大數(shù)據(jù)時代下的數(shù)據(jù)可視化方法

暢玉潔

大數(shù)據(jù)時代下，各種數(shù)據(jù)信息充斥著人們的眼球，如何能在這些紛繁復雜的數(shù)據(jù)信息中高效地提取相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)已經(jīng)成為重中之重。數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的出現(xiàn)實現(xiàn)了用戶與數(shù)據(jù)之間的交互，并讓用戶能夠清晰明了的觀察和分析數(shù)據(jù)信息，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的關(guān)聯(lián)性。如今，各種新型的可視化技術(shù)的研究越來越普遍，目前主要的研究熱點是多維數(shù)據(jù)、時態(tài)數(shù)據(jù)、層次數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可視化。

【關(guān)鍵詞】多維數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)可視化 大數(shù)據(jù)

隨著計算機技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及現(xiàn)代各種智能終端技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來。大到企業(yè)、政府、媒體部門，小到個人每天都在進行著“讀數(shù)”。各種紛繁復雜的數(shù)據(jù)信息充斥著人們的眼球。這就要求需要一種有效的方法將有用的信息從海量信息中提取出來，并能即時生成某種關(guān)聯(lián)結(jié)果，以供決策者作出正確的決策。數(shù)據(jù)可視化技術(shù)是指可視化技術(shù)在大數(shù)據(jù)方面的應(yīng)用，將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為視覺形式的過程，以此增強數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的效果。用戶可以以更加直觀的交互方式進行數(shù)據(jù)觀察和分析，從而發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性。

1 數(shù)據(jù)可視化過程

1.1 數(shù)據(jù)可視化模型

在數(shù)據(jù)信息的可視化模型中，一般把信息可視化分成3個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的過程，即：由最初的原始數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)表→可視化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)→數(shù)據(jù)視圖。如圖1所示。

1.2 數(shù)據(jù)可視化過程

數(shù)據(jù)可視化模型可以將數(shù)據(jù)信息的可視化過程分為3個基本階段。

1.2.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理階段

這是數(shù)據(jù)可視化過程的一個基本階段，數(shù)據(jù)預(yù)處理是指將收集到的數(shù)據(jù)進行一些簡單的預(yù)處理加工，把相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)整合，并進行模塊化處理。具體來說，數(shù)據(jù)預(yù)處理包括對數(shù)據(jù)進行基本的格式化和標準化、進行數(shù)據(jù)相關(guān)變換、將數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮等。對于不同領(lǐng)域，有些數(shù)據(jù)還要進行異常值檢查、聚類等處理。

1.2.2 繪測階段

繪測指的是將信息從數(shù)據(jù)到幾何圖象的轉(zhuǎn)換，此階段需要考慮不同用戶群的需求。

1.2.3 顯示和交互

顯示功能指的是將繪測階段生成的數(shù)據(jù)圖形和圖像按照用戶的要求輸出結(jié)果。這一階段除了單純的顯示數(shù)據(jù)圖象信息，還要傳遞數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性以及數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢，并把用戶的反饋信息傳遞到軟件層，以實現(xiàn)人機交互。

2 數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的出現(xiàn)是在1950年左右計算機圖形學發(fā)展后出現(xiàn)的，最基本的條件就是通過計算機圖形學創(chuàng)造出了直觀的數(shù)據(jù)圖形圖表。如今，我們所研究的大數(shù)據(jù)可視化主要包括數(shù)據(jù)可視化、科學可視化和信息可視化。

2.1 數(shù)據(jù)可視化

數(shù)據(jù)可視化是指大型數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，通過計算機技術(shù)能夠把這些紛繁復雜的數(shù)據(jù)經(jīng)過一系列快速的處理并找出其關(guān)聯(lián)性，預(yù)測數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢，并最終呈現(xiàn)在用戶面前的過程。通過直觀圖形的展示讓用戶更直接地觀察和分析數(shù)據(jù)，實現(xiàn)人機交互。數(shù)據(jù)可視化過程需要涉及的技術(shù)主要有幾何技術(shù)、面向像素技術(shù)、分布式技術(shù)、圖表技術(shù)等。

2.2 科學可視化

科學可視化是指利用計算機圖形學以及圖象處理技術(shù)等來展示數(shù)據(jù)信息的可視化方法。一般的可視化包括利用色彩差異、網(wǎng)格序列、網(wǎng)格無序、地理位置、尺寸大小等。但是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)不能直接應(yīng)用于大數(shù)據(jù)中，需要借助計算機軟件技術(shù)提供相應(yīng)的算法對可視化進行改進。目前比較常見的可視化算法有分布式繪制和基于CPU的快速繪制算法。

2.3 信息可視化

信息可視化是指通過用戶的視覺感知理解抽象的數(shù)據(jù)信息，加強人類對信息的理解。信息可視化處理的數(shù)據(jù)需要具有一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且是一些抽象數(shù)據(jù)。如視頻信息、文字信息等。對于這類抽象信息的處理，首先需要先進性數(shù)據(jù)描述，再對其進行可視化呈現(xiàn)。

3 大數(shù)據(jù)時代下的數(shù)據(jù)可視化發(fā)展

面對海量的紛繁復雜的數(shù)據(jù)，研究人員需要從中找出某領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)有價值的數(shù)據(jù)并進行處理，這項工作無疑是枯燥并且艱難的。因為大數(shù)據(jù)時代下的數(shù)據(jù)具有規(guī)模龐大且結(jié)構(gòu)復雜的特點。對于用戶而言他們需要在最短的時間內(nèi)得到對于這些數(shù)據(jù)最客觀和全面的分析結(jié)果。數(shù)據(jù)可視化技術(shù)可以快速有效地提取數(shù)據(jù)信息并進行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性處理，生成數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，并呈現(xiàn)在用戶面前，幫助用戶觀察與分析數(shù)據(jù)。因此，在大數(shù)據(jù)時代下數(shù)據(jù)可視化技術(shù)是一門十分有效的數(shù)據(jù)綜合處理技術(shù)。

大數(shù)據(jù)可視化分析方法包括數(shù)據(jù)收集關(guān)聯(lián)技術(shù)、原位交互分析技術(shù)、可視化分析技術(shù)、數(shù)據(jù)計算量化技術(shù)、面向工具和用戶界面的交互技術(shù)以及數(shù)據(jù)存儲技術(shù)等。目前，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)已經(jīng)用于人們生活的方方面面。從人們的生活社交，如一些交友軟件，可以根據(jù)用戶喜好和用戶數(shù)據(jù)向用戶推薦好友等，到人們的教育發(fā)展，如一些學習網(wǎng)站和學習移動終端的產(chǎn)生，通過數(shù)據(jù)可視化技術(shù)產(chǎn)生人機交互，為教育提供多種格式。再到天氣、建筑、航天、金融等各行各業(yè)都需要可視化技術(shù)。

但是，大數(shù)據(jù)時代背景下也對可視化技術(shù)提出了更高的要求。數(shù)據(jù)信息的更新?lián)Q代，發(fā)展速度之快要求可視化技術(shù)能夠即時生成數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性。傳統(tǒng)的可視化方法面對日益紛繁復雜的數(shù)據(jù)已經(jīng)顯得捉襟見肘，甚至已經(jīng)無法及時高效地處理數(shù)據(jù)。所以大數(shù)據(jù)時代的到來對于數(shù)據(jù)可視化的發(fā)展既是機遇又帶來挑戰(zhàn)，研究者們需要不斷創(chuàng)新新技術(shù)以滿足日益擴大的需求。

4 總結(jié)

大數(shù)據(jù)時代背景下，為了讓大眾能夠更加方便地享受數(shù)據(jù)成果，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)應(yīng)運而生。傳統(tǒng)的可視化技術(shù)基于計算機圖形的繪制，在傳統(tǒng)的可視化技術(shù)的基礎(chǔ)上，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展以及數(shù)據(jù)圖象處理技術(shù)和其他主流智能技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代可視化技術(shù)取得了一定的發(fā)展成果。但是隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的不斷擴大，數(shù)據(jù)種類的不斷增多，以及數(shù)據(jù)讀取用戶需求的不斷增多，現(xiàn)有的可視化技術(shù)已經(jīng)顯得捉襟見肘，我們需要繼續(xù)研究新型的數(shù)據(jù)可視化方法以適應(yīng)社會發(fā)展的速度。

參考文獻

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作者單位

晉中職業(yè)技術(shù)學院 山西省晉中市 030600