多维数据可视化方法研究

发布时间：2017-09-09 14:18

  本文关键词：多维数据可视化方法研究

  更多相关文章： 多维数据可视化 平行坐标可视化 散点图可视化 数据聚类 维度重排 抽样

【摘要】：多维数据可视化技术是处理高维数据集合的有效手段,可视化技术将高维数据集合转化为直观的图形信息进行展示,用户可以借助可视化结果分析高维数据集合,发现潜在的有用信息。随着科学技术的发展,高维数据的规模和复杂性不断提高,现有的多维可视化技术在高维数据展示上已经不能满足用户的需求。因此,对多维可视化技术的研究具有重要意义。本文针对两种多维可视化技术,即平行坐标可视化和散点图可视化在高维数据展示上存在的不足进行分析和改进,分别提出了对应的改进可视化方法,以加强高维数据可视化效果。本文主要研究内容如下：(1)研究了多维数据可视化技术,并对平行坐标可视化和散点图可视化的基本原理和优缺点进行了详细介绍。(2)提出了一种基于维度重排和聚类的平行坐标可视化方法。该方法首先提出一种新的维度重排算法分析维度之间关系,优化维度顺序,并把这种维度重排算法和聚类算法相结合进行平行坐标可视化。除此之外,针对原始可视化方法标签包含信息少的缺点,该方法提出了新的标签显示方法,采用维度之间相似性大小和维度名称作为新标签显示。最后为了增强可视化结果的交互性,该方法融合了缩放技术。实验结果表明该可视化方法能更好的展示数据信息和维度信息,满足用户对高维数据的理解需求,标签的改进和交互技术的设计可以更方便用户分析数据集合。(3)提出了一种基于抽样的快速散点图可视化方法。在该方法运用了抽样技术,即使用抽样技术选取代表性数据集,以此来进行降维、聚类处理,最后利用散点图显示结果。针对散点图可视化效果单一的缺点,该方法提出了多视图协同可视化。最后为了优化维度之间关系,提出了一种新的重排算法。实验结果表明该方法缩短了可视化时间,效率得到了提高,而且可以多角度展示数据集合,同时可以对维度关系进行分析,可视化效果更有效的帮助用户进行数据集的理解。
【关键词】：多维数据可视化 平行坐标可视化 散点图可视化 数据聚类 维度重排 抽样
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-16
• 1.1 课题背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 平行坐标可视化研究现状12-13
• 1.2.2 散点图可视化研究现状13-14
• 1.3 研究内容14-15
• 1.4 文章结构15-16
• 2 可视化技术16-23
• 2.1 可视化技术概述16-17
• 2.2 多维数据可视化技术17-18
• 2.3 平行坐标可视化18-20
• 2.3.1 平行坐标可视化概述18-19
• 2.3.2 平行坐标可视化的优缺点19-20
• 2.4 散点图可视化20-22
• 2.4.1 散点图可视化概述20-21
• 2.4.2 散点图可视化的优缺点21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 3 基于维度重排和聚类的平行坐标可视化方法23-39
• 3.1 引言23-24
• 3.2 相关技术介绍24-25
• 3.2.1 矩阵分解24-25
• 3.2.2 K均值聚类25
• 3.3 基于维度重排和聚类的平行坐标可视化方法25-31
• 3.3.1 数据预处理26-27
• 3.3.2 维度重排27-29
• 3.3.3 数据聚类29
• 3.3.4 维度标签29-30
• 3.3.5 交互技术30-31
• 3.4 实验结果分析31-38
• 3.4.1 鸢尾花数据集实验效果31-35
• 3.4.2 肝数据集实验效果35-38
• 3.5 本章小结38-39
• 4 基于抽样的快速散点图可视化方法39-53
• 4.1 引言39-40
• 4.2 相关技术介绍40-41
• 4.2.1 主成分分析40
• 4.2.2 FCM聚类40-41
• 4.3 基于抽样的快速散点图可视化方法41-47
• 4.3.1 抽样处理42-43
• 4.3.2 数据降维43-44
• 4.3.3 数据聚类44-45
• 4.3.4 生成散点图45-46
• 4.3.5 多视图协同可视化分析46-47
• 4.3.6 矩阵重排47
• 4.4 实验结果分析47-52
• 4.5 本章小结52-53
• 5 总结与展望53-55
• 5.1 总结53-54
• 5.2 展望54-55
• 参考文献55-58
• 作者简历58-60
• 学位论文数据集60

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9 韩丽华,程朋根;GIS环境下面对象可视化技术与方法[J];测绘通报;2001年07期

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本文编号：820930