Tim Repke

• Text collections, such as corpora of books, research articles, news, or business documents are an important resource for knowledge discovery. Exploring large document collections by hand is a cumbersome but necessary task to gain new insights and find relevant information. Our digitised society allows us to utilise algorithms to support the information seeking process, for example with the help of retrieval or recommender systems. However, these systems only provide selective views of the data and require some prior knowledge to issue meaningful queries and asses a system’s response. The advancements of machine learning allow us to reduce this gap and better assist the information seeking process. For example, instead of sighting countless business documents by hand, journalists and investigator scan employ natural language processing techniques, such as named entity recognition. Al-though this greatly improves the capabilities of a data exploration platform, the wealth of information is still overwhelming. An overview of theText collections, such as corpora of books, research articles, news, or business documents are an important resource for knowledge discovery. Exploring large document collections by hand is a cumbersome but necessary task to gain new insights and find relevant information. Our digitised society allows us to utilise algorithms to support the information seeking process, for example with the help of retrieval or recommender systems. However, these systems only provide selective views of the data and require some prior knowledge to issue meaningful queries and asses a system’s response. The advancements of machine learning allow us to reduce this gap and better assist the information seeking process. For example, instead of sighting countless business documents by hand, journalists and investigator scan employ natural language processing techniques, such as named entity recognition. Al-though this greatly improves the capabilities of a data exploration platform, the wealth of information is still overwhelming. An overview of the entirety of a dataset in the form of a two-dimensional map-like visualisation may help to circumvent this issue. Such overviews enable novel interaction paradigms for users, which are similar to the exploration of digital geographical maps. In particular, they can provide valuable context by indicating how apiece of information fits into the bigger picture.This thesis proposes algorithms that appropriately pre-process heterogeneous documents and compute the layout for datasets of all kinds. Traditionally, given high-dimensional semantic representations of the data, so-called dimensionality reduction algorithms are usedto compute a layout of the data on a two-dimensional canvas. In this thesis, we focus on text corpora and go beyond only projecting the inherent semantic structure itself. Therefore,we propose three dimensionality reduction approaches that incorporate additional information into the layout process: (1) a multi-objective dimensionality reduction algorithm to jointly visualise semantic information with inherent network information derived from the underlying data; (2) a comparison of initialisation strategies for different dimensionality reduction algorithms to generate a series of layouts for corpora that grow and evolve overtime; (3) and an algorithm that updates existing layouts by incorporating user feedback provided by pointwise drag-and-drop edits. This thesis also contains system prototypes to demonstrate the proposed technologies, including pre-processing and layout of the data and presentation in interactive user interfaces.…
• Der Großteil unseres Wissens steckt in Textsammlungen, wie etwa Korpora von Büchern, Forschungsartikeln, Nachrichten, sowie Geschäftsunterlagen. Sie bieten somit eine wertvolle Grundlage um neue Erkennisse zu gewinnen oder relevante Informationen zu finden, allerdings sind manuelle Recherchen aufgrund stetig wachsender Datenmengen schier unmöglich. Dank der Digitalisierung können Suchmaschinen Recherchen erheblich unterstützten. Sie bieten jedoch lediglich eine selektive Sicht auf die darunterliegenden Daten und erfordern ein gewisses Vorwissen um aussagekräftige Anfragen zu stellen und die Ergebnisse richtig einzuordnen. Die Fortschritte im Bereich des maschinellen Lernens eröffnen völlig neue Möglichkeiten zur Interaktion mit Daten. Anstatt zahllose Geschäftsdokumente von Hand zu sichten, können Journalisten und Ermittler beispielsweise Techniken aus der Computerlinguistik einsetzen um automatisch Personen oder Orte im Text erkennen. Ein daraus gebildeter sogenannter Knowledge Graph kann Suchmaschinen deutlich verbessern, allerdingsDer Großteil unseres Wissens steckt in Textsammlungen, wie etwa Korpora von Büchern, Forschungsartikeln, Nachrichten, sowie Geschäftsunterlagen. Sie bieten somit eine wertvolle Grundlage um neue Erkennisse zu gewinnen oder relevante Informationen zu finden, allerdings sind manuelle Recherchen aufgrund stetig wachsender Datenmengen schier unmöglich. Dank der Digitalisierung können Suchmaschinen Recherchen erheblich unterstützten. Sie bieten jedoch lediglich eine selektive Sicht auf die darunterliegenden Daten und erfordern ein gewisses Vorwissen um aussagekräftige Anfragen zu stellen und die Ergebnisse richtig einzuordnen. Die Fortschritte im Bereich des maschinellen Lernens eröffnen völlig neue Möglichkeiten zur Interaktion mit Daten. Anstatt zahllose Geschäftsdokumente von Hand zu sichten, können Journalisten und Ermittler beispielsweise Techniken aus der Computerlinguistik einsetzen um automatisch Personen oder Orte im Text erkennen. Ein daraus gebildeter sogenannter Knowledge Graph kann Suchmaschinen deutlich verbessern, allerdings ist die Fülle an Informationen weiterhin überwältigend. Eine Übersicht eines gesamten Datensatzes, ähnlich einer geographischen Landkarte, ermöglicht innovative Interaktionsparadigmen und ermöglicht es Nutzern zu erkennen, wie sich bestimmte Informationen in Kontext des Gesamtbilds einfügen. In dieser Arbeit werden Algorithmen entwickelt um heterogene Daten vorzuverarbeiten und sie auf zweidimensionalen kartenähnlichen Ansichten zu verorten. Traditionell werden zur Verortung hochdimensionale semantische Vektorrepräsentationen der Daten verwendet, die anschließend mit Dimensionsreduktionsalgorithmen auf eine zweidimensionale Ebene projiziert werden. Wir fokussieren uns auf die Visualisierung von Textkorpora und gehen dabei über die Projektion der reinen inhärenten semantischen Struktur hinaus. Hierzu wurden drei Ansätze zur Dimensionsreduktion entwickelt, die zusätzliche Informationen bei der Berechnung der Positionen einbeziehen: (1) Dimensionsreduktion mit mehren Kriterien, bei der sowohl semantische Informationen, als auch inhärente Netzwerkinformationen, die aus den zugrundeliegenden Daten abgeleitet werden, zur Positionsberechnung verwendet werden; (2) Analyse des Einflusses von Initialisierungsstrategien für verschiedene Dimensionsreduktionsalgorithmen, um eine zeitlich kohärente Serie an Projektionen zu erzeugen um Korpora abzubilden, welche im Laufe der Zeit wachsen; (3) Anpassung bereits vorhandener Projektionen auf der Basis einzelner, händisch verschobener Datenpunkte. Diese Arbeit beschreibt darüber hinaus Prototypen für Benutzeroberflächen, die zur Demonstration der beschriebenen Technologien entwickelt wurden.…