信息可视化研究综述

发布时间：2017-09-14 05:10

  本文关键词：信息可视化研究综述

  更多相关文章： 信息可视化 可视化技术 人机交互 数据挖掘

【摘要】：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。
【作者单位】： 河北科技大学经济管理学院;河北省军区通信站;
【关键词】： 信息可视化 可视化技术 人机交互 数据挖掘
【基金】：国家自然科学基金(71271076)
【分类号】：TP391.41
【正文快照】： 可视化技术起源于20世纪80年代出现的科学计算可视化[1]。“信息可视化”一词最早出现在RO-BERTSON等1989年发表的文章《用于交互性用户界面的认知协处理器》中[2]。信息可视化是可视化技术在非空间数据领域的应用,是将数据信息转化为视觉形式的过程,可以增强数据呈现效果,让

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 陈建军,于志强,朱昀;数据可视化技术及其应用[J];红外与激光工程;2001年05期

2 任永功;于戈;;数据可视化技术的研究与进展[J];计算机科学;2004年12期

3 孙扬;封孝生;唐九阳;肖卫东;;多维可视化技术综述[J];计算机科学;2008年11期

4 张昕;袁晓如;;树图可视化[J];计算机辅助设计与图形学学报;2012年09期

5 任磊;王威信;周明骏;滕东兴;马翠霞;戴国忠;王宏安;;一种模型驱动的交互式信息可视化开发方法[J];软件学报;2008年08期

6 杨峰;李蔚;;评价信息可视化技术的指标研究[J];图书情报知识;2007年04期

7 杨峰;李月华;;高维信息可视化方法研究综述[J];情报理论与实践;2012年09期

8 盛秀杰;金之钧;王义刚;;一种新的面向多元统计分析的信息可视化技术[J];石油地球物理勘探;2013年03期

9 戴国忠;陈为;洪文学;刘世霞;屈华民;袁晓如;张加万;张康;;信息可视化和可视分析:挑战与机遇——北戴河信息可视化战略研讨会总结报告[J];中国科学:信息科学;2013年01期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 焦永和,高丽,李海强;数字化火控系统中信息可视化技术的应用[J];北京理工大学学报;2004年03期

2 许军旗;王艳蕊;孙海斌;冯一兵;;浅析高校物理专业开设可视化软件课程的必要性[J];才智;2010年12期

3 唐曦;黄燕;邱菲菲;黄余明;;互联网地图搜索引擎视觉质量的模糊评价与可视化分析[J];测绘科学;2011年03期

4 齐晓飞;王光霞;崔秀飞;李志远;;DEM误差可视化方法分析与研究[J];测绘科学;2011年03期

5 张宝一;郑坤;刘修国;吴信才;;自适应可视化研究综述[J];地理信息世界;2007年02期

6 谢超;陈毓芬;吴增红;;自适应地图可视化系统中用户模型构建与匹配算法研究[J];测绘学报;2011年01期

7 易觉非;;面向对象的测井图形系统设计和实现[J];长江大学学报(自然科学版)理工卷;2009年01期

8 易觉非;;测井储层参数研究平台中图形底层设计[J];测井技术;2010年01期

9 魏小琴;祝元仲;;高重复率数据信息可视化研究[J];中国传媒科技;2012年06期

10 徐永红;高直;金海龙;刘文远;;平行坐标原理与研究现状综述[J];燕山大学学报;2008年05期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 罗娜;左万利;袁福宇;张靖波;张慧杰;;使用本体语义提高文本聚类(英文)[A];全国语域web与本体能研讨会论文集[C];2006年

2 王建民;谢婷;李红梅;由芳;;模型驱动的交互式数字电视界面设计方法[A];第七届和谐人机环境联合学术会议（HHME2011)论文集【oral】[C];2011年

3 徐永红;洪文学;陈娜;李昕;刘文远;关新平;张涛;;平行分类器:基于平行坐标和多元数据分析的可视化分类器[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集（上册）[C];2007年

4 陈景伟;李建胜;徐青;蓝朝桢;吴健;;可视化在电离层 F2层层顶电子密度分析中的应用[A];2007系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2007年

5 伍家驹;谢波;王文婷;;一种基于四维可视化技术的低通滤波器设计方法[A];电工理论与新技术学术年会论文集[C];2005年

6 谢跟踪;;生态环境空间数据可视化研究[A];全国地图学与GIS学术会议论文集[C];2004年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 邓野;CTCS-3测试仿真环境可视化关键技术的研究[D];北京交通大学;2010年

2 谢超;自适应地图可视化关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年

3 孙扬;多变元网络数据可视化方法研究[D];国防科学技术大学;2010年

4 吴鹏;基于本体论的社会关系网络信息可视化研究[D];国防科学技术大学;2011年

5 蒋志方;城市空气质量预测模型与数据可视化方法研究[D];山东大学;2011年

6 陈品德;基于Web的适应性学习支持系统研究[D];华南师范大学;2003年

7 芮小平;空间信息可视化关键技术研究——以2.5维、三维、多维可视化为例[D];中国科学院研究生院（遥感应用研究所）;2004年

8 蔡中祥;基于GIS的长江河口空间决策支持研究[D];华东师范大学;2005年

9 潘军;多元地学空间数据融合及可视化研究[D];吉林大学;2005年

10 蔡忠亮;多媒体电子地图的信息组织及可视化机制研究[D];武汉大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 高媛;对大学英语网络学习平台的改进设计[D];上海外国语大学;2010年

2 陈磊;集团型企业数据分析展现模式的应用研究[D];北京信息控制研究所;2010年

3 吴琼;面向个性化E-learning的知识需求与供应研究[D];东华大学;2011年

4 蒲涛;网络拓扑可视化技术的研究[D];西安电子科技大学;2010年

5 郑宏;数据挖掘可视化技术的研究与实现[D];西安电子科技大学;2010年

6 李晓平;基于SCORM标准的网络课程设计研究与实现[D];西安电子科技大学;2008年

7 张静思;智能电网信息可视化系统的应用研究[D];北京交通大学;2011年

8 曾晶;Radviz可视化技术度量模型的研究[D];北京交通大学;2011年

9 申莹;针对确定话题的离散文本舆情聚类与可视化研究[D];武汉理工大学;2011年

10 樊玲玲;真三维环境下空间信息可视化及三维认知与交互研究[D];北京邮电大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨峰;李蔚;;信息可视化技术的分类研究[J];图书与情报;2007年03期

2 邵超;黄厚宽;;一种新的基于SOM的数据可视化算法[J];计算机研究与发展;2006年03期

3 汪加才;张金城;江效尧;;一种有效的可视化孤立点发现与预测新途径[J];计算机科学;2007年06期

4 张毓敏,谢康林;基于SOM算法实现的文本聚类[J];计算机工程;2004年01期

5 任磊;王威信;滕东兴;马翠霞;戴国忠;王宏安;;面向海量层次信息可视化的嵌套圆鱼眼视图[J];计算机辅助设计与图形学学报;2008年03期

6 宋枫溪,高秀梅,刘树海,杨静宇;统计模式识别中的维数削减与低损降维[J];计算机学报;2005年11期

7 王威信;明春英;王宏安;戴国忠;;基于Venn图的层次信息可视化[J];计算机学报;2007年09期

8 谷建涛;周哲;佟玉霞;;基于树图双向正方化算法的实验研究[J];计算机应用与软件;2009年09期

9 景民昌;孙洁丽;;大型层次信息可视化方法研究[J];情报科学;2008年04期

10 孙扬;唐九阳;汤大权;肖卫东;;改进的多变元数据可视化方法[J];软件学报;2010年06期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 黄田青;曹艳;陈清文;;信息可视化在图书馆OPAC中的应用——以Aquabrowser Library为例[J];情报资料工作;2008年02期

2 黄田青;;信息可视化在Aquabrowser Library的应用研究[J];浙江高校图书情报工作;2009年02期

3 王鸿玲;糜玉林;;信息可视化技术在军事中的应用[J];舰船电子工程;2008年03期

4 刘玮;;由认知到感知——谈信息可视化技术[J];中国计算机用户;2003年48期

5 杨峰;李蔚;;信息可视化技术的分类研究[J];图书与情报;2007年03期

6 李欣;胡成军;;信息可视化技术及其军事应用[J];四川兵工学报;2009年10期

7 石明芳;;数字图书馆中的信息可视化技术[J];情报杂志;2006年07期

8 赵丹;张会平;;基于可视化技术的知识提取研究[J];图书情报工作;2009年02期

9 杨玉敏;王洪涛;;信息可视化技术推进新闻智能化[J];河北广播电视大学学报;2010年06期

10 陈俊凤;何晓萍;;数字图书馆建设中的信息可视化技术[J];图书情报工作;2010年S2期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 曹楠;刘世霞;苏辉;;Peony:一种轻量级交互式信息可视化组件工具包[A];第二届和谐人机环境联合学术会议(HHME2006)——第2届中国人机交互学术会议(CHCI'06)论文集[C];2006年

2 陈鲸;;可视化技术发展应用与展望[A];第19届计算机技术与应用（CACIS·2008）学术会议报告集[C];2008年

3 万家华;刘冰;江早;;知识发现中的可视化技术[A];第十七届全国数据库学术会议论文集（研究报告篇）[C];2000年

4 张雪梅;高翔;;目标识别中的数据挖掘与可视化技术[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年

5 郎新和;;建筑工程CAD软件应用及发展[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年

6 罗雄飞;王宏安;田丰;戴国忠;滕东兴;;FisheyeLines:一种时序数据的可视化技术[A];第四届和谐人机环境联合学术会议论文集[C];2008年

7 袁斌;金其杰;徐平均;马彦;;时变数据场可视化技术[A];中国工程物理研究院科技年报（2000）[C];2000年

8 万刚;李锋;;基于目标的视点控制算法研究[A];第二届和谐人机环境联合学术会议(HHME2006)——第2届中国人机交互学术会议(CHCI'06)论文集[C];2006年

9 王玉洁;李晓华;朱晓冬;廉世彬;聂娟;;虚拟桃树的可视化研究[A];都市型高等农业教育教学改革论文专辑[C];2007年

10 何衡湘;代伟;贺年;尹力;;可视化技术在弹道仿真中的应用[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C];2001年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 詹姆斯·赫尔德:英特尔研究院院士、万亿级计算研究总监;重构计算机，改写人机交互[N];电脑报;2009年

2 清水;信息可视化：畅游网络空间的伴侣[N];计算机世界;2004年

3 李梅;让你看得更明白，，想得更透彻[N];计算机世界;2004年

4 李玮;信息可视化技术在林业信息化中的应用[N];中国计算机报;2003年

5 宋家雨;可视化计算卷土重来[N];网络世界;2008年

6 明欣;可视化技术将成为主流[N];中国计算机报;2002年

7 中国气象局副局长　李黄;电视会商系统与可视化技术[N];中国气象报;2002年

8 傅小兰;人机交互中的情感计算[N];计算机世界;2004年

9 中科院软件所 戴国忠 王宏安;笔式和多通道用户界面[N];计算机世界;2006年

10 北京信息产业协会秘书长 徐祖哲;数字奥运如何创新信息服务[N];中国计算机报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 李海庆;协同产品开发的可视化技术与信息管理系统研究[D];四川大学;2007年

2 唐磊;基于内容和用户历史的音乐可视分析[D];山东大学;2012年

3 刘芳;信息可视化技术及应用研究[D];浙江大学;2013年

4 刘乐元;面向有限资源平台人机交互的人手检测与跟踪[D];华中科技大学;2012年

5 程成;虚拟环境人机交互技术研究[D];中国科学院研究生院（软件研究所）;2002年

6 刘骥;植物生长模拟与可视化研究[D];重庆大学;2009年

7 黄樟钦;异构环境下基于OP通道技术的人—人交互系统研究[D];西安交通大学;2000年

8 杨文珍;虚拟手交互真实力觉生成研究[D];浙江大学;2007年

9 赵刚强;基于视觉的大范围头部姿态跟踪关键技术研究[D];浙江大学;2009年

10 律睿a\;新媒介绘画关键技术研究及系统设计[D];浙江大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈春艳;协商研讨系统中的可视化技术研究[D];湖北工业大学;2012年

2 顾培蒂;可视化技术在教育中的应用[D];北京师范大学;2008年

3 尤志祥;基于OpenGL的交互式有限元后处理可视化程序开发[D];南京理工大学;2009年

4 吴明;信息产品的界面设计研究[D];浙江工业大学;2005年

5 王文涛;基于虚拟手的人机交互技术研究[D];华中科技大学;2005年

6 丁芳颐;分布交互式三维潜艇航行训练仿真系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2005年

7 衣英楠;数字文档管理系统中知识检索的研究[D];山东大学;2005年

8 许连华;多视图GIS交互研究[D];山东大学;2005年

9 马力;可用性测试中计算机辅助数据收集和分析机制研究[D];北京邮电大学;2008年

10 贡国栋;基于人脸识别的人机交互探索与研究[D];太原理工大学;2010年

本文编号：848060