Taxonomy and visualization of digital architecture knowledge: Proposal for a scientific online encyclopedia
Dijital mimarlık bilgisinin taksonomisi ve görselleştirilmesi: Bilimsel bir çevrim içi ansiklopedi önerisi
- Tez No: 961173
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ETHEM GÜRER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilişim Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mimari Tasarımda Bilişim Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 193
Özet
Bilişim ve iletişim teknolojilerindeki gelişmeler, insanın bilgiyle kurduğu ilişkiyi dönüştürmüş ve bu dönüşüm, çağın dinamiklerini derinden etkilemiştir. İçinde bulunduğumuz çağa dair“Bilgi Çağı”,“Bilişim Çağı”,“Enformasyon Çağı”,“Dijital Çağ”,“İnternet Çağı”,“Ağ Çağı/Toplumu”gibi bilgiye erişimde paradigma değişikliğini yansıtan çeşitli isimlendirmeler yapılmıştır. Veri trafiğinde yaşanan artışla birlikte verilerden bilgi üretimi, üretilen bilgileri anlamlı hale getirebilme ve bunlardan da yeni bilgi üretimlerini sağlamak amacıyla“Büyük Veri”kavramı ve“Veri Bilimi”,“Veri Madenciliği”,“Veri Görselleştirme”gibi alanlar doğmuştur. Bu alanlarda verinin anlamlı, işlenebilir ve analiz edilebilir bir formata getirilmesi üzerine çalışılır. Böylece veri, artık sadece birikmiş bilgi yığını olmaktan çıkıp, analiz edilmiş, işlenmiş ve anlamlı sonuçların çıkarıldığı bir kaynağa dönüşür. Bilgi, evrimini ve gelişimini sürdürdükçe, söz konusu geniş, katmanlı ve birbirleriyle ilişkili bu bilgileri öğretme ve yayma konusunda yenilikçi yaklaşımları keşfetmek giderek daha da önem kazanmaktadır. Bilginin üretim ve yayılım biçimindeki bu dönüşüm, bilgi öğretme ve aktarma yöntemlerine yönelik yenilikçi yaklaşımların önemini artırmıştır. Özellikle mimarlık eğitiminde, etkileşimli öğrenme süreçleriyle dijital teknolojilerin entegrasyonu, geleneksel öğretim yöntemlerinin ötesine geçilmesini zorunlu kılmıştır. Dijital teknolojilerin gelişimi, bilimsel bilginin metin ve görseller yoluyla daha etkili aktarılmasına olanak tanımış; bu durum,“dijital mimarlık”gibi yeni alt alanlarda bilgi öğretiminde yenilikçi yöntemlerin kullanımını ön plana çıkarmıştır. Bu çalışma, kapsamlı ve keşifsel bir öğrenme deneyimi sunmayı amaçlayan bir çevrim içi ansiklopedi aracılığıyla, dijital beşeri bilimlerde yaygın olarak kullanılan metin madenciliği metodunu kullanarak dijital mimarlık bilgisinin hiyerarşik bir şekilde haritalandırılmasına odaklanmakta ve geleneksel, doğrusal bilgi aktarım modellerinin ötesine geçerek, Yapılandırmacılık (Constructivism) ve Keşifsel Öğrenme (Exploratory Learning) teorilerinden beslenen pedagojik bir çerçeve sunmaktadır. Araştırma, dijital mimarlık alanına ilişkin makalelerden oluşan bir veri setini kullanarak, bilgiyi kavramsal, işlemsel, görsel ve konfigürasyonel katmanlar üzerinden yapay zekâ destekli veri madenciliği teknikleri de kullanılarak hiyerarşik olarak sınıflandırmaktadır. Böylece doğrusal metin aktarımının ötesine geçilerek, bilginin katmanlı ve ilişkisel yapısı keşfedici bir yaklaşımla ortaya konmuştur. Bu analitik yaklaşım, dijital mimarlık alanındaki karmaşık bilgi ağının kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını sağlar. Elde edilen bulgular, soyut bir taksonominin somut ve gezilebilir bir bilgi haritasına dönüştürülmesini sağlayan etkileşimli görselleştirme teknikleriyle bir web tabanlı arayüz üzerinden sunulmuştur. Bu görsel temsil yöntemleri, kullanıcıların bilgiyi keşifsel bir şekilde öğrenmelerini teşvik eder ve bilgi aktarımını daha etkili hale getirir. Çalışma, dijital mimarlık alanında bilgi aktarımı ve anlayışını geliştirmeye katkıda bulunmayı hedeflemekte; araştırmacılar, eğitmenler, öğrenciler ve uygulayıcılar için hem görsel bir başvuru kaynağı hem de düşünsel bir araç işlevi görmeyi amaçlamaktadır. Geleneksel olarak, mimarlık eğitimi dersler, stüdyolar, maketler ve ders kitapları gibi araçları içeren fiziksel sınıf odaklı öğretim yöntemlerine dayanmaktadır. Bu yöntemler birtakım avantajlar sunsa da, ortaya çıkan ve sürekli evrilen dijital teknolojilerin potansiyeli kullanılamamakta ve etkileşimli öğrenme teknikleri eğitim sürecine yeterince entegre edilememektedir. Bu entegrasyon eksikliği, dijital teknolojilerin gelişmesiyle birlikte gelişen, büyüyen bir alan olan dijital mimarlık alanının geleneksel mimarlık eğitimi içerisinde yeterince alan bulamamasına neden olmakta, bu alanın getirebileceği potansiyel profesyonel pratiklerin ve teorilerin de gelişimine etki etmektedir. Dijital mimarlık; mimari süreçlerin hesaplamalı, bilişimsel düşünce ve dijital teknolojiler aracılığıyla kökten dönüştürüldüğü disiplinlerarası bir alandır. Bu yaklaşım, mimarlığı statik bir nesnenin temsili olmaktan çıkarıp, parametreler, algoritmalar ve veri akışlarıyla yönetilen dinamik ve bilgi yoğun bir sisteme dönüştürür. Temelinde yalnızca Bilgisayar Destekli Tasarım (CAD) ve Üretim (CAM) değil, aynı zamanda Parametrik Tasarım, Yapı Bilgi Modellemesi (BIM), performans simülasyonları, jeneratif (üretken) sistemler ve yapay zekâ gibi yeni mimari düşünce paradigmaları yatar. Dolayısıyla bu alandaki kavram, yöntem ve çalışmaların anlaşılması, eğitimdeki entegrasyon eksikliğinin giderilmesi açısından büyük önem taşımaktadır. Dijital mimarlığın sürekli gelişen, disiplinlerarası doğası ve çok boyutlu yapısı, alana yeni girenler için kavramsal bir karmaşa yaratabilmektedir. Bilginin dağınık ve hızla güncellenen yapısı, öğrencilerin konular arasındaki bağlantılar kurmasını ve edindikleri bilgiyi bütüncül bir çerçevede yapılandırmasını zorlaştırmaktadır. Geleneksel, doğrusal eğitim materyalleri, bu dinamik alanın ilişkisel yapısını ve karmaşıklığını yansıtmakta yetersiz kalmaktadır. Öğrencilerin, öğrendikleri bir konunun genel resimdeki yerini, diğer alanlarla ilişkisini ve hiyerarşik önemini en başından öngörebilmeleri, daha derin ve kalıcı bir anlayış için kritik öneme sahiptir. Bu çalışma, söz konusu eksikliği gidermek amacıyla, dijital mimarlık bilgisini haritalayan dinamik ve etkileşimli bir çevrimiçi ansiklopedi önermektedir. Böylece statik bir basılı kaynak yerine kullanıcıların da eklemeler yapabileceği, kolektif, alanla ilişkili kullanıcılar tarafından erişilebilen üretken bir bilgi ekosistemi oluşturulabilecektir. Böyle bir ekosistem, dijital mimarlık eğitiminde alana ilişkin genel bir perspektifin sunulması ve dijital mimarlık bilgisinin haritalanması, alandaki bilginin kapsamının anlaşılmasının yanı sıra, sonradan edinilecek bilgilerin hangi bağlamda ele alındığına, hangilerinin hiyerarşik anlamda daha önceliklendirilmesi gerektiğine dair bir ön bilginin edinimi açısından da yarar sağlayacaktır. Bu araç, alandaki mevcut bilgi birikiminin bütüncül bir haritasını sunarak yalnızca mevcut durumu anlamayı kolaylaştırmaz; aynı zamanda bilgi boşluklarını tespit etmeye ve yeni araştırma fikirleri geliştirmeye de zemin hazırlar. Geleneksel eğitim yöntemlerinin sınırlarını aşan, keşif odaklı bir çevrimiçi ansiklopedi aracılığıyla dijital mimarlık bilgisini haritalama yöntemi, dinamik ve kapsayıcı bir öğrenme ortamı sunarak bu eksikliği gidermeyi hedeflemektedir. Buna ek olarak, bu çalışma, dijital mimarlık bilgisine dair genel bir bakışın oluşturulmasına ilişkin, kavramsal, işlemsel, görsel ve konfigürasyonel bilgi katmanları üzerinden bir sınıflandırmayı baz alarak, çevrim içi ansiklopedi ile alandaki bilgilerin ilişkiselliklerinin kurgulanarak bilgilerin anlamlandırılmasını, verimli bir şekilde edinimini ve akılda kalıcılığını artırmayı amaçlar. Bu bağlamda çalışma, bilginin doğasına dair temel bir soruyu da gündeme getirir: Bilgi, lineer olarak tüketilen bir ürün müdür, yoksa ilişkisel olarak keşfedilen bir peyzaj mıdır? Bu tez, ikinci önermeyi savunarak, bu peyzajı gezilebilir kılacak bir arayüz ve metodoloji önerir. Bu araştırmanın temel çıkış noktasını, bilginin temsili ve edinimi üzerine kurulu iki ana sorunsal oluşturmaktadır: 1. Doğrusal metinlerin sunduğu sıralı bilgi akışının aksine, anahtar kelimeler, görseller ve kavramsal bağlantılarla zenginleştirilmiş hiyerarşik bir yapı, bilgi edinimini daha derin ve çağrışımsal bir boyuta taşıyabilir mi? 2. Bilginin sistematik bir şekilde sınıflandırılması ve ilişkisel ağlar aracılığıyla temsil edilmesi, bilginin erişilebilirliğini, anlaşılırlığını ve işlevselliğini artırmada ne gibi bir potansiyel taşır? Bu ana sorulara yanıt aramak amacıyla, araştırma şu alt sorulara da odaklanmıştır: 1. Dijital mimarlık alanına özgü bilginin taksonomik sınıflandırması ve ilişkisel haritalanması için hangi sınıflandırma ve ilişkilendirme olanakları mevcuttur? 2. Dijital mimarlık bilgisinin bütünden parçaya doğru ayrıştırılması, alanın bütüncül olarak kavranmasını nasıl destekler ve bu süreci kolaylaştırmak için hangi görsel temsil araçları etkili bir şekilde kullanılabilir? alt sorularına yanıtlar aranmıştır. Çalışma kapsamında, dijital mimarlık bilgisinin kavramsal, işlemsel, görsel ve konfigürasyonel bilgi olmak üzere dört bilgi katmanı üzerinden keşif yoluyla ve deneyimsel olarak öğrenilmesine ilişkin hiyerarşik temsil teknikleri kullanılmıştır. Bunun için temel veri tabanı olarak dijital mimarlık alanındaki öncü sempozyumlarda sunulan bildirilerin ve makalelerin bir arada bulunduğu CUMINCAD veri tabanı çalışma kapsamında kullanılmıştır. Bu veri tabanında; ACADIA, ASCAAD, CAADRIA, eCAADe, SiGraDi, CAAD Futures, DDSS gibi önemli akademik platformlardan gelen zengin bibliyografik verileri içeren kapsamlı bir veri havuzu yer almaktadır. Bu çalışma kapsamında CUMINCAD platformundan çekilen makaleler en az 100 kelimelik özetler içermektedir. Bu platform aynı zamanda farklı kaynaklardan veri çekmesi, geniş bir veri setinin bulunması, dijital mimarlık bilgisinin kategorize edilmesini ve .ris, .bibtex, endnote formatlarında verilerin indirilebilmesini sağlaması açısından önemli bir kaynak olma özelliğine sahiptir. Çalışmanın metodolojisi, iki temel aşamadan oluşan bir veri işleme sürecine dayanmaktadır. İlk aşamada, CUMINCAD veritabanından elde edilen bibliyografik kayıtlar ve kapsamlı özetler, bir dizi Doğal Dil İşleme (NLP) tekniği ile analiz edilmiştir. Bu süreç öncelikle, metin temizleme, TF-IDF vektörleştirici ile terimlerin istatistiksel ağırlığının belirlenmesi ve hiyerarşik kümeleme adımlarını içermiştir. Bu algoritmik işlemler, veri seti içerisindeki örtük tematik yapıları ve temel kavramsal ilişkileri ortaya çıkarmak için temel bir zemin oluşturmuştur. İkinci aşamada ise, ilk aşamada elde edilen bu yapısal bulguları zenginleştirmek amacıyla üretken yapay zekâ modelleri devreye sokulmuştur. Bu modeller, statik algoritmik sınıflandırmanın ötesine geçerek, verinin daha bağlamsal ve anlamsal olarak zengin bir biçimde kategorize edilmesini sağlamıştır. Bu hibrit yaklaşım, yalnızca makalelerin genel örüntülerine göre sınıflandırılmasıyla kalmamış; aynı zamanda her bir makalenin içeriği de kavramsal, işlemsel, görsel ve konfigürasyonel bilgi katmanları ekseninde ayrıca tasnif edilmiştir. Bu çok katmanlı sınıflandırma, geliştirilen çevrim içi ansiklopedi arayüzünde kullanıcının dijital mimarlık bilgisini daha odaklı ve derinlemesine keşfetmesine olanak tanır. Bütünleşik bir metodolojinin kullanılması ile, dağınık görünen akademik yayınlar arasındaki gizli ilişkiler ve ana desenler görünür kılınarak alanın bütüncül bir bilgi haritası oluşturulur. Araştırmanın somut çıktısı, kullanıcıların dijital mimarlık bilgisini etkileşimli olarak keşfedebileceği, genel erişime açık bir çevrim içi prototiptir. Bu prototipin arayüzünde, gelişmiş veri görselleştirme kütüphanelerinden yararlanılarak, bilginin hiyerarşik ve ilişkisel doğasını yansıtan çeşitli temsiller üretilmiştir. Verilerin hiyerarşik yapısı; birinci grup diyagramlar olan yakınlaştırılabilir güneş patlaması diyagramı (zoomable sunburst diagram), yakınlaştırılabilir iç içe geçmiş daire kümeleri (zoomable circle packing), sekanslı güneş patlaması (sequences sunburst) ve ikinci grup diyagramlar olan akor diyagramı (hierarchical edge bundling), radyal ağaç (radial tree) ve yaşam ağacı (tree of life) gibi bir dizi etkileşimli görselleştirme tekniği aracılığıyla temsil edilmektedir. Bu dinamik temsiller, kullanıcıya doğrusal bir metnin sınırlamalarının ötesinde, keşfe dayalı ve bütüncül bir öğrenme deneyimi sunarak, farklı bilgi katmanları arasında geçiş yapma ve kavramsal bağlantıları sezgisel olarak kurma imkanı verir. Çalışmanın pratik uygulamasında iki aşamalı bir geliştirme süreci izlenmiştir. Birinci aşamada, daha küçük ölçekli bir örnek veri seti üzerinde farklı sınıflandırma metotları ve görselleştirme tekniklerinin etkinliği test edilerek bir fizibilite analizi yapılmıştır. İkinci aşamada ise, bu testlerden elde edilen bulgular ışığında, tam veri setiyle çalışacak özel eklentiler (plug-ins) geliştirilmiş ve nihayetinde genel kullanıma açık bir çevrim içi prototip hayata geçirilmiştir. Bu prototip arayüz, kullanıcıların ansiklopediye etkileşimli olarak erişmesine, farklı bilgi katmanları arasında serbestçe gezinerek kavramlar arası ilişkileri keşfetmesine olanak tanımaktadır. Modelin yukarıda belirtilenler doğrultusunda geliştirilmesine ek olarak, modelin etkinlik ve kullanılabilirliğinin doğrulanması amacıyla, çok yöntemli bir kullanıcı değerlendirme süreci tasarlanmıştır. Bu süreçte, üç ayrı kullanıcı grubu ile çalışılmıştır. Veri toplama sürecinde nicel ve nitel verilerin birlikte toplanabilmesi için anketler, yarı yapılandırılmış mülakatlar ile göz takip (eye-tracking) analizleri gibi yöntemler bütüncül bir yaklaşımla uygulanmıştır. Bu değerlendirmelerden elde edilen bulgular, katılımcıların arayüzle kurduğu etkileşim stratejilerini ve görsel dikkat odaklarını, bakış desenlerini ortaya koymuştur. Toplanan bu veriler, arayüz elemanlarının yinelemeli olarak iyileştirilmesinde ve kullanıcı deneyiminin optimize edilmesinde doğrudan kullanılmıştır. Bu değerlendirmeler, önerilen dörtlü bilgi sınıflandırmasının sadece teorik bir model olmadığını, aynı zamanda kullanıcılar tarafından algılanabilir ve kullanılabilir bir yapı olduğunu ampirik olarak doğrulamıştır. Bu doğrultuda, araştırmanın temel bulgusu, dijital mimarlık bilgisinin kavramsal, işlemsel, görsel ve konfigürasyonel olmak üzere dört temel katmanda sınıflandırılması ile bu yapıların etkileşimli görselleştirilmesinin, keşfe dayalı öğrenme süreçlerinin etkinliğini artırdığıdır. Bu kapsamda çalışma, alanın karmaşık bilgi yapısını yansıtan ve geleneksel bilgi edinme yöntemlerini yeniden tanımlayan yenilikçi bir çevrim içi ansiklopedi sunmaktadır. Önerilen bu ansiklopedi, hem akademik araştırmacılar hem de alandaki uygulayıcılar için bütüncül, ilişkisel ve sezgisel bir bilgi keşif ortamı yaratır. Nihai olarak bu araç, dijital mimarlık alanındaki pedagojik yaklaşımları, statik içerik tüketiminden dinamik bilgi keşfine doğru dönüştürme potansiyeli taşımaktadır. Bu tez, araştırmanın sistematik bir şekilde sunulması amacıyla yedi bölüm halinde yapılandırılmıştır. Birinci bölümde, araştırmanın problemi, amaç ve kapsamı tanımlanarak, temel araştırma soruları ve izlenen metodoloji ortaya konarak çalışmanın temeli aktarılır. İkinci bölümde, konuya ilişkin literatür kapsamlı bir şekilde ele alınarak araştırmanın genel kuramsal çerçevesi ortaya konur. Üçüncü bölüm, önerilen metodolojinin merkezinde yer alan temel kavramları ayrıntılı biçimde ele alarak araştırmanın teorik çerçevesini detaylandırır. Dördüncü bölüm, metodolojinin veri toplama, işleme ve görselleştirme adımlarını içeren pratik uygulamayı ayrıntılı olarak sunar. Beşinci bölüm, geliştirilen prototipin kullanıcı testlerinden elde edilen bulguları, anket, mülakat ve göz takip verilerini analiz ederek değerlendirir. Altıncı bölümde, bu bulgular genel çerçevede tartışılır, çalışmanın sınırlamaları ve gelecekteki araştırma olanakları ele alınır. Araştırmanın son bölümünde tüm araştırmanın genel bir sentezi sunularak nihai bulgular ortaya konur ve çalışmanın alana katkıları değerlendirilir.
Özet (Çeviri)
This study introduces a comprehensive framework for the systematic taxonomy and visual mapping of digital architecture knowledge through the proposal of an AI-assisted scientific online encyclopedia. By integrating methodologies from digital humanities, architectural computing, computational design and knowledge representation, the research aims to reorganize domain-specific knowledge by first constructing a hierarchical structure and subsequently classifying this knowledge into four primary categories: conceptual, procedural, visual and configurational. This classification provides a multi-dimensional perspective on digital architecture discourse, establishing a pedagogical model designed to support exploratory learning. The study is organized into two main phases. The first phase involves experimentation with a sampled dataset in order to test classification methods and evaluate different visualization approaches. It begins with the extraction of metadata from the CUMINCAD database, which serves as a comprehensive repository of digital architecture publications. The dataset is processed through a series of natural language processing (NLP) procedures, including text preprocessing, term weighting via TF-IDF vectorization, and hierarchical clustering. These methods are applied to uncover latent thematic structures and conceptual relationships within the data. In the second phase, generative AI models are utilized to further classify and interpret the data. This phase moves beyond static algorithmic categorization and enables more nuanced, context-sensitive classifications. In this phase, the dataset is significantly expanded to include the full corpus of digital architecture publications. The increased scale and complexity of the data necessitate more advanced classification methods, for which generative AI models are employed to enable deeper and context-sensitive categorization. Furthermore, custom plug-ins are developed to allow users to directly upload and process updated datasets, thereby extending the system's adaptability and inclusiveness. These developments culminate in a more comprehensive and user-driven web-based prototype that enhances interaction with the encyclopedia interface, transforming the abstract taxonomy into a navigable knowledge map. The results are visualized using a variety of hierarchical and interactive diagrams created with advanced data visualization libraries. These include zoomable sunburst charts, radial trees, hierarchical edge bundling, and tree-of-life representations. These visual tools facilitate intuitive navigation through complex knowledge layers, supporting exploratory learning in line with constructivist theory. To evaluate the effectiveness of the system, user experience assessments were conducted through surveys, interviews, and eye-tracking analyses with three distinct participant groups. The results revealed diverse interaction behaviors and gaze patterns, which were used to refine the interface design and enhance overall usability. In conclusion, this study demonstrates that the systematic taxonomy of knowledge into distinct types and the visualization of their interrelationships can significantly enhance exploratory learning. It presents a novel educational tool that reflects the relational structure of digital architecture knowledge and introduces a new paradigms for its exploration and comprehension.
Benzer Tezler
- Generating an assessment model for industry 4.0
Başlık çevirisi yok
SAMET GÜRSEV
Doktora
İngilizce
2019
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiMarmara ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN ÖZTEMEL
- Farklı sınıf seviyesindeki öğrencilerin uzamsal becerilerinin incelenmesi
Investigating spatial skills of students from different classroom levels
FATMA BETÜL AYKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Eğitim ve ÖğretimKaradeniz Teknik Üniversitesiİlköğretim Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DERYA ÇELİK
- Innovativeness: An analysis based on innovation taxonomy and data envelopment analysis
Yenilikçilik: Taksonomi bazlı bir analiz ve veri zarflama analizi
METE SEVİNÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiSabancı ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET GÜNDÜZ ULUSOY
- Reconsidering blurring boundaries: Identifying contemporary urban-rural relationships
Bulanıklaşan sınırları yeniden ele almak: Güncel kent-kır ilişkilerinin tanımlanması
CANER MURAT DOĞANÇAYIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİYE AHU AKGÜN
- Exploring design based learning activities in 2nd grade science classrooms
2. sınıf bilim sınıflarında tasarım tabanlı öğrenme aktivitelerinin keşfedilmesi
ÖZLEM YAPRAK BOSTANCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Eğitim ve ÖğretimOrta Doğu Teknik ÜniversitesiEğitim Programları ve Öğretimi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF ÖZTÜRK