层次信息可视化技术研究综述

随着掌控的层次信息在数量和规模上的急剧增长,用户迫切需要高效的可视化工具在理解信息和制定决策过程中对认知行为进行辅助.首先对层次结构进行介绍,给出层次可视化的设计目标;然后讨论了层次可视化技术的分类问题,并尝试提出一种较为合理且便于阐述的表现-维度分类框架;随后基于上述分类框架,重点分析现有主要层次可视化技术的基本原理和特征;最后比较总结各类技术,并对层次可视化可能的研究方向及面临的挑战做出展望.

面向海量层次信息可视化的嵌套圆鱼眼视图

针对海量层次信息可视化问题,提出嵌套圆鱼眼视图及实现方法.首先分析了相关工作;然后构造了针对同层兄弟节点的变形函数,给出了针对焦点节点同层兄弟节点的外切圆变形排列算法、变形后节点的子节点的嵌套圆递归排列算法及将二维鱼眼视图映射为三维鱼眼视图的方法;最后将该方法应用于计算机文件系统可视化.实验结果表明:该方法在相对小的显示空间内,既能显示海量信息的整体视图,又能突出局部焦点细节信息,具有较高的任务完成效率与用户满意度.

一种面向层次和时序结构的多维可视化技术

多维数据、层次数据和时序数据在许多领域中都广泛存在。实际中的数据常常同时具有这三种数据类型的结构特征。信息可视化是对数据进行分析的有力工具，然而已有的可视化技术无法较好地分析具有复合结构特征的数据。针对这种问题，本文提出一种新型的可视化技术，该技术能够快速显示复合结构数据集的整体视图，同时还能很方便地查看细节信息，并提供各种交互手段进行可视化分析。基于这种技术开发的WHU—HTMVIS软件能够快速构造层次时序多维数据可视化应用。实例分析验证了该技术和软件的有效性和易用性。

一种新的层次信息可视化模型

随着信息的日益丰富和互联网技术的发展,如何在海量数据中获取有效信息这一问题促使信息可视化领域成为当前的研究热点之一。层次信息的可视化结构最直观的方式就是树型结构。但是传统的树型结构有一个很大的缺点:当结构的层次增多或者节点增多时,该结构需要占据大量的可视化空间。针对这个问题,在分析研究层次信息可视化技术的基础上,提出了一种新的层次信息可视化模型,即层次信息自由呈递模型。通过对多种关键特征的参数化,实现层次信息在任意方向上的自由呈递,以及Focus+context视图效果。

智能变电站层次化矩阵式虚端子可视化研究

针对目前智能变电站虚端子可视化系统虚端子信息连接可视化信息流显示层次感不强、信息流显示不清晰,排列可扩展性差、控制块信息展示不全等问题,在对虚端子可视化的IED信息可视化、空间布局、连接可视化、导航切换等关键技术进行分析研究的基础上,提出了一种先进实用的智能变电站层次化矩阵式虚端子连接可视化方法。介绍了GOOSE和SV信息进行层次化处理、进行端子排矩阵式处理、IED分类层次化布置、虚端子信息矩阵式连接等关键技术,使虚端子连接信息显示更加直观、具有层次化、实用化和可扩展性强的优点,并应用于现场实际应用中。

多维网络论坛数据的层次可视化

多维数据的可视化可以帮助人们在有限的时间内快速理解和分析海量数据集。网络论坛数据具有复杂性和大规模性,无法采用简单的图形显示出隐含的规律。针对多维海量论坛数据,首次分析了论坛数据的特点,然后提出了一种层次的数据组织方式,进而针对论坛中的主题时变分布、热门主题转换、作者回复关系等多种数据信息,采用平行坐标、曲面关系图、层次映射图等多种形式进行海量论坛数据的互动可视化。最后以实际论坛数据为例,给出可视化结果并进行分析。

多模态时空数据多层次可视化任务模型

针对现有时空数据可视化方法主要面向单一的低层次展示性可视化任务,难以满足多模态时空数据多层次多样化可视化任务高并发的难题,从展示、分析和探索3个层次构建了面向多模态时空数据自适应可视化的多层次可视化任务模型。重点剖析了不同任务的时空信息需求及其可视化表达驱动力,刻画了任务需求与存算绘资源之间的依赖关系,设计了任务感知的多模态时空数据自适应可视化引擎。以微观精细化管理与宏观综合决策协同的智能设施管理为例进行了试验分析,证明该模型能够有效满足多层次可视分析应用需求,为数字城市和智慧社会等重大工程建设提供了有力的技术方法支撑。

一种基于特征信息种子点选取的多层次流线可视化

流线是流场可视化的一种重要的方法,而种子点的选取是生成流线一个关键问题.为此,提出一种新的流线种子点放置算法,将信息熵和临界点有机地结合起来,用信息熵找出流场变化剧烈的区域,然后利用临界点的拓扑结构信息对局部区域的种子点放置做精细控制,从而不仅能够覆盖流场中变化剧烈的区域,而且考虑了流场的拓扑结构特征,可以更加有效地可视化流场中的信息.为了使全局和局部区域的流场都高精度显示,设计了基于图像空间的交互操作,对于流场的全局展示,利用改进的算法放置种子点,在流场的宏观显示上能够尽可能多地绘制出流场信息,对于局部细节根据文中设计的交互形式,只针对用户放大的局部进行高清晰绘制,这样既可以对全局采用适度的流线高清晰显示流场整体情况而无视觉混乱,而放大到局部时又有足够多的流线刻画局部流场的细节特征.实验结果证明了算法的有效性.

信息可视化技术的分类研究

信息可视化是情报学中快速发展的新领域。对其技术或系统进行分类有助于理解信息可视化。文章首先总结了早期一些分类的思想和方案,从可视化对象的不同层次出发,提出了新的分类方法,并总结了该分类的优点。

空间高维数据可视化方法研究

基于可视化层次降维的基础上提出一种虚拟环境层次结构降维方法.该方法对建筑物密集地区飞行路线进行了仿真实验.实验结果表明,在一定的空间索引数据结构上使用虚拟环境层次结构降维方法具有更加突出的优点,在不影响视觉效果的前提下,极大的提高三维场景的漫游速度,实现更好的降维效果.

层次数据可视化在网络媒体中的视觉呈现研究

5G时代,信息可视化设计产品数量激增,用户需求不断增加,海量网络用户的认知心理和行为习惯决定了未来可视化设计的发展趋势。文章针对层次数据可视化的五个案例在视觉设计中呈现的不同特点,逐一进行论述、分析与比较,根据研究结果提出优化用户感知和视觉体验的可视化设计新模式以及符合信息布局的交互设计创新策略,为未来的可视化应用提供有价值的参考。

树图可视化

树图是一种流行的利用包含关系表达层次化数据的可视化方法.由于其呈现数据时高效的空间利用率和良好的交互性,受到众多的关注,得到深入的研究,并在科学、社会学、工程、商业等领域都得到了广泛的应用.文中从树图的布局算法、交互方法、改进和变种、应用领域和用户评价研究等角度,对树图可视化及其扩展方法的基础和研究前沿进行了综述,并对树图可视化方法的前景进行了展望.

面向层次化数据的变分圆形树图

圆形树图(circular treemap)是面向层次化数据的一种信息可视化方法.提出一种圆形树图构造方法,将圆形树图的布局问题与组合优化中的圆排列(disk packing)问题相结合,以一种基于变分连续优化的算法求解多个半径不同圆的优化布局,由此提高圆形树图的空间利用率,并支持层次下行、层次上行与焦点+上下文等自然交互方式.实验结果表明了该方法的有效性.

体系仿真分析中指控网络可视化表现系统研究

在界定了面向体系能力仿真分析的可视化表现基本概念的基础上,给出了面向体系能力仿真分析的指控网络模型的功能分析和可视化表现需求分析。按照可视化表现需求分析的基本内容和目标,首先研究了指控网络拓扑结构可视化表现方法,提出了一种拓扑图布局算法;其次,提出了行为的分层次可视化表现方法;再次,提出了交互的分领域可视化表现方法;最后,给出了仿真结果数据的图表可视化表现方法。在阐述了可视化表现系统具体实现方法和技术后,给出了指控网络可视化表现效果示意图,验证了该可视化表现方法的实用性。

基于公共交通智能卡数据的可视化分析

针对现有公共交通数据的可视分析方法很难在不同空间粒度下对乘客时空分布、客流时空分布、区域间客流时序变化进行多任务分析的问题,设计实现了一个多视图融合的可视化分析系统。该系统结合城市公共交通的智能卡数据、车辆GPS数据、地铁和公交线路信息,利用出行链路模型和基于出行时空特征的回归模型完成了乘客起讫点(origin-destination,OD)推断;然后,设计了层次聚类的地图可视化方法,结合了融合方位信息的玫瑰图和动态对比堆叠折线流图来分析各区域间的客流时序特点、关联关系;最后,利用真实的深圳市公共交通数据的可视分析结果验证了系统的有效性。

分块排序的正方化树图布局算法

针对正方化树图布局算法中乱序和稳定性差的问题,提出分块排序的正方化算法Squarified-SP.首先根据待绘制矩形区域的长宽比和用户允许乱序的矩形个数将原始数据集划分为多个子集;再根据各数据元素的权值,采用权值均分的原则按顺序依次将其归并到相应的子集,形成对应的多个矩形子块;最后,在子块内采用正方化自适应的算法排列各元素.与原始正方化算法进行比较分析的实验结果表明,该算法在维持长宽比的基础上,保持了块间元素的顺序且提高了树图布局的稳定性,适用于对含有顺序信息的大规模层次数据的可视化.

海量车载激光扫描点云数据的快速可视化方法

当前车载激光扫描系统的数据量往往达到数十GB乃至TB级,海量激光点云数据的加载与查询对传统可视化方法提出了挑战。本文设计了一种基于内外存调度的三维可视化方法,突破了物理内存对显示数据量的限制。该方法首先利用双层四叉树索引数据结构实现外存储器上的点云数据管理与快速调度,基于该索引动态加载外存储器上的点云数据到内存,从而快速获取海量数据中的实时数据块;然后,利用多线程分时加载双层四叉树索引数据结构,实现激光点云数据外存到内存的实时传输与绘制。实验结果表明,本文方法不受点云数据量与物理内存大小限制,海量点云可视化效果流畅,适用于台式计算机或网络环境下的海量激光点云数据的调度管理与实时可视化。