Bilişsel haritaların benzerlik analizi için yeni bir yaklaşım
A new approach to similarity analysis of cognitive maps
Yazar: ÖZGE TEKELİ
Danışman: DOÇ. DR. UMUT ASAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mühendislik Yönetimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering

Özet:
İnsanın bulunduğu her alanda problem çözme, karar verme, ilişki kurma mevcuttur. Bilişsel haritalar, problemin nedenlerinin tespit edilebilmesi, önemli kontrol noktalarının belirlenmesi, karmaşık sistemlerdeki temel nedensel ilişkilerin ortaya konulması için önemli araçlardan biridir. Bireylerin düşüncelerinin somutlaştırıldığı ve analiz edilebildiği bu araç; yönetim bilimi, yazılım, karar süreç modellemeleri, e-ticaret müşterileri için karar destek sistemleri gibi birçok alanda kullanılabilir. 
Bilişsel haritalar birçok farklı yöntemle oluşturulabilir. En çok kullanılan yöntemler odak grup çalışmaları ya da bire bir mülakatlardır. Bu çalışmalarda genelde, bilişsel haritalarının oluşturulması istenen bireye ya da gruba önce bir ortak liste hazırlanır, (literatürden veya kişilerden) ve içerisinden seçilen kavramlar doğrultusunda bireylerin haritaları oluşturulur. Burada bireylerin düşüncelerinin özgürce yansıtılması konusunda eksiklik olabilir bu yüzden bilişsel harita oluşturma çalışmalarında açık uçlu soruların sorulması ve mülakat sürecinde araştırmacının bireyi yönlendirecek her türlü davranıştan kaçınması tavsiye edilir. Bir diğer yöntem metinden bilişsel harita oluşturulmasıdır. İçerik analizinin önemli rol oynadığı bu yöntemde, güvenilir bir şekilde bilişsel harita oluşturmak çok kolay değildir, bireylerin kendi düşüncelerini metne yansıtamama ihtimali de güvenilirliği olumsuz etkiler. Bilişsel haritanın oluşturulma şekli benzerlik ölçümünü etkileyen önemli bir faktördür. Bireylerin kendilerine özgü düşüncelerini ifade edebileceği kavramların, bilişsel haritaların oluşturulması sürecinde ortak liste üzerinden belirlenmesi yerine bireylerin listelerden bağımsız düşüncelerini ifade etmeleri ve içerik analizinden faydalanılarak kavramların oluşturulması daha geçerli sonuçlar verecektir.
Bilişsel haritalar, bireylerin kendi öznel dünyasını yansıttığı için araştırmacıların birden fazla bireyin haritalarını birleştirme ve karşılaştırma ihtiyacı doğmuştur. Bilişsel haritaların benzerliğinin ölçülebilmesi için bireylerin haritalarının, diğer bireylerle ilişkilendirilmesi gerekir. Bireylerin düşüncelerini karşılaştırmak için benzerlik analizleri yapılabilir. Bilişsel haritaların benzerliğinin nicel yöntemlerle hesaplanması sonucunda bireylerin bir konu hakkında ne kadar benzer ya da farklı düşüncelere sahip olduğu tespit edilebilir. 
Bu tez çalışmasında bilişsel haritaların benzerlik analizi için yeni bir yaklaşım önerilmiştir.  Bu yaklaşımda, bilişsel haritalarda dolaylı etkilerin ve kavram benzerliğinin dikkate alındığı iki farklı yöntem önerisi yer almaktadır. Literatürde bilişsel haritada yer alan kavramların sadece doğrudan etkileri göz önünde bulundurularak benzerlik ölçümü yapılmaktadır. Önerilen yöntemlerden ilki bilişsel haritalada yer alan kavramların arasındaki dolaylı etkilerinin dikkate alındığı yöntemdir. Burada dolaylı etkilerin yarattığı benzerliklerin göz önünde bulundurulmasıyla, bireylerin benzerliklerinin daha güvenilir bir şekilde ortaya koyulması hedeflenmektedir. Önerilen yöntemlerden ikincisi kavramların benzerliğinin de benzerlik analizinde yer almasıdır. Bunun için bireylere açık uçlu sorular sorulur ve kavramların benzerliği içerik analizi ile tespit edildikten sonra bilişsel haritaların benzerlik ölçümü gerçekleştirilir. Kavramların benzerlik derecesi için eş anlamlılar sözlüğü kullanılması önerilmiş olup yüksek, orta ve zayıf eş anlamlılık durumları için ağırlıklandırma yapılmıştır. 
Önerilen yöntemlerin etkinliği ve uygulanabilirliği örnek bir uygulama ile incelenmiştir. Yeni yöntemlerin önerdiği sonuçlar, klasik yaklaşımın sonuçları ile karşılaştırıldığında hem kavramlar arası dolaylı etkilerin hem de kavramlar arasındaki benzerliğin dikkate alınmasının daha güvenilir benzerlik ölçümleri ürettiği görülmüştür.

Abstract:
Cognitive maps are one of the important tools for determining the causes of the problems, identifying important control points, and revealing basic causal relationships in complex systems. This tool in which individuals' beliefs and thoughts are concretized and analyzed can be used for management awareness, software operations, decision making modeling, decision support systems for e-commerce customers.
Cognitive maps can be created in many different ways. The most commonly used methods are focus group work or individual interviews. In these studies, a list of concepts is usually given to group of individuals and cognitive maps are created in accordance with selected concepts. There may be a lack of freedom to reflect individual thoughts here, so it is advisable to ask open-ended questions while creating cognitive maps and researchers should avoid any kind of behavior that will guide the individual during the interview process. Analyzing texts is an another method for creating cognitive maps. In this method, in which content analysis plays an important role, it is not easy to create a cognitive map reliably, because individuals may not reflect their own thought. The creation form of cognitive map is an important factor that affects similarity analysis. It would be more effective for the individuals to express concepts that are independent from the lists and construct the concepts by making use of the content analysis rather than defining the concepts that individuals can express their own thoughts on the common list in the process of creating cognitive maps. After creating the cognitive maps, some structural analyzes are made. The most important analyzes to ensure that maps are created correctly and clustering individuals' maps correctly are head-tail analysis, loop analysis, theme island analysis and powerful concepts, potent, analysis.
Since cognitive maps reflect the subjective world of individuals, researchers need to combine and compare the maps of more than one individual. To be able to measure the similarity of cognitive maps, individuals' maps need to be associated with other individuals. Similarity analyses can be done to compare individual thoughts. The behavior of individuals and their decisions is definitely influenced by their environment and their experiences. This may indicate that it is very difficult for two different individuals to be in the same thought. However, identifying similarities will be an important guide for how to treat individuals. Similarities in individuals' thoughts or behaviors are usually measured with qualitative methods. Qualitative methods are aimed to compare the differences between nodes, relations between nodes and strength differences between nodes. However, such qualitative comparisons are insufficient to objectively measure the distance between the maps. Thus, in order to solve the problem of measuring the similarity of two individuals or groups' thoughts or behaviors, it has been tried to contribute to the development of qualitative measures by adding quantitative measures by cognitive mapping method. 
For the similarity of cognitive maps, the formula of distance between matrices is used, the smaller the distance between the two maps, the greater the similarity of the two cognitive maps. Three types of differences can be detected when comparing individuals' cognitive maps. First, existence or nonexistence of nodes which means a concept that is important to an individual may not be included in the cognitive map of another individual. So, in this formula, common beliefs in cognitive maps and unique beliefs in each cognitive map play an important role. Second is existence or nonexistence of beliefs which means concepts may be the same and for one of the individual, one concept will affect the other one, but for the second individual these two concepts are completely different, there is no link between these concepts. The last difference is strength which means two individuals may have common concepts and common beliefs but strengths between these concepts may be different. It may even be negative on the cognitive map of one person, and positive on another person's cognitive map.
In this thesis study, a new approach for similarity analysis of cognitive maps is suggested. In this new approach, two different methods are suggested that consider indirect effects of the concepts and the concept similarities. In the literature, similarity measurement is done by taking into account only direct effects of the nodes in the cognitive map. When indirect effects are included, similarity degree may change. The first new method is that similarity of the individuals is analyzed not only by considering direct effects but also by considering the indirect effects of the nodes in the map. Second new method is considering similarity of concepsts in the cognitive maps. For analyzing concept similarity, individuals should express themselves with their words instead of list of concepts. Similarity of the nodes to the synonymy degrees and the similarity of the maps have been examined. Thesaurus is used for the degree of similarity of concepts is proposed. Similarity is weighted for high, medium and low synonyms. Moreover, both methods can be employed together after the method in which concept similarities of indirect relations and variables are taken into account separately.
As a result, similarity of cognitive maps is measured by four methods. Common result of the analyses, the first and third individuals are the individuals who have more similar thoughts when compared to the others. The first and second individuals, on the contrary, have the least similar cognitive maps. The degree of similarity between the first and third individuals in the analysis results of the classical method which considers only the direct effects, is reduced in the first new method, which considers both direct and indirect effects betwwen concepts. On the contrary, similarity degrees between the first and the second individuals and between the second and third individuals are increased. The important thing is to have reliable and valid results instead of increasing the degree of similarity. Therefore, the reduction of the similarity does not mean that indirect effects should not be considered, but rather that if indirect effects change the results, it is worth for considering. 
Results of the analysis that concept similarities are considered shows when the level of synonymy degree between concepts increases, the similarity of individuals increases. The similarity analysis of the concepts by measuring the similarities of the concepts has made it possible to obtain more reliable data about the similarities of the individuals. Even if there is a weak synonymy between the concepts, it is revealed that the individuals are more similar to each other regarding the scenario which concepts are completely separate.
The effectiveness and applicability of the suggested methods have been examined with a sample application. It has been found that, the indirect effects of the concepts and their synonyms contributed to the achievement of a more reliable similarity level by comparing the new approach suggested and the classical approach.