Representación gráfica de redes bipartitas basada en descomposición K-Core

García Santi, Juan Manuel (2017). Representación gráfica de redes bipartitas basada en descomposición K-Core. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM), Madrid.

Description

Title: Representación gráfica de redes bipartitas basada en descomposición K-Core
Author/s:
  • García Santi, Juan Manuel
Contributor/s:
  • Mouronte López, Mary Luz
Item Type: Final Project
Date: 9 March 2017
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM)
Department: Ingeniería Telemática y Electrónica
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Se define una red como un conjunto de elementos (nodos o vértices) conectados entre sí por medio de aristas (enlaces o uniones) que representan algún tipo de relación. El concepto de red tiene múltiples aplicaciones desde el ámbito tecnológico (red de comunicaciones), al ámbito biológico (relaciones entre especies en un ecosistema) o al ámbito social (relaciones dentro de una red social). Las redes bipartitas se caracterizan porque existen dos clases diferenciadas de nodos (actores - películas, aeropuertos - vuelos, etc.) y las conexiones solo son posibles entre nodos de clases diferentes. Estas redes aparecen con frecuencia en ecología, por ejemplo, para representar las relaciones entre depredadores y presas o parásitos y huéspedes. Existe un tipo especial de relación en el que ambas especies se benefician, las comunidades mutualistas. Por ejemplo, las comunidades formadas por polinizadores y plantas, son un ejemplo de red mutualista cuyo estudio es muy activo en ecología. El paquete de software sobre el que se ha desarrollado este proyecto parte de una base teórica, la descomposición k-core, que permite segmentar un grafo en distintas capas cada vez más interconectadas. De esta manera se establece una clasificación de especies desde las más centrales de la red a las más periféricas. Sobre esta base se definieron dos tipos de visualización, específicamente adaptadas a la representación de comunidades mutualistas (García-Algarra, Galeano, & Pastor, 2015). Estas visualizaciones facilitan el estudio de las propiedades locales de las especies y de la resistencia global de la red. En este trabajo presentamos un paquete que permite llevar a cabo la descomposición de grafos y preparar las visualizaciones a usuarios no expertos en programación. Se ha desarrollado pensando en ecólogos de campo y en general en investigadores que trabajan con redes ecológicas pero que no desarrollan software ni tienen conocimientos de uso de entornos de desarrollo. La aplicación proporciona un interfaz web que permite la carga y gestión de los datos de las redes, la parametrización de las visualizaciones (tamaños, fuentes, colores, relaciones de aspecto, etc.), la interacción con el diagrama ziggurat, y la descarga en distintos formatos de los diagramas generados. ABSTRACT. A network is defined as a set of elements (nodes or vertex) connected together by edges (links or connections) representing some kind of relationship. The network concept has multiple applications from the field of technology (communications network), the biological sphere (relationships between species in an ecosystem) or social sphere (relationships within a social network). Bipartite networks are characterized in that there are two distinct classes of nodes (actors - movies, airports - flights, etc.) and connections are only possible between nodes in different classes. This kind of network appears frequently in ecology, for example to represent the relationships between predators and prey or parasites and hosts. There is a special kind of relationship in which both species benefit, mutually communities. For example, communities formed by pollinators and plants, are an example of mutualistic network whose study is very active in ecology. The software package used in this project to build the final solution has a theoretical basis, k-core decomposition, which allows decomposing a graph into different layers increasingly interconnected. Thus a classification of species from the most central to the most peripheral network is established. On this basis, two types of visualization, specifically adapted to the representation of mutualistic communities (García-Algarra, Galeano, & Pastor, 2015) were defined. These visualizations facilitate the study of local properties of species and overall network resilience. In the present paper we describe a package that allows creating the decomposition of graphs and visualizations to users which are non-expert in programming languages. It has been developed for field ecologists and researchers generally working with ecological networks but not developing software nor using development environments. The application provides a web interface that allows loading and management of network data, managing the display configuration (sizes, fonts, colours, aspect ratios, etc.), interaction with the ziggurat diagram, and downloading the generated diagrams in different formats.

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Item ID: 49329
DC Identifier: http://oa.upm.es/49329/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:49329
Deposited by: Biblioteca Universitaria Campus Sur
Deposited on: 31 Jan 2018 08:17
Last Modified: 31 Jan 2018 08:17
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