Manual Tutorial Visone

5. Creación y edición de grafos de redes sociales

5.1. Alternativas para la creación de grafos
Para trabajar con Visone, el programa nos permite dos opciones distintas de trabajo:

1. Graficando las redes de relaciones. A partir del diseño de gráficos que expresen, por medio de estructuras sencillas, procesos de comunicación y estructuración social en un grupo social determinado.
   
   
2. Importando bases de datos relacionales creados en Excel u otros programas. Visone trabaja habitualmente con bases de datos creados a partir de ficheros GraphML; aparte de este tipo de ficheros, Visone puede leer también datos exportados a través de otros programas de análisis de redes sociales, incluyendo UCINET, Pajek, Siena y otros. Para abrir estos ficheros, se debe ir al menú File>Open…, y elegir el tipo de fichero apropiado, como en la Figura 10.

Figura 10. Tipos de ficheros que se pueden abrir en Visone

A continuación, presentaremos las operaciones básicas para los dos modos de trabajo en Visone.

5.1.1. Graficando redes sociales con Visone a partir de la opción New

Para poder trabajar con Visone en este modo, se debe abrir un documento nuevo. 

Figura 11: Abriendo un documento nuevo en Visone

Las operaciones básicas para utilizar Visone en esta modalidad son dibujar, vincular y desplazar los nodos que puedan expresar alguna estructura social determinada. Para ello, se siguen los siguientes pasos.

1.-Para crear un nodo, o el número de nodos que vayamos a utilizar, se coloca el guía del ratón sobre cualquier lugar de la pantalla en blanco de la ventana de diálogo y se hace clic con el botón derecho. El programa mismo dará valores (forma y color) predeterminados a la figura, valores que luego se pueden modificar de acuerdo a los parámetros que se desea establecer en los gráficos.

2.- Para trazar lazos de vinculación entre nodos, simplemente damos clic con el botón izquierdo del ratón sobre el nodo que queremos vincular, soltamos el botón y arrastramos el ratón hasta el nodo deseado, dando un clic en su interior. Si en vez de dar este segundo clic en otro nodo, se hace en el espacio en blanco, se crea otro nodo vinculado al anterior.

3.- Para desplazar los nodos, existen las siguientes formas. La primera View<Modes<Analysis mode, o simplemente apretando simultáneamente Ctrl+2. Para realizar el desplazamiento de los nodos, se da un clic con el botón izquierdo en un nodo y, sin soltarlo, se arrastra el nodo hasta el lugar deseado. La otra forma es haciendo clic con el botón derecho sobre el nodo que se desea desplazar, y luego seleccionando Properties y en X Coordinate y Y Coordinate se modifican las coordenadas y se escriben aquellas coordenadas donde se desea que aparezca el nodo.

4.- Desplazando toda la red. Para mover toda la estructura de red dibujada, se coloca el ratón en el pequeño recuadro localizado del lado izquierdo, entre el panel de los comandos y el menú general de la parte superior, y se da un clic. Sin soltar el botón se desplaza la estructura hacia la parte de la pantalla que se desea, como en la figura a continuación.
Figura 12: Desplazamiento de toda la red en la pantalla

La opción Create permite crear grafos de una vez, según lo que se quiera representar. La ventana de opciones presenta la posibilidad de dibujar las relaciones entre los nodos de manera aleatoria a través de la opción “Random”, completando datos como Node count (Número de nodos) y Probability (Probabilidad). La opción Preferential permite destacar las relaciones de algunos nodos, ya que se puede regular el “Outdegree” que refiere al número de relaciones que los actores/nodos dicen tener. La opción “Small World” crea la posibilidad de generar “mundos pequeños”, estableciendo el radio de relaciones y la probabilidad de conexión entre los nodos. Por último, el programa ofrece la opción “Planar” para dibujar redes dónde sólo se establece el número total de nodos.

Figura 13: Grafo creado desde la opción Create de forma aleatoria.

5.1.2. Importando bases de datos relacionales creados con Excel u otros programas

Para importar un archivo con formato CSV en Visone, se debe seguir los siguientes pasos: File>Open… y elegir, de la lista desplegable, el formato adecuado y abrir el archivo. Una vez localizado el archivo, se abre aparecerá una ventana de diálogo. Se recomienda revisar las opciones Data format y File Format, opciones que corresponden al formato de los datos y del documento. En el menú de Data format, se puede seleccionar entre las siguientes opciones: Adjacency matrix (si se trata de una matriz de adyacencia), Adjacency list (si se trata de un listado de adyacencia), Link list (si se trata de un listado de vínculos) y Node list (si se trata de un listado de nodos). Si no se conoce el formato de los datos que se importa, se puede apelar a la opción Try detection para que Visone determine, de forma automática, el formato de los datos. En la figura a continuación, se presenta el cuadro de opciones del menú Data format.  

Figura 14. Opciones del menú Data format

En esta opción, se puede establecer cuál es el tipo de red con la que se trabaja. Al señalar “One mode” (modo 1), el programa leerá la matriz como una matriz cuadrada con el nombre de los nodos en las filas y columnas. La otra opción que entrega el programa es “Two mode”, que refiere a las matrices de modo 2 que vinculan a los nodos con algún tipo de afiliación.La selección del tipo de formato con el que se quiera trabajar depende del modo en que se haya construido la base. Si ésta corresponde a una matriz cuadrada de modo 1, el tipo elegido será “One mode”. Si, por el contrario, corresponde a una base de datos de afiliación, se debe trabajar con el formato “Two mode”, ya que diferencia entre los nombres de la columna y los de las filas apareciendo todos representados en el gráfico. Si no se conoce el tipo de matriz con la que se trabaja, siempre se puede utilizar la opción “Try detection”. 

Figura 15: Opciones “One mode” y “Two mode” en Visone

El menú de File format ofrece varios cuadros de diálogos, entre los cuales: Presets (para determinar de dónde se importa el archivo: definido por el usuario, MS Excel o OpenOffice); Cell Delimiter (identifica el separador de los datos); textframe (identifica el separador de texto); Enconding, etc. Si no se conoce el formato del fichero que se importa, se puede apelar a la opción Try detection, para que Visone determine, de forma automática, el formato del fichero. En la figura a continuación, se presenta el cuadro de opciones del menú File format.

Figura 16: Opciones del menú File format

Al cargar el archivo CSV en Visone, se visualiza el gráfico relacional contenido en la base de datos tipo Excel. 

Figura 17: Desplegando una matriz en Visone.

5.2. Opciones de edición de los grafos.
Luego de haber importado la base de datos, el programa permite realizar los ajustes de formato necesarios, en cuanto a edición gráfica. Éstos pueden realizarse sobre los tres formatos de redes revisados: “New” (nuevas), “Open” (abiertas) y “Create” (creadas).
El primer aspecto a revisar tiene que ver con las opciones que aparecen en la parte superior de la ventana, respecto al formato de: Nodos y Vínculos.

• Nodes: Esta opción permite dar formato a los componentes de la red. Al principio están las tradicionales: Delete nodes, Delete isolates, Delete all group nodes. Otras opciones se relacionan con la selección de los nodos para su edición, y las últimas dos opciones son Templates y Properties:  

Figura 18: Opciones del menú Nodes

La función Templates se utiliza habitualmente para definir planillas de propiedades gráficas de color, tamaño, forma, etc. que se pueden aplicar para cualquier conjunto de nodos seleccionados. Este procedimiento permite ahorrar tiempo y garantiza consistencia en la manipulación gráfica de los datos; además, las planillas se pueden incluir en un cuadro de leyenda utilizado para explicar la codificación gráfica de los nodos.

La opción Properties tiene tres submenús: General para cambiar la apariencia gráfica del nodo, Label para cambiar la apariencia gráfica de la etiqueta del nodo, y Attributes para cambiar los valores de los atributos.  

Figura 19: Opciones del submenú Properties del menú Nodes

• Links: Esta opción permite dar formato a los vínculos entre los nodos de la red. Las opciones de este menú son muy parecidas al menú de Nodes.

Figura 20. Opciones del menú Links

Las instrucciones respecto a la selección de los vínculos son similares al caso de los nodos. Se pueden seleccionar antes para su edición o después por medio de la opción Create Templates. El primer grupo de opciones del menú Links dan la posibilidad de borrar vínculos, según la intención de lo que se quiere mostrar, se puede:

• Borrar los lazos (Delete Loops)
• Borrar los vínculos duplicados (Delete Duplicates)
• Borrar o corregir las curvas, dejándolas como rectas (Delete Bends)

Una de las variaciones, en relación a los nodos, en cuanto a opciones de diseño, es el segundo subconjunto de operaciones del menú Links: Reverse direction, Make directed, Make undirected, que permite editar y modificar la direccionalidad de la relación.
Hasta ahora, hemos descrito como modificar la estructura de la red (nodos y vínculos) y los gráficos. Ahora, vamos a ver cómo se puede añadir más información de atributos a los nodos y los vínculos. La función de Properties de los nodos permite cambiar el valor de los atributos ya existentes del nodo (habitualmente, el id). Para añadir más atributos – o cambiar sus nombres o tipos – se debe usar el Attribute manager al que se puede acceder clickando el icono  en la barra de herramientas de Visone.

Figura 21. Accediendo al Attribute manager

El gestor de atributos Attribute manager tiene el siguiente aspecto: 

Figura 22. Aspecto del Attribute manager

Los cuatro botones de la línea superior se utilizan para cambiar entre atributos de nodos, vínculos, diadas y red. Los otros seis botones situados en la parte izquierda de la pantalla se utilizan para especificar que se debe hacer con los atributos del nodo/vínculo/diada/red:

• show&edit: muestra los valores de los atributos que los nodos/vínculos/diadas/ redes tienen actualmente. Estos valores se pueden modificar activando la casilla Allow editing situada debajo del listado de valores de los atributos.
• Select: esta función permite seleccionar todos los nodos que tienen un valor determinado para uno de los atributos de los nodos (p. e., todos los nodos cuyo valor en el atributo sexo es mujer).
• Configure: permite cambiar la estructura de los atributos, especialmente, para renombrarlos, cambiar su rango de valores (tipo), su valor predeterminado, o su descripción, pero también para crear nuevos atributos o borrar algunos existentes.
• Manipulate: esta función permite modificar los atributos, por ejemplo aplicando transformaciones numéricas.
• Filter: ofrece formas más sofisticadas para seleccionar nodos.
• Import & Export: se utiliza para guardar y para cargar atributos desde ficheros.

Para añadir un nuevo atributo a un nodo/vínculo/diada/red, se debe hacer clic en el botón Create attribute.De esta manera, aparecerá una nueva fila en el listado de atributos, donde se deben completar una serie de datos, como nombre del nuevo atributo, tipo del atributo (text, binary, decimal, etc.), un valor predeterminado y una descripción. Después, se hace clic en el botón Apply para aplicar la nueva configuración. Es importante que después de realizar este tipo de operaciones se guarde otra vez la red utilizando el comando File>Save.

Por otro lado, es importante recordar que, habitualmente, los valores de los atributos no se configuran manualmente, porque llevaría mucho tiempo. Es mucho más práctico importar los atributos desde ficheros ya elaborados y guardados con los formatos con los que habitualmente trabaja Visone.

Figura 23. Crear un nuevo atributo a través del Attribute manager

Para poder visualizar los atributos y cambiar sus propiedades gráficas, se utiliza el menú Visualization situado en la parte izquierda de la pantalla principal de Visone.

Figura 24. Cambiando las propiedades gráficas de los atributos

Este menú ofrece una gran variedad de opciones para cambiar las propiedades de la red: Mapping (para cambiar propiedades gráficas de atributos de nodos o vínculos); Layout (para aplicar un algoritmo específico de visualización de la red); Geometry (para realizar transformaciones afines, tales como girar o escalar); Background (para cambiar el color del fondo de pantalla); Appearance to attribute (para cambiar coordenadas de posición de los atributos). Para visualizar los cambios realizados, se debe hacer clic en el botón Visualize que aparece en la parte baja del cuadro de Visualization.

Una opción muy interesante a utilizar de este menú de Visualization es la opción de Layout, (distribución) sirve para hacer modificaciones en la ubicación de los nodos en función de lo que al investigador le interesa mostrar.
Las opciones de distribución contenidas en este menú son:

• Stress Minimization: esta opción establece una distancia determinada entre los nodos evitando la visualización de conglomerados.

Figura 25: Visualización de la red en modo Stress Minimization

• Metric MDS (Multi-Dimensional Scaling): opción que se utiliza para el trabajo con bases de datos que albergan gran cantidad de relaciones, es una herramienta que se utiliza por ejemplo en los estudios relacionados con el genoma. Este enfoque ofrece una buena representación de las distancias grandes, pero peores representaciones de las distancias cortas.  

Figura 26: Visualización de la red en modo Metric MDS

• Centrality: opción que se utiliza para obtener una visualización que representa los valores de un determinado atributo numérico de los nodos, p. e. el índice de centralidad de los nodos. Los nodos se sitúan en círculos concéntricos, donde los nodos con valor más alto están más cerca del centro y los nodos con valor más bajo están en la periferia.

Figura 27: Visualización de la red en modo Centrality

• Status layout: igual que la modalidad Centrality, el Status layout se utiliza para representar los valores de un determinado atributo numérico del nodo.

Figura 28: Visualización de la red en modo Status

• Dynamic layout: este tipo de representación hace referencia a una serie de técnicas utilizadas para obtener las posiciones coherentes de los nodos para varias redes, normalmente a lo largo de una serie temporal. El objetivo es ofrecer una representación gráfica de la evolución de la red, a través de una comparación entre la posición actual y la anterior. Este tipo de visualización se puede aplicar solamente a las colecciones de redes (Network collection).
  
  
• Stress minimization (dyad attributes): este método difiere del método estándar Stress minimization en la elección de las distancias elegidas para la gráficación. Normalmente, se utilizan los caminos más cortos; en este caso, no obstante, se puede elegir cualquier atributo numérico de las diadas para la visualización.

Figura 29: Visualización de la red en modo Stress minimization (dyad attribute)

• Spring embedder: este método es la técnica de visualización general más conocida (aunque, habitualmente, se aconseja la utilización del enfoque Stress minimization debido a la mejor representación y la calidad de la misma). El método es un ejemplo de métodos de fuerza dirigida en la que una red se asemeja a un sistema físico de objetos de repulsión (los nodos) y surge de una longitud dada (los enlaces) que une los nodos adyacentes. Los nodos están posicionados de forma iterativa en base a las fuerzas ejercidas sobre ellos, de modo que el sistema se mueve hacia un equilibrio de fuerzas.  

Figura 30: Visualización de la red en modo Spring embedder

• Spectral layout: esta opción permite resaltar modificaciones en la estructura reticular, dado que las modificaciones aplicadas al grafo serán parte del diseño.  

Figura 31. Visualización de la red en modo Spectral

• Random: esta opción de distribución es aleatoria y permite visualizar de manera rápida las relaciones entre los nodos.  

Figura 32. Visualización de la red en modo Random

• Circular Layout: esta opción permite ordenar los nodos de manera circular, como lo dice su nombre, a través de esta distribución se pueden observar patrones de relaciones que personan los nodos, mediante las distancias que separan a cada nodo.  

Figura 33. Visualización de la red en modo Circular

En este submenú Layout del menú Visualization, existe también la opción Link Routing que permite, a través de la selección de algunos vínculos, marcar la ruta más interesante que conecte a ciertos nodos. Entre las alternativas que ofrece está:

• Route Selected Links Only: sólo deja visibles los vínculos seleccionados previamente.
• Minimal Distance: deja visibles las rutas que representan las distancias mínimas de conexión entre los nodos.
• Route Only Necesary: esta opción marca sólo la opción de ruta necesaria para conectar a los nodos.

Otra opción de este menú para la edición de los vínculos es Label placement, que permite definir la ubicación de las etiquetas. Esta alternativa permite tres opciones: Scope, Quality y Model:

• Quality se utiliza para modificar la presentación de nodos y bordes en razón de su calidad. La opción que aparece por defecto es Optimization Balanced, que es la recomendada.
• La alternativa Model da cuenta del modelo que tendrán las etiquetas de los nodos. Se recomienda utilizar la opción Best.

5.3. Colecciones de redes y redes dinámicas.
Una colección de redes es un conjunto o secuencia de varias redes que tienen relación entre ellas, p. e., una red observada en diferentes momentos de tiempo. Las colecciones de redes se pueden analizar y visualizar de forma conjunta (p. e., aplicando el mismo algoritmo de índice de centralidad o de representación gráfica). Una colección de redes Visone que representa datos longitudinales se puede visualizar a través del algoritmo Dynamic layout (Visualization>Layout>Node layout>Dynamic layout), como en la figura a continuación:

Figura 34. Menú de la representación dinámica de redes (Dynamic layout)

Por otro lado, los datos de las colecciones de redes se pueden analizar utilizando el software RSiena para modelizar la co-evolución y el comportamiento de las redes.
Para poder abrir varias redes al mismo tiempo en Visone, existen 3 posibilidades:

• Creando y editando una nueva red vacía (File>New).
• Abriendo un fichero que contienen datos relacionales (File>Open y después seleccionando todos los archivos que contengan datos relacionales de la red)
• Creando una red de forma aleatoria a través de la opción Random (File>Create).

Todos los datos abiertos se muestran en folios distintos de la ventana principal de Visone, como en el ejemplo siguiente:
Figura 35. Abrir varias redes en Visone

5.3.1. Análisis y visualización simultánea

Los algoritmos de análisis y visualización de redes se pueden aplicar a todas las redes abiertas de forma simultánea. Por ejemplo, para calcular el grado de los nodos en todas las redes abiertas en Visone, se utiliza el siguiente comando: Analysis>Indexing>Node centrality>Degree, y se selecciona la opción Open networks en la lista desplegable del menú Apply to, y luego se clica en el botón de Analyze, como en la figura a continuación:

Figura 36. Analizar y visualizar de forma simultánea varias redes en Visone

Para aplicar un algoritmo de visualización de forma simultánea, se debe utilizar el mismo procedimiento que en el caso del análisis.

5.3.2. Crear una colección de redes

Los algoritmos de análisis y visualización ilustrados anteriormente han procesado las redes de forma separada, una por una. Hasta ahora, un nodo de una red no se ha comparado con ningún nodo de las otras redes. Para poder hacer esto, se debe crear una colección de redes con el gestor de colecciones (Collection manager). Esta colección de redes se debe realizar antes de realizar una visualización dinámica con el Dynamic layout u antes de modelizar y analizar la evolución de la red con la interfaz RSiena.

Para crear una colección de redes, se debe abrir el gestor de colecciones, haciendo un clic en el icono  situado en la barra de herramientas de Visone.

Figura 37. Gestor de colecciones (Collection manager)en Visone

Una vez en el gestor de colecciones, se hace clic en el botón Create collection, se seleccionan las redes del área Available networks y se añaden a la colección actual a través del botón àadd.

Figura 38. Crear una nueva colección de redes en Visone

El orden en el que las redes aparecen en el área Networks in collection tiene mucha importancia, ya que define el orden en el que las redes aparecen a lo largo del tiempo: la red en la primera fila corresponde al primero momento de tiempo de la observación y así sucesivamente.

La opción fundamental que hay que establecer en este apartado es el atributo identificador (Identifying attribute), que es el nombre del atributo que identifica los nodos en diferentes momentos de tiempo.
Figura 39. Establecer el atributo identificador en la colección de redes

Una colección de redes se puede crear incluso si algunos nodos no son presentes en todos los momentos de observación de la red; no obstante, una colección de redes se marca como compatible con Siena (Siena compatible) si todos los nodos están presentes en todos los momentos de la observación de la red a lo largo del tiempo. Si una red no es compatible con Siena, esto significa que no se puede modelizar con el software RSiena, pero si se puede utilizar para hacer visualizaciones dinámicas.
5.3.3. Visualizaciones dinámicas y animaciones de una colección de redes

Siempre que está activada alguna colección de redes, Visone permite crear una animación que muestra la evolución de la red desde el primer momento de observación hasta el último (según el orden definido en el gestor de colecciones). No obstante, para tener una representación más realista de la evolución de las redes, es importante que cada vez que se crea una animación, primero se tiene que realizar una representación Dynamic layout y escalar las redes a un marco común.

Para abrir la ventana de animación, se hace clic en el icono  de la barra de herramientas de Visone. Para iniciar la animación, se hace clic en el botón Play que está en la parte inferior de la ventana de animación, como en la figura a continuación:
Figura 40. Ventana de animación en Visone

Cuando la animación se desplaza de un momento de tiempo a otro, los vínculos que desaparecen están dibujados en color rojo, los nuevos vínculos en color verde, y los nodos se mueven gradualmente a su nueva posición. Sin una representación dinámica adecuada (Dynamic layout), es imposible seguir la evolución de la estructura de la red.

Para realizar una representación dinámica de los datos relaciones, se debe elegir el menú Visualization del panel izquierdo de opciones de Visone. Una vez en este menú, se utiliza la siguiente ruta: Layout>Node layout>Dynamic layout., como en la figura a continuación:
Figura 41. Representación Dynamic layout en Visone

Como se puede observar también en la figura anterior, Visone ofrece tres métodos de representación dinámica:

• Aggregated layout: calcula la red agregada, es decir, la unión de todas las redes de la colección. La red agregada tiene como nodos todos los nodos que están presentes por lo menos en una de las redes, mientras que los vínculos relacionan los nodos que son adyacentes por lo menos en algún momento de tiempo. La animación resultante tiene, por lo tanto, una estabilidad máxima (los nodos no se mueven) y solamente muestra qué vínculos emergen o desaparecen a lo largo del tiempo.
• Anchored layout: ofrece una solución de compromiso entre la estabilidad y el diseño óptimo de la red en los puntos de tiempo individuales. Las posiciones de los nodos en un solo punto de tiempo se calculan mediante la optimización de la función de calidad de minimización del estrés y requiere, al mismo tiempo, que los nodos no esten muy lejos de sus posiciones en la "red de anclaje". (La red se puede anclar a la red agregada o a la red desde el punto de tiempo precedente.) Si el parámetro de estabilidad se establece en un valor alto, los nodos se mueven sólo ligeramente de un punto de tiempo al siguiente; una baja estabilidad significa que los diseños en los puntos de tiempo individuales se calculan prestando poca atención a la red de anclaje.
• Linked layout.

Después de aplicar un modelo de representación dinámica a la red, se hace clic en el icono  de la barra de herramientas de Visone para que todas las redes quepan en una ventana común.  A partir de aquí, se puede utilizar la ventana de animación, utilizando los procedimientos explicados anteriormente.
5.3.4 Modelización estadística de las dinámicas de redes

Las dinámicas de una colección de redes que es compatible con el software Siena se puede modelizar a través de la interfaz Siena. Este software implementa modelos estocásticos orientados al actor para estudiar la evolución de las redes y su comportamiento.

Permite, por ejemplo, testear hipótesis sobre los procesos de influencia y selección social en los datos relacionales longitudinales. Para utilizar esta opción de análisis, se debe elegir el menú Modelling del panel izquierdo de comandos de Visone, como se puede observar en la figura a continuación: 

Figura 42. Menú Modelling en Visone