基于维约束的平行坐标可视化及其在数据聚类中的应用

平行坐标可视化是数据可视化方法中的典型代表.在平行坐标法可视化的基本原理的基础上,实现了在数据可视化过程中嵌入维度限制条件,探讨了在维约束条件下的平行坐标可视化技术.以海洋监测台站数据为例,开发了DBSCAN聚类算法,并利用平行坐标对聚类的结果进行可视化表达.     

环境试验仿真中两类集成可视化技术

针对环境试验仿真中,不同数据源的集成可视化,研究了两种集成可视化方法:一种是将试验测量数据和有限元计算数据进行可视化的方法,该方法以有限的测点数据为标准,将其它位置的物理量映射到有限元模型上,并进行三维可视化,不但能更形象地显示试验结果,而且增强了显示的整体性和相关性,改变了只能以二维曲线显示试验测试结果的可视化方式. 另一种方法基于 TSP树,采用3D纹理切片和几何透明片断的融合绘制,实现数值模拟计算结果与试验环境几何样机的可视化,改变了只能孤立地观察计算结果的可视化方式. 研究结果表明,这两种集成可视化方法可使工程人员能站在全局观点观察数据,从而为环境试验仿真提供了有效的辅助分析工具.     

可视化在校园一卡通建设中的应用

在智慧校园的建设中,校园卡建设扮演着举足轻重的角色.为了使校园一卡通的建设以及日常获取的数据能更直观便捷的展现,本文提出了可视化在校园一卡通建设中的应用.文中列举了校园卡圈存机充值点的地理信息可视化、基于数据分析的文本信息可视化以及校园卡网络拓扑信息的可视化.从可视化的结果中可以发现我们能快速而又直观的获得想要的信息.可视化可以辅助人们更高效地洞悉数据背后的内容、知识与智慧.并且本文的结果也可以证明,可视化对于校园卡的建设改造、维护和预测分析是十分有帮助的.     

改进星形图和超维树在健康信息系统中的应用

信息可视化主要应用于没有几何属性的抽象信息,揭示信息之间的关系和信息中隐藏的特征.介绍了几种典型的多维数据的信息可视化和交互方法,提出了用星形图技术和超维树技术对人体健康多维数据进行可视化的设计方法,给出了可视化结果.研究成果可以应用到环境,医学,体育和游戏等多个领域.     

基于涌现自组织映射的油气层识别及分析

当样本数多、数据维数高时,利用Kohonen自组织特征映射聚类后相邻类簇间容易发生大面积重叠,导致聚类和可视化的效果降低.利用Ultsch涌现自组织特征映射神经网络对测井数据进行聚类,而后分别通过分量图、U矩阵和P矩阵在超环面上进行可视化,并对其结果进行比较分析.该模型可克服Kohonen自组织特征映射的上述缺陷,优化聚类结果.借助该模型进行测井数据的聚类分析与可视化,可为岩性识别提供参考.     

多维数据的聚类结果可视化技术综述

在很多情况下,人们不仅需要聚类算法给出类标,还需要掌握聚类结构和数据分布情况.为满足后一项需求,出现了许多聚类结果的可视化(简称聚类可视化)技术,以图形的方式将多维数据和其聚类结果显示在二维或三维空间.从直接在二维或三维空间显示数据及其聚类结果、数据经降维(或映射)后显示以及其它显示方式3种角度综述了常用的30多种聚类可视化方法,并对各种方法的优缺点和适用性进行了分析和讨论.     

可视化系统在湿地松人工林演示中的应用

林分可视化系统 (Stand Visualization System, SVS) 是森林调查样地或小班水平可视化的理想工具软件,它生成的直观、立体图像,为林分生长和林业可视化的研究提供了新方法.笔者利用湿地松人工林林分调查数据,采用林分可视化系统展示了湿地松人工林林分可视化流程,详细介绍了该系统的使用方法和注意事项,并对SVS林分模拟结果进行了分析和讨论.     

基于AVS／Express的气象数据可视化系统

气象数据可视化是数据可视化技术在气象科学领域的重要应用.用AVS/Express软件设计并开发了气象数据可视化系统,并且使用"碧利斯"台风数据对可视化系统进行了验证.通过可视化技术的应用,气象模式数据可以立体地呈现给研究人员,对研究人员加深对数据的理解和提高研究能力有很大的帮助.     

基于降维的聚类可视化技术

基于降维或映射技术的聚类结果可视化技术提供了在二维或三维空间直观地分析数据集的聚类结构、聚类质量和分布信息的有效手段.对线性降维可视化方法、非线性降维可视化方法及映射可视化方法等进行了介绍、实例展示和讨论分析,最后对这类方法的优缺点、存在的问题和进一步的研究方向做了总结和展望.     

生物大数据可视化的现状及挑战

在过去的10年中,以基因组学、医学遗传学和神经信息学等为代表的生命科学各研究领域,以前所未有的增长趋势,积累了海量的数据信息.这些数据类型复杂、数量庞大,其中蕴含的价值更是不可估量.通过传统的处理手段,难以理清海量原始数据中错综复杂的关联信息.而针对生物大数据的可视化研究,将有利于科研人员对复杂数据进行多角度观察并获取有效信息.生物数据量越大,复杂性越高,可视化在生物有效信息挖掘方面发挥的作用就越大.本文通过例举若干生物机构中心现存的数据规模和数据增长速率,说明生物研究领域已进入大数据时代,然后由生物数据的组成特征及可视化的特点引出生物大数据可视化的重要性和必要性.本文总结了生命科学研究领域中不同类型生物大数据的可视化研究进展,最后讨论了目前生物大数据可视化所面临的挑战,并提出可能的解决方案.     

矿山微震监测结果可视化

为了解决矿山微震进行可视化问题,采用模拟方法介绍了矿山微震监测结果可视化原理及成像方法,用计算机可视化方法分析矿震灾害,模拟矿震灾害的发生结果,用图表的形式实时反映矿山微震具体参数的变化情况.利用Visual Basic实现了程序部分,并且对AutoCAD与Excel进行二次开发,用直观的图形、图像、图表、曲线等来显示矿山微震监测结果.实现了矿震发生的地点、能量、时间、频率等基本参数的可视化,快速动态地反映矿震模拟数据结果,达到预警和紧急避险的目的.     

一种3D空间中的两级力导引可视化算法

可视化是研究复杂网络的重要方法,目前2D平面可视化研究十分成熟,而3D可视化研究相对较少.为解决目前3D可视化布局结果不能真实展示复杂网络结构特征的问题,提出了一种两级力导引3D可视化算法.该算法基于复杂网络的特征分析,通过对网络聚类得到多个子网络及建立抽象网络,然后分两步依次对抽象网络和子网络进行力导引布局,从而得到最终布局.真实数据的实验分析表明,该算法的可视化布局结果能够真实展示复杂网络结构特征,同时具有较低的时间复杂度和较好美观度、清晰度.     

多维数据可视分析方法研究

随着科学与技术的发展,产生了大量的数据,为了帮助人们更好地了解数据的变化趋势,产生了一门重要的分支——数据可视化.数据可视化是大数据分析的一个重要手段,它是用视觉形式向人们展示数据重要性的一种方法,使生硬的数字通过数据可视化软件就可以很容易发现其关联变化.本文根据某公司报警运营服务需求,在报警服务平台的框架下介绍报警平台可视化的环境及工作流程,结合基于降维的数据分析技术,具体讨论关于北京市ATM报警数据的信息可视化的设计、实现和步骤.     

面向多维稀疏时空数据的可视化研究

时空数据的多维属性和稀疏分布特征是数据分析的主要难点.利用数据可视化技术实现多维稀疏时空数据的表现和辅助分析是当前一个研究热点.基于此,提出一种多模态数据可视化方法,利用多层次视图表现模型和人机交互方式,直观展示稀疏时空数据的多维属性,进而分析数据的统计群组特征和典型个体行为模式,最终实现对异常行为的识别.针对覆盖新疆全区的车辆加油数据,融合多种相关数据源,利用该可视化方法,实现了一个车辆行为可视化数据分析系统,使用平行坐标、地图、日历矩阵、桑基图、散点图等视图模型,实现了对个体行为特征和群体行为模式的可视化表现,进而实现了对异常行为的识别、确认和预警等功能.     

Hyperbolic技术及其在海洋环境质量评价与分析中的应用

Hyperbolic技术解决了大型层次数据在有限显示区域内的可视化问题.本文对Hyperbolic层次可视化技术进行了深入研究并加以实现,同时将Hyperbolic技术应用于某省各海域的海洋环境质量评价与分析中,对海量的、层次节点繁多的海洋统计与监测、环境评价与分析结果数据进行交互可视化,便于海洋管理者获取海洋环境质量的总体信息,从而进行更好的分析与决策.     

信息可视化研究综述

信息可视化是可视化技术在非空间数据领域的应用,可以增强数据呈现效果,让用户以直观交互的方式实现对数据的观察和浏览,从而发现数据中隐藏的特征、关系和模式。可视化应用非常广泛,主要涉及领域:数据挖掘可视化、网络数据可视化、社交可视化、交通可视化、文本可视化、生物医药可视化等等。根据CARD可视化模型可以将信息可视化的过程分为以下几个阶段:数据预处理;绘制;显示和交互。根据SHNEIDERMAN的分类,信息可视化的数据分为以下几类:一维数据、二维数据、三维数据、多维数据、时态数据、层次数据和网络数据。其中针对后4种数据的可视化是当前研究的热点。多维数据可视化方法主要包括基于几何的方法、图标方法和动画方法等。基于几何的可视化方式中最经典的就是"平行坐标系"方法。平行坐标系(parallel coordinates)使用平行的竖直轴线来代表维度,通过在轴上刻划多维数据的数值并用折线相连某一数据项在所有轴上的坐标点展示多维数据。平行坐标系方法能够简洁、快速地展示多维数据,发展出很多改进技术。但是当数据集的规模变得非常大时,密集的折线会引起"视觉混淆"(visual clutter),处理方法包括维度重排、交互方法、聚类、过滤、动画等。其他基于几何的方法包括Radviz方法使用圆形坐标系展示可视化结果;散点图矩阵(scatter plot matrix)将多维数据中的各个维度两两组合绘制成一系列的按规律排列的散点图。基于图标的可视化方法用具备可视特征的几何形状如大小、长度、形状、颜色等刻划数据,代表性的方法包括星绘法和Chernoff面法等。动画方法用于可视化中可被用来提高交互性和理解程度,其缺点包括可能分散注意力、引起用户的误解、产生"图表垃圾"等。时间序列数据是指具有时间属性的数据集,针对时间序列数据的可视化方法如下:线形图、堆积图、动画、地平线图、时间线。层次数据具有等级或层级关系。层次数据的可视化方法主要包括节点链接图和树图2种方式。其中树图(treemap)由一系列的嵌套环、块来展示层次数据。为了能展示更多的节点内容,一些基于"焦点+上下文"技术的交互方法被开发出来。包括"鱼眼"技术、几何变形、语义缩放、远离焦点的节点聚类技术等。网络数据具有网状结构。自动布局算法是网络数据可视化的核心,目前主要有以下3类:一是力导向布局(force-directed layout);二是分层布局(hierarchical layout);三是网格布局(grid layout)。当数据节点的连接很多时,容易产生边交叉现象,导致视觉混淆。解决边交叉现象的集束边(edge bundle)技术可以分为以下几类:力导向的集束边技术、层次集束边技术、基于几何的边聚类技术、多层凝聚集束边技术和基于网格的方法等。其他研究热点包括图形的视觉因素研究、自适应可视化研究、可视化效果的评估等。视觉因素对于可视化效果的影响,如位置、长度、面积、形状、色彩等影响已经引起很多研究者的注意。色彩是视觉因素的重要组成部分,研究主要集中在颜色选择的原则和交互系统中。这些原则基于数据类型、类的数量、认知约束等。自适应可视化可以提高信息可视化的适应性。研究成果分为以下几类:自适应可视化展示、自适应资源模型、自适应用户模型。自适应可视化展示是指根据用户的特征自动为用户提供多种展示类型,自动选择可视化内容及布局的形式,自动调整可视化的元素等。自适应资源模型反映了对硬件和软件的利用以提高可视化性能。自适应用户模型通过显示用户模型的内容并让用户能够编辑,从而让用户能够控制模型的内容。当前关于信息可视化评价的研究较少,少量研究也没有提出直接和通用的可视化的评估方式,需要对信息可视化评价的理论基础、方法和应用做深入的研究。可视化技术与应用还应该继续向以下4个方面努力:直观化、关联化、艺术化、交互化。信息可视化技术的发展方向是协同(collaboration)、分析过程(analytics)、计算(computational)和意会(sense-making)。未来研究方向可以包括以下几个内容。信息可视化和数据挖掘的紧密结合。为提高处理海量数据时的速度和效率和解决视觉混淆现象;必须运用数据挖掘的公式和算法,对数据分析的过程及结果进行可视化展现。协同可视化。协同可视化领域的研究方向可以包括可视化接口设计、基于Web的可视化协同平台开发、协同可视化工作的视图设计、协同可视化中的工作流管理及协同可视化技术的应用等。更多领域的应用技术开发。包括统计可视化:需要研究使用几何、动画、图像等工具对数据统计的过程和结果进行加工和处理的技术;新闻可视化:对新闻内容进行抓取、清洗和提取和可视化展示;社交网络可视化:可视化方式显示社交网络的数据,对社交网络中节点、关系及时空数据的集成展示。搜索日志可视化:针对在使用搜索引擎时产生的海量搜索日志,可视化的展现用户的搜索行为、关系和模式等。     

基于ArcScene的太原市三维地表可视化研究

基于DEM数据和ETM+遥感影像,在ArcScene环境下实现太原市三维地表实景的可视化.对比不同波段彩色合成图像的可视化效果,表明标准假彩色合成影像的三维地表实景效果良好.二维地形模型和三维实景模拟结果可为区域城市规划、经济发展、土地利用、工程施工、灾害防御等提供参考.     

可视化数据挖掘在碎屑岩储层研究中的应用

针对储层研究过程中碎屑岩数据爆炸而知识缺乏的问题,引入数据挖掘思想,结合地理信息系统及Excel二次开发工具,应用Clementine软件对数据进行提取与处理,实现了数据挖掘过程的可视化.借助数据挖掘工具进行砂岩三角形图解的自动化投点和岩性识别,从而实现数据挖掘结果的可视化.     

关于三维地震可视化的分析

在地质开采、石油勘探、地形模拟等领域,可视化技术有着十分重要的意义.应用三维地震数据可视化技术,可以对原始地震测井数据做出正确解释,从而得到石油资源是否存在、位置和储量等重要信息.可视化过程主要分为:数据预处理、映射、绘制、显示四步.数据预处理主要对原始数据进行规则化处理,使其满足可视化数据要求;映射是将处理过的数据映射成几何数据,即进行几何构造建模;绘制的过程将几何数据变换成图像数据;显示过程即将图像数据显示出来.可视化绘制算法可以分为面绘制(Surface Rendering)和体绘制(Volume Rendering)两大类,体绘制技术是一个重要的研究方向,具有较大的研究价值和应用前景,体绘制的传统算法是光线投射法,本文结合地震数据的特点.对该算法进行改进,然后对改进算法的性能进行了评价,得出减少重新采样的计算量是提高体绘制算法效率的有效方法.     

基于AVS/Express的CFD数据可视化设计及应用

针对CFD计算中数据可视化后处理的重要性,简要介绍了基于AVS/Express的CFD数据可视化后处理的实现方法及工作流程,包括AVS/Express的数据文件结构、模块的构成原理、模块的制作等,对可视化后处理方法实现的关键——模块的制作实现过程,以一个简单的模块开发实例对其加以阐明.最后,以一个溃坝洪水的计算结果实例,验证程序开发的可行性.