een viertal bijdragen op dit gebied. De eerste is een snelle nieuwe methode voor het extraheren van fiber tracts waarin de onderliggende DTI data omgezet wordt naar een graaf om daar dan Dijkstra’s kortste pad algoritme op toe te passen. Vervolgens introduceren we een nieuwe visualisatiemethode voor grote verzamelingen lijnen die gebaseerd is op traditionele illustratieve technieken. De resulterende visualisaties lijken qua stijl op met de hand gemaakte zwart-wit illustraties. In het daarop volgende hoofdstuk beschrijven we een methode voor het creëren van abstracte representaties van verzamelingen lijnen voor het inzicht geven in de globale structuur. Ten slotte introduceren we in het laatste hoofdstuk een flexibel lijn-stijl model voor het visualiseren van stroomlijnen.

Dit proefschrift behandelt de visualisatie van grote aantallen dicht opeengepakte (gekromde) lijnen. Dergelijke verzamelingen van lijnen komen in verschillende domeinen voor, waarvan wij er twee expliciet behandelen. Allereerst het medische domein, waar zogenaamde DTI fiber tracts inzicht kunnen verschaffen in de structuur van de witte stof in de hersenen. Het tweede domein is de numerieke wiskunde, waar stroomlijnen informatie verschaffen over het gedrag van de stroming in vloeistoffen en gassen in simulaties. Voor beide soorten lijnen geldt dat wanneer ze op een naïeve manier gevisualiseerd worden er al gauw sprake is van een warboel van overlappende lijnen waaruit weinig inzicht te halen is. Daarom zijn in de loop van de jaren visualisatiemethoden ontwikkeld die helpen de structuur en de onderlinge ruimtelijke relaties van de lijnen inzichtelijk te maken. Dit proefschrift levert een viertal bijdragen op dit gebied. De eerste is een snelle nieuwe methode voor het extraheren van fiber tracts waarin de onderliggende DTI data omgezet wordt naar een graaf om daar dan Dijkstra’s kortste pad algoritme op toe te passen. Vervolgens introduceren we een nieuwe visualisatiemethode voor grote verzamelingen lijnen die gebaseerd is op traditionele illustratieve technieken. De resulterende visualisaties lijken qua stijl op met de hand gemaakte zwart-wit illustraties. In het daarop volgende hoofdstuk beschrijven we een methode voor het creëren van abstracte representaties van verzamelingen lijnen voor het inzicht geven in de globale structuur. Ten slotte introduceren we in het laatste hoofdstuk een flexibel lijn-stijl model voor het visualiseren van stroomlijnen.

Mijn thesis presenteert een aantal extensies van het Learning Vector Quantization algoritme gebaseerd op het concept van adaptive similarity measures. Deze manier van metric learning kan gebruikt worden in een grote verscheidenheid aan applicaties. In het eerste deel van deze thesis worden applicaties van Content Based Image Retrieval op dermatologische afbeeldingen, supervised dimension reduction en advanced texture learning bij image analysis besproken. Het gedetailleerde onderzoek naar dimensionality reduction komt uitgebreid aan bod in de tweede helft van de thesis. We stellen een algemeen framework voor dat de aanpassing van verschillende methoden voor dimension reduction voor explicit mappings vergemakkelijkt. Hiermee wordt naast rechtstreekse out-of-sample extensies ook het theoretische onderzoek naar de generalisatie-eigenschappen van dimension reduction mogelijk. Dit concept wordt ge"illustreerd op verschillende unsupervised en supervised examples. Verder wordt een nieuwe techniek voor efficient unsupervised non-linear dimension reduction voorgesteld die de concepten van fast online learning en optimalisatie van divergenties combineert. In contrast met de meeste niet-lineaire technieken, waarvan de computationele inspanningen kwadratisch toenemen met het aantal punten, heeft de voorgestelde methode lineaire complexiteit. Tot slot worden drie op divergentie gebaseerde algoritmes gegeneraliseerd en onderzocht op het gebruik van willekeurige divergenties.

Mijn thesis presenteert een aantal extensies van het Learning Vector Quantization algoritme gebaseerd op het concept van adaptive similarity measures. Deze manier van metric learning kan gebruikt worden in een grote verscheidenheid aan applicaties. In het eerste deel van deze thesis worden applicaties van Content Based Image Retrieval op dermatologische afbeeldingen, supervised dimension reduction en advanced texture learning bij image analysis besproken. Het gedetailleerde onderzoek naar dimensionality reduction komt uitgebreid aan bod in de tweede helft van de thesis. We stellen een algemeen framework voor dat de aanpassing van verschillende methoden voor dimension reduction voor explicit mappings vergemakkelijkt. Hiermee wordt naast rechtstreekse out-of-sample extensies ook het theoretische onderzoek naar de generalisatie-eigenschappen van dimension reduction mogelijk. Dit concept wordt ge"illustreerd op verschillende unsupervised en supervised examples. Verder wordt een nieuwe techniek voor efficient unsupervised non-linear dimension reduction voorgesteld die de concepten van fast online learning en optimalisatie van divergenties combineert. In contrast met de meeste niet-lineaire technieken, waarvan de computationele inspanningen kwadratisch toenemen met het aantal punten, heeft de voorgestelde methode lineaire complexiteit. Tot slot worden drie op divergentie gebaseerde algoritmes gegeneraliseerd en onderzocht op het gebruik van willekeurige divergenties.

An appreciation of the complexity and uncertainty that characterizes linked human and natural systems - or social-ecological systems - has proliferated throughout the sciences in recent decades. However, dominant societal images, mental models and discourses frame the complexity of social-ecological systems in biased and simplified ways. Interactive media show much potential to help move beyond the current limitations of societal communication about complex systems. The objective of the research in this PhD thesis is to harness the potential of interactive visualization for the elicitation and communication of societal perspectives on complexity in social-ecological systems. The thesis takes on two fundamental challenges: 1. eliciting and sharing analytic perspectives (addressed in chapters 3 and 4); and 2. combining analytic understanding with experiential engagement (chapters 4 and 5). These challenges are discussed in chapter 1. We take on these challenges through designing and evaluating a series of new communication tools. Throughout the thesis, accessibility, flexibility and feasibility of communication tools and concepts are crucial preconditions. To frame the research,chapter 2 uses the challenges from the introduction chapter as a guide and touchstone to identify and evaluate the tools and strategies currently being developed and employed in different fields of environmental science communication. Starting with scenarios communication, the chapter goes on to explore the fields of landscape visualization, serious gaming, and visual analytics/information visualization. An evaluation of these fields concludes that as currently used, the tools and strategies from each domain had different strengths and weaknesses in terms of the communication of social-ecological systems change. To move beyond these limitations, the chapter proposes a design framework that was based on several new elements. Firstly, the use of web 2.0 technology that allowed for the fluid integration of multiple platforms. Secondly, pervasive gaming design that focused on user-generated sources of analytic communication and engagement instead of on realistic environments. Chapter 3 reports on our first strategy to take on the challenge of eliciting and sharing analytic perspectives on social-ecological systems. The System Perspectives Scope is a tool to explore how participatory models could be used to capture societal actors’ perspectives on the spatial and temporal dimensions of complex systems. The application of this tool in two case studies demonstrates that it is possible to focus explicitly on spatial and temporal system levels and cross-level interactions, different understandings of temporal change, and different basic perspectives on the nature of change in social-ecological systems - all through a relatively simple and accessible format in an on-line context. Results indicate significant relationships between different perspectives on spatial and temporal system levels and different myths of nature. Chapter 4explores a different analytic strategy with which key societal actors’ mental models could be captured more extensively and fundamentally. We start from the premise that change agents in social-ecological systems, in this case the agricultural innovators in the TransForum project, would have to be experienced at linking many conceptual dimensions in their efforts to create accepted change, including the biophysical dimensions but also the dimensions of institutions, networks, knowledge, power and so on. We also propose that these dimensions and the scales that change agents used to frame them would allow them to capture cross-scale dynamics that they saw as crucial in their systems. We conducted a series of in-depth interviews using the Scale Repertoire, a method that helped create multi-dimensional perspectives on change agents’ storylines that showed cross-scale interactions between these different interpretations of the project. This research confirms that change agents were in fact able to produce a wide range of scales which they could use to capture the cross-scale dynamics they saw as crucial. Based on these results the chapter argues that key societal actors should be involved in interdisciplinary research on the role of scale in the governance of complex systems. Furthermore, consciousness of scale in societal debates should be stimulated. In chapter 5 we take on the second challenge, evaluating the complementary benefits of communication tools focused on analytic understanding and on experiential engagement in an interactive live setting. In an Oxfordshire, UK case study, we conducted workshops with local sustainable development groups where we combined a live version of the System Perspectives Scope (chapter 3) with ScenarioCommunities, an interactive storytelling tool. ScenarioCommunities proved engaging and vivid to the participants and able to motivate them into creating their own vivid storylines. The System Perspectives Scope elicited individual mental models and facilitated analytic reflection. These benefits are complementary and were perceived as such by the participants. The highly participatory nature of both tools was an asset both to the participants’ experience of the process and the methods’ ability to generate results. The workshop that started with the engagement-oriented tool produced more and better results and was seen as more successful by the participants than the workshop that started with the analytic tool. Though the case study was small, these results are consistent enough to suggest that the transition from experiential engagement to analytic understanding is more natural than the reverse order. An alternative take on the challenge of combining the facilitation of analytic understanding and experiential engagement was to consider how these modes of communication could be fused. To explore this question, in chapter 6 we sought collaboration with multi-media designers and artists outside of science communication through a series of workshops. The collaborations with designers and artists generated ideas for serious games, group interactions, metaphors and social media storytelling. The computer game concepts and group interactions produced in the workshops proved to capture the widest range of complex systems dynamics, were engaging and focused on strategic knowledge. While the group concepts used participants’ physical experience, the game concepts are potentially limitless in the scale of their application. The social media storytelling concepts were rated highly in terms of engagement and intuitiveness, but less complex systems characteristics. The exploratory nature of this research meant that we were not able to test the actual effects of most concepts. Instead, we relied on expert opinions of their potential. Still, this research project indicates that experiential engagement and analytic understanding can be fused and that games and group concepts can lead to the development of strategic knowledge. Finally, this case study makes a strong argument for collaborative efforts between science communicators and multi-media designers and artists. In the synthesis (chapter 7) I conclude that interactive visualization can be developed to focus directly on the elicitation and communication of analytic perspectives on social-ecological systems change. Also, combining analytic understanding and experiential engagement can be achieved through separate methods or through full integration to aim for the development of strategic knowledge. The preconditions of flexibility, accessibility and feasibility were turned from limitations into guidelines that focused the design of communication tools clearly on complexity while avoiding complicatedness. Our design-based research provided specific insights and an in-depth learning experience. I believe that focus on the diversity of individual perspectives provides an essential basis for more consensus-oriented work.Through our collaboration with artists and designers, it became clear that modes of communication can themselves represent new spaces for perspectives. I recommend that science communicators focus directly on the characteristics of complex systems and translate and integrate analytic and experiential and conceptual and practical modes of communication. Demands for accessibility, flexibility and feasibility should be turned into benefits. Artists and scientists should be collaborating on complex systems communication; design and art communities have to be informed and inspired. I recommend a conscious recognition of the role and goals of the communicator in a given context. Finally, I suggest that opportunities must be sought to institutionalize complexity-conscious communication strategies to up-scale their impact.

An appreciation of the complexity and uncertainty that characterizes linked human and natural systems - or social-ecological systems - has proliferated throughout the sciences in recent decades. However, dominant societal images, mental models and discourses frame the complexity of social-ecological systems in biased and simplified ways. Interactive media show much potential to help move beyond the current limitations of societal communication about complex systems. The objective of the research in this PhD thesis is to harness the potential of interactive visualization for the elicitation and communication of societal perspectives on complexity in social-ecological systems. The thesis takes on two fundamental challenges: 1. eliciting and sharing analytic perspectives (addressed in chapters 3 and 4); and 2. combining analytic understanding with experiential engagement (chapters 4 and 5). These challenges are discussed in chapter 1. We take on these challenges through designing and evaluating a series of new communication tools. Throughout the thesis, accessibility, flexibility and feasibility of communication tools and concepts are crucial preconditions. To frame the research,chapter 2 uses the challenges from the introduction chapter as a guide and touchstone to identify and evaluate the tools and strategies currently being developed and employed in different fields of environmental science communication. Starting with scenarios communication, the chapter goes on to explore the fields of landscape visualization, serious gaming, and visual analytics/information visualization. An evaluation of these fields concludes that as currently used, the tools and strategies from each domain had different strengths and weaknesses in terms of the communication of social-ecological systems change. To move beyond these limitations, the chapter proposes a design framework that was based on several new elements. Firstly, the use of web 2.0 technology that allowed for the fluid integration of multiple platforms. Secondly, pervasive gaming design that focused on user-generated sources of analytic communication and engagement instead of on realistic environments. Chapter 3 reports on our first strategy to take on the challenge of eliciting and sharing analytic perspectives on social-ecological systems. The System Perspectives Scope is a tool to explore how participatory models could be used to capture societal actors’ perspectives on the spatial and temporal dimensions of complex systems. The application of this tool in two case studies demonstrates that it is possible to focus explicitly on spatial and temporal system levels and cross-level interactions, different understandings of temporal change, and different basic perspectives on the nature of change in social-ecological systems - all through a relatively simple and accessible format in an on-line context. Results indicate significant relationships between different perspectives on spatial and temporal system levels and different myths of nature. Chapter 4explores a different analytic strategy with which key societal actors’ mental models could be captured more extensively and fundamentally. We start from the premise that change agents in social-ecological systems, in this case the agricultural innovators in the TransForum project, would have to be experienced at linking many conceptual dimensions in their efforts to create accepted change, including the biophysical dimensions but also the dimensions of institutions, networks, knowledge, power and so on. We also propose that these dimensions and the scales that change agents used to frame them would allow them to capture cross-scale dynamics that they saw as crucial in their systems. We conducted a series of in-depth interviews using the Scale Repertoire, a method that helped create multi-dimensional perspectives on change agents’ storylines that showed cross-scale interactions between these different interpretations of the project. This research confirms that change agents were in fact able to produce a wide range of scales which they could use to capture the cross-scale dynamics they saw as crucial. Based on these results the chapter argues that key societal actors should be involved in interdisciplinary research on the role of scale in the governance of complex systems. Furthermore, consciousness of scale in societal debates should be stimulated. In chapter 5 we take on the second challenge, evaluating the complementary benefits of communication tools focused on analytic understanding and on experiential engagement in an interactive live setting. In an Oxfordshire, UK case study, we conducted workshops with local sustainable development groups where we combined a live version of the System Perspectives Scope (chapter 3) with ScenarioCommunities, an interactive storytelling tool. ScenarioCommunities proved engaging and vivid to the participants and able to motivate them into creating their own vivid storylines. The System Perspectives Scope elicited individual mental models and facilitated analytic reflection. These benefits are complementary and were perceived as such by the participants. The highly participatory nature of both tools was an asset both to the participants’ experience of the process and the methods’ ability to generate results. The workshop that started with the engagement-oriented tool produced more and better results and was seen as more successful by the participants than the workshop that started with the analytic tool. Though the case study was small, these results are consistent enough to suggest that the transition from experiential engagement to analytic understanding is more natural than the reverse order. An alternative take on the challenge of combining the facilitation of analytic understanding and experiential engagement was to consider how these modes of communication could be fused. To explore this question, in chapter 6 we sought collaboration with multi-media designers and artists outside of science communication through a series of workshops. The collaborations with designers and artists generated ideas for serious games, group interactions, metaphors and social media storytelling. The computer game concepts and group interactions produced in the workshops proved to capture the widest range of complex systems dynamics, were engaging and focused on strategic knowledge. While the group concepts used participants’ physical experience, the game concepts are potentially limitless in the scale of their application. The social media storytelling concepts were rated highly in terms of engagement and intuitiveness, but less complex systems characteristics. The exploratory nature of this research meant that we were not able to test the actual effects of most concepts. Instead, we relied on expert opinions of their potential. Still, this research project indicates that experiential engagement and analytic understanding can be fused and that games and group concepts can lead to the development of strategic knowledge. Finally, this case study makes a strong argument for collaborative efforts between science communicators and multi-media designers and artists. In the synthesis (chapter 7) I conclude that interactive visualization can be developed to focus directly on the elicitation and communication of analytic perspectives on social-ecological systems change. Also, combining analytic understanding and experiential engagement can be achieved through separate methods or through full integration to aim for the development of strategic knowledge. The preconditions of flexibility, accessibility and feasibility were turned from limitations into guidelines that focused the design of communication tools clearly on complexity while avoiding complicatedness. Our design-based research provided specific insights and an in-depth learning experience. I believe that focus on the diversity of individual perspectives provides an essential basis for more consensus-oriented work.Through our collaboration with artists and designers, it became clear that modes of communication can themselves represent new spaces for perspectives. I recommend that science communicators focus directly on the characteristics of complex systems and translate and integrate analytic and experiential and conceptual and practical modes of communication. Demands for accessibility, flexibility and feasibility should be turned into benefits. Artists and scientists should be collaborating on complex systems communication; design and art communities have to be informed and inspired. I recommend a conscious recognition of the role and goals of the communicator in a given context. Finally, I suggest that opportunities must be sought to institutionalize complexity-conscious communication strategies to up-scale their impact.

Lit.opg.

Lit.opg.