Skip to main content

2024 | OriginalPaper | Buchkapitel

Topological Community Detection: A Sheaf-Theoretic Approach

verfasst von : Arne Wolf, Anthea Monod

Erschienen in: Complex Networks & Their Applications XII

Verlag: Springer Nature Switzerland

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

We propose a model for network community detection using topological data analysis, a branch of modern data science that leverages theory from algebraic topology to statistical analysis and machine learning. Specifically, we use cellular sheaves, which relate local to global properties of various algebraic topological constructions, to propose three new algorithms for vertex clustering over networks to detect communities. We apply our algorithms to real social network data in numerical experiments and obtain near optimal results in terms of modularity. Our work is the first implementation of sheaves on real social network data and provides a solid proof-of-concept for future work using sheaves as tools to study complex systems captured by networks and simplicial complexes.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
2.
Zurück zum Zitat Curry, J.M.: Sheaves, cosheaves and applications. University of Pennsylvania (2014) Curry, J.M.: Sheaves, cosheaves and applications. University of Pennsylvania (2014)
3.
Zurück zum Zitat Hansen, J., Ghrist, R.: Opinion dynamics on discourse sheaves (2020) Hansen, J., Ghrist, R.: Opinion dynamics on discourse sheaves (2020)
4.
Zurück zum Zitat Hegselmann, R., Krause, U.: Consensus and fragmentation of opinions with a focus on bounded confidence. Am. Math. Mon. 126(8), 700–716 (2019)MathSciNetCrossRef Hegselmann, R., Krause, U.: Consensus and fragmentation of opinions with a focus on bounded confidence. Am. Math. Mon. 126(8), 700–716 (2019)MathSciNetCrossRef
5.
Zurück zum Zitat Riess, H., Ghrist, R.: Diffusion of information on networked lattices by gossip (2022) Riess, H., Ghrist, R.: Diffusion of information on networked lattices by gossip (2022)
6.
Zurück zum Zitat Schindler, D.J., Barahona, M.: Persistent homology of the multiscale clustering filtration. arXiv preprint arXiv:2305.04281 (2023) Schindler, D.J., Barahona, M.: Persistent homology of the multiscale clustering filtration. arXiv preprint arXiv:​2305.​04281 (2023)
7.
Zurück zum Zitat Shepard, A.D.: A cellular description of the derived category of a stratified space. Brown University (1985) Shepard, A.D.: A cellular description of the derived category of a stratified space. Brown University (1985)
8.
Zurück zum Zitat Zachary, W.W.: An information flow model for conflict and fission in small groups. J. Anthropol. Res. 33(4), 452–473 (1977)CrossRef Zachary, W.W.: An information flow model for conflict and fission in small groups. J. Anthropol. Res. 33(4), 452–473 (1977)CrossRef
Metadaten
Titel
Topological Community Detection: A Sheaf-Theoretic Approach
verfasst von
Arne Wolf
Anthea Monod
Copyright-Jahr
2024
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-031-53499-7_3

Premium Partner