Original paper

Visual Bandwidth Selection for Kernel Density Maps

Krisp, Jukka M.; Peters, Stefan; Murphy, Christian E.; Fan, Hongchao

Abstract

Within this paper we investigate the challenge to find an appropriate bandwidth in kernel density estimation. Kernel density estimation methods can be used in visualizing and analyzing spatial data, with the objective of understanding and potentially predicting event patterns. Our aim is to provide a computational tool to visually select the bandwidth parameter and to visually investigate the effect of different parameters within the kernel density calculations. With this tool the user is able to visually find the most appropriate bandwidth for the particular dataset and scale. The slider-tool includes a graphical user interface and can read point datasets. A specific number of kernel density maps are generated by using a range of bandwidths. In the graphical interface these kernel density maps can be drawn near real-time while the user changes the respective bandwidth using a slider tool. This helps to determine which bandwidth setting ts the needs and provide an appropriate visualization of a particular point dataset.

Kurzfassung

In dieser Arbeit untersuchen wir die Möglichkeiten, um einen angemessenen Radius in der Kernel-Dichte Schätzung zu erhalten. Kernel-Dichte Schätzung Methoden können in der Visualisierung und Analyse räumlicher Daten zum Verständnis und zur Vorhersage von räumlichen Mustern dienen. Unser Ziel ist es, ein Computer-Werkzeug zur visuellen Parameter Bestimmung zu entwickeln. Die Radien verschiedener Kernel werden visuell geprüft und können experimentell untersucht werden. Mit diesem Werkzeug kann der Anwender den am besten geeigneten Radius für den jeweiligen Datensatz bestimmen. Das Schieberegler-Werkzeug beinhaltet eine gra sche Benutzeroberfläche und kann Punktdatensätze einladen. Anhand statistischer Parameter des verwendeten Punktdatensatzes wird eine bestimmte Anzahl der Kernel Dichte Karten mit verschiedenen Radien vorberechnet. In der gra schen Benutzeroberfläche lassen sich diese Kernel-Dichte-Karten ,,in real-time darstellen. Der Benutzer selektiert verschiedene Radien mit einem Slider-Tool, wobei die jeweiligen Kernel Dichte Karten nacheinander abgebildet werden. Dadurch lässt sich der optimale Radius zur zweckdienlichen Visualisierung von einem bestimmten Datensatz nden.

Keywords

kernel densityvisualizationvisual analyticsgeostatisticskernel bandwidthcartography