數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在廣播電視監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

鄭鷺平

（作者單位：國(guó)家廣播電視總局五五三臺(tái)）

研究結(jié)果表明，人類通過肉眼識(shí)別圖像所獲取到的信息速度比通過閱讀文字獲取信息的速度要快很多。使用圖表結(jié)構(gòu)來體現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息，可以確保對(duì)關(guān)鍵信息的提取要比書面報(bào)告或電子表格更直觀。隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像技術(shù)的不斷發(fā)展，大量由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)可視化處理，使數(shù)據(jù)使用者能能夠更直觀地觀察到仿真和計(jì)算結(jié)果。近年來，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域有所應(yīng)用，如網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)領(lǐng)域、數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域、交通運(yùn)輸領(lǐng)域、氣象預(yù)報(bào)領(lǐng)域和地質(zhì)變化等領(lǐng)域。

目前，廣播電視播出形式呈現(xiàn)多元化，節(jié)目傳輸途徑多樣化，一些傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)難以跟上新時(shí)代的廣播電視監(jiān)測(cè)要求。在廣播電視監(jiān)測(cè)中，由于監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)與底層設(shè)備耦合度高，不僅需要對(duì)所傳輸?shù)男盘?hào)質(zhì)量、內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測(cè)，還需要監(jiān)測(cè)人員實(shí)時(shí)了解監(jiān)測(cè)設(shè)備在線的運(yùn)行狀況、網(wǎng)絡(luò)使用率等相關(guān)指標(biāo)。若大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以文字或報(bào)表的形式體現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)沒有有效利用，缺乏對(duì)數(shù)據(jù)的分析和監(jiān)測(cè)態(tài)勢(shì)感知。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可視化研究對(duì)廣播電視監(jiān)測(cè)來說是一個(gè)新的突破口，該技術(shù)的引入將大大提高監(jiān)測(cè)工作的效率。

1 數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

1.1 數(shù)據(jù)可視化概念

數(shù)據(jù)可視化被許多的學(xué)科認(rèn)為是視覺通信的現(xiàn)代等價(jià)物。它涉及創(chuàng)建和研究數(shù)據(jù)的視覺表現(xiàn)形式，該技術(shù)主要包括：數(shù)據(jù)開發(fā)、數(shù)據(jù)空間、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化。運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)及圖像處理技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)圖形或圖像來表示抽象數(shù)據(jù)，顯數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，有效地反映了數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)。為了清晰有效地傳達(dá)信息，數(shù)據(jù)可視化可以使用統(tǒng)計(jì)圖形、圖表或者其他工具以多維的形式來顯示，從而在視覺上傳達(dá)定量的信息。

1.2 數(shù)據(jù)可視化標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)信息的有效可視化可傳達(dá)，同時(shí)還應(yīng)兼顧美學(xué)和功能上的融合，直觀地展示出數(shù)據(jù)關(guān)鍵信息，便于使用者與數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，達(dá)到方便控制數(shù)據(jù)的目的。主要以下五個(gè)屬性為標(biāo)準(zhǔn)，直觀性是將數(shù)據(jù)以圖像化的形式直觀、形象地呈現(xiàn)；關(guān)聯(lián)性是通過數(shù)據(jù)間的對(duì)比，突出體現(xiàn)出數(shù)據(jù)之間相同性與差異性；實(shí)用性是提取主要數(shù)據(jù)信息，讓數(shù)據(jù)更加實(shí)用；藝術(shù)性是讓單純的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出更具藝術(shù)性的效果，豐富了數(shù)據(jù)的展現(xiàn)形式；交互性是讓使用者與數(shù)據(jù)交互更加方便，有利于使用者控制數(shù)據(jù)。

2 數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用要點(diǎn)

可視化有助于用戶分析和推理數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，有利于用戶了解日常業(yè)務(wù)的開展情況。為更好地展示數(shù)據(jù)的價(jià)值，讓使用者能輕松了解到數(shù)據(jù)的背景，得到其所需要的信息，數(shù)據(jù)可視化過程中應(yīng)遵循以下五個(gè)要點(diǎn)。

一是了解數(shù)據(jù)可視化目的。數(shù)據(jù)可視化首先要了解需要可視化的數(shù)據(jù)是什么，所獲取的數(shù)據(jù)來源和獲取數(shù)據(jù)的方法都有哪些，被收集的數(shù)據(jù)所要展示什么樣的價(jià)值，這些是進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的過程和數(shù)據(jù)可視化的出發(fā)點(diǎn)。二是注重?cái)?shù)據(jù)的比較。比較是一種相對(duì)的變化，只有在比較中才能看出數(shù)問題的存在。在可視化的界面中，圖形不應(yīng)該是一成不變的，它可以是動(dòng)態(tài)的存在，只有在比較的過程中才能知道數(shù)據(jù)的變化，最終讓變化的數(shù)據(jù)體現(xiàn)在可視化的圖形或界面上，同時(shí)比較應(yīng)該是多維度的，在進(jìn)行同比的同時(shí)也要進(jìn)行環(huán)比。三是建立數(shù)據(jù)指標(biāo)。在數(shù)據(jù)可視化的過程中，建立正確的數(shù)據(jù)指標(biāo)，才知道標(biāo)準(zhǔn)的位置在哪里，從而體現(xiàn)出問題所在。數(shù)據(jù)指標(biāo)的設(shè)置要結(jié)合自身的業(yè)務(wù)背景進(jìn)行科學(xué)設(shè)置。如在廣播電視監(jiān)測(cè)中，不僅對(duì)所監(jiān)測(cè)的廣播電視信號(hào)設(shè)置正確的數(shù)據(jù)指標(biāo)，對(duì)監(jiān)測(cè)中所用到的監(jiān)測(cè)設(shè)備也應(yīng)設(shè)置正確的數(shù)據(jù)指標(biāo)，這對(duì)可視化系統(tǒng)中實(shí)時(shí)體現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)是極其重要的。四是展示的形式應(yīng)從總體到局部。數(shù)據(jù)可視化的制作過程要有一個(gè)清晰邏輯的思路，其所展示的界面應(yīng)直觀易懂，界面的布局應(yīng)科學(xué)合理，先從總體看變化，再?gòu)木植靠醋兓艜?huì)有針對(duì)性的解決辦法。五是注重用戶體驗(yàn)。在可視化過程中應(yīng)將復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單化、將零散的信息進(jìn)行整合，從而提供更加人性化的信息數(shù)據(jù)?？稍谙到y(tǒng)中加入更多的人機(jī)交互操作，實(shí)現(xiàn)用戶能與數(shù)據(jù)間對(duì)話。

3 數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在廣播電視監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

3.1 監(jiān)測(cè)信號(hào)的可視化

在監(jiān)測(cè)過程中及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)信號(hào)的異?，F(xiàn)象是保障廣播電視安全播出的核心工作。在廣播電視監(jiān)測(cè)中，不僅僅需要對(duì)音視頻質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)還需要對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行不同層面的指標(biāo)分析，例如頻譜監(jiān)測(cè)、信道監(jiān)測(cè)、碼流監(jiān)測(cè)等。這些指標(biāo)在信號(hào)中以數(shù)值的形式存在，同時(shí)由于受到外界環(huán)境和接收設(shè)備內(nèi)部噪聲的影響，這些數(shù)值會(huì)不斷變化，從如此龐大的數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的數(shù)據(jù)對(duì)于廣播電視監(jiān)測(cè)者來說是極其困難的，而把監(jiān)測(cè)信號(hào)中的相關(guān)指標(biāo)可視化成相對(duì)應(yīng)的圖形，就有利于監(jiān)測(cè)者直觀明了地觀察信號(hào)的變化情況。

3.2 監(jiān)測(cè)設(shè)備資產(chǎn)可視化

隨著廣播電視監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)的不斷拓展和監(jiān)測(cè)手段的日益豐富，在日常的監(jiān)測(cè)工作中所需要的監(jiān)測(cè)設(shè)備也在不斷更新和增多，設(shè)備的資產(chǎn)數(shù)量龐大，種類眾多，傳統(tǒng)的表格形式管理模式效率低，實(shí)際操作性差。在資產(chǎn)可視化過程中可采用3D互動(dòng)的技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)臺(tái)站的設(shè)備信息的可視化管理，可以將設(shè)備檔案信息導(dǎo)入到可視化系統(tǒng)中，提供可視化的管理方式，進(jìn)行分級(jí)信息的瀏覽和高級(jí)信息搜索，運(yùn)用可視化技術(shù)可大大提升資產(chǎn)數(shù)據(jù)可用性、實(shí)用性和使用效率。

建議應(yīng)具備如下功能。（1）信息分級(jí)展示。利用3D場(chǎng)景技術(shù)，按照監(jiān)測(cè)臺(tái)區(qū)級(jí)、機(jī)房級(jí)、機(jī)柜級(jí)、設(shè)備及和端口級(jí)分層次進(jìn)行展示，查詢?cè)O(shè)備的相關(guān)信息。（2）監(jiān)測(cè)設(shè)備的虛擬化仿真。包括監(jiān)測(cè)所需的各類天線、發(fā)電機(jī)、配電柜、UPS、精密空調(diào)等獨(dú)立設(shè)備，以及監(jiān)測(cè)服務(wù)器和各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。（3）設(shè)備信息在線查看?？稍诳梢暬缑嬷悬c(diǎn)擊查看設(shè)備的資產(chǎn)配置信息，設(shè)備的在線情況，調(diào)取設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)接，實(shí)現(xiàn)與設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)的自動(dòng)同步。（4）快速模糊查詢。具備設(shè)備的快速模糊查找的能力，能將設(shè)備的位置和數(shù)量等搜索結(jié)果在可視化界面中展示出來。

3.3 工作環(huán)境可視化管理

傳統(tǒng)環(huán)境巡檢模式主要是以人力為基礎(chǔ)，依靠人工輪流值班巡視不僅效率低下，還不利于人才資源的充分利用。在實(shí)現(xiàn)工作環(huán)境可視化時(shí)，可與底層的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和安防監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行集成，在可視化界面展示環(huán)境的溫濕度數(shù)據(jù)，能實(shí)時(shí)查看空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行情況，在環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)生明顯變化并超出警戒值時(shí)，可在可視化界面上進(jìn)行告警提示，當(dāng)關(guān)鍵位置發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)調(diào)用故障點(diǎn)附件的攝像頭進(jìn)行查看。

4 結(jié)語

隨著廣播電視業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，新興媒體與傳統(tǒng)媒體間相互融合，新時(shí)代背景下的廣播電視監(jiān)測(cè)任務(wù)面臨著更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)，依靠傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法和機(jī)制已不符合當(dāng)前工作的需要，應(yīng)充分利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，不單是可視化技術(shù)，如大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)都可運(yùn)用到廣播電視監(jiān)測(cè)中，積極探索自動(dòng)化、智能化和高效率的廣播電視監(jiān)測(cè)平臺(tái)，對(duì)加強(qiáng)廣播電視監(jiān)測(cè)工作和確保安全播出、提高服務(wù)質(zhì)量、促進(jìn)廣電事業(yè)的發(fā)展有著重要的作用。