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數(shù)據(jù)可視化范文第1篇

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)時(shí)代；可視化；應(yīng)用領(lǐng)域

引言

在大數(shù)據(jù)時(shí)代來(lái)臨之際，不僅僅伴隨著發(fā)展的機(jī)遇，同時(shí)也伴隨著發(fā)展的調(diào)整?，F(xiàn)如今對(duì)數(shù)據(jù)的應(yīng)用十分廣泛，然而人們對(duì)數(shù)據(jù)的理解并不是十分正確與統(tǒng)一，沒(méi)有一定的標(biāo)準(zhǔn)容易出現(xiàn)混亂的情況。人們無(wú)法全方位的掌握數(shù)據(jù)的綜合信息，更加無(wú)法徹底的利用數(shù)據(jù)為發(fā)展服務(wù)，因此對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代下對(duì)數(shù)據(jù)可視化的應(yīng)用進(jìn)行研究是十分有必要的。

1.數(shù)據(jù)可視化的發(fā)展

15世紀(jì)被認(rèn)為是可視化發(fā)展的起源，天文學(xué)、繪圖學(xué)等都快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了對(duì)未知世界的探索與追求；18世紀(jì)時(shí)期數(shù)據(jù)圖形開(kāi)始出現(xiàn)，可視化的表達(dá)方式變的更加多樣，包括地圖、統(tǒng)計(jì)圖等等。20世紀(jì)中期至今為止，由于電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)給時(shí)代的發(fā)展帶來(lái)了巨大的變化。計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)分析之間存在密切的聯(lián)系，高分辨率的圖像與交互式圖形分析都是使用傳統(tǒng)手繪圖根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。在計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)據(jù)可視化融合之后，統(tǒng)計(jì)計(jì)算工具、圖形軟件工具等應(yīng)運(yùn)而生。

2.數(shù)據(jù)可視化的流程

2.1原始數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換

原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換主要分為以下幾個(gè)步驟：1）獲取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以從計(jì)算機(jī)本地獲取，也可以從互聯(lián)網(wǎng)上獲取。2）數(shù)據(jù)分析。應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖表的方式來(lái)將數(shù)據(jù)的意義表示清楚，同時(shí)按照一定的類別順序進(jìn)行排列，進(jìn)而將數(shù)據(jù)的意義變得一目了然。在分析完數(shù)據(jù)后進(jìn)行過(guò)濾工作是十分關(guān)鍵的。3）數(shù)據(jù)過(guò)濾。將有價(jià)值的數(shù)據(jù)過(guò)濾留下來(lái)，將無(wú)用的多余的數(shù)據(jù)刪除。降低數(shù)據(jù)處理量也是提升數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要方式之一，其能夠有效的改善數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。4）挖掘。應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘的方式來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)格式進(jìn)行分析，亦或是將數(shù)據(jù)與數(shù)學(xué)環(huán)境相聯(lián)系，從海量數(shù)據(jù)中獲得一定的規(guī)律，進(jìn)而給數(shù)據(jù)表達(dá)提供有意義的材料。原始數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換過(guò)程可以簡(jiǎn)單，也可以復(fù)雜，這主要受到需要處理的數(shù)據(jù)的類型與復(fù)雜程度的影響[1]。

2.2數(shù)據(jù)的視覺(jué)轉(zhuǎn)換

數(shù)據(jù)的視覺(jué)轉(zhuǎn)換主要包括了表示與修飾兩個(gè)階段。表示，主要就是選擇基礎(chǔ)的視覺(jué)模型將其表現(xiàn)出來(lái)，即為視覺(jué)設(shè)計(jì)草圖。表示這一步驟基本上確定看數(shù)據(jù)可視化的視覺(jué)效果。在選擇表示方式的過(guò)程中還要結(jié)合數(shù)據(jù)的維度來(lái)選擇合適的表現(xiàn)方式，例如可以選擇樹(shù)狀、列表等。這一步驟也是數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換前后的審查與檢驗(yàn)。尤其是數(shù)據(jù)的獲取與過(guò)濾工作。因此可以看出，表示是數(shù)據(jù)可視化中十分關(guān)鍵的步驟。

3.數(shù)據(jù)可視化的適用范圍

3.1思維導(dǎo)圖

思維可視化已經(jīng)廣泛被應(yīng)用在教學(xué)、互聯(lián)網(wǎng)等需要進(jìn)行邏輯分析與思路研究的工作淋雨中。例如在設(shè)計(jì)過(guò)程中普遍使用的思維導(dǎo)圖，能夠幫助人們通過(guò)發(fā)散性思維來(lái)解決問(wèn)題。與知識(shí)可視化相似，如果在知識(shí)中加入了主觀的意識(shí)與見(jiàn)解，就會(huì)被賦予思想的含義，而這種思維意義的知識(shí)又形成了一種新型的能夠被人理解與傳播的知識(shí)。思維導(dǎo)圖能夠?qū)?shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類并且展現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)思維導(dǎo)圖可以將所有的相關(guān)數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來(lái)，讓用戶第一時(shí)間獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)彼此之間的聯(lián)系，這樣對(duì)于用戶對(duì)于整體數(shù)據(jù)都有了更加整體的認(rèn)識(shí)與了解，從而推動(dòng)工作的順利進(jìn)行[2]。

3.2新聞報(bào)道

數(shù)據(jù)新聞能夠讓新聞工作者通過(guò)信息圖表來(lái)將報(bào)道復(fù)雜的新聞事件。通過(guò)數(shù)據(jù)可視化能夠讓我們準(zhǔn)確的了解周圍的數(shù)據(jù)。這種對(duì)于數(shù)據(jù)能夠幫助人們進(jìn)行更加準(zhǔn)確決定的行為受到了歡迎。只有數(shù)據(jù)可視化存在一定的交互性時(shí)，數(shù)據(jù)可視化才是真正可行的。所以，數(shù)據(jù)可視化不僅僅要保證設(shè)計(jì)良好，同時(shí)還要做到簡(jiǎn)潔方便，易被人接受。數(shù)據(jù)可視化能夠在表現(xiàn)新聞事實(shí)、表達(dá)評(píng)論觀點(diǎn)的過(guò)程中起到容易被受眾理解的作用，同時(shí)也具有貼近性。新聞報(bào)道不單單要報(bào)道新聞事實(shí)，同時(shí)還能夠大力收集新聞信息，向受眾反饋信息。在互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代，新聞工作者可以通過(guò)微博、新聞?wù)搲榷喾N方式來(lái)獲得受眾的反饋信息。然而這類的反饋信息沒(méi)有相對(duì)應(yīng)的針對(duì)性。而在數(shù)據(jù)可視化過(guò)程中部分可視化工作能夠改善反饋信息與新聞無(wú)法融合的關(guān)鍵問(wèn)題。互動(dòng)性圖表不僅僅能夠與受眾開(kāi)展互動(dòng)，發(fā)掘受眾背后的故事，同時(shí)還能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行分析，得出受眾對(duì)信息感興趣的細(xì)節(jié)，幫助媒體不斷發(fā)現(xiàn)受眾的需求。另外在收集受眾意見(jiàn)的過(guò)程中，可以讓新聞工作者將其轉(zhuǎn)化為有效的新聞之一，作為新聞報(bào)道的延伸與深化。

3.3界面交互

數(shù)據(jù)可視化的最后一個(gè)步驟就是對(duì)最終呈現(xiàn)的界面進(jìn)行設(shè)計(jì)。在這一過(guò)程中用戶扮演的角色出現(xiàn)改變，其能夠?qū)缑孢M(jìn)行設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的處理方式，將被動(dòng)接受信息轉(zhuǎn)為主動(dòng)融合信息，分析信息。界面交互是信息分析、用戶決策聯(lián)系最為緊密的過(guò)程。心智模型與概念模型在界面交互的過(guò)程中被廣泛應(yīng)用。界面交互的可用性與用戶感受是判斷界面交互的重要標(biāo)準(zhǔn)。在界面交互過(guò)程中首先要注意對(duì)數(shù)據(jù)的篩選，其所指篩選并非將無(wú)價(jià)值信息過(guò)濾掉，而是由于要展現(xiàn)的數(shù)據(jù)量十分大，也不需要同時(shí)全部展現(xiàn)，因此要兼顧到可視化的目標(biāo)。包括潛在的目標(biāo)用戶，要凸顯重要的信息，提供一個(gè)可以進(jìn)行深層次范圍的入口，引導(dǎo)用戶來(lái)滿足其個(gè)性化需求。其次，在界面交互中不僅僅為了美觀而設(shè)計(jì)美觀，讓形式成為內(nèi)容的主導(dǎo)，而是要重視形式是內(nèi)容表現(xiàn)的原則[3]。例如信息需要通過(guò)視覺(jué)元素來(lái)表現(xiàn)，額可以通過(guò)圖形、圖標(biāo)或照片進(jìn)行，如何能夠?qū)⑿畔⒏訙?zhǔn)確的表現(xiàn)出來(lái)才是最為重要的。數(shù)據(jù)可視化的界面可以分為兩種類型，包括交互操作與元素直接進(jìn)行以及需要借助界面上工具進(jìn)行。交互操作與元素直接進(jìn)行即為界面與內(nèi)容融合在一起，用戶在操作過(guò)程中更多的關(guān)注與元素之間的互動(dòng)，融入感更加強(qiáng)烈。而需要借助界面上工具進(jìn)行，與元素之間不便進(jìn)行直接操作，或者是在用戶的使用習(xí)慣中尚未形成交互的操作模式。

4.結(jié)束語(yǔ)

伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展，由量變轉(zhuǎn)換為質(zhì)變的大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。全世界用戶對(duì)傳感數(shù)據(jù)的使用量顯著上升，對(duì)數(shù)據(jù)挖掘分析工作的進(jìn)步對(duì)于時(shí)代的發(fā)展有著不可忽視的重大意義。在用戶對(duì)數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)可視化需求增長(zhǎng)的過(guò)程中，用戶對(duì)數(shù)據(jù)可視化的需求會(huì)更加強(qiáng)烈。一般用戶也會(huì)主動(dòng)或被動(dòng)的參與到數(shù)據(jù)可視化的建設(shè)過(guò)程中來(lái)，從將用戶所需的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確的呈現(xiàn)出來(lái)，從而讓數(shù)據(jù)能夠幫助用戶做出更加準(zhǔn)確的決策。（作者單位：湖南師范大學(xué)）

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃墨樵.論大數(shù)據(jù)時(shí)代下文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)的可視化――以故宮數(shù)字沙盤為例[J].博物館研究，2014，（04）：87-93.

[2] Viktor Mayer-Schonberger，Kenneth Cukier.Big Data：A Revolution That WillTransform How We Live[M].London：John Murray，2013：10-13

數(shù)據(jù)可視化范文第2篇

【關(guān)鍵詞】信息可視化技術(shù) 地理空間元數(shù)據(jù) 因素

1 信息可視化和地理空間元數(shù)據(jù)的概念

1.1 信息可視化

信息可視化是個(gè)統(tǒng)稱，它包括了多方面的內(nèi)容，有數(shù)據(jù)、知識(shí)可視化、信息圖形學(xué)等方面，具體是指不論通過(guò)動(dòng)態(tài)或者靜態(tài)的方式，從呈現(xiàn)的圖標(biāo)、文字等方面研究尋找問(wèn)題的答案。它主要是創(chuàng)建一些直觀的表達(dá)手法來(lái)展現(xiàn)一些抽象的理念和知識(shí)，方便用戶理解，以便獲得內(nèi)在的信息和引發(fā)新的思考，對(duì)問(wèn)題有新的解決之道。

1.2 地理空間元數(shù)據(jù)

元數(shù)據(jù)目前的定義諸多，都有其立腳點(diǎn)。有的認(rèn)為元數(shù)據(jù)是對(duì)數(shù)據(jù)的一種描述，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的總體的提煉的解釋和概括。有的認(rèn)為它是一種機(jī)制，是描述說(shuō)明數(shù)據(jù)集成的其他形式。還有的認(rèn)為它是對(duì)地理數(shù)據(jù)的收集整理、標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的質(zhì)量等方面的數(shù)據(jù)。還有其他的一些觀點(diǎn)，都有其道理，定論不一，但在不同的方面有不同的適用價(jià)值。而地理空間元數(shù)據(jù)地理空間數(shù)據(jù)的集合，它其中還包括了信息資源的描述相關(guān)信息，可以概括空間特征。

2 地理空間元數(shù)據(jù)可視化的影響因素

地理空間元數(shù)據(jù)可視化的功能對(duì)用戶是便捷有利的，但是不同的設(shè)備、不同的用戶、不同的目的所需要的可視化的功能不可能一致，這需要因時(shí)因地設(shè)計(jì)。地理空間元數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計(jì)有下列的影響因素：

2.1 目標(biāo)要求

地理空間元數(shù)據(jù)可視化服務(wù)的是用戶，所以要滿足用戶的目標(biāo)需求。用戶的不同需求，使元數(shù)據(jù)的主要內(nèi)容和關(guān)鍵點(diǎn)不同，對(duì)信息的傳送內(nèi)容也不同，最終在可視化下，它的表現(xiàn)形式、搜索的刪選化程度、應(yīng)用的版式都會(huì)不同，用戶的感官獲取的感受和接收的程度會(huì)受到影響。進(jìn)一步目標(biāo)要求會(huì)影響用戶的滿意度，用戶評(píng)價(jià)的依據(jù)較為注重?cái)?shù)據(jù)的真實(shí)可靠性，實(shí)用性，還有準(zhǔn)確度等方面，此外還有數(shù)據(jù)獲取的成本以及便捷程度，用戶也會(huì)考量。

2.2 用戶

地理空間元數(shù)據(jù)的服務(wù)對(duì)象，大部分用戶是GIS應(yīng)用程序的用戶，用戶的范圍廣，從事各行各業(yè)，對(duì)地理空間元數(shù)據(jù)可視化的要求也是眾口難調(diào)，不同的人有不同的具體的要求。并且地理空間元數(shù)據(jù)的使用者除了這些用戶，還包括了元數(shù)據(jù)的開(kāi)發(fā)者、管理者，他們也會(huì)使用元數(shù)據(jù)，還會(huì)定時(shí)檢測(cè)元數(shù)據(jù)，查看用戶滿意度以及建議，進(jìn)行修改和重新設(shè)計(jì)，不斷的更新數(shù)據(jù)。

3 可視化技術(shù)的分類

3.1 單要素的可視化技術(shù)

單要素的可化技術(shù)顧名思義，一個(gè)元素為主導(dǎo)。他具體指方法為單一的的表現(xiàn)形式，如用圖形、文字、或者其他的方法中的一種。其中圖形因?yàn)槠渲庇^、簡(jiǎn)單的反映信息的特點(diǎn)，應(yīng)用相對(duì)廣泛。例如二維數(shù)據(jù)通常用散點(diǎn)圖標(biāo)識(shí)，非常簡(jiǎn)單直接的從圖形上可以分辨出兩種要素的關(guān)系，線性關(guān)系或非線性關(guān)系。如果元素超過(guò)兩個(gè)，可以采用顏色進(jìn)行區(qū)分，也十分鮮明直觀。單要素的形式還是較為多樣化的，可以根據(jù)用戶的需要進(jìn)行選擇，選擇合適的方法進(jìn)行分析數(shù)據(jù)，獲得信息。

3.2 多要素的可視化技術(shù)

通常情況下數(shù)據(jù)的產(chǎn)生是由多種因素共同影響的作用，這時(shí)分析原因或者結(jié)果，就不能采用單要素的可視化技術(shù)，無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)的需求。地理空間元數(shù)據(jù)可視化多要素分析就應(yīng)運(yùn)而生了，它可以反映三個(gè)及三個(gè)以上的元數(shù)據(jù)要素的影響。這種可以較為完整分析因素對(duì)數(shù)據(jù)的影響，不會(huì)遺漏重要的因素。這種多要素可視化技術(shù)又可以分為多維可視化、圖標(biāo)顯示技術(shù)、層次可視化技術(shù)。三種方式雖然有區(qū)別，但是總體上來(lái)看，圖形應(yīng)用的比較多。樹(shù)狀圖、散點(diǎn)圖矩陣、雙曲線樹(shù)等都可以有效表現(xiàn)多因素的相互關(guān)系，而且相較于文件，更為直觀、簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)潔明了。用戶也可以根據(jù)突出的重點(diǎn)內(nèi)容不同選用不同的圖形，這樣不僅可以表現(xiàn)因素之間的相互關(guān)系，相互作用，還可以突出重點(diǎn)因素，有利于用戶快速把握重點(diǎn)信息，提取重點(diǎn)，可以更快速的解決問(wèn)題。

4 小結(jié)

地理空間元數(shù)據(jù)可視化在現(xiàn)代的應(yīng)用十分廣泛，如同數(shù)據(jù)庫(kù)一般，是個(gè)十分有效的解決問(wèn)題的方法。而現(xiàn)階段的地理空間元數(shù)據(jù)可視化在信息可視化下，有一定的發(fā)展，也有一定的影響因素，用戶的不同目標(biāo)也阻礙了它的發(fā)展，無(wú)法全面的普及市場(chǎng)。但是可視化的前景是廣大的，現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展會(huì)推動(dòng)它的發(fā)展前進(jìn)，人們的日常生活工作會(huì)逐漸適應(yīng)這種方法的使用，也需要這種方法的幫助分析問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

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數(shù)據(jù)可視化范文第3篇

關(guān)鍵詞：三維環(huán)境矢量數(shù)據(jù) 可視化 數(shù)據(jù)匹配 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）08（b）-0094-01

1 研究現(xiàn)狀

從地圖學(xué)發(fā)展過(guò)程來(lái)看，二維GIS發(fā)展成熟，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)、管理、空間查詢及分析等方面具有無(wú)可比擬的巨大優(yōu)勢(shì)。而三維GIS在人機(jī)交互，實(shí)時(shí)渲染等方面有很好的效果。但兩者皆有其缺點(diǎn)，二維GIS由于其符號(hào)的抽象性，無(wú)法表現(xiàn)出逼真的的地形環(huán)境，三維GIS出現(xiàn)時(shí)間短，發(fā)展不夠完善，不能夠?qū)崿F(xiàn)較高層次的信息查詢，基于拓?fù)潢P(guān)系的分析及相關(guān)屬性方面的管理，目前，將二維GIS強(qiáng)大功能和三維GIS直觀顯示進(jìn)行有機(jī)結(jié)合主要有以下三種模式：

（1）二三維切換模式。

（2）二三維聯(lián)動(dòng)模式。

（3）基于緊密型二三維結(jié)合GIS。

2 矢量數(shù)據(jù)可視化分析

2.1 矢量數(shù)據(jù)可視化符號(hào)論基礎(chǔ)

在傳統(tǒng)二維地圖上，視覺(jué)變量包括形狀、尺寸、亮度、密度、色彩，而到了三維環(huán)境中，視覺(jué)變量有了新變化。三維地圖符號(hào)的視覺(jué)參量與二維地圖符號(hào)的視覺(jué)參量存在差異，由狀態(tài)、動(dòng)態(tài)變化和操作3個(gè)方面的視覺(jué)參量組成。狀態(tài)方面的參量與平面地圖的靜態(tài)視覺(jué)參量類似，然而，由于表達(dá)手段、技術(shù)的不同，參量描述與傳統(tǒng)靜態(tài)視覺(jué)參量也略有差異，主要包括形狀、尺寸、色彩、亮度、紋理、空間造型等6個(gè)方面的參量。

2.2 二維環(huán)境與三維環(huán)境的差異

傳統(tǒng)二維平面地圖的認(rèn)知方式是通過(guò)對(duì)地圖的閱讀獲取關(guān)于地理實(shí)體的位置、大小、距離、方向、相互關(guān)系等空間信息，主要運(yùn)用表象形式進(jìn)行編碼和解譯。使用地圖時(shí)，讀者對(duì)空間信息的定位是使用外部參考框架，方向固定，。二維地圖是對(duì)地理空間的簡(jiǎn)化和再現(xiàn)，然而二維平面地圖不夠生動(dòng)；用戶對(duì)二維地圖的認(rèn)知主要依靠人的視覺(jué)；VR技術(shù)在空間信息可視化中的應(yīng)用為我們提供了一種新的認(rèn)知環(huán)境――虛擬地理環(huán)境，是地圖在數(shù)字化時(shí)代的延伸和拓展， 是數(shù)字地圖支持下的一種新的空間認(rèn)知工具。具體說(shuō)來(lái)，三維環(huán)境與二維環(huán)境有如下幾個(gè)方面的不同。

（1）投影方式不同，把三維場(chǎng)景中圖形顯示到二維平面多進(jìn)行透視投影，而在二維場(chǎng)景中，一般只是進(jìn)行簡(jiǎn)單的正交投影即可。

（2）繪制引擎不同，二維場(chǎng)景繪制時(shí)一般只要用GDI或GDI+二維引擎即可，而三維場(chǎng)景繪制時(shí)多采用OpenGL、OSG、D3D等三維引擎。

（3）漫游方式不同，在二維場(chǎng)景中，只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的近大遠(yuǎn)小縮放和上下左右漫游，到了三維場(chǎng)景中，觀察方式變得更加豐富，如可以進(jìn)行翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)等。

（4）應(yīng)用環(huán)境不同，二維環(huán)境多應(yīng)用于二維GIS或二維電子地圖顯示，三維場(chǎng)景多應(yīng)用于三維GIS或逼真的虛擬環(huán)境表達(dá)。

（5）坐標(biāo)系不同，二維環(huán)境中使用的X-Y坐標(biāo)，三維環(huán)境中使用X-Y-Z坐標(biāo)；

（6）數(shù)據(jù)模型不同，二維環(huán)境中多使用矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)，三維環(huán)境多使用DEM與紋理。

正因?yàn)閮烧攮h(huán)境存在差異，將矢量數(shù)據(jù)在三維環(huán)境中可視化必須解決二三維環(huán)境下一體化的問(wèn)題，如坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換問(wèn)題、數(shù)據(jù)匹配問(wèn)題等。

2.3 矢量數(shù)據(jù)可視化圖形學(xué)基礎(chǔ)

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)為我們?cè)诶碚撋咸峁┝舜罅康乃惴ɡ碚?，具體包括以下幾點(diǎn)。

（1）線型生成技術(shù)為線狀要素建模提供了有力支撐。

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的平行線生成算法、虛線生成算法可以為線狀要提供很好的借鑒作用，規(guī)則曲線和自由曲線生成為線狀要素顯示提供了很大幫助。

（2）面域填充算法為面狀要素建模提供了很好的思路。

面域填充算法包括掃描線填充算法、種子填充算法、圖案填充算法等，尤其是圖案填充算法為面狀要素建模提供了很好的算法基礎(chǔ)。

（3）幾何變換特別是三維圖形幾何變換為矢量數(shù)據(jù)在三維場(chǎng)景中的顯示起了很大作用。

2.4 矢量數(shù)據(jù)可視化思路

由前面的符號(hào)論分析可知，二維地圖符號(hào)在三維可視化過(guò)程中并未過(guò)時(shí)，相反，還對(duì)三維符號(hào)發(fā)展起到借鑒作用，二維地圖符號(hào)在三維環(huán)境下仍然可以使用；同時(shí)三維環(huán)境下地圖視覺(jué)變量有了新的變化，如增加了紋理、空間造型等，這也啟示我們可以在三維環(huán)境下使用新的視覺(jué)變量，比如，使用紋理進(jìn)行矢量地圖符號(hào)建模。

二維與三維環(huán)境存在差異，在認(rèn)知上，二維環(huán)境相對(duì)于三維環(huán)境而言，不夠生動(dòng)，缺乏進(jìn)入感等，這也是將矢量數(shù)據(jù)在三維環(huán)境中進(jìn)行可視化的必要性。二三維環(huán)境的主要差異有投影方式、漫游方式、坐標(biāo)系及數(shù)據(jù)模型，投影方式不同會(huì)導(dǎo)致顯示效果不同，漫游方式不同會(huì)導(dǎo)致符號(hào)繪制后不同視角會(huì)有不同的顯示，如圖1所示，各類符號(hào)在不同視角下顯示有明顯不同，以視點(diǎn)逼近為例，點(diǎn)狀符號(hào)將逐漸占據(jù)整個(gè)屏幕；同樣，線狀符號(hào)不同線型之間距離拉大；面狀符號(hào)隨著視點(diǎn)的變化其內(nèi)部填充的圖案也變得十分稀疏；這些變化都影響了人的空間認(rèn)知，而這都是可視化需要解決的問(wèn)題；坐標(biāo)系不同則必須要考慮統(tǒng)一坐標(biāo)系，以及不同坐標(biāo)下的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)模型的不同則還需要考慮數(shù)據(jù)模型的匹配問(wèn)題。

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)提供了大量的成熟的算法和理論知識(shí)，可以為符號(hào)建模、要素顯示提供思路，OSG的強(qiáng)大功能可以減少工作量。

綜上所述，矢量數(shù)據(jù)可視化思路如下。

（1）綜合運(yùn)用各種視覺(jué)變量，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)狀要素、線狀要素、面狀要素建模。

（2）根據(jù)圖形學(xué)相關(guān)算法，解決地圖符號(hào)在三維環(huán)境中的應(yīng)用問(wèn)題。

（3）利用相關(guān)技術(shù)（如RTT技術(shù)），解決各要素在不同三維場(chǎng)景中的匹配問(wèn)題，如三維平面，三維球面，三維地形。

參考文獻(xiàn)

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[2] 徐智勇.三維地圖符號(hào)視覺(jué)參量研究[J].武漢大學(xué)信息學(xué)報(bào)，2006（6）.

數(shù)據(jù)可視化范文第4篇

【關(guān)鍵詞】 生物大數(shù)據(jù) 大數(shù)據(jù)可視化 發(fā)展趨勢(shì)

在以往的10余年中，生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域得到了快速的增長(zhǎng)，并且累積了海量的數(shù)據(jù)信息。海量的數(shù)據(jù)信息類型多樣，數(shù)量驚人，擁有巨大的潛在價(jià)值。如果采用傳統(tǒng)的處理方式來(lái)對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理不僅僅需要大量的人力、物力投入，而且還會(huì)使得失誤率大大提升。在這一情況下，生物大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

一、大數(shù)據(jù)及其技術(shù)

大數(shù)據(jù)是一種區(qū)別于傳統(tǒng)意義的研究模式，其與傳統(tǒng)模式中以個(gè)別案例作為研究對(duì)象的方式不同，其需要使用大規(guī)模的數(shù)據(jù)來(lái)開(kāi)展研究。大數(shù)據(jù)最為顯著的特征就是包括：1）海量數(shù)據(jù)。伴隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，2009-2012年在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有數(shù)以千百萬(wàn)計(jì)的患者的病歷并采用電子格式保存[1]。電子病歷形式的數(shù)據(jù)給予了利用大量患者數(shù)據(jù)開(kāi)展醫(yī)學(xué)研究的機(jī)會(huì)。2）類型多樣?；驕y(cè)序技術(shù)在細(xì)胞領(lǐng)域的各個(gè)層面都形成了組學(xué)系統(tǒng)。同時(shí)，很多數(shù)據(jù)都是呈現(xiàn)非結(jié)構(gòu)化的狀態(tài)，給醫(yī)療信息化的進(jìn)步帶來(lái)了巨大的空間；3）形成速度快。當(dāng)前大數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)數(shù)據(jù)依然處于持續(xù)增加的狀態(tài)中。在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，預(yù)計(jì)2019年采用電子病歷形式存儲(chǔ)的患者將會(huì)增加10倍。

二、生物大數(shù)據(jù)應(yīng)用

生物大數(shù)據(jù)不僅僅擁有大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，而且同時(shí)還擁有生物數(shù)據(jù)的特征，生物大數(shù)據(jù)擁有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)多樣化、數(shù)據(jù)價(jià)值高等重要特征。就當(dāng)前生物大數(shù)據(jù)的應(yīng)用狀況來(lái)看，生物大數(shù)據(jù)的應(yīng)用有待進(jìn)一步的深入開(kāi)發(fā)，根據(jù)生物大數(shù)據(jù)的上述特征，其能夠在醫(yī)療健康、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、食品健康領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

三、生物大數(shù)據(jù)可視化的現(xiàn)狀

1、測(cè)序數(shù)據(jù)。測(cè)序數(shù)據(jù)能夠?qū)⒈槐葘?duì)至基因組中的所有數(shù)據(jù)類型通過(guò)圖像的形式顯現(xiàn)出來(lái)。其對(duì)于基因組數(shù)據(jù)展示模式大部分現(xiàn)存瀏覽器的相同特征：1）將染色置作為索引的基因組數(shù)據(jù)視圖；2）以參考基因組為標(biāo)準(zhǔn)提供位置坐標(biāo)軸；3）優(yōu)越的交互性與可定制性，可以根據(jù)不同需求來(lái)隱藏或裝載相關(guān)內(nèi)容[2]。

2、分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)分子生物是物理、化學(xué)與生物學(xué)緊密聯(lián)系的重要學(xué)科，其主要關(guān)注3D與4D復(fù)雜形狀與功能關(guān)系的探索，成像捕捉、顯微觀察等技術(shù)給其研究工作提供了直觀的視圖數(shù)據(jù)。例如，軟件Para View在使用過(guò)程中，使用者可以利用其通過(guò)定性預(yù)定量的方式選取大海量的數(shù)據(jù)快速建立三維視圖模型，并且可以從隨意一個(gè)角度來(lái)進(jìn)行分子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致觀察。蛋白質(zhì)等類型大分子結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，其內(nèi)部的位置關(guān)系與詳細(xì)情況需要海量的運(yùn)算空間，所以三維視圖軟件的使用相對(duì)于二維軟件來(lái)說(shuō)需要更加強(qiáng)勁的算法設(shè)計(jì)，因此軟件的硬件設(shè)備也需要相應(yīng)的提高，以支持軟件的運(yùn)算。為了全面提升海量數(shù)據(jù)的處理能力，Para View可以使用分布式存儲(chǔ)計(jì)算資源，能夠在超級(jí)計(jì)算機(jī)中來(lái)進(jìn)行運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)可視化。

3、臨床數(shù)據(jù)。雖然電子病歷的普及范圍是在不斷擴(kuò)大，然而非統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)以及非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)模式對(duì)于獲取患者資料有著一定的阻礙[3]。鑒于改善這一問(wèn)題，F(xiàn)latiron技術(shù)建立Oncology Cloud就能夠歸納整理來(lái)自多渠道的患者詳細(xì)信息與患者恢復(fù)情況，并且還可以對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行分類研究。醫(yī)生不單單可以利用Oncology Cloud搜索到同類病人的治療結(jié)構(gòu)，還可以實(shí)時(shí)搜索到以往不同治療方式下不同的療效。又例如，Chimera軟件可以將分子結(jié)構(gòu)、序列對(duì)比、軌跡等數(shù)據(jù)整合起來(lái)，以形成高質(zhì)量的動(dòng)畫效果。另外，針對(duì)臨床數(shù)據(jù)的可視化軟件還包括能夠?qū)崿F(xiàn)核小體定位與組蛋白分析的可視化等。

四、生物大數(shù)據(jù)可視化新技術(shù)展望與挑戰(zhàn)

首先，在目前擁有的海量數(shù)據(jù)中存在著大量的冗余，因此在未來(lái)的生物大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)中可以將數(shù)據(jù)分類歸納，采用統(tǒng)一的規(guī)格來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，降低數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理的成本，提升數(shù)據(jù)的易用性。其次，由于生物大數(shù)據(jù)都是位于不同的研究機(jī)構(gòu)的，因此可以建立相關(guān)的通信協(xié)議，在通信協(xié)議的支持下可以實(shí)現(xiàn)同一界面對(duì)異地?cái)?shù)據(jù)的可視化。最后，生物大數(shù)據(jù)的多樣性與海量性給數(shù)據(jù)挖掘帶來(lái)了巨大的困難，為了提升生物大數(shù)據(jù)的挖掘，在實(shí)現(xiàn)生物大數(shù)據(jù)可視化的過(guò)程中要在保證實(shí)用性的基礎(chǔ)上提升軟件的人性化水平，兼顧到使用者的體驗(yàn)感，提供更加友好的人機(jī)交互界面。

五、結(jié)束語(yǔ)

生物大數(shù)據(jù)可視化工作種類多樣，針對(duì)不同需求有不同的工具來(lái)實(shí)現(xiàn)可視化?；诟鼜氐?、更好的挖掘有效數(shù)據(jù)，生物大數(shù)據(jù)可視化工具的開(kāi)發(fā)趨勢(shì)已經(jīng)朝著擁有統(tǒng)計(jì)分析功能的一站式集成軟件發(fā)展。伴隨著科技的進(jìn)步，未來(lái)的生物大數(shù)據(jù)可視化工具將會(huì)更加人性化、更加美觀、更加實(shí)用。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]周琳 ， 孔雷 ， 趙方慶.生物大數(shù)據(jù)可視化的現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)[J].Science Bulletin， 2015， （Z1）：547-557.

數(shù)據(jù)可視化范文第5篇

在對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程中，都需要收集和分析大量表現(xiàn)系統(tǒng)特征和運(yùn)行狀態(tài)的指標(biāo)數(shù)據(jù)信息。例如，要衡量一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，需要觀測(cè)的指標(biāo)有：地區(qū)生產(chǎn)總值、勞動(dòng)生產(chǎn)率、稅收、人均GDP等；要衡量一個(gè)城市的綜合發(fā)展水平也需要觀測(cè)很多指標(biāo)，如：工業(yè)總產(chǎn)值、非農(nóng)業(yè)人口數(shù)、人均住房面積、工資總額、城鄉(xiāng)居民儲(chǔ)蓄率等等，在科研、生產(chǎn)、日常生活中，受多種指標(biāo)共同影響和作用的現(xiàn)象是大量存在的，舉不勝舉。

這類原始數(shù)據(jù)集合往往由于樣本數(shù)量巨大，刻畫系統(tǒng)特征的指標(biāo)變量眾多，并且?guī)в袆?dòng)態(tài)特性，形成規(guī)模宏大、復(fù)雜難辨的數(shù)據(jù)海洋。如何分析和認(rèn)識(shí)高維數(shù)據(jù)集合中的內(nèi)在規(guī)律性，簡(jiǎn)明扼要地把握系統(tǒng)的本質(zhì)特征；如何對(duì)高維數(shù)據(jù)集合進(jìn)行最佳綜合，迅速將隱沒(méi)在其中的重要信息集中提取出來(lái)；如何充分發(fā)掘數(shù)據(jù)中的豐富內(nèi)涵，清晰地展示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)系統(tǒng)元素的內(nèi)在聯(lián)系，以及直觀地描繪系統(tǒng)的運(yùn)行歷程，這些是科學(xué)決策和決策支持系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)，是決策者做出科學(xué)決策的根據(jù)。

在數(shù)據(jù)信息的分析過(guò)程中，對(duì)直觀圖像的觀察是一種重要的分析手段，它可以更好地協(xié)助系統(tǒng)分析人員思維與判斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)大規(guī)模復(fù)雜數(shù)據(jù)群中的普遍規(guī)律與特殊現(xiàn)象，大大提高數(shù)據(jù)信息的分析效率。在當(dāng)今的決策支持系統(tǒng)理論與方法的研究中，將抽象空間或高維不可見(jiàn)空間中的信息以及一些更復(fù)雜的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成直觀的平面圖示，這種面思維的工作方式，能夠極大地提高決策人員的洞察能力和增加決策者的知識(shí)，是實(shí)現(xiàn)決策支持系統(tǒng)高效率的最佳途徑之一。

■ 可視化方法改進(jìn)后的優(yōu)長(zhǎng)

在統(tǒng)計(jì)分析過(guò)程中，由于分析人員盡可能周到地選取有關(guān)指標(biāo)，建立的指標(biāo)體系中往往會(huì)出現(xiàn)信息重疊的現(xiàn)象。信息重疊的危害表現(xiàn)在：一方面會(huì)使傳統(tǒng)的最小二乘回歸分析失效，另一方面在分類或聚類過(guò)程中會(huì)過(guò)分地夸大某個(gè)指標(biāo)在系統(tǒng)分析中的作用，出現(xiàn)“大數(shù)吃小數(shù)”現(xiàn)象，以致影響分析的客觀性，妨礙決策者的正確判斷。

為了解決上述問(wèn)題，往往對(duì)指標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，有一個(gè)特殊情況尤其引起人們的關(guān)注：如果能將一個(gè)p維指標(biāo)系統(tǒng)有效地降至二維就可以在平面上描繪每一個(gè)樣本點(diǎn)，以直接觀察樣本點(diǎn)或指標(biāo)之間的相互關(guān)系及樣本點(diǎn)間的分布特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)。所以主成分分析使高維數(shù)據(jù)點(diǎn)的可見(jiàn)性成為可能。概括地講，主成分分析是一種對(duì)多指標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化的方法，它能夠在保證數(shù)據(jù)信息損失最小的前提下，對(duì)高維數(shù)據(jù)集合進(jìn)行降維處理，揭示系統(tǒng)的主要因素。特別是當(dāng)高維數(shù)據(jù)降為二維時(shí)，可以在平面圖上描繪系統(tǒng)指標(biāo)的相互關(guān)系，使高維復(fù)雜系統(tǒng)具有可見(jiàn)性，大大提高決策者的洞察能力和分析效率。提取的主成分指標(biāo)盡管多于三個(gè)，但是主成分指標(biāo)之間幾乎不相關(guān)，因此可以用雷達(dá)圖來(lái)彌補(bǔ)主成分可視化的不足，主成分分析及雷達(dá)圖內(nèi)容多數(shù)教材都有詳細(xì)介紹，在此不予贅述。以提取的主成分指標(biāo)代替原始指標(biāo)繪制雷達(dá)圖，便可將高維數(shù)據(jù)降維可視化。

下面的內(nèi)容便是筆者科研項(xiàng)目的結(jié)果，從最終的結(jié)果來(lái)看，這種改進(jìn)的可視化方法效果明顯改善。采用綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)全國(guó)35個(gè)中心城市的綜合發(fā)展水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，選取了包括兩個(gè)方面的15個(gè)具體指標(biāo)，分別是非農(nóng)業(yè)人口、 工業(yè)總產(chǎn)值、貨運(yùn)總量、批發(fā)零售貿(mào)易餐飲業(yè)網(wǎng)點(diǎn)數(shù)、批發(fā)零售貿(mào)易餐飲業(yè)人數(shù)、 財(cái)政收入、城鄉(xiāng)居民年底儲(chǔ)蓄余額、職工人數(shù)、工資總額、人均居住面積、城市煤氣普及率、人均公共綠地面積、人均擁有鋪裝道路面積、人均公共綠地面積和每萬(wàn)人擁有公共廁所數(shù)，分別記為X1，X2，⋯，X15。其中前9個(gè)指標(biāo)為社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，后6個(gè)指標(biāo)為城市公共設(shè)施水平指標(biāo)。調(diào)用SPSS中因子分析程序，對(duì)15個(gè)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、同趨化處理，最終得到四個(gè)主成分指標(biāo)：F1 ――城市規(guī)模及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平指標(biāo)， F2――城市基礎(chǔ)設(shè)施水平指標(biāo)，F(xiàn)3――煤氣公因子，F(xiàn)4――城市公共衛(wèi)生指標(biāo)（見(jiàn)下表）。

從下圖看出，城市A幾乎在各個(gè)公因子上的得分都是最大值，A城市對(duì)應(yīng)的雷達(dá)圖面積在全國(guó)城市中也位居前列，因此說(shuō)明A城市的綜合發(fā)展水平在全國(guó)處于領(lǐng)先地位。B城市雖然在F1、F2、F3上的得分很高，其對(duì)應(yīng)的雷達(dá)圖面積也較大，但B城市在城市基礎(chǔ)建設(shè)上的得分較低，因此B城市在城市建設(shè)時(shí)需要在基礎(chǔ)建設(shè)方面加強(qiáng)力度。C城市在各公因子上的取值、對(duì)應(yīng)的雷達(dá)圖面積都處于中等地位，因此兩城市在全國(guó)屬于中等發(fā)達(dá)城市。為跨入全國(guó)發(fā)達(dá)城市行列，兩城市各方面都需加快發(fā)展。D城市的四個(gè)公因子取值都是35個(gè)城市中最小或者接近最小的，其對(duì)應(yīng)的雷達(dá)圖面積也是最小的，因此可以認(rèn)為D城市是不發(fā)達(dá)城市。D城市需在各方面加快發(fā)展才能趕上其它城市的發(fā)展速度，由于F1（城市規(guī)模及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平公因子）的方差貢獻(xiàn)最大，F(xiàn)1是城市發(fā)展水平的主要代表方面，因此在經(jīng)濟(jì)能力受限條件下，D城市應(yīng)該集中主要精力加快城市規(guī)模及經(jīng)濟(jì)方面的發(fā)展，從而帶動(dòng)其他方面的發(fā)展，這也是抓住了工作的重心。

■ 需要注意把握的問(wèn)題

1.由于提取的主成分對(duì)原始數(shù)據(jù)信息的貢獻(xiàn)不同，因此可以根據(jù)方差貢獻(xiàn)率將雷達(dá)圖對(duì)應(yīng)的圓按比例劃分。一般情況下不需要使用所有的主成分繪制雷達(dá)圖，只需選取前幾個(gè)方差貢獻(xiàn)較大的主成分即可，并結(jié)合因子分析對(duì)主成分重新命名。