數(shù)據(jù)可視化概念研究

宋珍玉　李甲奇

摘 要 當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)充滿著數(shù)據(jù)的社會(huì)，隨著計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和成熟，數(shù)據(jù)可視化無(wú)疑是最活躍而又關(guān)鍵的領(lǐng)域之一，本文從數(shù)據(jù)可視化的概念、分類和應(yīng)用對(duì)其做了一定的研究介紹，對(duì)理解數(shù)據(jù)可視化有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)可視化 可視化分類 可視化應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

數(shù)據(jù)作為信息的載體在當(dāng)今世界發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，我們正處在一個(gè)信息爆炸的時(shí)代，每天都會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，在這樣的背景下，海量數(shù)據(jù)只有被合理的采集、分析和表達(dá)之后才有一定的意義，而數(shù)據(jù)可視化無(wú)疑是讓數(shù)據(jù)變得易于理解的最優(yōu)途徑。

1數(shù)據(jù)可視化

數(shù)據(jù)可視化是順應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代而興起，縱觀國(guó)內(nèi)研究的相關(guān)資料，常見的數(shù)據(jù)可視化有：科學(xué)可視化、數(shù)據(jù)可視化、信息可視化、知識(shí)可視化等等，這所有的研究其實(shí)都是數(shù)據(jù)某種形式的表達(dá)。

1.1可視化技術(shù)

“可視”不是可以看見，它更多的指“可理解”，是使繁雜抽象的數(shù)據(jù)變得具體易懂，以便于傳播、交流和研究。

可視化技術(shù)就是把數(shù)據(jù)變成圖像展示給大家，更多的注重技術(shù)的實(shí)現(xiàn)和算法的優(yōu)化，它涉及到計(jì)算機(jī)圖形圖像學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域，可以說(shuō)可視化技術(shù)是數(shù)據(jù)可視化的基礎(chǔ)。

1.2可視化表現(xiàn)

可視化的表現(xiàn)形式多種多樣，主要是將復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行更加清晰易懂的圖形圖像的表現(xiàn)，不僅僅指視覺，亦可結(jié)合聽覺、嗅覺以及觸覺等，加入交互式處理技術(shù)，讓用戶在交互中理解數(shù)據(jù)。同時(shí)，可視化還通過對(duì)心理學(xué)等知識(shí)進(jìn)行合理運(yùn)用來(lái)展現(xiàn)數(shù)據(jù)深層次的意義。

可視化技術(shù)主要關(guān)注的是如何實(shí)現(xiàn)，而可視化表現(xiàn)則更多的關(guān)注以什么樣的形式表現(xiàn)，因此，可以說(shuō)可視化表現(xiàn)是可視化技術(shù)的指導(dǎo)思想和具體體現(xiàn)。

2數(shù)據(jù)可視化分類

可視化是一種技術(shù)統(tǒng)稱，分為很多種類?？梢暬皇且粋€(gè)新的學(xué)科，它一直存在，因此，研究數(shù)據(jù)可視化必須要理解各種可視化的類別和方法才能明白它的真正含義。

2.1科學(xué)可視化

是可視化領(lǐng)域最早的學(xué)科，主要是運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖像學(xué)和圖形學(xué)處理數(shù)據(jù)，創(chuàng)建視覺圖像。其處理對(duì)象一般是類似于勘測(cè)、測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行三維世界的可視化表達(dá)。所以科學(xué)可視化屬于數(shù)據(jù)可視化的一個(gè)子集。

科學(xué)可視化主要應(yīng)用領(lǐng)域是自然學(xué)，如：物理、化學(xué)、地理科學(xué)等，通過對(duì)科學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋、操作和處理來(lái)尋研究其中的特點(diǎn)。

2.2信息可視化

其歷史可追溯到20世紀(jì)90年代，那時(shí)由于圖形界面誕生，提供了人與信息交互的平臺(tái)，因此大量的科學(xué)家投入到信息可視化的研究中。

信息可視化與科學(xué)可視化相比，它主要研究對(duì)象是大規(guī)模的非數(shù)值型信息，即非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)集。信息可視化的產(chǎn)物要通過人的感官傳遞到大腦，然后使人理解信息，因此它對(duì)技術(shù)的要求更高。它主要涉及的是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以外的人機(jī)交互以及商業(yè)等領(lǐng)域。也是數(shù)據(jù)可視化的一個(gè)部分。

2.3知識(shí)可視化

從一般觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，知識(shí)和數(shù)據(jù)關(guān)系不大，但是，知識(shí)也是一種信息，存在于人腦，知識(shí)可視化被認(rèn)為是在信息可視化的基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái)的，它可以使用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)表達(dá)，同時(shí)也可以是其它的方式如草圖等，而且，它不僅傳達(dá)事實(shí)，同時(shí)幫助人們正確地重構(gòu)知識(shí)。

2.4思維可視化

思維可視化理論上來(lái)說(shuō)應(yīng)該是繼知識(shí)可視化后出現(xiàn)的，如現(xiàn)在常說(shuō)的思維導(dǎo)圖等，它主要是幫助人們用放射性的思考方式來(lái)解決問題，用視覺的方式來(lái)描述知識(shí)，推動(dòng)觀點(diǎn)的創(chuàng)新。

3數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用

研究數(shù)據(jù)可視化的最終目的是應(yīng)用，將可視化技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮最大的價(jià)值才是數(shù)據(jù)可視化研究的意義所在。

3.1生命科學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化

生命科學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用已經(jīng)比較成熟了，尤其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如三維圖像可視化，屬于生物醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)的一部分，用可視化手段將相關(guān)檢測(cè)進(jìn)行圖像融合，有利于幫助醫(yī)生準(zhǔn)確定位診斷。

3.2地理、氣象信息領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化

地理信息是地理學(xué)和地圖學(xué)的結(jié)合，描述的是自然和文化現(xiàn)象的分布和組合，地理信息可視化從維度上可分為二維、三維和多維動(dòng)態(tài)可視化等；從表達(dá)方式上可分為地圖（圖形）、多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)等。

可視化在氣象信息方面的運(yùn)用與地理信息類似，譬如虛擬地理信息系統(tǒng)也可用來(lái)模擬天氣過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)于天氣預(yù)報(bào)、氣象預(yù)測(cè)更有不可小覷的作用。

3.3工程和工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化

工業(yè)、工程方面的數(shù)據(jù)可視化是非常必要的，現(xiàn)如今，通過建模渲染等技術(shù)把抽象概念、符號(hào)、數(shù)據(jù)等用三維圖形呈現(xiàn)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)了“所見即所得”，使得設(shè)計(jì)師、工程師、制造商抑或是招標(biāo)商的效率都有了極大的提高。

3.4金融、商務(wù)和通信領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化

如我們所知，大數(shù)據(jù)時(shí)代產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)如若不能被人們合理運(yùn)用便是無(wú)用的，數(shù)據(jù)之間的關(guān)系、其中隱含的規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)等都是各行各業(yè)的專業(yè)人員在努力了解和探尋的，在金融、商務(wù)和通信行業(yè)尤是如此。

金融、商業(yè)領(lǐng)域，通過數(shù)據(jù)挖掘等一系列技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理和分析，達(dá)到解決問題的目的；在通信行業(yè)，各大運(yùn)營(yíng)商都構(gòu)建了大規(guī)模的業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)，整合資源，增加盈利。

數(shù)據(jù)可視化是一種手段，一種工具，它在每個(gè)領(lǐng)域都有自己的特點(diǎn)，同時(shí)也有一定的局限性，但只要運(yùn)用得當(dāng)，能夠幫助人們解決問題就是成功的數(shù)據(jù)可視化。

4結(jié)語(yǔ)

數(shù)據(jù)可視化是一種具有普適性和獨(dú)特性、以服務(wù)為導(dǎo)向的綜合性研究系統(tǒng)，目前的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)已為大多數(shù)用戶掌握，這使得數(shù)據(jù)可視化在各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮了重要作用。在未來(lái)，數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)將不再以“視覺”為主導(dǎo)，聽覺、嗅覺、觸覺等等將都會(huì)融入進(jìn)來(lái)，它將是一個(gè)提供真實(shí)感受的虛擬實(shí)驗(yàn)室。

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