發(fā)布時間：2017-09-14 05:10

  本文關(guān)鍵詞：信息可視化研究綜述

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【摘要】：信息可視化是可視化技術(shù)在非空間數(shù)據(jù)領(lǐng)域的應(yīng)用,可以增強數(shù)據(jù)呈現(xiàn)效果,讓用戶以直觀交互的方式實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的觀察和瀏覽,從而發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中隱藏的特征、關(guān)系和模式�？梢暬瘧�(yīng)用非常廣泛,主要涉及領(lǐng)域:數(shù)據(jù)挖掘可視化、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可視化、社交可視化、交通可視化、文本可視化、生物醫(yī)藥可視化等等。根據(jù)CARD可視化模型可以將信息可視化的過程分為以下幾個階段:數(shù)據(jù)預(yù)處理;繪制;顯示和交互。根據(jù)SHNEIDERMAN的分類,信息可視化的數(shù)據(jù)分為以下幾類:一維數(shù)據(jù)、二維數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)、多維數(shù)據(jù)、時態(tài)數(shù)據(jù)、層次數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。其中針對后4種數(shù)據(jù)的可視化是當(dāng)前研究的熱點。多維數(shù)據(jù)可視化方法主要包括基于幾何的方法、圖標(biāo)方法和動畫方法等�；趲缀蔚目梢暬绞街凶罱�(jīng)典的就是"平行坐標(biāo)系"方法。平行坐標(biāo)系(parallel coordinates)使用平行的豎直軸線來代表維度,通過在軸上刻劃多維數(shù)據(jù)的數(shù)值并用折線相連某一數(shù)據(jù)項在所有軸上的坐標(biāo)點展示多維數(shù)據(jù)。平行坐標(biāo)系方法能夠簡潔、快速地展示多維數(shù)據(jù),發(fā)展出很多改進(jìn)技術(shù)。但是當(dāng)數(shù)據(jù)集的規(guī)模變得非常大時,密集的折線會引起"視覺混淆"(visual clutter),處理方法包括維度重排、交互方法、聚類、過濾、動畫等。其他基于幾何的方法包括Radviz方法使用圓形坐標(biāo)系展示可視化結(jié)果;散點圖矩陣(scatter plot matrix)將多維數(shù)據(jù)中的各個維度兩兩組合繪制成一系列的按規(guī)律排列的散點圖�；趫D標(biāo)的可視化方法用具備可視特征的幾何形狀如大小、長度、形狀、顏色等刻劃數(shù)據(jù),代表性的方法包括星繪法和Chernoff面法等。動畫方法用于可視化中可被用來提高交互性和理解程度,其缺點包括可能分散注意力、引起用戶的誤解、產(chǎn)生"圖表垃圾"等。時間序列數(shù)據(jù)是指具有時間屬性的數(shù)據(jù)集,針對時間序列數(shù)據(jù)的可視化方法如下:線形圖、堆積圖、動畫、地平線圖、時間線。層次數(shù)據(jù)具有等級或?qū)蛹夑P(guān)系。層次數(shù)據(jù)的可視化方法主要包括節(jié)點鏈接圖和樹圖2種方式。其中樹圖(treemap)由一系列的嵌套環(huán)、塊來展示層次數(shù)據(jù)。為了能展示更多的節(jié)點內(nèi)容,一些基于"焦點+上下文"技術(shù)的交互方法被開發(fā)出來。包括"魚眼"技術(shù)、幾何變形、語義縮放、遠(yuǎn)離焦點的節(jié)點聚類技術(shù)等。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。自動布局算法是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可視化的核心,目前主要有以下3類:一是力導(dǎo)向布局(force-directed layout);二是分層布局(hierarchical layout);三是網(wǎng)格布局(grid layout)。當(dāng)數(shù)據(jù)節(jié)點的連接很多時,容易產(chǎn)生邊交叉現(xiàn)象,導(dǎo)致視覺混淆。解決邊交叉現(xiàn)象的集束邊(edge bundle)技術(shù)可以分為以下幾類:力導(dǎo)向的集束邊技術(shù)、層次集束邊技術(shù)、基于幾何的邊聚類技術(shù)、多層凝聚集束邊技術(shù)和基于網(wǎng)格的方法等。其他研究熱點包括圖形的視覺因素研究、自適應(yīng)可視化研究、可視化效果的評估等。視覺因素對于可視化效果的影響,如位置、長度、面積、形狀、色彩等影響已經(jīng)引起很多研究者的注意。色彩是視覺因素的重要組成部分,研究主要集中在顏色選擇的原則和交互系統(tǒng)中。這些原則基于數(shù)據(jù)類型、類的數(shù)量、認(rèn)知約束等。自適應(yīng)可視化可以提高信息可視化的適應(yīng)性。研究成果分為以下幾類:自適應(yīng)可視化展示、自適應(yīng)資源模型、自適應(yīng)用戶模型。自適應(yīng)可視化展示是指根據(jù)用戶的特征自動為用戶提供多種展示類型,自動選擇可視化內(nèi)容及布局的形式,自動調(diào)整可視化的元素等。自適應(yīng)資源模型反映了對硬件和軟件的利用以提高可視化性能。自適應(yīng)用戶模型通過顯示用戶模型的內(nèi)容并讓用戶能夠編輯,從而讓用戶能夠控制模型的內(nèi)容。當(dāng)前關(guān)于信息可視化評價的研究較少,少量研究也沒有提出直接和通用的可視化的評估方式,需要對信息可視化評價的理論基礎(chǔ)、方法和應(yīng)用做深入的研究。可視化技術(shù)與應(yīng)用還應(yīng)該繼續(xù)向以下4個方面努力:直觀化、關(guān)聯(lián)化、藝術(shù)化、交互化。信息可視化技術(shù)的發(fā)展方向是協(xié)同(collaboration)、分析過程(analytics)、計算(computational)和意會(sense-making)。未來研究方向可以包括以下幾個內(nèi)容。信息可視化和數(shù)據(jù)挖掘的緊密結(jié)合。為提高處理海量數(shù)據(jù)時的速度和效率和解決視覺混淆現(xiàn)象;必須運用數(shù)據(jù)挖掘的公式和算法,對數(shù)據(jù)分析的過程及結(jié)果進(jìn)行可視化展現(xiàn)。協(xié)同可視化。協(xié)同可視化領(lǐng)域的研究方向可以包括可視化接口設(shè)計、基于Web的可視化協(xié)同平臺開發(fā)、協(xié)同可視化工作的視圖設(shè)計、協(xié)同可視化中的工作流管理及協(xié)同可視化技術(shù)的應(yīng)用等。更多領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)開發(fā)。包括統(tǒng)計可視化:需要研究使用幾何、動畫、圖像等工具對數(shù)據(jù)統(tǒng)計的過程和結(jié)果進(jìn)行加工和處理的技術(shù);新聞可視化:對新聞內(nèi)容進(jìn)行抓取、清洗和提取和可視化展示;社交網(wǎng)絡(luò)可視化:可視化方式顯示社交網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù),對社交網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點、關(guān)系及時空數(shù)據(jù)的集成展示。搜索日志可視化:針對在使用搜索引擎時產(chǎn)生的海量搜索日志,可視化的展現(xiàn)用戶的搜索行為、關(guān)系和模式等。
【作者單位】： 河北科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院;河北省軍區(qū)通信站;
【關(guān)鍵詞】： 信息可視化 可視化技術(shù) 人機(jī)交互 數(shù)據(jù)挖掘
【基金】：國家自然科學(xué)基金(71271076)
【分類號】：TP391.41
【正文快照】： 可視化技術(shù)起源于20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的科學(xué)計算可視化[1]�！靶畔⒖梢暬币辉~最早出現(xiàn)在RO-BERTSON等1989年發(fā)表的文章《用于交互性用戶界面的認(rèn)知協(xié)處理器》中[2]。信息可視化是可視化技術(shù)在非空間數(shù)據(jù)領(lǐng)域的應(yīng)用,是將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為視覺形式的過程,可以增強數(shù)據(jù)呈現(xiàn)效果,讓

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9 中科院軟件所 戴國忠 王宏安;筆式和多通道用戶界面[N];計算機(jī)世界;2006年

10 北京信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會秘書長 徐祖哲;數(shù)字奧運如何創(chuàng)新信息服務(wù)[N];中國計算機(jī)報;2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李海慶;協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的可視化技術(shù)與信息管理系統(tǒng)研究[D];四川大學(xué);2007年

2 唐磊;基于內(nèi)容和用戶歷史的音樂可視分析[D];山東大學(xué);2012年

3 劉芳;信息可視化技術(shù)及應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2013年

4 劉樂元;面向有限資源平臺人機(jī)交互的人手檢測與跟蹤[D];華中科技大學(xué);2012年

5 程成;虛擬環(huán)境人機(jī)交互技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（軟件研究所）;2002年

6 劉驥;植物生長模擬與可視化研究[D];重慶大學(xué);2009年

7 黃樟欽;異構(gòu)環(huán)境下基于OP通道技術(shù)的人—人交互系統(tǒng)研究[D];西安交通大學(xué);2000年

8 楊文珍;虛擬手交互真實力覺生成研究[D];浙江大學(xué);2007年

9 趙剛強;基于視覺的大范圍頭部姿態(tài)跟蹤關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2009年

10 律睿a\;新媒介繪畫關(guān)鍵技術(shù)研究及系統(tǒng)設(shè)計[D];浙江大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳春艷;協(xié)商研討系統(tǒng)中的可視化技術(shù)研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2012年

2 顧培蒂;可視化技術(shù)在教育中的應(yīng)用[D];北京師范大學(xué);2008年

3 尤志祥;基于OpenGL的交互式有限元后處理可視化程序開發(fā)[D];南京理工大學(xué);2009年

4 吳明;信息產(chǎn)品的界面設(shè)計研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2005年

5 王文濤;基于虛擬手的人機(jī)交互技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2005年

6 丁芳頤;分布交互式三維潛艇航行訓(xùn)練仿真系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

7 衣英楠;數(shù)字文檔管理系統(tǒng)中知識檢索的研究[D];山東大學(xué);2005年

8 許連華;多視圖GIS交互研究[D];山東大學(xué);2005年

9 馬力;可用性測試中計算機(jī)輔助數(shù)據(jù)收集和分析機(jī)制研究[D];北京郵電大學(xué);2008年

10 貢國棟;基于人臉識別的人機(jī)交互探索與研究[D];太原理工大學(xué);2010年

本文編號：848060