劉鴻宇

摘? 要： 隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，在人民群眾日常生產(chǎn)生活中，也應(yīng)用了越來越多的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，其中信息可視化技術(shù)就給人民群眾帶來了較大的便利。通過對信息進(jìn)行可視化的處理，能夠?qū)π畔?shù)據(jù)進(jìn)行更為直觀的分析，使得對數(shù)據(jù)進(jìn)行查閱也相對輕松。本文就對信息可視化技術(shù)的概念及運(yùn)作過程進(jìn)行闡釋，并淺談其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞： 信息可視化;技術(shù);應(yīng)用研究

【Abstract】： With the continuous improvement of China's economic level， more and more advanced science and technology have been applied in the daily production and life of the people， among which information visualization technology has brought greater convenience to the people. Through the visualization of information processing， the information data can be more intuitive analysis， making it relatively easy to access the data. This paper explains the concept and operation process of information visualization technology， and discusses its application in production and life for reference.

【Key words】： Information visualization; Technology; Application research

0? 引言

信息可視化技術(shù)其精髓在于將數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)地轉(zhuǎn)變?yōu)橐曈X模式，能夠更為直觀地對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行查閱，大大地提升了工作效率。一般來說，信息可視化技術(shù)分為對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、圖形設(shè)計與繪制以及交互顯示三個階段，隨著信息時代的來臨，信息可視化技術(shù)主要被應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可視化、文本可視化、交通可視化、生物醫(yī)藥可視化及大數(shù)據(jù)挖掘可視化等方面。

1? 信息可視化技術(shù)概述

1.1? 信息可視化技術(shù)含義

信息可視化，英文名稱是Information visuali zation，屬于一種跨學(xué)科領(lǐng)域，其目的是對大規(guī)模非數(shù)值型信息數(shù)據(jù)資源進(jìn)行視覺方面的呈現(xiàn)，比如在軟件系統(tǒng)中的大部分文件及行數(shù)較多的程序代碼。信息可視化技術(shù)主要用于對圖像圖形進(jìn)行處理，以達(dá)到讓使用者能夠更好地對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行理解與分析的目的[1]。與科學(xué)可視化技術(shù)相比，信息可視化技術(shù)主要側(cè)重于對抽象數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與整理，比如非結(jié)構(gòu)化文本等，一般來說并無具備固定的二維或三維幾何結(jié)構(gòu)。

1.2? 信息可視化過程

在對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行可視化處理中，一般分為三個具體的階段，第一個階段是將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)表，對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理[2]。簡而言之，就是提前處理獲取到的信息，以便于人們對其進(jìn)行理解分析，有利于將其錄入到模塊之中。預(yù)處理的內(nèi)容主要包括對數(shù)據(jù)信息的格式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理、對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行變換及對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行壓縮與解壓等。在處理一些較為特殊的數(shù)據(jù)時，還要采用特殊的方法進(jìn)行處理，比如對單幅圖像就要進(jìn)行相應(yīng)的降維處理。第二個階段是將數(shù)據(jù)表轉(zhuǎn)換為可視化結(jié)構(gòu)，即圖形的設(shè)計與繪制。在這個階段，主要是將信息數(shù)據(jù)表中的內(nèi)容通過設(shè)計與繪制，轉(zhuǎn)變?yōu)檩^為具象的圖? 形[3]。在設(shè)計與繪制過程中，要對使用人的需求進(jìn)行合理分析，并在圖形中充分展示該意圖。第三個階段是將可視化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為視圖，即交互顯示。在這個階段，主要是將所設(shè)計與繪制的圖形按照一定的規(guī)章制度進(jìn)行合理的傳輸，讓使用人得反饋內(nèi)容能夠及時傳輸?shù)杰浖幚碇行模M(jìn)而實現(xiàn)有效的交互顯示。

2? 信息可視化技術(shù)分類

2.1? 多維數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

在對多維數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時，如若沿用了傳統(tǒng)的二維圖像，存在著較大的弊端，無法滿足當(dāng)前時代需求，不能夠?qū)π畔⒘窟M(jìn)行有效地保證，不能夠滿足復(fù)雜性等要求。通過采用多維數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，就能夠?qū)ι鲜龅谋锥诉M(jìn)行有效的解決[4]。多維數(shù)據(jù)可視化技術(shù)種類較多，接下來分別就在日常生活生產(chǎn)中應(yīng)用較多的方法進(jìn)行探討。

（1）基于幾何機(jī)構(gòu)的可視化方式

在這種類型中，應(yīng)用較多的油平行坐標(biāo)系及散點圖矩陣。前者主要是通過軸線的平行性來展示出相應(yīng)的維度，將數(shù)據(jù)刻畫與軸線之中，并將軸線上某一數(shù)據(jù)項的坐標(biāo)點通過折線進(jìn)行連接，在二維模式就能夠明顯觀察到多維數(shù)據(jù)[5]。這類方式具有一定的不足，如若所處理的信息數(shù)據(jù)規(guī)模較大，所呈現(xiàn)的視圖就會顯得較為混亂，將會對人們進(jìn)行查閱時的可視化內(nèi)容造成干擾。后者主要是通過二維坐標(biāo)中的數(shù)據(jù)點來展示出變量之間的聯(lián)系。在日常生產(chǎn)生活中，這類方式往往是與其余方式進(jìn)行組合使用，能夠有效地提升信息數(shù)據(jù)的顯示效果，體現(xiàn)出規(guī)模較大的數(shù)據(jù)。這類方式能夠以較快的速度獲取成對變量之間的聯(lián)系，但如若維度較大，加之屏幕寬度有限，不能夠全面地展示出矩陣數(shù)據(jù)的總量[6]。

（2）基于圖標(biāo)的可視化方式

這類方式主要是將具備可視化特點的幾何形狀作為圖標(biāo)，并對多維數(shù)據(jù)進(jìn)行刻畫，這類圖標(biāo)往往具備較多的可視化屬性，諸如長度、顏色、形狀及大小都能夠被用作維度，通過圖表屬性與多維數(shù)據(jù)之間的映射，能夠有效體現(xiàn)出可視化效果。在這一類型中，應(yīng)用較多的主要是星繪法及Chernoff面法。前者主要通過由點輻射到線的方式，來體現(xiàn)數(shù)據(jù)信息維度，而線段的長度則表示相應(yīng)的維度數(shù)量[7]。后者主要是對人臉特征進(jìn)行識別，來體現(xiàn)數(shù)據(jù)信息維度，通過對臉圖的繪制，能夠得到多維數(shù)據(jù)，并遵循相應(yīng)的規(guī)則進(jìn)行排序，從而使信息數(shù)據(jù)通過可視化模式直觀地展現(xiàn)。

（3）多維數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的應(yīng)用

多維數(shù)據(jù)可視化技術(shù)一般應(yīng)用于動畫制作領(lǐng)域，能夠給人們帶來更為強(qiáng)烈的視覺沖擊。在信息可視化技術(shù)中，最為常見的是通過動畫的制作與使用，來提升交互性，使得人們能夠更為清晰地理解所獲取的數(shù)據(jù)信息。與傳統(tǒng)的圖文相比，在動畫中各類元素始終保持移動狀態(tài)，能夠清晰地得知所研究對象的變化情況，諸如其方位變化及色澤形態(tài)的變化等，能夠?qū)ο乱徊降囊?guī)劃作出方向上的指導(dǎo)。在對動畫進(jìn)行制作時，人們主要是在進(jìn)行編碼初期便運(yùn)用動作，將其變?yōu)楦郊拥淖兞?。同時，在各個環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)換過程中，通過動畫這一形式，能夠使得各個環(huán)節(jié)之間的銜接更為流暢，大大提升了工作效率。在將多維數(shù)據(jù)可視化技術(shù)應(yīng)用于動畫制作時，需要注意控制好動畫的變化速率[8]。如若速率太慢，不但浪費(fèi)了時間，影響了工作效率，還無形之中增加了成本支出，具有較大的弊端。如若速度太快，人們就不能對動畫的內(nèi)容進(jìn)行全方位的理解，所制作的動畫也缺乏實用價值。因此一定要控制好速度，根據(jù)場景的中狀態(tài)選取合適的動畫變化速率。

2.2? 時間序列數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

時間序列數(shù)據(jù)可視化技術(shù)主要是指對信息數(shù)據(jù)通過時間發(fā)展特點進(jìn)行收集整理，通過相應(yīng)的手段使其呈現(xiàn)可視化形式。通過這一技術(shù)所呈現(xiàn)的可視化形式一般有以下幾個種類：第一，線形圖。線形圖是生產(chǎn)生活中應(yīng)用最為普遍的一種形式，通過原始點來展示出時間發(fā)展下的數(shù)據(jù)信息變化，如圖1所示。在通過線形圖進(jìn)行可視化呈現(xiàn)時，如若信息數(shù)據(jù)具備較多的時間維度，就應(yīng)當(dāng)為所有的維度創(chuàng)建出相應(yīng)的圖標(biāo)，并將其進(jìn)行對齊，從而能夠明確地對比出時間發(fā)展方向。第二，堆積圖。堆積圖主要是對時間序列進(jìn)行累積，能夠通過這一方法求得序列的總和，如圖2所示。這類方法存在著一定的缺陷，不能夠?qū)λ械男蛄羞M(jìn)行對比，且在處理時如若出現(xiàn)了負(fù)數(shù)，將會大大影響可視化呈現(xiàn)效果[9]。

2.3? 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)主要是通過自動布局與自動計算將信息數(shù)據(jù)繪制成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的圖形。一般來說應(yīng)用較為廣泛的有以下三種類型：第一是借助仿真物理學(xué)中力的概念對網(wǎng)狀圖進(jìn)行繪制，通過各個受力節(jié)點來進(jìn)行連接，進(jìn)而達(dá)到可視化的目的。第二是對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分層布局，繪制出層次結(jié)構(gòu)分明的信息數(shù)據(jù)網(wǎng)狀圖[10]。第三是對信息數(shù)據(jù)采用? 網(wǎng)格布局的方式，繪制出類似于網(wǎng)格的信息數(shù)據(jù)網(wǎng)狀圖。

3? 結(jié)論

綜上所述，在信息化時代，信息可視化技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于人民群眾的日常生產(chǎn)生活中，且對其所進(jìn)行的技術(shù)方面的研究工作也取得了實質(zhì)性的進(jìn)展。經(jīng)過各類莊家學(xué)者的不斷努力，當(dāng)前我國已經(jīng)在信息可視化技術(shù)上積累了豐富的經(jīng)驗，且已經(jīng)獲得了較為豐碩的成效。在將信息可視化技術(shù)應(yīng)用于各個領(lǐng)域時，應(yīng)當(dāng)注意保證其藝術(shù)性、關(guān)聯(lián)性、直觀性及交互性，并與大數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)有效結(jié)合，進(jìn)而確保工作質(zhì)量，提升工作效率，從而促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的良好發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]吳小勉， 計高雄， 孫薇. 信息可視化設(shè)計的發(fā)展資源研究[J]. 科技傳播， 2019， 11（12）： 95-96.

[2]田亞云. 基于NFC技術(shù)的智能變電站二次設(shè)備信息可視化系統(tǒng)[J]. 電子技術(shù)與軟件工程， 2019（08）： 246.

[3]顧玨怡. 基于信息可視化技術(shù)的英語課堂提問話語的研究現(xiàn)狀和趨勢分析[J]. 考試與評價（大學(xué)英語教研版）， 2019（02）： 85-89.

[4]王卓文. 基于信息可視化的圖形設(shè)計研究[J]. 大眾文藝， 2018（23）： 65.

[5]王典祥. 電力信息系統(tǒng)運(yùn)維中可視化技術(shù)的應(yīng)用分析[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2018（33）： 162-163.

[6]張華， 吳岳忠. 信息設(shè)計背景下的包裝大數(shù)據(jù)可視化研究[J]. 湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版）， 2018， 23（05）： 7-14.

[7]曾強(qiáng)， 何思禹， 吳建俊. 網(wǎng)絡(luò)安全數(shù)據(jù)可視化技術(shù)[J]. 電子技術(shù)與軟件工程， 2018（17）： 214-215.

[8]劉放. 信息可視化中視覺傳達(dá)設(shè)計方法探究[J]. 傳播力研究， 2018， 2（24）： 148.

[9]鄭娜， 邵黨國. 信息可視化分析工具的比較分析——以CiteSpace、SATI分析關(guān)鍵詞共現(xiàn)為例[J]. 軟件， 2017， 38（10）： 39-46.

[10]李晉宏， 戴海濤. 可穿戴設(shè)備數(shù)據(jù)挖掘及可視化技術(shù)的研究[J]. 軟件， 2015， 36（12）： 69-71.